Introduction aux bases de donn es
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Introduction aux Bases de données. Informatique appliquée à la gestion : EG5. I. Introduction. I.1 Exemple de données à manipuler La gestion des ressources humaines d’une société. On a besoin de la liste des employés. Employés en changement permanent : Nouveau recrutement,

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Introduction aux bases de donn es

Introduction aux Bases de donnes

Informatique applique la gestion : EG5


I introduction

I. Introduction

I.1 Exemple de donnes manipuler

La gestion des ressources humaines dune socit.

On a besoin de la liste des employs.

Employs en changement permanent :

  • Nouveau recrutement,

  • dpart (retraite, dmission,)

  • changement de poste,


Introduction aux bases de donn es

Pour chaque employ : on a besoin denregistrer certaines informations

  • le nom et prnom,

  • le sexe,

  • la date de naissance,

  • l'adresse,

  • la date de recrutement,

  • la fonction dans l'entreprise,

  • N dimmatriculation ...


Introduction aux bases de donn es

Ces informations sont :

  • consultes plusieurs fois,

  • modifies si ncessaire

  • Ajout et suppression


Introduction aux bases de donn es

Entreprise


Introduction aux bases de donn es

do la ncessit davoir un systme de stockage des donnes.

Diffrents manires ont t dveloppes pour le stockage :

A- avant lre informatique

Le tri manuellement,

plus le volume des donnes crot plus la gestion manuelle devient difficile vue la masse et la complexit des donnes.


Introduction aux bases de donn es

B - Lre informatique

Utilisation des fichiers informatiques pour stocker les informations;

mais lutilisation de fichiers impose :

  • l'utilisateur de connatre larborescence des fichiers afin de pouvoir accder aux informations dont il a besoin,

  • d'crire des programmes pour pouvoir effectivement manipuler ces informations.


Introduction aux bases de donn es

On a donc recherch des solutions tenant compte la fois des dsirs des utilisateurs et des progrs techniques. Cette recherche a abouti au concept de base de donnes.


Ii base de donn es

II. Base de Donnes

II.1 Dfinition :

Une base de donnes BD, (database DB) est un ensemble de donnes, stockde faon:

  • Exhaustif: la base contient toutes les informations requises pour le service que l'on en attend;

  • non redondant: la mme information n'est prsente qu'une seule fois (pas de doublons).

  • Structur: les donnes ont des structures bien dfinies.


Introduction aux bases de donn es

Remarques: Ces donnes doivent pouvoir tre utilises par des utilisateurs diffrents. Ainsi, la notion de base de donnes est gnralement couple celle de rseau.

On parle gnralement de Systme d'Information pour dsigner toute la structure regroupant les moyens mis en place pour pouvoir partager des donnes.


Introduction aux bases de donn es

II-2 Utilit d'une base de donnes

Une base de donnes permet de mettre des donnes la disposition des utilisateurs pour :

  • une consultation,

  • une saisie

  • ou bien

  • une mise jour,

  • tout en s'assurant des droits accords aux utilisateurs.


Introduction aux bases de donn es

Une base de donnes peut tre locale, c'est--dire utilisable sur une machine par un utilisateur,

ou bien

rpartie, c'est--dire que les informations sont stockes sur des machines distantes et accessibles par rseau et par plusieurs personnes.

Exemple : la rservation des billets davions.


Introduction aux bases de donn es

L'avantage majeur de l'utilisation de bases de donnes est la possibilit de pouvoir tre accdes par plusieurs utilisateurs simultanment.

Il existe des bases de donnes de toutes tailles, depuis les plus modestes :

. une liste des numros de tlphone utilise par une seule personne,

jusqu'aux plus grandes :

. la base des donnes commerciales d'une socit activits multiples, avec des Gga octets de donnes.


Introduction aux bases de donn es

On reprend lexemple de la socit :

Pour viter les problmes de la redondance et construire une base de donnes bien structure et facilement modifie, il faut crer deux tableaux :

1- tableau : Produit


Introduction aux bases de donn es

Et

2- Tableau : Fournisseurs


Introduction aux bases de donn es

III- La gestion des bases de donnes

III-1 Systme de gestion des bases de donnes (SGBD)

Le contrle des donnes et des utilisateurs, se fait grce un systme de gestion appel : systme de gestion de bases de donnes, SGBD


Introduction aux bases de donn es

(Database management system DBMS).

Le SGBD est un ensemble de services (applications, logicielles) permettant de grer les bases de donnes, c'est--dire:

  • permettre l'accs aux donnes de faon simple laide de linterrogation de la base ;

  • autoriser un accs aux informations de multiples utilisateurs ;


Introduction aux bases de donn es

  • manipuler les donnes prsentes dans la base de donnes (administration, insertion, suppression, modification).

