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BDD stph.crzt.fr/bdd Principes de la conception des bases de données Paternité

BDD stph.crzt.fr/bdd Principes de la conception des bases de données Paternité - Partage des Conditions Initiales à l'Identique : http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/fr/ STÉPHANE CROZAT 10 juillet 2014 Table des matières Introduction 5 I - Principes de la conception des bases de données 7 A. BD et SGBD : vue d'ensemble.........................................................................7 1. Exercice : SGBDR..............................................................................................................7 2. Qu'est ce qu'une BD ?........................................................................................................8 3. Qu'est ce qu'un SGBD ?.....................................................................................................8 4. Pourquoi des SGBD ?.........................................................................................................9 5. Caractéristiques des SGBD...............................................................................................10 B. Notions générales pour les bases de données.................................................11 1. Notion de données..........................................................................................................11 2. Notion de modèle de données...........................................................................................12 3. Notion de schéma de données (niveau logique)...................................................................13 4. Notion de langage de données (niveau physique)................................................................14 5. Notion de dictionnaire de données.....................................................................................15 6. Exercice : Dictionnaire de données....................................................................................16 C. Méthodes de conception de bases de données................................................17 1. Exercice : Étapes de la conception d'une base de données....................................................17 2. Méthodologie de conception d'une base de données.............................................................17 3. La méthode MERISE et le modèle E-A................................................................................19 4. Le langage de modélisation UML........................................................................................21 5. Éléments pour l'analyse de l'existant et des besoins.............................................................22 Stéphane Crozat 3 II - Pratique : Découverte d'une base de données avec PostgreSQL 25 A. Rappels architecture UTC.............................................................................26 B. Connexion à une base de données PostgreSQL...............................................26 C. Le client textuel "psql".................................................................................27 D. Notion de table...........................................................................................30 E. Notion de contraintes...................................................................................31 F. Notion de références....................................................................................32 G. Projection, restriction et jointure...................................................................32 H. Import de données depuis un fichier CSV.......................................................33 I. Fonctions et agrégats...................................................................................34 J. Dictionnaire de données...............................................................................34 K. Indexation et performance...........................................................................35 L. Les clients graphiques pgAdminIII et phpPgAdmin...........................................35 M. Test de pgAdminIII et phpPgAdmin...............................................................38 III - Synthèse : Les trois niveaux de conception 39 IV - Bibliographie 41 Questions de synthèse 43 Solution des exercices 47 Solution des exercices 49 Glossaire 51 Signification des abréviations 53 Bibliographie 55 Webographie 57 Index 59 Stéphane Crozat 4 Introduction Les BD sont nées vers 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 plus de 20 ans, 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" BD utilisées par quelques personnes dans un service pour des besoins de gestion de données locales, jusqu'aux "grosses" BD qui gèrent de façon centralisée des données partagées par tous les acteurs de l'entreprise. Parallèlement 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) d'une part ; et les évolutions technologiques (puissance des PC, Internet, etc.) d'autre part ont à la fois rendu indispensable et 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. Stéphane Crozat 5 I - Principes de la conception des bases de données I BD et SGBD : vue d'ensemble 7 Notions générales pour les bases de données 11 Méthodes de conception de bases de données 17 A. BD et SGBD : vue d'ensemble Objectifs Comprendre l'intérêt des BD. Comprendre ce qu'est un SGBD. 1. Exercice : SGBDR [Solution n°1 p 45] Parmi les raisons suivantes, lesquelles justifient l'utilisation d'un SGBDR ? S'abstraire des modalités de stockage physique de l'information. Minimiser la redondance d'information. Faciliter la mise à jour de données. Contrôler la cohérence des données. Sécuriser