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Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houne

Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 5 1Chapitre 1 : Introduction Aux Bases De Données Objectifs  Introduire les notions de bases de données, système de gestion des fichiers, système de gestion de base de données.  Comprendre l’insuffisance du modèle classique et les apports des SGBD  Connaître l’architecture des SGBD et les modèles de bases de données Eléments de contenu I. Introduction II. Notion de base de données III. Des SGF aux SGBD 1. Système de gestion de fichiers (SGF) 2. Système de gestion de base de données (SGBD) IV. Architecture des SGBD (ANSI/SPARC) 1. Le niveau externe : 2. Le niveau conceptuel : 3. Le niveau interne ou physique : V. Les modèles de BD 1. Modèle hiérarchique 3. Modèle relationnel 4. Modèle objet 5. Modèle relationnel – objet Durée : 3 heures Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 6 Chapitre 1 : Introduction aux bases de donne es I- Introduction Dès les débuts de l’informatique, l’un des soucis majeurs de l’utilisateur fut de pouvoir stocker massivement des données et de pouvoir en disposer régulièrement afin d’en extraire de nouvelles informations, de les consulter et de les modifier. De 1950 à 1960, seul existait le fichier pour satisfaire à cette demande. Les applications devaient donc être complétées par une programmation qui se faisait souvent en langage machine (assembleur). Les SGFs ont montré une insuffisance et des inconvénients ce qui a mené à l’apparition des bases de données dés 1960. II- Notion de base de données Une base de données est un ensemble structuré de données enregistrées avec le minimum de redondance pour satisfaire simultanément plusieurs utilisateurs de façon sélective en un temps opportun. L’approche base de données est due à une triple évolution :  évolution des entreprises (volumes importants de données, centralisées ou réparties, qui doivent être accessibles en temps utile,...)  évolution du matériel (accroissement des performances, intégration des composants, diminution des coûts,...)  évolution des logiciels (les systèmes d’exploitation, les architectures client serveur et les réseaux). III- Des SGF aux SGBD 1. Système de gestion de fichiers (SGF) 1.1. Définition Un SGF ou gestionnaire de fichiers est une composante du système d’exploitation. Les premières applications de gestion ont été développées en utilisant les services d’un SGF. Les opérations supportées par un SGF incluent la création du fichier, l’ouverture, la fermeture du fichier, la lecture ou l’écriture d’un enregistrement en accès séquentiel ou direct. Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 7 1.2. Les limites des SGF  Redondance des données NCmd NCl NomCl PrénomCl VilleCl TélCl Montant à payer Date Cmd Date Paiement 24 245 Salah Mohamed Mahdia 73666666 500 21/01/04 21/01/04 26 570 Ben Hssan Ali Tunis 71222222 3000 11/10/07 11/11/07 90 245 Salah Mohamed Mahdia 73666666 4000 01/08/08 20/12/08 Exemple de contenu du fichier Commande  Intégrité sémantique Exemple : Considérons les fichiers Compte, Commande et Client suivants : N°commande Montant à payer (DT) Date Commande Date Paiement 24 500 21/01/04 21/01/04 26 3000 11/10/07 11/11/07 90 4000 01/08/08 20/12/08 Exemple de contenu du fichier Commande N°compte N° client Date d’ouverture Solde en DT 24 245 19/12/00 200000 26 245 10/03/02 700000 300 570 10/05/07 40000 Exemple de contenu du fichier Compte N° client Nom client Adresse client N°téléphone client 245 Mohamed Salah Mahdia +21673666666 570 Ali Ben Hssan Tunis +21671222222 245 Mohamed Salah Mahdia +21673666666 Exemple de contenu du fichier Client Pour supprimer un client, il faut s’assurer de supprimer tous ses comptes. Donc il faut parcourir le fichier compte, supprimer les comptes relatifs au client puis supprimer le client. Il faut vérifier si le client à supprimer a des commandes non payées. Avant de supprimer les clients cette vérification devra être prise en considération par le programmeur dans le cas des SGF. Cette vérification est appelée contrainte d’intégrité sémantique. Définition : Une contrainte d’intégrité sémantique (semantic integrity constraint), ou contrainte d’intégrité, est une règle qui doit toujours être respectée par les données de la BD. En cas de violation de la contrainte, l’opération est automatiquement rejetée par le SGBD.  Contrôle de concurrence Définition : Le contrôle de concurrence concerne les mécanismes qui empêchent les interférences indésirables entre les programmes qui sont exécutés en parallèle. Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 8  Fiabilité Les SGF permettent de stocker les données de façon persistante. Cependant, lorsque des pannes se produisent, les SGF n’ont pas de mécanisme permettant de récupérer les fichiers dans un état cohérent malgré la panne. L’approche traditionnelle est caractérisée d’une part de données inaccessibles au non spécialiste et d’autre part par un ensemble de services insuffisants pour des applications complexes. 2. Système de gestion de base de données (SGBD) C’est un ensemble de programmes qui assurent la gestion et l’accès à une base de données. Un SGBD assure : la structuration, le stockage, la maintenance, la mise à jour, la consultation des données d’une BD… 2.1. Historique Evolution des SGBD au cours du temps.  1960 : organisation classique des données en fichiers.  1970 : apparition des premiers SGBD : Les systèmes réseaux et hiérarchiques.  1980 : deuxième génération de SGBD : Les systèmes relationnels.  1990 : troisième génération de SGBD : Les systèmes orientés objet.  A partir des années 2000 : Les systèmes Relationnels - Objet. 2.2. Principes de fonctionnement La gestion et l’accès à une base de données sont assurés par un ensemble de programmes qui constituent le Système de gestion de bases de données (SGBD). Un SGBD doit permettre l’ajout, la modification, la recherche et la suppression de données. Un système de gestion de bases de 1970 1980 1960 1990 2000 SGF 1ère Génération Navigationnel 2ème Génération Relationnel 3ème Génération Objet Les SGBD Relationnel - Objet SGBD SGF Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 9 données héberge généralement plusieurs bases de données, qui sont destinées à des logiciels ou des thématiques différentes. Un des problèmes fondamentaux à prendre en compte est la cohérence des données. Par exemple, dans un environnement où plusieurs utilisateurs peuvent accéder concurremment à une colonne d’une table pour la lire ou pour y écrire des données, il faut s’accorder sur la politique d’écriture. Cette politique peut être : les lectures concurrentes sont autorisées mais dès qu’il y a une écriture dans une colonne, l’ensemble de la colonne est envoyée aux autres utilisateurs l’ayant lue pour qu’elle soit rafraîchie. 3. Objectifs des SGBD Des objectifs principaux ont été fixés aux SGBD et ce, afin de résoudre les problèmes causés par la démarche classique. Une liste non exhaustive de ces objectifs est citée dans ce qui suit :  Indépendance physique : Le niveau physique peut être modifié indépendamment du niveau conceptuel. Cela signifie que tous les aspects matériels de la base de données n'apparaissent pas pour l'utilisateur, il s'agit simplement d'une structure transparente de représentation des informations.  Indépendance logique : Un même ensemble de données peut être vu différemment par des utilisateurs différents. Toutes ces visions personnelles des données doivent être intégrées dans une vision globale.  Accès aux données : L’accès aux données se fait par l’intermédiaire d’un Langage de Manipulation de Données (LMD) (SELECT, UPDATE, DELETE, INSERT qui ne dépendent pas du type des arguments). Il est déterminant que ce langage permette d’obtenir des réponses aux requêtes en un temps « raisonnable ». Le LMD doit donc être optimisé, minimiser le nombre d’accès disques, et tout cela de façon totalement transparente pour l’utilisateur. La définition des données se fait par l’intermédiaire d’un Langage de Description de Données (LDD) (create table, create user, alter table, drop table)  Administration centralisée des données (intégration) : Cours Bases de Données Chapitre 1 : Introduction aux bases de données Mme Houneida HADDAJI 10 Toutes les données doivent être centralisées dans un emplacement unique commun à toutes les applications. En effet, des visions différentes des données (entre autres) 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 nombre de contraintes d’intégrité qui définissent un état cohérent de la base. Elles doivent pouvoir être exprimées simplement et vérifiées automatiquement à chaque insertion, modification ou suppression des données. Les contraintes d’intégrité sont décrites dans le Langage de Description de Données (LDD).  Partage des données : Il s’agit de permettre à plusieurs utilisateurs d’accéder aux mêmes données au même moment de manière transparente. Si ce problème est simple à résoudre quand il s’agit uniquement d’interrogations, cela ne l’est plus quand il s’agit de modifications dans un contexte multi - utilisateurs car il faut permettre à deux (ou plus) utilisateurs de modifier la même donnée « uploads/Management/ chapitre-1-introduction-aux-bases-de-donnees.pdf