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Conception des bases de données I : Introduction Stéphane Crozat Publiée le 16

Conception des bases de données I : Introduction Stéphane Crozat Publiée le 16 février 2020 librecours.net bdd1.pdf Paternité - Partage des Conditions Initiales à l'Identique : http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/fr/ Table des matières I - Introduction générale aux bases de données 4 1. Cours 4 1.1. Notions fondamentales : donnée, base de données, système de gestion de bases de données 4 1.2. Approche générale pour la conception des bases de données 9 1.3. Découverte d'une base de données relationnelle 18 2. Exercices 22 2.1. Exercice : Lab 0 22 2.2. Exercice : Site de livres électroniques sous licence libre 23 II - Introduction à la modélisation conceptuelle de données avec UML 24 1. Cours 24 1.1. Notion de modèle 24 1.2. Introduction au diagramme de classes UML : classes et associations 26 1.3. Quels outils pour faire de l'UML ? 36 2. Exercices 40 2.1. Exercice : Lire l'UML 40 2.2. Exercice : Cours et intervenants 42 2.3. Exercice : Gestion méthodique du personnel 42 III - La modélisation logique relationnelle 44 1. Cours 44 1.1. Introduction au modèle relationnel 44 1.2. Les concepts fondamentaux du modèle relationnel : attributs, enregistrement, domaine 45 1.3. Clés et clés étrangères dans le modèle relationnel : 47 1.4. Synthèse 54 1.5. Définition formelle d'une relation 54 2. Exercices 55 2.1. Exercice 55 2.2. Exercice : Lab I- 56 IV - Introduction au passage UML-Relationnel : classes et associations 57 1. Cours 57 1.1. Transformation des classes et attributs 57 1.2. Transformation des associations 58 2. Exercices 61 2.1. Exercice : Lab I+ 61 2.2. Exercice : Usine de production 62 V - Création et alimentation de bases de données SQL 63 1. Cours 63 1.1. Le langage SQL 63 1.2. Créer des tables en SQL (Langage de Définition de Données) 65 1.3. Insérer, modifier et supprimer des données en SQL (Langage de Manipulation de Données) 71 .......................................................................................................................... .. ....................................................... ......................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................................ ............................................................... ........................................................................................................................ ............................................................................................................................ .......................................... ................................................................................................... ................................................................................................................... ......................................................................................................................... ...................................................................................................... ................................................................................ ........................................................................................................................ ............................................................................................... ........ ...................................................................... .......................................................................................................................................... .................................................................................................. ................................................................................................................... ............................................................................................................................................ ................................................................................................................................ ........................................................................................................................ ......................................................................................... .................................................................................................... ................................................................................................................... ............................................................................................................................... ....................................................................................................... ........................................................................................................................ ................................................................................................................................ ...................................................... .... 2 1.4. Supprimer et modifier des tables en SQL (Langage de Définition de Données) 74 2. Exercices 75 2.1. The show 75 2.2. Exercice : Du producteur au consommateur 77 VI - Algèbre relationnelle 78 1. Cours 78 1.1. Opérateurs fondamentaux : projection, restriction et jointure 78 1.2. Opérateurs complémentaires 84 2. Exercices 92 2.1. Exercice : Faire du Cinéma 92 2.2. Exercice : Le retour des écoliers 93 2.3. Quiz : Algèbre relationnelle 94 VII - Interrogation de bases de données SQL 97 1. Cours 97 1.1. Questions simples avec le Langage de Manipulation de Données (SELECT) 97 1.2. Opérations d'algèbre relationnelle en SQL 103 2. Exercices 110 2.1. Exercice : Location d'appartements 110 2.2. Exercice : Employés et salaires 110 Index 112 .......................... ................................................................................................................... .......................................................................................................................................... .................................................................................. ........................................................................................................................ ..................................................... ......................................................................................................... ................................................................................................................... .............................................................................................................. ...................................................................................................... ............................................................................................................. ........................................................................................................................ ............................... .................................................................................. ................................................................................................................. ............................................................................................. ..................................................................................................... Table