Administration des SBGD relationnels
Zouhair ELHADARI
www.hadari.jimdo.com
Chapitre 1
Introduction aux Bases de
données
I.
Introduction
I.1 Exemple de données à manipuler
La gestion des ressources humaines d’une société.
On a besoin de la liste des employés.
Employés en changement permanent :
Nouveau recrutement,
Pour chaque employé : on a besoin d’enregistrer certaines informations
le nom et prénom,
le sexe,
la date de naissance,
l'adresse,
la date de recrutement,
la fonction dans l'entreprise,
N° d’immatriculation ...
2ème année BTS DSICes informations sont :
consultées plusieurs fois,
modifiées si nécessaire
Ajout et suppression
Entreprise
2ème année BTS DSI
d’où la nécessité d’avoir un système de stockage des données.
Différents manières ont été développées pour le stockage :
A - avant l’ère informatique Le tri manuellement,
plus le volume des données croît
B - L’ère informatique
Utilisation des fichiers informatiques pour stocker les informations;
mais l’utilisation de fichiers impose :
à l'utilisateur de connaître l’arborescence des fichiers afin de pouvoir accéder aux informations dont il a besoin,
d'écrire des programmes pour pouvoir effectivement manipuler ces informations.
8 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
On a donc recherché des solutions tenant compte
à la fois des désirs des utilisateurs et des progrès
techniques. Cette recherche a abouti au concept
de base de données.
II. Base de Données
II.1 Définition :
Une base de données BD, (database DB) est un ensemble de données, stocké de façon :
Exhaustif : la base contient toutes les informations requises pour le service que l'on en attend ;
non redondant : la même information n'est présente qu'une seule fois (pas de doublons).
Structuré : les données ont des structures bien définies.
2ème année BTS DSI
Remarques : Ces données doivent pouvoir être utilisées par des utilisateurs différents. Ainsi, la notion de base de données est généralement couplée à celle de réseau.
On parle généralement de Système
d'Information pour désigner toute la
structure regroupant les moyens mis en
place pour pouvoir partager des
II-2 Utilité d'une base de données
Une base de données permet de mettre des données à la disposition des utilisateurs pour :
une consultation,
une saisie ou bien
une mise à jour,
tout en s'assurant des droits accordés aux utilisateurs.
2ème année BTS DSI
Une base de données peut être locale, c'est-à-dire utilisable sur une machine par un utilisateur,
ou bien
répartie, c'est-à-dire que les
informations sont stockées sur des
machines distantes et accessibles par
réseau et par plusieurs personnes.
L'avantage majeur de l'utilisation de bases de données est la possibilité de pouvoir être accédées par plusieurs utilisateurs simultanément.
Il existe des bases de données de toutes tailles, depuis les plus modestes :
…. une liste des numéros de téléphone utilisée par une seule personne,
jusqu'aux plus grandes :
…. la base des données commerciales d'une société à activités multiples, avec des Géga octets de données.
2ème année BTS DSI
On reprend l’exemple de la société :
Pour éviter les problèmes de la redondance et construire une base de données bien
structurée et facilement modifiée, il faut créer deux tableaux :
1- tableau : Produit
Et
2ème année BTS DSI
III- La gestion des bases de données
III-1 Système de gestion des bases de données (SGBD)
Le contrôle des données et des utilisateurs, se fait grâce à un système de gestion appelé : système de gestion de bases de données, SGBD
2ème année BTS DSI
(Database management system DBMS).
Le SGBD est un ensemble de services (applications, logicielles) permettant de gérer les bases de données, c'est-à- dire :
permettre l'accès aux données de
façon simple à l’aide de l’interrogation
de la base ;
manipuler les données présentes dans la base de données (administration, insertion, suppression, modification).
Exemples des applications utilisant les SGBD :
Gestion des étudiants d’une université,
Gestion des réservations des places d’avions,
Gestion de comptes bancaires, ...
2ème année BTS DSI
III-2 Constitution d’un système de gestion des bases de données
Un SGBD est principalement constitué d'un
moteur
interface graphique (ou SGBD externe).
