Cours les bases de données SGBD

1 - Définitions

Une  base  de  données contient  l’ensemble  des données informatisées d’un  système d’information.  

Cette  base  est  implantée  physiquement  sur le  disque  d’un ordinateur sous la forme d’un ou plusieurs fichiers. Le logiciel spécialisé dans la gestion d’une base de données s’appelle un SGBDR (système de gestion de base de données relationnelles).



Un  SGBD  représente  donc  l'ensemble  des  programmes  assurant  structuration, stockage,  maintenance,  mise  à  jour  et  recherche  des  données  d’une  base  +  interfaces nécessaires aux différentes formes d’utilisation de la base.

2 -  Historique

2.1     L'organisation en fichier 

Jusqu’aux années 60 : Les données étaient organisées en fichiers.
 

Les points particuliers de cette organisation étaient : 
  

• Particularisation  de  la saisie  en  fonction  des fichiers (un  programme  de  mise  à  jour pour chaque fichier)
• Contrôle  en  différé  des  données  => traitement  à  posteriori  des  erreurs,  d'où augmentation des délais et du risque d'erreur
• Particularisation des fichiers en fonction des traitements
• Grande redondance des données
• Peu de standardisation dans les traitements
• Utilisation de nombreux supports intermédiaires

  
2.2     L'apparition des SGBD 

A la fin des années 60 sont apparus les premiers SGBD qui organisaient la séparation de  la  description  des  données  de  leur manipulation  par les  programmes  d’application  :

SOCRATE, TOTAL, IDM S, IDS2, IM S2.
 

 
Les points particuliers de cette nouvelle organisation étaient :
  

• Uniformisation de la saisie
• Contrôle immédiat de la validité des données saisies
• Partage d'une même structure de données entre plusieurs traitements
• Limitation de la redondance des données
• Standardisation des traitements généraux (consultation, restitution sous forme de listes ou tableaux)
• Gestion rationnelle des supports

   
2.3     Les SGBD relationnels 

partir de  1970  apparaît  la  deuxième  génération  de  SGBD  à  partir du  modèle relationnel.  Les principales évolutions sont  l'enrichissement  et  la simplification  des SGBD afin de faciliter l’accès aux données pour les utilisateurs. 

Commercialisation depuis 1982  :  ORACLE,  INGRES,  SYBASE,  INFORM IX,  DB2, RDB.


2.4     Les bases de données objet

Il  s'agit  de  la troisième  génération de  SGBD  née  dans les années 80 et  basée  sur le  modèle objet: ONTOS, ObjectStore, VERSANT, ORION, O2.


2.5     Les SGBR actuels 

2.5.1 Les SGBD commerciaux :
  

• Oracle  (Unix, Linux, W indows)
• M icrosoft : SQL serveur et Access
• IBM  : DB2, Informix
• Sybase : Sql Anywhere (W indows, Unix, Linux …)
• Interbase (W indows)
• …

  
2.5.2 Les SGBDR libres 
   

• M y-SQL
• Postgre Sql (Linux)
• Firebird (Linux, W indows)
• Adabas, SAP-DB, M ax DB (Linux, W indows)
• …

      
2.5.3 Le poids des acteurs du marché 
 

   
3 -  Les objectifs d'un SGBDR 

·     Indépendance physique
Un remaniement de l'organisation physique des données n'entraîne pas de modification dans les programmes d'application.

·      Indépendance logique
Un remaniement  de  l'organisation logique  des données (ajout  d'une  nouvelle  rubrique,  ajout d'une  nouvelle  liaison…) n'entraîne  pas de  modifications dans les programmes d'application dont la 'vision' logique n'a pas évolué.

·     Manipulation des données par des langages non procéduraux Des utilisateurs non informaticiens doivent pouvoir manipuler simplement les données, c’est-à-dire les interroger et les mettre à jour sans préciser d’algorithme d’accès.

·      Administration facilitée des données
Un  SGBD  doit  fournir  des  outils  pour décrire  les  données,  permettre  leur suivi  de  ces structures  et  autoriser  leur  évolution.  C’est  la  tâche  des  administrateurs  de  données  :
conception, création, maintenance, « arbitrage ».

