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Université Louis-Pasteur de Strasbourg Département d'informatique Bases de Donn

Université Louis-Pasteur de Strasbourg Département d'informatique Bases de Données Sylvain BRANDEL Pôle API Boulevard Sébastien Brant 67 400 ILLKIRCH bureau C 126 tél : 03 90 24 45 68 e-mail : brandel@dpt-info.u-strasbg.fr Notes de cours (DESS CCI) (Imprimé le 13 décembre 2014) 1 Table des matières Chapitre 1 : BD et SGBD..........................................................................................................................................3 I. Introduction........................................................................................................................................................3 II. Analyse.............................................................................................................................................................3 III. Bases de données.............................................................................................................................................6 IV. Système de Gestion des Bases de Données (SGBD)......................................................................................7 Chapitre 2 : Le modèle relationnel..........................................................................................................................19 I. Définitions.......................................................................................................................................................19 II. Langages d’interrogation................................................................................................................................20 III. Dépendances fonctionnelles..........................................................................................................................29 IV. Normalisation de relation..............................................................................................................................34 V. Insertion - suppression....................................................................................................................................41 VI. SQL...............................................................................................................................................................42 Chapitre 3 : Le modèle Entités / Associations........................................................................................................45 I. Entité................................................................................................................................................................45 II. Association.....................................................................................................................................................45 III. Cardinalités et fonctionnalités.......................................................................................................................46 IV. Attribut...........................................................................................................................................................48 V. Règles de normalisation..................................................................................................................................49 VI. Passage du modèle E/A au modèle relationnel.............................................................................................50 VII. Concepts complémentaires}........................................................................................................................52 VIII. Exercices de synthèse.................................................................................................................................55 2 Chapitre 1 : BD et SGBD Références : Bases de Données objet et relationnel Introduction aux bases de données, modèle relationnel Georges Gardarin Richard Grin (support de cours) éd. Eyrolles Université de Nice Sophia-Antipolis I. Introduction BD, c'est quoi ? Déf. : Une BD est un ensemble de données modélisant les objets d'une partie du monde réel et servant de support à une application informatique.  ensemble :  structuré  permettant l'extraction d'informations de manière sélective par plusieurs utilisateurs Exemple : annuaire (Nom, Prénom, âge, CP, ville)  d'abord un tableau (fichier)  redondance  2ème tableau (CP, ville)  3ème tableau (âge) ?  redondance calculée Deux types d'opérations :  Manipulation (utilisateur)  Définition (concepteur, administrateur) Tout ensemble de données ne justifie pas forcément une BD. Exemple : CDs audio  suffisamment de CDs pour nécessiter une indexation informatique  mais si le seul but est d'imprimer la liste, un éditeur de textes suffit Déf. : Un SGBD est un logiciel permettant d’interagir avec une BD. Exemples de SGBD : Access, Oracle. Pas SQL. II. Analyse Avant de penser BD, poser des questions, étudier, analyser les besoins. Exemple : CD audio  informatiser. Pourquoi ? dans quel but ? quand ? comment ?  analyse. Exemple : Ecole. Dialogue avec la directrice.  pour obtenir des règles de gestion  pour étudier les formulaires, fiches... existant  dictionnaire des données  MERISE A. Pourquoi MERISE ? Problèmes des grosses applications : 3  applications non coordonnées :  redondance  synonymes  nombreuses interfaces  difficultés de MAJ  applications "touffues" :  astuces de programmes, GOTO, optimisations ponctuelles  absence de dossier  absence de concertation  résultats différents des souhaits B. Principes de base Méthode globale et intégrée :  repenser en terme de SAI (Système d'Automatisation de l'Information) et d'organisation  intégrer les différents utilisateurs Séparation Données / Traitements : analyses conduites séparément puis confrontation 3 niveaux de modélisation, invariance décroissant (plus le niveau est élevé, et plus le système est stable) :  niveau conceptuel  niveau organisationnel  niveau technique 1) Niveau Conceptuel : "QUOI ?" Que faire ? avec quelles données ?  MCD (Modèle Conceptuel des Données) et MCT (Modèle Conceptuel des Traitements) a) MCD aspect statique du Système d'Information, schéma entité / associations. Entité : collection d'objets ayant des propriétés analogues et possédant un identifiant. Exemple : CLASSE < id-classe, nb-élèves, année > Association : Lien logique entre plusieurs entités. 