Le moteur est le coeur du logiciel, c'est à dire
qu'il assure les fonctions essentielles :
saisir les données,
les stocker,
les manipuler,
etc.
Il peut être décomposé en deux parties :
un système de gestion de fichiers
un SGBD Logique.
2ème année BTS DSIL'interface graphique permet à
l'utilisateur de communiquer
commodément avec le logiciel.
La couche externe (interface graphique) : prend en charge l’interface avec les utilisateurs (analyse des requêtes –interrogation, modification de la BD–, contrôle des droits d’accès, présentations des résultats, ...)
La couche logique : assure les fonctions
de contrôle global (optimisation des
requêtes, gestion des conflits d’accès,
contrôle de la cohérence globale de la
base, garantie du bon déroulement des
actions en cas de panne, ...)
2ème année BTS DSILa couche interne (le système
de gestion de fichiers) : qui
s’occupe du stockage des données
sur les supports physiques et de la
gestion des fichiers et des accès
(index, clés, ...).
III.3 Objectifs d’un SGBD
Parmi les objectifs principaux d’un SGBD sont : Indépendance physique : La façon dont les données sont définies doit être indépendante des structures de stockages utilisées.
Par exemple : les données doivent être définies indépendamment à ce que on utilise un système Windows ou Unix ou un réseau Serveur-Client ou un réseau Domestique,…
2ème année BTS DSI
Indépendance logique : Un même ensemble de données peut être vu différemment par des utilisateurs différents. Toutes ces visions personnelles des données doivent être intégrés dans une vision globale.
Par exemple : dans une bibliothèque,
un utilisateur veut lister tout les
livres concernant la macroéconomie,
un autre utilisateur veut lister les
livres de la macroéconomie par
Manipulations des données par des non informaticiens : Il faut pouvoir accéder aux données sans savoir programmer ce qui signifie des langages "quasi naturels".
Efficacité des accès aux données : Ces langages doivent permettre d'obtenir des réponses aux interrogations en un temps
"raisonnable". Ils doivent donc être optimisés.
2ème année BTS DSI
Administration centralisée des données : Des visions différentes des données se résolvent plus facilement si les données sont administrées de façon centralisée.
Non redondance des données : Afin d'éviter les problèmes lors des mises à jour, chaque donnée ne doit être présente qu'une seule fois dans la base.
Cohérence des données : Les
données sont soumises à un certain
cohérent de la base. Elles doivent pouvoir être exprimées simplement et vérifiées automatiquement à chaque insertion, modification ou suppression des données.
Partageabilité des données : Il s'agit de permettre à plusieurs utilisateurs d'accéder aux mêmes données au même moment. Il s'agit alors de pouvoir :
2ème année BTS DSI
permettre à deux (ou plus) utilisateurs de modifier la même donnée "en même temps" ;
assurer un résultat d'interrogation cohérent pour un utilisateur consultant une table pendant qu'un autre la modifie.
Sécurité des données : Les données
doivent pouvoir être protégées contre les
accès non autorisés. Pour cela, il faut
III-3 Les principaux SGBD
Parmi les Les principaux éditeurs des SGBD, il y a:
IBM , éditeur de DB2 et Informix ;
Oracle , éditeur d’Oracle.
Microsoft, éditeur de trois
SGBD :
2ème année BTS DSI◦ SQL Server est destiné aux gros systèmes,
◦ Access est un produit de bureautique professionnelle,
◦ Foxpro est destiné aux
développeurs.
IV. Exemples de BD
1. Gestion des cours et étudiants d’une université : Données beaucoup plus complexes, car faisant intervenir des informations diverses, liées entre-elles :
2ème année BTS DSI
- Informations de type académique, sur les étudiants (matricule, date d’inscription, section, notes, ...)
◦ Informations de type personnelles, sur les étudiants (nom, prénom, adresse, ... )
◦ Informations sur les cours
dispensés (titre, pré-requis,
◦ Informations sur les enseignants (nom, prénom, bureau, téléphone, statut, ...)
