Conception et implémentation d'une base de données pour la gestion d'un laboratoire chimique

Conception et implémentation d’une base de données
              pour la gestion d’un laboratoire chimique

Objectifs généraux
L'objectif principal de ce premier laboratoire d'une durée de 5 semaines est la création des
modèles conceptuel, logique et physique d'une base de données en fonction d'un problème
connu, soit celui de « La gestion des molécules ».

Ce laboratoire est à réaliser en équipe. Le nombre d’étudiant par équipe est à la discrétion de
votre enseignant. En cas de nombre impair, une équipe de taille supérieure sera constituée par
les chargés de laboratoires. Vous pouvez choisir vos équipiez comme bon vous semble en
suivant la procédure donnée par votre enseignant :

       Groupes 1 & 2 : Choix des équipes sur Moodle
       Groupe 3 : Choix des équipes sur Moodle

Dans les sections suivantes, vous trouverez l'énoncé du problème ainsi que les règles d'affaires
que vos différents modèles doivent être capables de supporter. Ce premier laboratoire est
organisé en trois parties. La première partie consiste en la compréhension du problème et des
règles d'affaires liées puis en l'élaboration du modèle conceptuel de données correspondant.
Durant la seconde partie, vous devez créer le modèle logique de données lié au modèle
conceptuel de données. La troisième partie est dédiée à la création du modèle physique de
données. De plus, la troisième partie vous permettra de mettre à l'épreuve vos différentes
conceptions via l'insertion de données dans la base de données. Ces insertions permettront de
valider que votre conception respecte les différentes règles d'affaires et contraintes.

Les deux premières parties doivent être évaluées par les chargés de laboratoires. Ils
présenteront une correction succincte en début de séance afin d’entamer la partie suivante sur
de bonnes bases.

Énoncé du problème
Contexte
Vous êtes en charge de créer une base de données qui répond aux besoins d’un laboratoire
chimique. Une des activités principales de ce laboratoire est d’acheter des éléments à des
fournisseurs pour créer et vendre des molécules.

Les molécules sont composées d’éléments du tableau périodique des éléments. Par exemple,
sur la figure 1 ci-dessous, nous avons 2 atomes de carbone (C), 4 atomes d’hydrogène (H) et 2
atomes d’oxygène (O) dont la formule chimique est C2H4O2 qui forme une molécule d’acide
acétique.

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

FIGURE 1 – MOLÉCULE D’ACIDE ACÉTIQUE

Les caractéristiques des différents éléments peuvent être trouvées dans le tableau périodique
des éléments (Tableau 1).

                           TABLEAU 1 – TABLEAU PÉRIODIQUE DES ÉLÉMENTS

Un élément est identifié de manière unique grâce à son symbole chimique. De plus, chaque
élément possède un numéro atomique, un nom, une masse atomique et une famille. Par
exemple, le symbole chimique de l’hydrogène est H, son numéro atomique est 1, sa masse
atomique est de 1,007975 et il appartient à la famille des non-métaux.

Les molécules sont uniquement identifiées par un identifiant artificiel généré automatiquement.
De plus, les molécules possèdent un nom, leur composition (i.e., les éléments et leurs liens), la
date à laquelle elle a été découverte, leurs inventeurs et son prix de vente. Par exemple, la
molécule d’acide acétique est identifiée par le numéro 1, elle est composée de 2 atomes de
carbone, de 4 atomes d’hydrogènes et de 2 atomes d’oxygène (C2H4O2). Elle a été découverte
le 24 février 1855 par Louis Pasteur et son prix de vente est de $5.25.

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

La liste des molécules communes est accessible à l’adresse suivante :
http://www.reciprocalnet.org/edumodules/commonmolecules/list.html.

L’inventeur d’une molécule est la personne (ou l’équipe de personnes) qui a découvert la
molécule. Chaque personne est identifiée de façon unique par son numéro d’inventeur (ex. AA-
02-LP). On retrouve aussi dans la base de données son nom (ex. Louis Pasteur), ses diplômes (ex.
baccalauréat en lettres, baccalauréat en sciences mathématiques et doctorat en sciences) et les
organisations auxquelles elle appartient (ex. Faculté des sciences de Lille et École normale
supérieure).

Dans le cadre de notre laboratoire chimique, nous avons un inventaire d’éléments que nous
pouvons utiliser pour créer des molécules. Notre inventaire contient simplement le nombre
d’éléments que nous possédons. De plus, nos éléments sont fournis par des fournisseurs. Les
fournisseurs sont identifiés par un numéro d’identification unique (ex. F1), un nom (ex.
MicroChim Inc.) et une adresse (ex. 5, rue De La Rue, Brossard, Québec, Canada, J3Y 0C4).
Chaque élément peut être fourni par un ou plusieurs fournisseurs à des prix différents.

Règles d’affaire
Votre modélisation de la base de données doit être capable de supporter les règles d'affaires
suivantes :

       RA-1 : Taux d’invention d’une organisation. Pour chaque organisation, nous devons être
        capables de déterminer le pourcentage de molécules découvertes par les employés de
        l’organisation.
       RA-2 : Découverte hebdomadaire par organisation. Pour chaque organisation, nous
        devons être capables de déterminer le nombre de découverte hebdomadaire pour
        chaque année.
       RA-3 : Élément participant à moins de 5 molécules. Nous devons être capables de lister
        les éléments qui participent à moins de 5 molécules.
       RA-4 : Nouvelle molécule. En considérant notre inventaire, nous devons être capables
        de déterminer quelles molécules nous somme capable de créer.
       RA-5 : Pourcentage par élément. Pour chaque élément, nous devons être capables de
        calculer le pourcentage des molécules auquel il participe.
     RA-6 : Molécule la plus bénéfique. En prenant en compte le prix des éléments vendu par
        nos fournisseurs, les éléments requis pour faire des molécules et le prix de vente des
        molécules nous devons être capable de déterminer quelle molécule nous devrions
        fabriquer.
     RA-7 : Liaison covalente. Nous devons être capables de lister les molécules qui
        possèdent au moins une liaison covalente.

