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1 Bases de Données Dr. M.Benkhalifa Faculté des Sciences de Rabat Septembre 201

1 Bases de Données Dr. M.Benkhalifa Faculté des Sciences de Rabat Septembre 2015 2 Introduction Générale • Historique des Bases de donnees (Pré-relationnel  Relationnel  post-Relationnel) • Emploi des fichiers (ensemble d’enregistrements) • Passage au Système de fichiers pour gérer un ensemble plus complexe de fichiers. • Système de fichiers conventionnels =problèmes. • 1ere génération des SGBD (hiérarchique /réseau): séparation des programmes d’applications des données. • 2eme génération des SGBD (relationnel): model relationnel. • BD orientées objet • Entrepôts de données. ( data warehouses) • Parallélisme entre SGBD et compilateurs : • Langages : machine ---langage naturel • SGBD: interface entre utilisateur et données. 3 • 1950 – 1965 SGF • 1965 – 1970 SGBD navigationel: hiérarchique, réseau • 1969 - … SGBD relationnel Exemples : DB2, Oracle, Teradata, Informix, mySQL, SQL-Server • 1990 - 1999 SGBD orienté objets. En pratique : une impasse Exemples: O2, Objectstore, Objectivity • 1993 - … SGBD relationnel – objet (RO). 4 • Exemples de Bases de données: • Système de cartes de crédits • Stock • Banques,universités….. • Agences de voyages • Réservations d'hôtels • Compagnies de ventes… • Système de Gestion de Fichiers: • Chaque département possède ses propres applications et fichiers. • Exemple d’un SGF – voir le transparent suivant. • Limites des SGF – Gestion des données. » Exige trop de programmation en langage (3GL) » Consomme du temps » Les requêtes ad-hoc sont impossibles à satisfaire » Mène au “ islands of information” – Dépendances des données – Dépendance structurelle. – Redondance anomalies, non intégrité, inconsistance • Système de Gestion de Base de Données: • Tous les départements partagent la même BD, qui est une large collection de données gérée par un logiciel appelé SGBD. 5 SGF 6 Environnement BD 7 • Pourquoi une BD? • Exemple: 3 départements: vie, autos, locaux 3 programmes d’applications pour chaque département: – gestion des assurances: F1: assures;P1,P2, P3 – gestion des sinistres: F2:sinistres; P4,P5 – Règlement des sinistres: F1, F2; P6 • Problèmes de cette conception? – Redondance de l’information – Inconsistance de l’information – Les programmes sont dépendants des données – Les données sont accessibles uniquement à travers des programmes – Trop grand délais de réponse. 8 Tableau Synthétique SGF BD • redondance de l’information • dépendances des pgs. des données • données sont accessibles seulement a travers des pgs. •Données dispersées •Chacun a ses propres fichiers • unicité de l’information • indépendance des pgs. des données • des pgs. généraux : langages de requêtes accessibles par les non informaticiens • intégration des données • partage des données par plusieurs utilisateurs 9 • Tâches/rôles dans l'environnement des BDs.: • Utilisateur: (naïf, spécialiste) accède aux données à travers des programmes/ à travers des langages de requêtes. • Programmeur: développe des programmes pour d’autres utilisateurs. • Administrateur de la BD: responsable de la conception, création et la maintenance de la BD. = super-utilisateur • Administrateur de données: responsable d’établir la politique des données. 10 Chapitre 1 Concepts de base d’une BD • Qu’est ce qu’une BD? • Information # données. • 2 concepts fondamentaux: – La base de données: » Ensemble structuré de données interdépendants, stockées sans redondance inutile sur des supports accessibles par ordinateur, organisées de manière indépendante des pgs pour satisfaire simultanément plusieurs utilisateurs de façon sélective et en un temps opportun. Il est sous le contrôle d’une seule autorité qui est l’administrateur de la BD. – Un SGBD: » Un logiciel qui permet à un utilisateur d'interagir avec une BD. (stocker, chercher, mettre a jour, …..) 11 Les fonctions d’un SGBD: – Stocker les données sur les supports périphériques. – Rechercher des informations. – Sélectionner des données. – Description des données: langage de description des données. » Logique /physique – Utilisation: interaction avec la BD – Intégrité: définir des règles (contraintes) pour maintenir l'intégrité de la BD. – La confidentialité: – Synchronisation des accès – Sécurité 12 Importance d’un SGBD • Gestion de données plus efficace • Le langage de requêtes permet des réponses rapides aux requêtes Ad-hoc • Favorise une intégration de toutes les opérations de l’entreprise. 13 • Les différents niveaux de représentation d’une BD • 3 niveaux suivant que l’on regarde du coté utilisateur ou du coté stockage physique: – Le niveau conceptuel: correspond au schéma conceptuel de la BD (la partie fondamentale de la BD) – Le niveau externe: schémas externes qui correspondent aux différents groupes d’utilisateurs. – Le niveau interne: schéma physique. – Figure des 3 niveaux. • Niveau interne: comment les données sont stockées en terme de fichiers physiques, types d'adressage, indexes….. • Niveau conceptuel: le passage du monde réel (ce qu’on veut stocker dans la BD) au schéma conceptuel correspond à un processus de modélisation. =modèle de données : entité relation. 