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12/24/15 © Robert Godin. Tous droits réservés. 2 18.1 Bases de données répartie

12/24/15 © Robert Godin. Tous droits réservés. 2 18.1 Bases de données réparties • Bénéfices potentiels – Performance – Fiabilité et disponibilité – Extensibilité • Inconvénients – Complexité accrue – Coût important • conception, administration, ... 12/24/15 © Robert Godin. Tous droits réservés. 3 Problèmes techniques • Transparence de la répartition • Transactions réparties • Évaluation de requêtes réparties • Interface uniforme à différents modèles – extracteurs, médiateurs,... • Répartition du dictionnaire de données Nouvelle génération de SGBD • SGBD traditionnel SQL – Couteau suisse – Fait tout bien – Non optimal pour applications particulières • Nouveaux cas d’utilisation extrêmes – Big data, Web, flux de données, infonuagique, … – Architectures spécialisées – Mouvement noSQL (not only SQL) 12/24/15 © Robert Godin. T ous droits réservés. 4 noSQL • Architecture parallèle/répartie massive – Réseau très rapide – Grappes de machine de commodité (fiabilité limitée, faible coût) • Fragmentation et duplication – Disponibilité à tout prix – Pas de point de défaillance unique – Consistance limitée (transaction locale, BASE, …) – Hachage réparti • Localement – compression, traitement séquentiel • Scalabilité massive (élasticité) – Virtualisation d’un bassin de ressources • Flexibilité du schéma • API simple – Programmation plus complexe … 12/24/15 © Robert Godin. T ous droits réservés. 5 API noSQL • Fichier brut (pas de modèle) • Modèle clé/valeur – Get(clé, valeur), Put(clé,valeur), Delete(clé) • BD de documents – Valeur structurée (ensemble d’attributs/valeurs), JSON, XML • Map mutidimensionnel – Get (clé de ligne, clé de [famille]colonne, estampille) – ~ Get(entité, attribut, estampille) – Fragmentation par famille de colonnes – Fragmentation par intervalle de clé de ligne • Graphe • T ableau multidimentionnel 12/24/15 © Robert Godin. T ous droits réservés. 6 Propriétés d’une classe Les objets d’une classe partagent en commun un schéma informationnel comprenant: – des attributs associés à des domaines de valeurs • pour lesquels les objets vont prendre une ou plusieurs valeurs de leur domaine. – des méthodes • qui, appliquées aux objets de la classe, transforment les valeurs qu’ils prennent pour les attributs. – des états • que des méthodes ou des traitements font prendre aux objets. 8 CI et Métabase • Contrainte d’intégrité (CI): – Règle spécifiée sur les données, pour définir un état cohérent de la base – Le salaire d’un employé doit être supérieur au SMIC • Métabase (dictionnaire de données - DD): – Collection des données qui décrivent la BD – « Valeur du schéma » Notion de bases de données Terminologie BD 9 Les modèles de données pour les BD • Modélisation des données • Modèles – Modèle entité/association [Chen 76] – Modèle hiérarchique – Modèle réseau – Modèle relationnel Modèles BD 10 Critique du modèle Entité/Association  Avantages – Sémantique riche – Extension aux concepts objets (héritage, ...) – Aspect visuel  Modèle de conception de BD  Inconvénients – Uniquement un modèle de description de données – Pas de langage de manipulation associé – Pas de SGBD E/A  Pas un modèle d’implantation de BD Modèles BD 11 Modèle hiérarchique • Système IMS d’IBM conçu à la fin des années 60 pour le programme Appolo (NASA) • Exemple UV Élève Chambre Livre Elève UV Modèles BD 12 Modèle hiérarchique (suite) • Schéma BD – Structure arborescente (forêt) • BD – Collection d’enregistrements reliés par des pointeurs • Langage de manipulation – Navigationnel et procédural – Utilisation de pointeurs – (Exemple du langage DL/1 du système IMS) • Problèmes : – Pas d’indépendance logique/physique – Redondance des données, risques d’incohérence Modèles BD 13 Modèle réseau • Modèle défini par le groupe DBTG du comité CODASYL en 1971 (revu en 1978) • Exemple Modèles BD Chambre Élève Inscrit Livre UV 14 Modèle réseau (suite) • Schéma BD – Structure de graphe orienté acyclique (DAG) • BD – Collection d’enregistrements reliés par des pointeurs • Langage de manipulation – Navigationnel et procédural – Utilisation de pointeurs – Standard CODASYL 71, 78 • Systèmes – IDS2 d’Honeywell (1975), T otal de