◦ Informations sur les cours dispensés (titre, matière, langue, enseignant, horaire, salle, ...)
Ensemble de données trop complexe pour être géré
«manuellement» :
il faut faire appel à un SGBD.
2ème année BTS DSIV. Les différents modèles de bases de données
Il existe cinq modèles de SGBD, différenciés selon la représentation des données qu'elle contient :
1. le modèle hiérarchique: les
données sont classées
hiérarchiquement, selon des
On doit connaître a priori la structure de l’arbre pour avoir accès aux données, si la structure change les algorithmes doivent changer. Ce modèle est le premier modèle de SGBD.
2ème année BTS DSI
2. le modèle réseau: Ce modèle repose
sur le principe du regroupement des
données de la base. Les données sont
placées a proximité les unes des autres
sur le disque si elles sont reliées
logiquement. Par exemple une
commande concernant des produits
doit être placés avec la liste des
produits.
3. le modèle relationnel (SGBDR : Système de gestion de bases de données relationnelles): les données sont enregistrées dans des tableaux à deux dimensions (lignes et colonnes). La manipulation de ces données se fait selon la théorie mathématique des relations
2ème année BTS DSI
Champs
Lignes
4. le modèle objet (SGBDO): les données sont stockées sous forme d'objets, c.à.d. des structures appelées classes présentant des données membres. Les champs sont des instances de ces classes
2ème année BTS DSI
Remarque : Les modèles
relationnels restent les modèles
les plus répandues (environ trois
quarts des bases de données),
car elles conviennent bien à la
majorité des besoins des
entreprises .
VI. Concept de base d’une base de données
Le cycle de vie d’une base de donnée (BD) se décompose en trois phases :
• La conception : définition des fonctionnalités,
• L’implantation : réalisation effective de la base,
• L’exploitation : utilisation et
maintenance de la base.
2ème année BTS DSIA- Conception :
La phase de conception est une phase d’analyse et de modélisation de la problématique à traiter, qui aboutit à déterminer le futur contenu de la BD.
La description obtenue,
indépendamment des systèmes de
SGBD, utilise un langage formel basé
sur des concepts bien établis, comme
les objets, les liens et les propriétés.
L’ensemble des concepts utilisés par le langage formel de description choisi est appelé le :
Modèle Conceptuel des Données (MCD).
Un MCD se décompose
généralement en deux parties :
• Une partie statique décrivant la structure des données ;
• Une partie dynamique décrivant
les opérations sur les données
2ème année BTS DSILe modèle conceptuel illustré dans le cours est le modèle : Entité - Association.
VI.1 Entité - Association :
VI.1.1 Entité :
Une entité est une population d’individus homogènes.
Exemple: les produits ou les articles vendus
par une société peuvent être regroupés
Articles
}
-
Ordinateur s
- Imprimante s
- Scanner - …
ceci est possible du fait que ces produits ont les mêmes caractéristiques (par exemple : la désignation, le prix unitaire, la quantité, etc).
Clients Fournisseurs
2ème année BTS DSI
VI.1.2 Association :
Une association est une liaison qui a une interprétation précise entre plusieurs entités.
Exemple : entre l’entité client et article il y a une liaison qui est Commander : un client commande un article, et entre fournisseurs et clients il y a la liaison : Livrer
Fournisseurs
VI.2 Attributs et identifiants :
Un attribut est une propriété (caractéristique) d’une entité ou d’une association.
Exemple: Dans l’exemple de la société, l’entité Articles a des attributs que nous avons déjà cités :
Désignation,
Quantité,
prix unitaire,
…
2ème année BTS DSIL’entité Client peut avoir comme attributs:
adresse client,
nom et prénom du client,
…
Les associations Commander et
Livrer peuvent avoir comme
attributs :
Chaque individu d’une entité doit être identifiable d’une manière unique et sans ambiguïté,
Exemple: L’individu Said Hamodi de l’entité Clients ne peut pas être identifier d’une façon unique par son nom :
Plusieurs clients peuvent avoir le même nom
2ème année BTS DSI
chaque entité doit posséder un attribut sans doublon (ne
prenant pas deux fois la même valeur). Il s’agit de
l’identifiant
Remarque : Une entité doit posséder au
moins un attribut qui est son identifiant, par
contre une association peut être dépourvu
VI.3 Cardinalité
La cardinalité d’un lien entre une entité et une association précise le nombre de fois qu’un individu de l’entité peut être concerné par l’association.