·     Efficacité des accès aux données
Nécessité de garantir un bon débit (nombre de transactions exécutées par seconde) et un bon temps  de  réponse  (temps d’attente  moyen  pour une  requête).  Partage  des ressources (CPU, disques…) entre les utilisateurs en optimisant l’utilisation globale afin d’éviter, par exemple, qu’une  requête  courte  d’un  utilisateur  attende  la  fin  d’une  requête  longue  d’un  autre utilisateur.

·     Redondance contrôlée des données
Si  redondance,  volume  de  stockage  plus  important,  opérations  de  mise  à  jour multiples, incohérences momentanées ou permanentes.

·     Cohérence des données
Ex.  L’âge  d’une  personne  doi  être  un  entier positif.  Un  SGBD  doit  veiller à  ce  que  les applications  respectent  cette  règle  lors  des  modifications  de  données.  Une  telle  règle  est appelée contrainte d’intégrité.

·     Partage des données
Diverses  applications  doivent  pouvoir partager les  données  de  la  base  dans  le  temps  et simultanément, comme si elles étaient seules à les utiliser. 

·      Sécurité des données
Les données doivent  être  protégées contre  les accès non  autorisés ou  mal  intentionnés.  La sécurité des données doit aussi être assurée en cas de panne d’un programme ou du système, voire de la machine.


4 -  L'organisation d'un SGBDR


4.1     Notion de tables 

Une base de données est constituée par des tables reliées entre elles, c’est pourquoi on parle de  base  de  données relationnelles.  Une  table  est  un  tableau.  Ses lignes sont  appelées les enregistrements  et  l’intitulé  de  ses colonnes les champs.  A  intersection  d’une  ligne  et d’une colonne figure une valeur

La structure d’une table donne la li e des champs (attributs) qui la composent. Pour chaque champ, elle précise ses propriétés, essentiellement :
  

• Son nom codé.
• Son type.
• Son  caractère  obligatoire  ou  facultatif  (si  une  valeur est  ou  non  requise  pour ce champ).
• Sa plage de valeurs, éventuellement
• …

 
4.2     Les types de données de base 

Pour chaque  champ,  il  faut  préciser le  type  d’informations  que  celui-ci  sera  capable  de stocker.  A  chaque  type  correspond  une  place  en  octets  nécessaire  sur  le  disque  pour enregistrer les valeurs du champ. Les différents types sont:

4.2.1 Le type numérique
  

• Il permet de stocker des données quantitatives sur lesquelles des calculs pourront être faits.
• Il  occupera 1,  2,  4  ou 8  octets selon que  les nombres à  enregistrer seront  des octets, des entiers ou des nombres réels.
• Ce type comprend des sous-types (octet, entier, entier long, réel simple, réel double).

 

4.2.2 Le type texte
  

1. Il permet de stocker des données sous forme de texte ou chaîne de caractères.
2. Sa longueur peut être définie de façon fixe ou variable (type Varchar)

4.2.3 Le type Date/heure
  

• Il permet de gérer le temps.
• C’est un type qui permet de prendre en compte le nombre de jours par mois, y compris le cas particulier du mois de février.
• Il permet de programmer très simplement des calculs sur les dates et les heures.
• Il permet de faire des extractions sur la date (mois, année …)
• Ce type occupe 8 octets.

  
4.3     Des types particuliers 

Il s'agit souvent de dérivés des types de bases qui sont déclinés en fonction de la base de donnée. Il peut également s'agir simplement de mise en forme pour l'affichage. Ils sont très répandus dans les bases de données à interface graphique (Access)


4.3.1 Le type monétaire

• Valeurs  monétaires  et  données  numériques  utilisées  dans  les  opérations mathématiques sur des données de 1 à 4 décimales. Précision à 15 chiffres à gauche de la virgule et à 4 chiffres à droit
• Il occupe 8 octets.

4.3.2 Le type NuméroAuto
  

• Numéro séquentiel unique (incrémenté de 1 en 1) ou numéro aléatoire attribué par le SGBDR lorsqu’un nouvel enregistrement est ajouté à une table.
• Les champs NuméroAuto ne peuvent pas être modifiés.
• Ce type occupe 4 octets.