l'accès aux données. Mieux gérer l'accès concurrent aux données. Stéphane Crozat 7 2. Qu'est ce qu'une BD ? Définition : Base de données Une BD est un ensemble volumineux, structuré et minimalement redondant de données, reliées entre elles, stockées sur supports numériques centralisés ou distribués, servant pour les besoins d'une ou plusieurs applications, interrogeables et modifiables par un ou plusieurs utilisateurs travaillant potentiellement en parallèle. Exemple : Compagnie aérienne Une BD de gestion de l'activité d'une compagnie aérienne concernant les voyageurs, les vols, les avions, le personnel, les réservations, etc. Une telle BD pourrait permettre la gestion des réservations, des disponibilités des avions en fonction des vols à effectuer, des affectations des personnels volants, etc. 3. Qu'est ce qu'un SGBD ? Définition : Système de Gestion de Bases de Données 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). Exemple : Exemples de SGBD  Oracle est un SGBD relationnel (et relationnel-objet dans ses dernières versions) très reconnu pour les applications professionnelles.  PostgreSQL est un SGBD relationnel et relationnel-objet très puissant qui offre une alternative open source aux solutions commerciales comme Oracle ou IBM.  MySQL est un SGBD relationnel libre (licence GPL et commerciale), simple d'accès et très utilisé pour la réalisation de sites Web dynamiques. Depuis la version 4 MySQL implémente la plupart des fonctions attendues d'un SGBD relationnel.  Access est un SGBD relationnel Microsoft, qui offre une interface graphique permettant de concevoir rapidement des applications de petite envergure ou de réaliser des prototypes. 4. Pourquoi des SGBD ? Jadis... Avant l'avènement des SGBD, chaque application informatique dans l'entreprise impliquait sa propre équipe de développement, ses propres supports physiques, ses propres fichiers, ses propres normes, ses propres langages, etc. Conséquences... L'existence conjointe et croissante de ces applications indépendantes a des effets négatifs, tels que :  La multiplication des tâches de saisie, de développement et de support informatique ; Principes de la conception des bases de données Stéphane Crozat 8  La redondance anarchique des informations dans les fichiers ;  L'incohérence des versions simultanées de fichiers ;  La non-portabilité des traitements en raison des différences dans les formats et langages ;  La multiplication des coûts de développement et de maintenance des applications. Problèmes... Les conséquences précédemment citées se répercutent sur l'entreprise en générant des problèmes humains et matériels ;  Coûts en personnels qualifiés et en formations ;  Remise des pouvoirs de décision entre les mains de spécialistes informatiques ;  Tout changement matériel ou logiciel a un impact sur les applications ;  Tout changement de la structure des données nécessite de modifier les programmes. Or... En réalité les applications ne sont jamais totalement disjointes, des données similaires (le coeur de l'information d'entreprise) sont toujours à la base des traitements. On peut citer typiquement :  Les données comptables  Les données clients et fournisseurs  Les données relatives à la gestion des stocks  Les données relatives aux livraisons  Les données marketing et commerciales  Les données relatives au personnel  ... 5. Caractéristiques des SGBD La conception d'un système d'information pour être rationnelle à l'échelle d'une entreprise se doit d'adopter un certain nombre de principes, tels que :  Une description des données indépendante des traitements  Une maintenance de la cohérence de données  Le recours à des langages non procéduraux, interactifs et structurants Fondamental Dans ce cadre les SGBD se fixent les objectifs suivants :  Indépendance physique des données Le changement des modalités de stockage de l'information (optimisation, réorganisation, segmentation, etc.) n'implique pas de changements des programmes.  Indépendance logique des données L'évolution de la structure d'une partie des données n'influe pas sur l'ensemble des données.  Manipulation des données par des non-informaticiens Principes de la conception des bases de données Stéphane Crozat 9 L'utilisateur n'a pas à savoir comment l'information est stockée et calculée par la machine, mais juste à pouvoir la rechercher et la mettre à jour à travers des IHM ou des langages assertionnels simples.  Administration facilitée des données Le SGBD fournit un ensemble d'outils (dictionnaire de données, audit, tuning, statistiques, etc.) pour améliorer les performance et optimiser les stockages.  Optimisation de l'accès aux données Les temps de réponse et de débits globaux sont optimisés en fonctions des questions posées à la BD.  Contrôle de cohérence (intégrité sémantique) des données Le SGBD doit assurer à tout instant que les données respectent les règles d'intégrité qui leurs sont imposées.  Partageabilité des données Les données sont simultanément consultables et modifiables.  Sécurité des données La confidentialité des données est assurée par des systèmes d'authentification, de droits d'accès, de cryptage des mots de passe, etc.  Sûreté des données La persistance des données, même en cas de panne, est assurée, grâce typiquement à des sauvegardes et des journaux qui gardent une trace persistante des opérations effectuées. B. Notions générales pour les bases de données Objectifs Connaître les différences entre niveau conceptuel, niveau logique et niveau physique. Comprendre l'importance de la modélisation conceptuelle. 1. Notion uploads/Philosophie/ principes-de-la-conception-des-bases-de-donnees-stph-crzt-fr-bdd.pdf