Exemples : un client peut commander de 1 jusqu’à n articles.
Un articles peut être commander 0 fois jusqu’à m fois
2ème année BTS DSI
Un client ne peut exister que s’il commande au moins un article.
Cardinalité minimale pour le client est 1
Un article peut exister dans le stock même s’il n’est pas commandé par aucun client,
Cardinalité minimale pour l’article est 0.
2ème année BTS DSI
VI.4 Règles de modélisation :
Un bon schéma Entités-association doit vérifier certaines règles dites
règles de modélisation (normalisation)
Objet : Rassembler les données homogènes et éviter les redondances.
Règ 1: Normalisation des entités : Toutes
Deux entités homogènes peuvent être fusionner
Redondance, donc risque d’incohérence
Les adresses peuvent ne pas être les même donc où va-t-on livrer ?
2ème année BTS DSI
Règ 2: Normalisation des noms : le nom d’une entité, d’une association ou d’un attribut doit être unique.
Règ 3: Normalisation d’un identifiant : Chaque entité doit posséder un identifiant.
Règ 4: Normalisation des attributs et
des associations: les attributs d’une
association doivent dépendre
Règ 5. : Normalisation des cardinalités :
une cardinalité minimale est toujours
0 ou 1 (pas 2, 3 ou n) et une
cardinalité maximale est toujours 1 ou
n (pas 2, 3,…).
2ème année BTS DSIMéthodologie de Base
Conception d’un MCD à partir d’un problème Réel
1- Identifier les entités en présence.
2- Lister leurs attributs.
3- Ajouter les identifiants.
4- Établir les associations entre les entités.
5- Lister leurs attributs.
VII. Implantation
VII.1 Modèle Logique des Données (MLD) :
La deuxième phase dans la vie d’une base de données est la phase d’implantation qui consiste en la traduction du MCD en un modèle employé par le SGBD.
Le nouveau modèle obtenu est appelé le :
Modèle Logique de Données (MLD).
2ème année BTS DSIIl y a plusieurs modèles logiques selon le SGDB correspondants (hiérarchique, relationnel, objet,
…).
VII.2 Modèle logique de
données relationnel (MLDR) :
Ce modèle est lié au SGBD
relationnel (SGBDR) qui se base
VII.2.1 Tables, lignes et colonnes :
Dans le MLDR :
les entités sont remplacées par les tables
les colonnes (les champs) représentent les attributs communs
les lignes contiennent les valeurs
des champs pour chaque ligne.
2ème année BTS DSIVII.2.2 Clés Primaires et Étrangères :
Les lignes d’une table doivent être identifiées d’une façon unique et précise c’est pour cela qu’un ou plusieurs champs sont utilisés pour identifier les lignes. On appelle ce(s) champ(s) :
Clé primaire (identifiant).
Toute table possède une seule clé primaire.
La connaissance d’une valeur de la clé
primaire délivre de façon unique et
certaine celle de chacun des autres
champs de la table.
2ème année BTS DSILe champ auquel on applique une clé primaire acquière les propriétés suivantes :
les doublons (deux informations identiques ou plus) sont désormais interdits par le système ;
la présence de la clé primaire interdit
la présence d'un champ vide dans un
Clé Étrangère
Une clé étrangère, est une clé (donc un champ permettant d'identifier de façon unique une ligne) faisant référence à une clé appartenant à une autre table.
Exemple :
2ème année BTS DSI
Propriétés :
Une même table peut contenir plusieurs clés étrangères mais une seule clé primaire.