  
4.3.3 Le type Oui/Non
  

• Il  est  aussi  appelé type  logique  ou type  booléen :  valeurs Oui  et  Non et  champs qui contiennent exclusivement une valeur duale (Oui/Non, Vrai/Faux ou Actif/ Inactif .
• Il n’occupe qu’un octet.

  
4.3.4 Le type Lien hypertexte

• Il permet d’enregistrer un chemin d’accès vers un fichier, un site Internet.

4.3.5 Le type mémo 

• Il s'agit d'un champ texte pouvant aller jusqu'à 65 535 caractères

  
4.3.6 Le type OLE
 

• Il s'agit d'un objet (tel qu'une feuille de calcul Excel, un document Word, une image, un son …) lié ou incorporé.

  
4.4     La notion d'intégrité
 
Les  contraintes  d'intégrité  font  partie  du  schéma  conceptuel.  Parmi  celles-ci,  on distingue : 
  

• Les contraintes de domaines sont des contraintes liées aux colonnes des tables (attribut non nul, ou dans une fourchette de valeurs …)
• La  contrainte  d'intégrité  d'entité  précise  qu'une  table  doit  toujours  avoir  une  clé primaire 
• La contrainte d'intégrité référentielle est liée aux clés étrangères. 

Appliquer l'i égrité référenti le implique : 
  

• Dans le  champ  clé étrangère  vous ne  pouvez pas entrer une  valeur qui  n'existe  pas dans la clé primaire (Un client ne peut être saisit dans une commande s'il n'existe pas).
• Vous  ne  pouvez  pas  effacer  un  enregistrement  de  la  table  primaire  si  des enregistrements correspondants existent dans une table li
• Vous ne  pouvez pas modifier une  valeur clé  primaire  dans la table  primaire  si  cet enregistrement a des enregistrements li

 
La notion d’intégrité référentielle est au cœur même de la base de données. Elle lui  confère  son  caractère  relationnel.  Référentielle  signifie  que  la  clé  étrangère  doit  faire référence à une clé primaire.


5 - Rappel sur le modèle relationnel

Le modèle relationnel représente la structure de la base de donnée, à savoir 
  

• La structure des tables (nom, nom des champs)
• Les liens entre elles.
• La clé primaire,  obligatoire  pour chaque  table,  permet  d’identifier de  façon  unique chaque enregistrement de la table.
• La clé étrangère matérialise la liaison de la table vers une autre table.

Le schéma relationnel est indépendant de la base de donnée utilisée.


5.1     Représentation du modèle relationnel

Cette représentation n'est pas normalisée, mais fait appel à des habitudes. Il est important dans cette représentation de représenter explicitement: 
  

• Les tables avec leurs noms
• Les champs (ainsi que leurs noms) associés aux tables 
• Les clés primaires
• Les clés étrangères
• Les liaisons clés primaires, clés étrangères

 
Elle existe sous différentes formes : 

5.1.1 La représentation textuelle :

CLIENT (No_Client, Nom_Client, Ad_Client …)
COMMANDE (No_Cde, Date_Cde, No_Client_Cde#)

Cette représentation non graphique est commode, car rapide à écrire, mais elle est pauvre et insuffisante  dès que  le  nombre  de  table  se  multiplie.  Le  lien entre  la clé étrangère  et  la clé primaire  qu’elle  référence  n’est  pas  symbolisé.  Il  faut  donc  soit  connaître  le  plan  de codification  mis en  Œuvre,  soi  donner à  la clé étrangère  le  même  nom  que  la clé primaire qu’elle référence, soit t'indiquer en clair par une phrase.

5.1.2 La représentation graphique 
 

 
Cette représentation est plus visuelle  s’adapte à des schémas beaucoup plus complexes et met en relief les liens entre table. 


5.1.3 La représentation Access 
 

 
Il s'agit d'une représentation graphique particulière qui visualise de plus les règles de gestion sur la base (application de l'intégrité référentielle ou non). Il s'agit d'une particularité d'Access.