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Introduction à l’Administration de Bases de Données Chapitre 1 Rappels sur les

Introduction à l’Administration de Bases de Données Chapitre 1 Rappels sur les BD relationnelles Licence 3 en Sciences de l’Informatique 2021/2022 Enseignant: DJEBLI Hamza Faculté des Nouvelles technologies hamza.djebli@univ-constantine2.dz 1 Prérequis Bases de Données (L2) Modélisation et Conception UML (L2) 2 Objectifs Rappeler les concepts de base des bases de données Initiation au SGBDs et les langages utilisés Connaître les étapes de conception d’une base de données à partir du monde réél Rappels sur l’approche relationnelle Chapitre 1: Rappels sur les BD relationnelles 1. Bases de données 2. SGBD 3. Etapes de conception 4. Approche relationnelle 3 Chapitre 1: Rappels sur les BD relationnelles 1. Bases de données 2. SGBD 3. Etapes de conception 4. Approche relationnelle 4 1. Bases de données Définition • Base de données: l’ensemble des données stockées d’une façon structurée et avec le moins de redondances. • Pour les manipuler, on utilise généralement un logiciel spécialisé appelé SGBD (Système de Gestion de Bases de Données). 5 But • retrouver de l’information par son contenu en se basant sur des critères de recherche. Qualités d’une BD 1. Cohérence des données de la base Exemple: M. ou Monsieur 2. Absence de redondance 3. Intégrité, Sécurité,.. 6 Qualité Nom Télépho ne M. Ahmed 123456 Monsieur Moham ed 345678 Mme Meriem 556783 Nom Wilaya CodeWil aya Ahmed Constan tine 25 Moham ed Alger 16 Meriem Oran 31 Modèles de données Les modèles de données correspondent à la manière de structurer l’information dans une BD: 1. Modèle hiérarchique/réseau 2. Modèle relationnel 3. Modèle objet 4. Modèle relationnel-objet 5. Modèle(s) NoSql 7 1. Modèle hiérarchique/réseau ~1960 8 Personne Logement Voiture Nom Prénom Numéro Rue Ville Marque Numéro Exemple 1 1. Modèle hiérarchique/réseau ~1960 9 Exemple 2 2. Modèle relationnel ~1970 10 Le modèle relationnel permet de modéliser les informations contenues dans les bases de données en utilisant des relations, c’est-à-dire des ensembles d’attributs. Historique 1970: proposition par E. F. Codd 1976: commercialisation du 1er SGBD par IBM ~1980: Oracle Database 1986: standardisation de SQL 1995: MySql 2. Modèle relationnel ~1970 Exemple: Ouvrage (Code, Titre, Auteur, Editeur) 11 Code Titre Auteur Editeur 1 Langage C S. Ahmed Eyrolles 2 Langage Java S. Mohamed Larousse 3 Informatique A. Ali Flammarion 4 Systèmes d’Exploitation I. Mahmoud Grasset 5 Introduction à la Robotique T. Adel O’Reilly 6 Systèmes Intelligents M. I. Abdallah Flammarion 7 Langage C: Notions Avancées S. Chawki Flammarion 3. Modèle objet ~1980 Bases de données orientées objet - Types complexes - Paradigme objet - Données Plus complexes - Améliorer les performances 13 4. Modèle relationnel-objet - Champs multivalués intégrés dans des objets: 14 Cod e Titre Auteur Editeur 1 Langage C S. Ahmed Eyrolles 2 Langage Java Larousse 3 Informatique A. Ali Flammarion 4 Systèmes d’Exploitatio n I. Mahmoud Grasset Nom Prénom Benali Ahmed Ayachi Karim Fateh Nabil 5. Modèle(s) NoSql ~2009 non-Sql, non-Relational, Not Only SQL Un “mouvement” plutôt qu’un “technologie” SGBDs de “Nouvelle Génération” (NextGen) s’addressant principalement à être: non-relationnel Distribué Open-source Scalable horizontalement Intention: modern web-scale database management systems => Speed and Flexibility 15 5. Modèle(s) NoSql ~2009 Types Key-Value Document Graph Object Wide-column Multi-model … 16 Evolution des BD 1. Bases de données réparties Système distribué Migration de données Réplication des données Sécurité Disponibilité Transparence à l’utilisateur 2. Extraction de l’information: Bases de données déductives et Data Mining (fouille de données) 17 Evolution des BD (suite) 3. Entrepôts de BD (datawarehouse) BD récapitulatives, constituées à partir de différentes sources pour disposer d’un accès homogène à l’ensemble des données 4. Bases de données multimédia Stocker des données multimédia: sons, images, vidéos. 18 Chapitre 1: Rappels sur les BD relationnelles 1. Bases de données 2. SGBD 3. Etapes de conception 4. Approche relationnelle 19 2. SGBD Définition • Un SGBD (Système de Gestion de BD) est un logiciel complexe qui permet de gérer et d’utiliser les données que l’on stocke tout en cachant la complexité des opérations. 20 a) Architecture b) Objectifs c) LDD/LMD d) Protection des données e) Transaction f) Concurrence g) Droits d’accès 2.a) Architecture d’un SGBD ANSI/SPARC (1975): 3 niveaux d’abstraction 21 Niveau externe Niveau conceptuel Niveau interne Modèle physique: enregistrements, fichiers Modèle conceptuel et/ou Modèle logique Vues des utilisateurs (selon rôle) 2.a) Architecture d’un SGBD ANSI/SPARC (1975): 3 niveaux d’abstraction 22 2.b) SGBD: quelques objectifs Indépendance physique des données: - Une modification de l'organisation physique des données (ex: utilisation d’autres structures de fichiers) n'entraîne pas de modification dans les autres niveaux ou programmes d'application. Indépendance logique des données: - Une modification de l'organisation logique des données (ex: ajout d’un attribut) n'entraîne pas de modifications dans les autres niveaux ou programmes d'application. Efficacité, cohérence et intégrité des données, partage et sécurité.. 