INTRODUCTION AUX BASES DE DONNÉES

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INTRODUCTION AUX

BASES DE DONNÉES

Najib TOUNSI

Cours à l'usage des premières années informatique

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SOMMAIRE

✔ Concepts de Bases

Base de Données

Système Gestion de Bases de Données

✔ Niveau Interne

Organisations des Fichiers

H-Code, B-arbre, ISAM, Fichiers Indexes

✔ Modèles Relationnel de données Structure de Données

Opérateurs de Manipulation

Contraintes Référentielles

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CONCEPTS DE BASE

✔ Ce qu'est une Base de Données

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✔ Ce qu'est une Base de Données (BD)

Une base de données est une collection de données stockées dans des fichiers et accessibles à la demande pour plusieurs utilisateurs et des besoins divers.

Ces données représentent des informations servant aux activités et au management d'une entreprise.

L'utilisateur dispose de moyens très élaborés pour effectuer un large éventail d'opérations:

- Créations de nouveaux fichiers,

- Consultation, ajout, modification ou suppression de données, - Calculs et éditions de résultats.

- etc …

Les langages et les outils logiciels pour effectuer ces opérations sont évolués et très pratiques

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Exemple: Soit le fichier concernant les employés d'une organisation

EMPLOYES

--- NUM NOM PRENOM SALAIRE SERVICE

--- e01 benali ali 5500 personnel

e04 benamine amine 6000 personnel e02 benhlima halima 5700 clients

e10 bennani anis 7000 fournisseurs e23 benahmed ahmed 8500 clients

e24 bensaid saida 6600 personnel e08 benazi aziz 7000 founisseurs e06 bendaoud daoud 7000 clients

e20 bennouna anas 5400 clients e14 benkacem kacem 7800 direction

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✘ Exemples d'interrogations:

• Quel(le)s sont les personnes du service «clients»

SELECT *

FROM EMPLOYES

WHERE SERVICE = "clients"

Résultat:

--- NUM NOM PRENOM SALAIRE SERVICE --- e02 benamina amina 5700 clients e23 benahmed ahmed 8500 clients e06 bendaoud daoud 7000 clients e20 bennouna anas 5400 clients

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• Afficher le nom de tous avec leur salaires

SELECT NOM, SALAIRE FROM EMPLOYES

--- NOM SALAIRE

--- benali 5500

benamine 6000 benhlima 5700 bennani 7000 benahmed 8500 bensaid 6600 benazi 7000 bendaoud 7000 bennouna 5400 benkacem 7800

• Triés par salaire croissant

ORDER BY SALAIRE

--- NOM SALAIRE

--- bennouna 5400

benali 5500 benhlima 5700 benamine 6000 bensaid 6600 benazi 7000 bendaoud 7000 bennani 7000 benkacem 7800 benahmed 8500

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– Idem mais pour les personnes du service clients

WHERE SERVICE = "clients"

ORDER BY SALAIRE

--- NOM SALAIRE --- bennouna 5400 benamina 5700 bendaoud 7000 benahmed 8500

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✘ Exemples d'interrogations avec calcul:

• Calculer le salaire moyen

SELECT AVG (salaire) FROM EMPLOYES

--- AVG --- 7300

• Calculer le nombre d'employés SELECT COUNT (*) FROM EMPLOYES

--- COUNT --- 10

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✘ Exemples de modifications:

• Remplacer le salaire de l'employé «e06» par 8000

UPDATE EMPLOYES

SET SALAIRE = 8000 WHERE NUM = "e06"

• Ajouter un nouvel employé

INSERT INTO EMPLOYES VALUES

("e09", "BenSalah", "Salah", 8500, "clients")

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✔ Ce qu'est un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD)

Le SGBD, Système de Gestion de Bases de Données, est le logiciel intermédiaire entre l'utilisateur et la base et qui est chargé de réaliser toutes les opérations s'effectuant sur la BD.

Niveau ß

Logique

Niveau ß

Physique

Fig. 2 -Un Système de Gestion de Bases de Données

L'utilisateur a une vision logique des données, qui lui permet de les manipuler aisément (langages et interfaces de haut niveau) et de façon proche de ses besoins. C'est le SGBD qui se charge des considérations physiques

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✘ Rôle d'un SGBD:

Un SGBD est en général, multi utilisateurs, multitâches. Il

– Permet l'accès à la base à plusieurs utilisateurs simultanément – Traite en les optimisant les requêtes utilisateurs

– Gère l'exécution cohérente de plusieurs programmes simultanés (accès concurrents) – Assure l'intégrité la sécurité, et la protection des données

– Offre des moyens d'interaction, langages et interfaces, faciles à utiliser

F

Langage base de Donnée (LBD), permet de définir et de manipuler des données dans une base.

