Qu'est-ce qu'un diagramme entité-relation ?

Les analystes métier et les ingénieurs de bases de données utilisent des diagrammes ER comme outils de modélisation de données pour évaluer l’étendue des bases de données dont leur entreprise a besoin, puis planifier comment les données seront stockées. 

Les ERD renseignent la partie ingénierie logicielle d'un projet de base de données en définissant les exigences relatives à l'architecture des systèmes d'information et à la structure de la base de données. Dans l’approche à trois schémas de l’ingénierie logicielle pour les systèmes de gestion de bases de données (SGBD), l’ERD est le niveau conceptuel. 

L’intégration des données est un processus complexe d’ingénierie des données composé de nombreuses pièces mobiles. Un ERD peut aider les ingénieurs de données à conceptualiser l’ensemble du système et à réduire le risque d’erreurs. 

En comparant les bases de données existantes à un ERD, il est possible d'identifier les erreurs de conception des bases de données qui pourraient poser problème. Les bases de données complexes comportant de nombreux tableaux nécessitent des connaissances approfondies de SQL pour le processus de débogage. Un ERD résume la base de données afin que les ingénieurs puissent rapidement identifier les erreurs potentielles. 

Lors des projets de réingénierie des processus métier, il peut s’avérer utile d’obtenir une vue d’ensemble de toutes les données au sein des systèmes d’information. Les ERD permettent de rédiger des solutions d’architecture de données plus récentes et plus efficaces qui facilitent les autres étapes du processus BPR.

Les types d’entités sont une categories d’entités. Si les entités sont similaires aux noms, les types d’entités sont des categories de noms : aliments, sports et pays. Les entités individuelles d’un type d’entité sont appelées instances. Dans le type d'entité, les légumes peuvent être le brocoli, la carotte et l'asperge.

Les entités sont classées comme fortes ou faibles. Les entités fortes contiennent suffisamment d'informations d'identification dans leurs attributs pour ne pas nécessiter de clarification supplémentaire. Quant aux entités faibles, elles n'existent qu'en tant que résultat ou conséquence d'une autre entité. L'entité forte associée à une entité faible donnée est appelée entité mère ou propriétaire.

Prenons l’exemple d’une base de données modélisant une commande client dans une entreprise d'e-commerce. Chaque commande est une entité forte, car elle peut être définie comme une instance unique en fonction de l’acheteur, de l’heure et de la date. Cependant, les postes au sein de chaque commande sont des entités faibles. Ils n’ont de signification que dans le contexte de leurs commandes respectives. Cette dépendance est connue sous le nom de dépendance d’existence ou de contrainte de participation.

Les entités fortes sont représentées sous la forme de rectangles solides, tandis que les ERD représentent les entités faibles sous la forme d’un double rectangle.

Une entité associative relie les instances entre deux ensembles d’entités et possède ses propres attributs, qui fournissent plus d’informations sur cette relation. Dans un ERD utilisé par une université, l'entité définit les étudiants et les professeurs comme ayant de nombreuses connexions entre eux. L’entité associative qui relie les deux montrerait quels étudiants suivent des cours enseignés par quels professeurs.

Les bases de données relationnelles utilisent des entités associatives pour informer les tableaux de jonction, qui combinent des champs provenant de plusieurs autres tableaux de la base de données. Dans les diagrammes ER, les entités associatives sont représentées par un losange dans un rectangle.

• Les attributs simples ne peuvent pas être simplifiés ni divisés en attributs supplémentaires. Un code postal est un exemple d’attribut simple.

• Les attributs composites sont compilés à partir d’autres attributs, qui peuvent ou non être simples. Une adresse est un attribut composite contenant un numéro de rue, un nom de rue, un code postal, une ville et d’autres informations d’identification.

• Les attributs dérivés sont calculés à partir d’autres attributs. La valeur du salaire d'un employé est dérivée de son nombre d'heures travaillées, de la période de paie et de son salaire. Les ERD représentent les attributs dérivés sous forme d’ovales en pointillés.

• Les attributs à valeurs multiples peuvent avoir plus d'une valeur par enregistrement, ce qui n'est pas le cas des attributs à valeur unique.

Les clés d’entité sont les attributs qui définissent de manière unique chaque entité dans un ensemble de données. Tout attribut peut être désigné comme clé, à condition qu’il remplisse ce rôle. Par exemple, dans un ensemble d’entités de personnes, un attribut clé approprié peut être un numéro d’identification national. À l’inverse, les noms de famille ne fonctionneraient pas comme attribut clé dans ce contexte, car plusieurs personnes peuvent partager le même nom de famille. 

• Super clé : un ou plusieurs attributs permettant de définir une entité de manière unique au sein d’un ensemble d’entités.

• Clé candidate : la super clé la plus simple possible, aucun attribut d'une clé candidate ne peut être une super clé en soi. Les clés candidates peuvent être composées d'un ou de plusieurs attributs si chaque attribut n'est pas une super clé. 

• Clé primaire : la clé candidat est choisie pour définir de manière unique un ensemble d’entités. Étant donné que la clé primaire est ce qui distingue chaque entité, deux entrées dans une base de données ne peuvent pas partager la même valeur de clé primaire. Dans un diagramme ER, la clé primaire de chaque entité sera soulignée. Toute entité contenant une clé primaire est considérée comme une entité forte. 

• Clé étrangère : un attribut qui identifie la relation entre une entité et une autre. Les entités faibles se basent sur des clés étrangères pour les définir comme des entités fortes. Par exemple, le compte bancaire de l’entité faible aurait besoin d’une clé étrangère le reliant à la banque concernée. 

La cardinalité est la qualité d’une relation qui définit le nombre d’instances d’une entité qui se rapportent aux instances d’une autre.

• Les relations biunivoque (1:1) indiquent qu'un enregistrement d'une entité ne peut être référencé que par un seul enregistrement de l'autre entité. La relation entre les universités et les présidents des entités est une relation univoque car chaque université n'a qu'un seul président. Inversement, chaque président est responsable d'une seule université.

• Les relations un-à-plusieurs (1:M) décrivent des situations dans lesquelles chaque enregistrement au sein d’une entité est lié à plusieurs enregistrements dans une autre entité. Il existe une relation un-à-plusieurs entre les entités universités et départements. Une université peut avoir plusieurs départements, mais chaque département fait partie d’une seule université.

• Les relations plusieurs-à-plusieurs (M:M) démontrent qu’un ou plusieurs enregistrements au sein des deux entités peuvent être connectés. Les entités étudiantes et professeures ont une relation plusieurs-à-plusieurs car, tout comme un professeur enseigne un cours à de nombreux étudiants, chaque étudiant peut également s’inscrire à des cours avec d’autres professeurs.

Les ERD représentent la cardinalité par des variations dans les lignes de connexion entre les entités. La façon dont la cardinalité est représentée dépend du style d'ERD utilisé.