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

Partie I – Modèle conceptuel de données
La réalisation du modèle conceptuel de données est la première partie de ce laboratoire. Il est
impératif que le contexte du problème ainsi que les différentes règles d'affaires soient
pleinement compris par l'étudiant avant de se lancer dans la conception. Une conception basée
sur une compréhension partielle du problème sera forcément incomplète (au mieux) ou
incorrect (au pire). Vous pouvez demander des précisions sur le contexte ou sur les règles
d'affaires à vos chargés de laboratoires.

Objectifs
       Réalisation du modèle conceptuel de données permettant de répondre aux règles
        d'affaires énoncées dans la partie précédente.
       Cette partie doit être réalisée en deux semaines.

Tâches à réaliser
       Étude et compréhension du problème.
       Étude et compréhension des règles d'affaires.
       Réalisation du modèle conceptuel de données en utilisant le formalisme entités-
        associations.

Livrable
Il y a un livrable à remettre pour cette partie. Vous devez envoyer votre modèle conceptuel de
données pour notation à vos chargés de laboratoires. Ils valideront votre conception avant de
passer à la partie suivante.

Procédure de remise
Date de remise
       29 janvier 2018 avant 23h59

Comment
       Groupes 1 & 2 : Via Moodle
       Groupe 3 : Via Moodle

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

Partie II – Modèle logique de données (schéma relationnel)
La seconde partie de ce laboratoire est dédiée à l'élaboration du modèle logique de données lié
à votre modèle conceptuel de données de la première partie.

Objectifs
       Réalisation du modèle logique de données.
       Cette partie doit être réalisée en une semaine.

Tâches à réaliser
       Correction du modèle conceptuel de données de la partie I.
       Réalisation du modèle logique de données basé sur le modèle conceptuel de données
        corrigé.

Livrable
Comme pour la première partie, il y a un livrable à remettre. Vous devez envoyer votre modèle
logique de données (schéma relationnel) pour notation à vos chargés de laboratoires. Ils
valideront votre schéma avant de passer à la partie suivante.

Procédure de remise
Date de remise
       5 février 2018 avant 23h59

Comment
       Groupes 1 & 2 : Via Moodle
       Groupe 3 : Via Moodle

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

Partie III – Modèle physique de données
La troisième partie est dédiée à l’implémentation du modèle physique de données sur la base de
votre modèle logique corrigé.

Objectifs
       Implémentation du modèle physique de données (code SQL).
       Cette partie doit être réalisée en deux semaines.

Tâches à réaliser
       Correction du modèle logique de données de la partie II.
       Création d’un script SQL (dialecte Oracle) en utilisant le langage de définition de
        données (LDD SQL) pour l’implémentation du modèle physique de données basé sur le
        modèle logique de données corrigé. Votre script doit inclure les DROP TABLE de toutes
        vos tables avant le début de la création de vos tables.
       Création d’un script SQL (dialecte Oracle) en utilisant le langage de manipulation de
        données (LMD SQL) pour l’insertion de donnée afin de valider que votre modèle
        physique est capable de gérer l’ensemble des règles d'affaires et contraintes (environ 2
        à 3 lignes par table).

Correction interactive
Durant la période de laboratoire suivant la remise (donc la première période du laboratoire #2),
il y aura une correction interactive OBLIGATOIRE pour tous. Elle consistera à exécuter les scripts
SQL sur le serveur Oracle permettant aux chargés de laboratoires d’évaluer le bon
fonctionnement du script de création des tables ainsi que celui de l’insertion des données.

Livrables
       Le code source (les deux scripts SQL) au format SQL (35%)
       Le rapport au format PDF (65%) qui contient :
            o Introduction (3%)
                     Pourquoi une base de données est-elle requise pour ce problème ?
                     Pourquoi trois modèles différents (conceptuel, logique, physique) ?
            o Analyse (10%)
                     Compréhension des règles d’affaires
                     Choix des entités/attributs et justification
                     Choix des types de données et justification
            o Identification des contraintes et conception du modèle conceptuel (25%)
                     Joignez le modèle qui a fait l’objet de votre premier livrable (Partie I)
            o Conception du modèle relationnel (15%)
                     Joignez le schéma qui a fait l’objet de votre deuxième livrable (Partie II)
            o Discussion (10%)
                     Problèmes rencontrées et solutions si applicables
                     Qui a fait quoi ?
            o Conclusion (2%)
                     Qu’est-ce qui manque ?
                     Qu’est-ce que vous auriez pu faire de plus ?

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault

 Qui a accès aux données ?
       Des points peuvent être retirés pour le français et la présentation :
            o Français (-5%)
            o Qualité/propreté du code (-10%)
            o Rapport paginé (-1%)
            o Rapport de 15 pages maximum (-1%)
            o Sujet du courriel (-1%)
            o Nom significatif du fichier SQL (-2%)
            o Plagiat partiel ou total (-100%)
       Retard : (-5% par heure)

Procédure de remise
Date de remise
       19 février 2018 avant 23h59

Comment
       Groupes 1 & 2 : Via Moodle
       Groupe 3 : Via Moodle

Révision : 2018-01-12 (Hiver 2018)
Auteurs : Mathieu Nayrolles, Lévis Thériault