4 id-classe nb-élèves Année Classe id-classe 1 2 nb-élèves 30 … Année 1 Classe Hommes Femmes Mariage A pour mère (association partielle) (association totale) Possède Voiture b) MCT ce qu'il faut faire : QUOI (pas OU, QUAND  organisationnel, pas COMMENT  opérationnel). Evénement : compte-rendu fait au SI que quelque chose s'est produit dans l'univers extérieur ou dans le SI. Les événements peuvent être :  externes (par exemple une commande)  internes (par exemple une facture) Opération : actions accomplies par le SI en réaction à un (ou des) événement(s). 2) Niveau Organisationnel : "QUI, QUAND, OU ?  MLD (Modèle Logique des Données) et MOT (Modèle Organisationnel des Traitements) a) MLD "Représentation du MCD en fonction de l'état de l'art technologique" (Tardieu) = MCD repensé. b) MOT Modéliser :  les notions de temps et de durée  les postes et leur responsabilités  les lieux et leurs ressources Exemples de règles d'organisation :  à chaque livraison, le magasinier contrôle la marchandise livrée  l'inventaire est effectué tous les ans les 29 et 30 décembre 3) Niveau Technique : "COMMENT ?" Intègre les moyens techniques, matériels et logiciels.  MPhD (Modèle Physique des Données) et MOpT (Modèle opérationnel des Traitements) a) MPhD proposer une solution technique optimale pour l'implantation physique des données et la description de leurs liens. b) MopT 5 Refus Demande de promotion Recevabilité Dossier … intégrer les contraintes techniques dans l'organisation des traitements. C. Inconvénients de MERISE Lourdeur :  produit beaucoup de documents  lourd pour des petites applications Par rapport aux étudiants :  lourdeur sur les exemples pédagogiques  sentiment de flou : haut niveau d'abstraction, et méthodologie rigoureuse mais non déterministe (possibilité de production de différents algorithmes) III. Bases de données BD : Collection de représentation de la réalité sous forme de données inter-reliées :  cohérente, structurée  avec une redondance calculée  centralisée A. Les précurseurs des BD : les systèmes de fichiers Dans une entreprise, chaque service avait ses propres fichiers, développés en fonction de ses besoins  informations communes, sans que cela soit géré.  redondance non gérée. B. Redondance Problèmes :  volume de données important (moins grave actuellement : mémoires de masse importantes)  temps de saisie et de mise à jour : par exemple, si on dispose de 3 fichiers clients (factures, BL, étiquettes), la saisie d'un client doit être effectuée trois fois, avec des risques d'erreur (fautes de frappe entre deux saisies)  difficultés de tenir à jour les informations pour "coller" à la réalité  manque de cohérence. C. Cohérence Etre juste par rapport à une certaine réalité, c-à-d intégrité des données. La réalité doit être fixée sous forme de règles ou contraintes d'intégrité. La BD est cohérente si elle respecte les contraintes d'intégrité énoncées (dépendantes des applications). Les règles définissant les liens entre les données de la base décrivent la réalité. Exemples de contraintes d'intégrité : BD clients / fournisseurs / produits, avec commandes clients et fournisseurs :  couleur autorisée pour un produit {blanc, bleu, noir }  chaque client, chaque fournisseur, chaque produit doit être identifié de manière unique dans toute la base ( numérotation explicite)  pour la gestion des commandes, les clients et produits intervenant dans la transaction doivent exister  tout client sauvegardé dans la base a passé au moins une commande 6 Les contraintes sont posées au départ :  elles définissent la structure de la base  elles doivent être vérifiées en permanence D. Centralisation La BD doit satisfaire une grande variété de demandes de renseignements exprimée par de nombreux utilisateurs. Les utilisateurs ont des exigences de réponse qui doivent être compatibles avec leurs conditions de travail.  BD : entité commune, centrale, à laquelle accèdent tous les utilisateurs. L'utilisateur doit pouvoir travailler comme il l'a toujours fait, avec sa propre vision de la BD. IV. Système de Gestion des Bases de Données (SGBD) Un SGBD est une ensemble de logiciels permettant aux utilisateurs de manipuler efficacement des données dans une grande masse d'information partagée avec d'autres utilisateurs. Différence avec les systèmes de fichiers : description des données séparée de leur utilisation (description : définition des types par des noms, des formats, des caractéristiques ; utilisation : interrogations, mises à jour). Le système est en fait un composant de plus bas niveau, englobé dans le SGBD. A. Historique 4 générations. Le début se situe vers 1965 avec le programme Apollo d'IBM. 1) 1ère génération : fin des années 60 Exemple : TOTAL, IDMS. Modèles réseau ou hiérarchique, organisés autour de types d'articles constituant les nœuds d'un graphe, les arcs étant des types de pointeurs. a) Modèles hiérarchiques Les données sont représentées sous forme d’une structure arborescente d’enregistrements. Cette structure est conçue avec des pointeurs et détermine les chemins d’accès aux données. Avantages :  structure de donnée facile à comprendre  chemins d'accès fixes : peu de commandes, simplicité des commandes Inconvénients :  organisation non naturelle  contrôle de cohérence délicat  coût élevé de la recherche, dû à l'unicité du chemin d'accès 7 b) Modèles réseau La structure peut être visualisée sous forme d’un graphe quelconque. Comme pour le modèle hiérarchique, la structure est conçue avec des pointeurs et détermine le chemin d’accès aux données. Avantages :  moins restrictif  représentation naturelle des liaisons  moins de redondances Inconvénients :  pas d'indépendance vis-à-vis des stratégies d'accès Dans ces deux modèles, les programmes ne sont pas indépendants de la structure logique de la base et du chemin d’accès aux données : ils doivent décrire comment retrouver les données (on parle de navigation dans la base) et si, par exemple, on enlève un index, tous les programmes qui l’utilisaient doivent être réécrits. De plus, le langage de travail uploads/Management/ bd-notes-de-cours.pdf