Cincom (1974), Adabas de Soft. Ag (1978) • Problèmes – Pas d’indépendance logique/physique Modèles BD 15 Modèle relationnel • [CODD 70] « A Relational Model for Large Shared Data Banks » • Exemple Élève(num, nom, adresse, age) UV(code, nbH, coord) Inscrit(numElève, codeUV, note) Livre(côte, titre, numElève, datePrêt) Chambre(no, prix, numElève) Modèles BD 16 Modèle relationnel (2) « MLD » Ecole UV CODE NBH COORD ELEVE NUM NO NOM AGE ADRESSE LIVRE COTE NUM TITRE DATEPRET CHAMBRE NO NUM PRIX INSCRIT CODE NUM NOTE Modèles BD 17 Modèle relationnel (suite) • Avantages – Indépendance logique/physique – Langage de manipulation simple – Basé sur une théorie mathématique solide – Standard Modèles BD 18 Une architecture de référence pour les SGBD • Description des données : 3 niveaux d’abstraction • Exemple • Conséquences • Conception d’une BD Architecture de référence 19 Conséquences • Indépendance physique – Indépendance entre les structures de stockage et les structures de données – Pouvoir modifier l'organisation physique sans modifier les programmes d’application – Exemple: ajouter un index • Indépendance logique – Pouvoir modifier le schéma conceptuel sans modifier les programmes d’application – Exemple : ajouter un attribut Architecture de référence 20 Conception d’une BD Architecture de référence 21 But et moyens • But : – Simplifier et faciliter l’accès aux données de la base – Assurer une grande sécurité du système d'information • Moyens : – En offrant une vision de « haut niveau » des données, via un modèle logique des données – En se chargeant de faire la correspondance avec la vision de « bas niveau » des données (structures de stockage et méthodes d’accès) Qu’est-ce qu’un SGBD ? 22 Architecture d’un SGBD Qu’est-ce qu’un SGBD ? Définition des schémas de la BD Manipulation de la BD Programmeur d’application Administrateur Utilisateur terminal Traducteur LDD Traducteur LMD Noyau SGBD BD Métabase 23 LDD • Définition logique des données – Schéma conceptuel global – Schémas des vues utilisateur – Structure des données et liens entre les données • Définition physique des données – Schéma physique des données – Méthodes de placements et d’accès • Contrôle des données – Contraintes d’intégrité – Droits d’accès Qu’est-ce qu’un SGBD ? 24 LMD • Objectif – Interroger et mettre à jour les données (extraire, ajouter, supprimer, modifier ) • Style procédural – Exprimer la séquence des opérations d’accès aux données pour obtenir le résultat – Modèle hiérarchique et réseau – Langage navigationnel – Norme CODASYL 71, 78 pour modèle réseau – Dépendant du niveau physique – Intégration dans un LPG (Cobol pour modèle réseau) • Style déclaratif – Exprimer l’information souhaitée sans dire la façon dont on accède à l’information – Modèle relationnel – Langage ensembliste – Indépendant du niveau physique – Norme SQL 86, 89, 92 – SQL « seul » et SQL « intégré » dans un LPG « classique » Qu’est-ce qu’un SGBD ? 25 Interface avec un LPG • Problème d’un LMD – Uniquement interrogation et mise à jour des données – Pas de « calculs » sur les données • Solution – Interfacer le LMD avec un LPG – Diverses techniques d’interfaçage (précompilation, ....) • Exemples – LMD réseau interface normalisée avec COBOL – LMD relationnel interfaces normalisées entre SQL et • Cobol, Pascal, Fortran, PL/1 (1978) • Ada, C (1989) • Java (SQLJ) Qu’est-ce qu’un SGBD ? 26 Les utilisateurs d’un SGBD • Le concepteur – Contexte de travail : niveau conceptuel – Construction du schéma conceptuel avec un modèle de données • Administrateur BD – Contexte de travail : les 3 niveaux. – Définit et màj les schémas logiques – Définit les CI + Vues + droits d’accès – Définit les schémas physiques (structures de stockage + stratégies d’accès) – Utilise le LDD et DD Qu’est-ce qu’un SGBD ? 27 Les utilisateurs d’un SGBD (suite) • Développeur d’applications – Contexte de travail : niveau externe et conceptuel – Utilise le LMD + LPG – Écrit des programmes pour interroger, mettre à jour et traiter les données – Connaît les schémas logiques et physiques • Utilisateur terminal – Contexte de travail : niveau externe – « Averti »: interroge la BD en utilisant un LMD – « Naïf »: utilise les programmes d’application Qu’est-ce qu’un SGBD ? uploads/Ingenierie_Lourd/ bdgeneralite.pdf