    Exemples des applications utilisant les SGBD:

  • Gestion des tudiants dune universit,

  • Gestion des rservations des places davions,

  • Gestion de comptes bancaires, ...


Iii 2 constitution d un syst me de gestion des bases de donn es

III-2 Constitution dun systme de gestion des bases de donnes

Un SGBD est principalement constitu d'un

  • moteur

  • interface graphique (ou SGBD externe).

    Le moteur est le coeur du logiciel, c'est dire qu'il assure les fonctions essentielles:


Introduction aux bases de donn es

  • saisir les donnes,

  • les stocker,

  • les manipuler,

  • etc.

    Il peut tre dcompos en deux parties:

  • un systme de gestion de fichiers

  • un SGBD Logique.


Introduction aux bases de donn es

L'interface graphique permet l'utilisateur de communiquer commodment avec le logiciel.


Introduction aux bases de donn es

La couche externe (interface graphique): prend en charge linterface avec les utilisateurs (analyse des requtes interrogation, modification de la BD, contrle des droits daccs, prsentations des rsultats, ...)

La couche logique: assure les fonctions de contrle global (optimisation des requtes, gestion des conflits daccs, contrle de la cohrence globale de la base, garantie du bon droulement des actions en cas de panne, ...)


Introduction aux bases de donn es

La couche interne (le systme de gestion de fichiers): qui soccupe du stockage des donnes sur les supports physiques et de la gestion des fichiers et des accs (index, cls, ...).


Iii 3 objectifs d un sgbd

III.3 Objectifs dun SGBD

Parmi les objectifs principaux dun SGBD sont:

Indpendance physique: La faon dont les donnes sont dfinies doit tre indpendante des structures de stockages utilises.

Par exemple : les donnes doivent tre dfinies indpendamment ce que on utilise un systme Windows ou Unix ou un rseau Serveur-Client ou un rseau Domestique,


Introduction aux bases de donn es

Indpendance logique: Un mme ensemble de donnes peut tre vu diffremment par des utilisateurs diffrents. Toutes ces visions personnelles des donnes doivent tre intgrs dans une vision globale.

Par exemple : dans une bibliothque, un utilisateur veut lister tout les livres concernant la macroconomie, un autre utilisateur veut lister les livres de la macroconomie par auteur, donc se sont les mme donnes manipules diffremment.


Introduction aux bases de donn es

  • Manipulations des donnes par des non informaticiens: Il faut pouvoir accder aux donnes sans savoir programmer ce qui signifie des langages "quasi naturels".

  • Efficacit des accs aux donnes: Ces langages doivent permettre d'obtenir des rponses aux interrogations en un temps "raisonnable". Ils doivent donc tre optimiss.


Introduction aux bases de donn es

  • Administration centralise des donnes: Des visions diffrentes des donnes se rsolvent plus facilement si les donnes sont administres de faon centralise.

  • Non redondance des donnes: Afin d'viter les problmes lors des mises jour, chaque donne ne doit tre prsente qu'une seule fois dans la base.

  • Cohrence des donnes: Les donnes sont soumises un certain nombre de contraintes d'intgrit qui dfinissent un tat


Introduction aux bases de donn es

cohrent de la base. Elles doivent pouvoir tre exprimes simplement et vrifies automatiquement chaque insertion, modification ou suppression des donnes.

  • Partageabilit des donnes: Il s'agit de permettre plusieurs utilisateurs d'accder aux mmes donnes au mme moment. Il s'agit alors de pouvoir :


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  • permettre deux (ou plus) utilisateurs de modifier la mme donne "en mme temps" ;

  • assurer un rsultat d'interrogation cohrent pour un utilisateur consultant une table pendant qu'un autre la modifie.

  • Scurit des donnes: Les donnes doivent pouvoir tre protges contre les accs non autoriss. Pour cela, il faut pouvoir associer chaque utilisateur des droits d'accs aux donnes.


Iii 3 les principaux sgbd

III-3 Les principaux SGBD

Parmi les Les principaux diteurs des SGBD, il y a:

  • IBM (36%), diteur de DB2 et Informix ;

  • Oracle (34%), diteur dOracle.

  • Microsoft (18%), diteur de trois SGBD:


Introduction aux bases de donn es

  • SQL Server est destin aux gros systmes,

  • Access est un produit de bureautique professionnelle,

  • Foxpro est destin aux dveloppeurs.

