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Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 1 Les Bases de Donné

Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 1 Les Bases de Données Réparties (BDR) Table des matières I- Introduction ................................................................................................................................... 2 II- Objectifs & Définitions.............................................................................................................. 2 II-1 Objectifs des bases de données réparties ..................................................................................... 2 II-2 SGBD Répartie ............................................................................................................................... 3 II-3 Avantages et Inconvenants ........................................................................................................... 3 III- Conception d’une base de données répartie ............................................................................ 3 III-1 Conception descendante (top down design) ................................................................................ 3 III-2 Conception ascendante (bottom up design) ................................................................................ 4 - Accorder leurs types .................................................................................................................... 4 - Gérer leur cohérence…................................................................................................................ 4 - Interfacer ou adapter les SGBD… ............................................................................................... 4 III-3 Base de données fédérées & système multi base ......................................................................... 5 IV- Fragmentation ........................................................................................................................... 6 IV-1 Types de Fragmentation ............................................................................................................. 6 IV-1-1- fragmentation par objet ...................................................................................................... 6 IV-1-2- fragmentation par occurrences (fragmentation horizontale FH) ........................................ 7 IV-1-3- fragmentation par attributs (fragmentation verticale FV) .................................................. 7 IV-1-4- fragmentation hybride (FHY) ............................................................................................... 8 IV-1-5- fragmentation des occurrences connexes (fragmentation dérivée FD) .............................. 8 IV-2 Définition de la fragmentation ................................................................................................... 9 IV-2-1 Définition des fragments horizontaux d'une classe ............................................................ 12 IV-2-2 Définition des fragments horizontaux d’un schéma ........................................................... 14 IV-2-3 Définition des fragments verticaux d'une classe ................................................................ 17 IV- 3 Processus d’allocation des fragments. .................................................................................... 18 IV-3-1- Types d’allocation .............................................................................................................. 18 IV-3-2- Répartition des fragments ................................................................................................. 22 Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 2 IV-3-2- Types de réplication ........................................................................................................... 18 a- Réplication asymétrique ........................................................................................................ 18 b- Réplication symétrique .......................................................................................................... 19 IV-4 Les Requêtes Réparties ............................................................................................................. 26 IV-4-1 les requêtes d’insertion de mise à jour et de suppression .................................................. 26 IV-4-2 Optimisation des requêtes réparties ................................................................................... 27 V- BD répartie avec Oracle .......................................................................................................... 32 V-1 DATABASE LINKS ................................................................................................................. 32 V-2 Transparence de localisation (SYNONYM) .......................................................................... 33 V-3 Manipulation des données dans une BDD Oracle répartie .................................................. 33 I- Introduction De nos jours les entreprises et les différents organismes ont besoin de plus en plus de gérer un volume important de données. L’utilisation des bases de données centralisées avec un système de gestion des BDD génère une lourdeur dans la réalisation et l’exécuter à distance des différentes transactions surtout lorsqu’il s’agit des entreprises multinationales. Pour surmonter ce problème, le recours à des bases de données réparties devient une nécessité. II- Objectifs & Définitions II-1 Objectifs des bases de données réparties Les bases de données réparties ont une architecture qui peut s’adapter à une décentralisation des ressources des entreprises. Les objectifs des BDR sont : Une indépendance à la localisation : permet l’exploitation des données dans les BDD relationnelles indépendamment de la localisation des données. c.-à-d., exprimées des requêtes en SQL similaires aux requêtes locales et simplifier la vue utilisateur et l’écriture de requêtes. Une fiabilité élevée : permet de minimiser le risque lié à la centralisation des données dans un seul serveur. Les bases de données réparties ont souvent des données répliquées. La panne d’un site n’est pas très importante pour l’utilisateur, qui s’adressera à autre site. Des performances : réduire le trafic sur le réseau est une possibilité d’accroître les performances. Le but de la répartition des données est de les rapprocher de l’endroit où elles sont accédées. Répartir une base de données sur plusieurs sites permet de répartir la charge sur les processeurs et sur les entrées/ sorties. Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 3 II-2 SGBD Répartie Une base de données centralisée est gérée par un seul SGBD, est stockée dans sa totalité dans un emplacement physique unique et ses divers traitements sont confiés à une seule et même unité de traitement. Par opposition, une base de données distribuée est gérée par plusieurs processeurs, sites et SGBD. II-3 Avantages et Inconvenants Les principaux avantages d’une BDD_R sont : 1. Transparence pour l’utilisateur 2. Autonomie de chaque site 3. Absence de site privilégié 4. Continuité de service 5. Transparence vis à vis de la localisation des données 6. Transparence vis à vis de la fragmentation 7. Transparence vis à vis de la réplication 8. Traitement des requêtes distribuées 9. Indépendance vis à vis du matériel 10. Indépendance vis à vis du système d’exploitation 11. Indépendance vis à vis du réseau 12. Indépendance vis à vis du SGBD Les principaux inconvenants sont : 1. Coût : la distribution entraîne des coûts supplémentaires en termes de communication, et en gestion des communications (hardware et software à installer pour gérer les communications et la distribution). 2. Problème de concurrence. 3. Sécurité : la sécurité est un problème plus complexe dans le cas des bases de données réparties que dans le cas des bases de données centralisées. III- Conception d’une base de données répartie La création d’un schéma de répartition est la partie la plus délicate de la phase de conception d'une BDD_R car il n'existe pas de méthode standard pour trouver la solution optimale. L'administrateur doit donc prendre des décisions en fonction de critères techniques et organisationnels avec pour objectif de minimiser le nombre de transferts entre sites, les temps de transfert, le volume de données transférées, les temps moyens de traitement des requêtes, le nombre de copies de fragments, etc.... on peut par ailleurs distinguer deux méthodes de répartition : III-1 Conception descendante (top down design) Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 4 Dans cette méthode on définit dans un premier temps un schéma conceptuel global de la base de données répartie, puis on distribue sur les différents sites les schémas conceptuels locaux. La répartition se fait donc en deux étapes, en première étape la fragmentation, et en deuxième étape l’allocation de ces fragments aux sites. Cette méthode (top down) est utilisée dans le cas où on veut faire la conception d’une nouvelle base de données dont les données vont être réparties dans les différents sites. Fig-1 : Conception descendante III-2 Conception ascendante (bottom up design) Dans cette méthode il faut réussir à regroupe les schémas conceptuels déjà existant locaux dans un schéma conceptuel global. Cette approche est utilisée si on a déjà des données qui sont réparties dans des bases de données existantes et on veut les intégrées dans une base de données centrale et globale. L’utilisation de cette approche est moins fréquent puis qu’elle difficile à mettre en œuvre. En effet, les BDDs existante sont en générale hétérogènes et sont gérés par déférents SGBD. Donc nécessité d’uniformiser puis de consolider les données des différents sites. Pour faire on doit par exemple : - Identifier les données identiques - Accorder leurs types - Gérer leur cohérence… - Interfacer ou adapter les SGBD… Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 5 Fig-2 : Conception ascendante III-3 Base de données fédérées & système multi base Les Base de données fédérées & les systèmes multi base sont différents des BDD réparties. En effet : Dans une BDD fédérée chaque site a son schéma local. Ces schémas ne sont pas forcément tous inclus dans le schéma global. Ce dernier peut être obtenu par une approche ascendante partielle. Il y a donc un site central qui gère les données qui sont concernées par le schéma global. Dans un système multi-bases il n’y a pas de schéma global, pas de site central. L’accès à une partie ou à la totalité des données peut de faire à distance via une application qui utilise un langage commun. III-4 Architecture d’une BDR En plus de la répartition physique des données, la répartition d'une base de données intervient dans les trois niveaux de son architecture. Niveau externe : les vues sont distribuées sur les sites utilisateurs. Niveau conceptuel : le schéma conceptuel des données est associé, par l'intermédiaire du schéma de répartition (lui-même décomposé en un schéma de fragmentation et un schéma d'allocation), aux schémas locaux qui sont réparties sur plusieurs sites, les sites physiques. Niveau interne : le schéma interne global n'a pas d'existence réelle mais fait place à des schémas internes locaux répartis sur différents sites. Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 6 IV- Fragmentation La fragmentation est le processus de décomposition d'une base de données en un ensemble de sous-bases de données. Cette décomposition doit être faite sans perte de données ou/et d'information. Il y a deux règles principales pour assurer une fragmentation sans cette perte de données. La complétude : pour toute donnée d’une relation R, il existe un fragment Ri de la relation R qui possède cette donnée. La reconstruction : pour toute relation décomposée en un ensemble de fragments Ri, il existe une opération de reconstruction. IV-1 Types de Fragmentation Il existe plusieurs techniques de fragmentation : IV-1-1- fragmentation par objet Cette technique consiste en la répartition des objets dans les différents serveur objet par objet. Toutes l’occurrences d’une classe (n-uplet d’une relation) appartient ainsi au même fragment. • L’opération de fragmentation sera donc la définition des sous-schémas • L’opération de recomposition des informations sera l’union entre les objets des sous- schémas à l’aide des jointures. Filière : Licence Génie Informatique Prof : A. BENMAKHLOUF 7 Exemple : pour le schéma de BDD suivant : Client(NoClient, NomClient, PrénomClient, VilleClient, Age) Agence(NomAgence, Adresse, Ville) Compte(NCompte, TypeCompte, Solde, NoClient, NomAgence) Ce schéma peut être uploads/Management/chapitre-3-bdd-reparties.pdf