Le SGBDR vérifie que les clés
étrangères ne prennent pas de
valeurs en dehors de celles prises
par les clés primaires
Cette vérification se fait lors de l’insertion,
l’ajout,
la suppression la mise à jour des tables,
on dit que SGBDR garantit
l’intégrité référentielle des données.
2ème année BTS DSI
VII.3 Schéma relationnel
Dans un SGBDR, les tables d’une base sont représentées par un schéma relationnel dans lequel
les tables sont appelées relations;
et les liens entre les clés étrangères et primaires sont symbolisés par des connecteurs.
Connecteur
Traduction d’un MCD en un MLDR
Pour traduire un schéma MCD en un schéma MLDR, il suffit de suivre les étapes suivantes :
Etape 1 : Toute entité devient une table
dans laquelle
les attributs deviennent les colonnes l’identifiant de l’entité devient
la clé primaire de la table.
2ème année BTS DSIExemple : L’entité Article suivante devient la table Article
Entité Article Table Article
Identifiant
Attributs
Clé primaire
Colonnes (Champs)
Étape 2 : Une association binaire de type 1:n devient clé étrangère du côté 1:1 ou 1:0 qui référence la clé primaire de l’autre table.
2ème année BTS DSI
Remarque : Cette clé étrangère ne peut pas recevoir la valeur vide si la cardinalité est 1:1
Étape 3 : Une association binaire de type
n :m devient une table supplémentaire
appelée table de jonction
L’association Concerner (1) est
traduite par la table supplémentaire : lignes de commandes.
Les attributs de l’association deviennent les colonnes de la nouvelle table.
La clé primaire est composé de deux clés étrangères.
La clé primaire de cette dernière table est constituée des deux clés des tables commandes et articles.
2ème année BTS DSI
Étape 4 : Une association binaire de type
1:1 se traduit comme une association de
type 1:n sauf que la clé étrangère se voit
imposé une contrainte d’unicité qui
impose à la colonne correspondante de
ne prendre que des valeurs distinctes.
L’association diriger disparaît au profit de la table services qui comportera un nouveau champ n° employé (comme clé étrangère).
!!! Les colonnes de ce champ ne peuvent pas prendre des valeurs identiques.
Étape 5 : Une association non binaire est traduite par une table supplémentaire :
2ème année BTS DSI
La clé primaire est composée d’autant de clés étrangères que d’entités en association.
Les attributs de l’association deviennent les colonnes
de la nouvelle table.
L’association projeter se traduit par une table supplémentaire projections.
La clé primaire de cette table est constituée des clés primaires des autres tables.
l’attribut tarif de l’association projeter devient une colonne de la table projection.
2ème année BTS DSI
VIII.
Exploitation
En phase d’exploitation, l’utilisation de la BD se fait au moyen d’un langage de manipulation de données (LMD).
Un LMD permet d’exprimer aussi bien des requêtes d’interrogation que des requêtes de mise à jour.
Exemple de langage : SQL
VIII. Récapitulation
Finalement on peut schématiser la description complète d‘une base de données à l’aide de 4 types de schémas, dont 3 sont directement utilisés par le SGBD.
2ème année BTS DSI
Schéma conceptuel : c’est le Modèle conceptuel de données (MCD).
Schéma externes : Lors de son interaction avec la BD, chaque utilisateur n’est généralement intéressé que par une partie des données stockées dans la base.
On lui associe donc un schéma
externe (aussi appelé vue) décrivant
Schéma logique : La phase d’implantation nécessite la traduction du schéma conceptuel dans un schéma utilisant les concepts du :
Modèle logique de données relationnel (MLDR).
Schéma internes : Pour l’implantation effective des données, il faut effectuer les choix relatifs à leur stockage et leur structuration sur les mémoires physique, sous la forme d’un ensemble de fichiers.
84 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
Ces choix sont consignés dans ce
qu’on appelle le schéma interne
de la base de données, qui repose
sur le modèle interne, dont les
concepts sont ceux du système de
fichiers utilisé.
Fin du Chapitre
2ème année BTS DSI