23 2.c) LDD / LMD Un SGBD offre deux langages de haut niveau: un Langage de Description de Données (LDD) qui permet d’agir sur la structure de la base de données (ajout, suppression et modification des tables) un Langage de Manipulation de Données (LMD) qui permet d’interroger et de mettre à jour le contenu de la base de données. 24 2.d) Protection des données Dans tous les cas, le SGBD doit permettre de restaurer les données. Ces opérations sont généralement réalisées en utilisant des « journaux » (logs) qui enregistrent au fur et à mesure les opérations faites sur la base : c’est le mécanisme de la journalisation. Ce journal est utilisé pour refaire, ou défaire, ces opérations. 25 2.e) Transactions Opérations de modification effectuées sur la base de données. Des propriétés de mesure de la qualité de ces transactions sont proposées sous le terme ACID (1983): 26 Atomicité (atomicity) Cohérence (consistency) Isolement (isolation) Durabilité (durability) 2.e-f) Concurrence et droits d’accès Le SGBD doit permettre de donner l’accès aux bases de données à plusieurs utilisateurs simultanément: - Algorithmes de synchronisation - Gestion de droits d’accès (de privilèges) 27 Exemples 28 SGBD Editeur Année Pick Pick System 1968 dBase Ashton-Tate 1978 Oracle Database Oracle Corporation 1979 Informix IBM 1981 DB2 IBM 1983 PostgreSQL M. Stonebraker 1985 Microsoft SQL Server Microsoft 1989 Microsoft Access Microsoft 1992 MySQL Oracle Corporation 1995 SQLite D. R. Hipp 2000 Exemples 29 Rank SGBD Modèle(s) 1 Oracle Relationnel, Document 2 MySql Relationnel, Document 3 Misrosoft Sql Server Relationnel, Document 4 PostgreSQL Relationnel, Document 5 MongoDB Document, Search Engine 6 Redis Key-Value, Doc, Search 7 IBM Db2 Relationnel, Document 8 ElasticSearch Search Engine 9 SQLite Relationnel 10 Cassandra Wide Column Classement Novembre 2021 Source: https://db-engines.com/en/ranking Chapitre 1: Rappels sur les BD relationnelles 30 1. Bases de données 2. SGBD 3. Etapes de conception 4. Approche relationnelle 3. Etapes de conception a • Analyse du monde réel à modéliser b • Mise en forme du modèle pour l’intégrer dans un SGBD c • Création effective dans le SGBD des structures et leur remplissage 31 3.a) Analyse du monde réel 32 Déterminer les objectifs du système Déterminer les champs qui contiendront les données Regrouper les champs en objets Identifier les liens entre les objets Définir les contraintes Modèle conceptuel 3.a) Analyse du monde réel Exemple: Système de gestion médical 1. Determiner les objectifs du système => cas d’utilisation Gérer les profils es patients Gérels les cotisations à la mutuelle Gérer les hospitalisations 33 3.a) Analyse du monde réel Exemple: Système de gestion médical 2. Déterminer les champs qui contiendront les données Nom, prénom patient Date hospitalisation Nom, prénom médecin traitant Nom affection Cotisation mutuelle 34 3.a) Analyse du monde réel Exemple: Système de gestion médical 3. Regrouper les champs en objets 35 3.a) Analyse du monde réel Exemple: Système de gestion médical 4. Identifier les liens entre les objets 36 3.a) Analyse du monde réel Exemple: Système de gestion médical 4. Définir les contraintes Ex: Clés primaires, nom-patient < 50 caractères,… 37 Modèle conceptuel Entité/Association 3.b) Passage au SGBD Le modèle conceptuel est transformé en représentation acceptable par le SGBD (modèle logique). Ex : Modèle relationnel Éliminer la redondance. Ex : utiliser la normalisation (modèle relationnel) 38 3.c) Création et utilisation (sous le SGBD) 39 Création des utilisateurs Création des tables Remplissage des tables Création des vues 3. Etapes de conception : Résumé 40 Chapitre 1: Rappels sur les BD relationnelles 1. Bases de données 2. SGBD 3. Etapes de conception 4. Approche relationnelle 41 4. Approche relationnelle a) Concepts b) Opérations c) Passage du modèle conceptuel au modèle relationnel d) Normalisation 42 4.a) Concepts Le modèle relationnel tire son nom de la notion de relation mathématique entre des éléments. Chacun de ces éléments peut prendre des valeurs dans un ensemble défini. Exemple: schéma relationnel Personne ( Nom , LieuNaissance) nom de la relation attribut ou champ (Ahmed, Constantine): tuple ou enregistrement 43 4.a) Concepts (suite) Clé d’une relation: champ, ou ensemble de champs, permettant d’identifier précisément un enregistrement. Une relation peut comprendre plusieurs clés possibles (clés candidates). Une des clés minimales est choisie pour constituer la clé primaire de la relation. Une clé étrangère est un groupe d’attributs d’une relation R1 devant apparaître comme clé primaire dans une autre relation R2. Dépendances fonctionnelles: relations existant entre les différents champs d’une relation. Une dépendance fonctionnelle existe entre uploads/Philosophie/ch1-abd-l3sci.pdf