des matières 3 Introduction générale aux bases de données I 1. Cours Les BD sont nées à la fin des années 1960 pour combler les lacunes des systèmes de fichiers et faciliter la gestion qualitative et quantitative des données informatiques. Les SGBD sont des applications informatiques permettant de créer et de gérer des BD (comme Oracle ou PostgreSQL par exemple) Les BD relationnelles, issues de la recherche de Codd, sont celles qui ont connu le plus grand essor depuis les années, et qui reste encore aujourd'hui les plus utilisées. On utilise des SGBDR pour les implémenter. Le langage SQL est le langage commun à tous les SGBDR, ce qui permet de concevoir des BD relativement indépendamment des systèmes utilisés. Les usages de BD se sont aujourd'hui généralisés pour entrer dans tous les secteurs de l'entreprise, depuis les petites bases utilisées par quelques personnes dans un service pour des besoins de gestion de données locales, jusqu'aux bases qui gèrent de façon centralisée des données partagées par tous les acteurs de l'entreprise. L'accroissement de l'utilisation du numérique comme outil de manipulation de toutes données (bureautique, informatique applicative, etc.) et comme outil d'extension des moyens de communication (réseaux) ainsi que les évolutions technologiques (puissance des PC, Internet, etc.) ont rendu indispensable, mais aussi complexifié la problématique des BD. Les conséquences de cette généralisation et de cette diversification des usages se retrouvent dans l'émergence de solutions conceptuelles et technologiques nouvelles, les bases de données du mouvement NoSQL particulièrement utilisées par les grands acteurs du web. 1.1. Notions fondamentales : donnée, base de données, système de gestion de bases de données a) Base de données Logiciel et données Un logiciel informatique est composé de programmes, c'est à dire d'instructions données à l'ordinateur, et de données auxquelles s'appliquent ces instructions. Par exemple un logiciel de traitement de texte est composé de fonctions - ouvrir, copier, coller, insérer une image, changer la police, enregistrer... - et de fichiers sur lesquels elles s'appliquent. Dans ce cas les fichiers de traitement de texte sont les données. Définition lâche de base de données : un ensemble de données Définition On appelle parfois base de données tout ensemble de données stocké numériquement et pouvant servir à un ou plusieurs programme. De ce point de vue des fichiers sur un disque dur, un fichier de tableur, voire un fichier de traitement de texte peuvent constituer des bases de données. Définition restreinte de base de données : un ensemble de données structuré Définition On appellera base de données un ensemble de données numériques qui possède une structure ; c'est à dire dont l'organisation répond à une logique systématique. 4 On parlera de modèle logique de données pour décrire cette structure. Base de données relationnelle Exemple Une base de données relationnelle permet d'organiser les données en tableaux (appelés relations). Base de données de classification classique des espèces animales espèce eucaryote multicellulaire propriété bactéries false false archées false false protistes true false champignons true true décompose végétaux true true photosynthétise animaux true true ingère Fonctions d'une base de données Fondamental Une base de données est structurée afin de pouvoir mieux répondre à des fonctions fondamentales en informatique, telles que : Stocker l'information de façon fiable (c'est à dire être capable de restituer l'information entrée dans le système) Traiter de grands volumes de données (massification) Traiter rapidement les données (optimisation) Sécuriser les accès aux données (gérer les autorisations selon les utilisateurs) Contrôler la qualité des données (par exemple la cohérence par rapport à un modèle pré-établi) Partager les données (entre plusieurs applications dédiées à plusieurs métiers) Rendre accessible les données en réseau (gérer la concurrence des accès parallèles) ... b) Système de gestion de bases de données (SGBD) Système de Gestion de Bases de Données Définition Un SGBD est un logiciel qui prend en charge la structuration, le stockage, la mise à jour et la maintenance d'une base de données. Il est l'unique interface entre les informaticiens et les données (définition des schémas, programmation des applications), ainsi qu'entre les utilisateurs et les données (consultation et mise à jour). Exemples de SGBD Exemple Oracle est un SGBD relationnel et relationnel-objet très utilisé pour les applications professionnelles. PostgreSQL est un SGBD relationnel puissant qui oﬀre une alternative libre (licence BSD) aux solutions commerciales comme Oracle ou IBM. Introduction générale aux bases de données 5 Access est un SGBD relationnel MicrosoȨ, qui oﬀre une interface graphique permettant de concevoir rapidement des applications de petite envergure ou de réaliser des prototypes. MongoDb est un SGBD non-relationnel libre (licence Apache) orienté document. Il permet de gérer facilement de très grandes quantités de données - dans un format arborescent JSON - réparties sur de nombreux ordinateurs. SGBD relationnel et non-relationnel Complément Les SGBR relationnels (SGBDR) sont les plus courants des SGBD ; jusqu'au début des années 2000, la plupart des bases de données étaient relationnelles. Mais avec l'arrivée des géants du web, ces entreprises qui gèrent des quantités énormes de données comme Google, Amazon ou Facebook, s'est développé un mouvement important de développement de bases de données non-relationnelles, également appelées NoSQL. c) Application de base de données Une base de données seule n'est pas directement utilisable par un utilisateur humain ; elle n'est utilisable que par les informaticiens qui connaissent son langage de programmation et par les applications qui ont été programmées pour s'en servir. Définition On appelle application de base de données un logiciel informatique permettant à un utilisateur final de manipuler (lire ou écrire) les données d'une base de données. Application web Exemple Une application web est composée d'interfaces en HTML qui permettent d'écrire et de lire des données dans une base de données, via un langage applicatif, comme par exemple PHP. Twitter Exemple L'application Twitter est composée d'interfaces web permettant d'entrer des données (saisir son profil, twitter, retwitter, ...) et de sortir des données (consulter un fil twitter, faire une recherche sur un hashtag...) d'une base de données. Cette base de données est stockée sur les serveurs de Twitter et elle contient tous les profils de tous les utilisateurs, tous les tweets, tous les hashtags... Compagnie aérienne Exemple Une base de données de uploads/Management/ creation-de-bases-de-donnees-details.pdf