  • Sybase (<3%).


  • Iv exemples de bd

    IV. Exemplesde BD

    1. Gestion des cours et tudiants dune universit : Donnes beaucoup plus complexes, car faisant intervenir des informations diverses, lies entre-elles:


    Introduction aux bases de donn es

    - Informations de type acadmique, sur les tudiants (matricule, date dinscription, section, notes, ...)

    • Informations de type personnelles, sur les tudiants (nom, prnom, adresse, ...)

    • Informations sur les cours dispenss (titre, pr-requis, matire, langue, enseignant, horaire, salle, ...)


    Introduction aux bases de donn es

    • Informations sur les enseignants (nom, prnom, bureau, tlphone, statut, ...)

    • Informations sur les cours dispenss (titre, matire, langue, enseignant, horaire, salle, ...)

    • Ensemble de donnes trop complexe pour tre gr manuellement :

    • il faut faire appel un SGBD.


    V les diff rents mod les de bases de donn es

    V. Les diffrents modles de bases de donnes

    Il existe cinq modles de SGBD, diffrencis selon la reprsentation des donnes qu'elle contient :

    • le modle hirarchique: les donnes sont classes hirarchiquement, selon des relations de type pre-fils. Ce qui gnre une structure arborescente descendante.


    Introduction aux bases de donn es

    On doit connatre a priori la structure de larbre pour avoir accs aux donnes, si la structure change les algorithmes doivent changer. Ce modle est le premier modle de SGBD.


    Introduction aux bases de donn es

    • le modle rseau: Ce modle repose sur le principe du regroupement des donnes de la base. Les donnes sont places a proximit les unes des autres sur le disque si elles sont relies logiquement. Par exemple une commande concernant des produits doit tre placs avec la liste des produits.


    Introduction aux bases de donn es

    • le modle relationnel (SGBDR:Systme de gestion de bases de donnes relationnelles): les donnes sont enregistres dans des tableaux deux dimensions (lignes et colonnes). La manipulation de ces donnes se fait selon la thorie mathmatique des relations


    Introduction aux bases de donn es

    Champs

    Lignes


    Introduction aux bases de donn es

    • le modle dductif : les donnes sont reprsentes sous forme de table, mais leur manipulation se fait par calcul de prdicats (relations de logique mathmatique)

      le modle objet (SGBDO): les donnes sont stockes sous forme d'objets, c..d. des structures appeles classes prsentant des donnes membres. Les champs sont des instances de ces classes


    Introduction aux bases de donn es

    Remarque:Les modles relationnels restent les modles les plus rpandues (environ trois quarts des bases de donnes), car elles conviennent bien la majorit des besoins des entreprises .


    Vi concept de base d une base de donn es

    VI. Concept de base dune base de donnes

    Le cycle de viedune base de donne (BD) se dcompose en trois phases:

    La conception: dfinition des fonctionnalits,

    Limplantation: ralisation effective de la base,

    Lexploitation: utilisation et maintenance de la base.


    A conception

    A- Conception :

    La phase de conception est une phase danalyse et de modlisation de la problmatique traiter, qui aboutit dterminer le futur contenu de la BD.

    La description obtenue, indpendamment des systmes de SGBD, utilise un langage formelbas sur des concepts bien tablis, comme les objets, les liens et les proprits. Cette description est appele :

    Schma Conceptuel(des besoins).


    Introduction aux bases de donn es

    Lensemble des concepts utiliss par le langage formel de description choisi est appel le :

    Modle Conceptuel des Donnes (MCD).

    Un MCD se dcompose gnralement en deux parties :

    Une partie statique dcrivant la structure des donnes ;

    Une partie dynamique dcrivant les oprations sur les donnes


    Le mod le conceptuel illustr dans le cours est le mod le entit association

    Le modle conceptuel illustr dans le cours est le modle: Entit - Association.

    VI.1 Entit -Association:

    VI.1.1 Entit:

    Une entit est une population dindividus homognes.

    Exemple: les produits ou les articles vendus par une socit peuvent tre regroups dans une mme entit Articles.


    Introduction aux bases de donn es

    }

    • Ordinateurs

    • Imprimantes

    • Scanner

    ceci est possible du fait que ces produits ont les mmes caractristiques (par exemple: la dsignation, le prix unitaire, la quantit, etc).


    Vi 1 2 association

    VI.1.2 Association:

    Une association est une liaison qui a une interprtation prcise entre plusieurs entits.