Un LBD doit se conformer à un modèle de données évolué.

F

Un modèle de Données permet à l'utilisateur de percevoir les données dans une forme plus simple, par exemple des tables. (Forme dégagée des aspects techniques liés à la représentation en machine).

F

Un LBD est suffisamment complet pour être utilisé seul et de façon interactive pour diverses requêtes.

F

A cela s'ajoute la possibilité pour les non-initié(e)s de travailler sur la base via des interfaces conviviales (menus, écrans de saisies, affichages de graphiques, éditions de rapport etc.)

Le SGBD contient les outils pour tout cela.

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Niveau des utilisateurs et des applications

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation, Outils 4e Génération etc...

Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)

Noyau SGBD Accès Disques

Base de Données

Fig 4 Composants d'un SGBD.

Couche logicielle Externe.

Orientée utilisateurs

Couche logicielle interne.

Orientée Fichiers Outils d'exploitation interactive, Programmation,

Outils 4e Génération etc...

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers Noyau

SGBD Accès Disques

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers

Couche logicielle externe.

!

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers

!

Orientée Fichiers Langage d'accès unique (e.g. SQL)

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers

!

SGBD

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers

!

Orientée Fichiers Accès Disques

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

____________________________________________________________________________________________________________________

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:

Base de Données

Orientée Fichiers

!

Orientée Fichiers

Fig. 3 - Composants d'un SGBD.

ß

Orientée Fichiers

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✘ Outils offerts par un SGBD:

✓ Interface SQL Interactive (ISQL):

C'est le moyen le plus simple d'accéder à une BD. On tape une requête et on a la réponse.

(SQL/PLUS Oracle, Commande MySQL MySQL, ModeSQL Access)

✓ Interface SQL Programmée (E

mbedded

SQL ):

(SQLPRO Oracle, ESQL Informix) Besoin de programmation : On a un langage conventionnel dans lequel est incorporé le LBD

main() {…

scanf(données); /* début de programme*/

SELECT … FROM … WHERE…; /* accès à la BD /

printf(résulat);… /* suite de programme */

}

F SQL ANSI: SQL 80s SQL

₂

90s SQL3-Objet

Seules ces deux Interfaces sont standardisées

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✓ Usage d'écrans de saisies/éditions (FORM):

Ecran formaté avec rubriques libellées et données correspondantes affichées.

Utilisateurs non informaticiens, Simplicité de manipulation.

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✓ Edition de rapport (REPORT Writer):

Document chiffré (e.g. bilan, facture etc.) formaté contenant des données extraits de la BD.

Fig. 5 - Facture imprimée contenant des données calculées et extraites d’une base de données

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✘ Autres Outils :

✓ Outils d'éditions graphiques :

Histogrammes, Diagrammes sectoriels (camemberts), tableurs ...

✓ Langage de « 4e génération (L4G) »:

Langage de très haut niveau intégrant à la fois le LBD, les écrans, les Reports dans un même environnement de programmation.

L

Langages propriétaires

✓ Interfaces avec autres systèmes / Communication en réseau.

BD Réparties, Architectures Clients/Serveurs, Serveurs WEB …

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✔ Pourquoi les Bases de Données (SGBD)

• Intégration et partage des données.

• Elimination (ou limitation) des redondances et des incohérences (Intégrité des données)

• Rapprochement Users et Informations

• Indépendance Données/Programme.

– Niveau Physique :

Programmes indépendants des détails liés à l'organisation des fichiers et des méthodes d'accès etc … – Niveau Logique :

BD conçue globalement, sans référence à un programme particulier. Chaque groupe d'utilisateurs peut voir les données selon la forme désirée.

• Standardisation

• Contrôle Centralisé.

• What else …

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✔ Architecture des systèmes BD

Cadre formel pour la conception de SGBD.

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✔ Architecture des systèmes BD

✘ Schéma Conceptuel

de Données: Représentation (abstraite) de tout le contenu de la base Description de l'ensemble des informations dans le langage de définition de données.

✘ Schéma Interne

: Représentation interne (concrète) de ce contenue.

gérée directement par le SGBD

✘ Schémas Externes

(Vues externes) : Représentation de parties de la base.

Description des données telles qu'elles sont vues par un utilisateur (ou groupe).