14 – Exemple: » Modèle de données permet de décrire les associations (relations) entre les objets. » Dans une BD universitaire: (étudiants, enseignants, cours,…) » Inscription: elle associe un étudiant à un enseignement. » On distingue 3 grandes catégories de modèles qui se distinguent par la nature des associations qu’ils permettent de modéliser: modèle hiérarchique modèle réseau modèle relationnel. • Le niveau externe: correspond à la vision de tous ou une partie du schéma conceptuel par un groupe d’utilisateurs concernés par une application. – Exemple: » Utilisateurs concernés par l’inscription des étudiants n’ont pas besoin d’avoir une vue globale sur la BD.==sous schéma. (vue) 15 • Mise en œuvre d’un SGBD: – Comment est t-il possible qu’un utilisateur interagit avec la BD à travers un SGBD? • =langages pour décrire et pour manipuler les données. • Langage de description de données: primitives construction du schéma conceptuel ainsi que les sous schémas, les contraintes d'intégrité. • Langage de manipulation de données: langage de requêtes. – 2 objectifs: 1) être autonome 2) peut être utilise avec un langage évolué. – Exécution d’une requête par un SGBD: • Un programmeur écrit son programme à partir des connaissances sur le schéma externe. Le SGBD convertit la requête en terme de schéma conceptuel puis en commandes sur la BD physique.==figure. • Architecture d’un SGBD:==figure 16 • Administration d’une BD: • Création de la BD. • Gestion des autorités d'accès: • Amélioration des performances. • Sécurité et cohérence des données. • Manipulation du dictionnaire des données. • Structures de stockage et méthodes d'accès • Rédaction avec l’utilisateur du schéma externe. 17 Chapitre 2 Conception Logique d’une BD • Les BD constituent le cœur du système d’information. La conception de ces bases est la tâche la plus ardue du processus de développement du système d’information. • Les méthodes de conception préconisent une démarche en étapes et font appel à des modèles pour représenter les objets qui composent les systèmes d’information, les relations existantes entre ces objets ainsi que les règles sous-jacentes. • La modélisation se réalise en trois étapes principales qui correspondent à trois niveaux d’abstraction différents : 18 19 • voir fichier conception des BDs 20 Chapitre 3 Model Hierarchique • Définition: un modèle hiérarchique est un ensemble de définitions d’arborescences. • Une définition d’arborescence est un diagramme de données dans lequel chaque entité sauf la racine a un seul arc incident de type 1:N, et 0, 1 ou plusieurs arcs émergents de type 1:N. • Chaque arc entre 2 entités est unique par conséquent il n’est pas nécessaire de l’identifier par une étiquette. • Exemples: • Une base de données hiérarchique est un ensemble d’occurrences de définitions d’arborescence. – Exemples: du modèle hiérarchique a la BD hiérarchique. – La relation Parent-Enfant: • Une occurrence d’entité d’un niveau i est dite parent si elle est associée au moins avec une occurrence d’entité de niveau i+1. • Exemple. 21 Modèle Hiérarchique: Accès – 3 primitives d’accès sont disponibles: • (A) recherche de la racine à partir de la clé primaire • (B) accès séquentiel au suivant d’un segment • (C) accès séquentiel des fils d’un segment • Traduction du schéma conceptuel: liens 1:N et N:M 22 • Défauts du modèle hiérarchique: – Défauts de mise a jour: • Exemple: • Problème de suppression: élimination d’une occurrence entraîne l’élimination de tous ses descendants. • Exp: • Problème d’insertion: on ne peut insérer une occurrence d’un segment fils tant qu’on n’a pas insérer au préalable tous les parents hiérarchiques et ceci jusqu’a la racine. • Exemple. • Problème de modification: entraîne un risque d’incohérence et un coût très élevé. • Problème de consultation: requêtes non satisfaites. – En plus • Difficulté d’exprimer les liens mailles. • Une modification de la conception par l’utilisateur peut entraîner une perte d’efficacité du système. – Exp. • Espace de stockage très important. • Impossible d’exprimer des parents multiples. • Limitation quant au nombre de sous schémas. 23 • Avantages du modèle hiérarchique: – Conceptuellement simple a comprendre et a utiliser – Plusieurs applications nécessitent uniquement des relations 1:N. 24 Chapitre 4 Le Modèle Réseau • L’approche hiérarchique est un cas particulier d’une structure réseau. • Le modèle réseau est plus général du fait qu’une occurrence d’une entité donnée peut avoir n’importe quel nombre de uploads/Ingenierie_Lourd/ base-donnees.pdf