    Exemple : entre lentit client et article il y a une liaison qui est Commander: un client commande un article, et entre fournisseurs et clients il y a la liaison: Livrer

    Fig.Associations


    Vi 2 attributs et identifiants

    VI.2 Attributs et identifiants:

    Un attribut est une proprit (caractristique) dune entit ou dune association.

    Exemple: Dans lexemple de la socit, lentit Articles a des attributs que nous avons dj cits:

    • Dsignation,

    • Quantit,

    • prix unitaire,


    Introduction aux bases de donn es

    Lentit Clientpeut avoir comme attributs:

    • adresse client,

    • nom et prnom du client,

    • Les associations Commander et Livrer peuvent avoir comme attributs:

    • quantit commande,

    • date de livraison,


    Introduction aux bases de donn es

    Chaque individu dune entit doit tre identifiable dune manire unique et sans ambigut,

    Exemple:LindividuSaid Hamidi de lentit Clients ne peut pas tre identifier dune faon unique par son nom :

    Plusieurs clients peuvent avoir le mme nom


    Introduction aux bases de donn es

    chaque entit doit possder un attribut sans doublon (ne prenant pas deux fois la mme valeur). Il sagit de

    lidentifiant

    Remarque: Une entit doit possder au moins un attribut qui est son identifiant, par contre une association peut tre dpourvu dattributs.


    Vi 3 cardinalit

    VI.3 Cardinalit

    La cardinalit dun lien entre une entit et une association prcise le nombre de fois quun individu de lentit peut tre concern par lassociation.

    Exemples :un client peut commander de 1 jusqu n articles.

    Un articles peut tre commander 0 fois jusqu m fois


    Introduction aux bases de donn es

    • Un client ne peut exister que sil commande au moins un article.

      Cardinalit minimale pour le client est 1

    • Un article peut exister dans le stock mme sil nest pas command par aucun client,

      Cardinalit minimale pour larticle est 0.


    Vi 4 r gles de mod lisation

    VI.4 Rgles de modlisation :

    Un bon schma Entits-association doit vrifier certaines rgles dites

    rgles de modlisation (normalisation)

    Objet : Rassembler les donnes homognes et viter les redondances.

    Rg 1: Normalisation des entits: Toutes les entits qui sont remplaables par une association doivent tre remplaces.


    Introduction aux bases de donn es

    Deux entits homognes peuvent tre fusionner

    Redondance, donc risque dincohrence

    Les adresses peuvent ne pas tre les mme donc o va-t-on livrer ?


    Introduction aux bases de donn es

    Rg 2: Normalisation des noms: le nom dune entit, dune association ou dun attribut doit tre unique.

    Rg 3: Normalisation dun identifiant: Chaque entit doit possder un identifiant.

    Rg 4: Normalisation des attributs et des associations: les attributs dune association doivent dpendre directement des identifiants de toutes les entits en association et il faut liminer les association superflues.


    Introduction aux bases de donn es

    Rg 5. : Normalisation des cardinalits: une cardinalit minimale est toujours 0 ou 1 (pas 2, 3 ou n) et une cardinalit maximale est toujours 1 ou n (pas 2, 3,).


    M thodologie de base

    Mthodologie de Base


    Vii implantation

    VII. Implantation

    VII.1 Modle Logique des Donnes (MLD) :

    La deuxime phase dans la vie dune base de donnes est la phase dimplantation qui consiste en la traduction du MCDen un modle employ par le SGBD.

    Le nouveau modle obtenu est appel le :

    ModleLogique de Donnes (MLD).


    Introduction aux bases de donn es

    Il y a plusieurs modles logiques selon le SGDB correspondants (hirarchique, relationnel, objet,).

    VII.2 Modle logique de donnes relationnel (MLDR) :

    Ce modle est li au SGBD relationnel (SGBDR) qui se base sur le concept de table deux dimensions constitues de lignes et champs


    Vii 2 1 tables lignes et colonnes

    VII.2.1 Tables, lignes et colonnes:

    Dans le MLDR :

    les entits sont remplaces par les tables

    les colonnes (les champs) reprsentent les attributs communs

    les lignes contiennent les valeurs des champs pour chaque ligne.


    Introduction aux bases de donn es

    Il ny a pas deux lignes identiques dans une table.


    Vii 2 2 cl s primaires et trang res

    VII.2.2 Cls Primaires et trangres:

    Les lignes dune table doivent tre identifies dune faon unique et prcise cest pour cela quun ou plusieurs champs sont utiliss pour identifier les lignes. On appelle ce(s) champ(s) :

    Cl primaire (identifiant).

    • Toute table possde une seule cl primaire.

    • La connaissance dune valeur de la cl primaire dlivre de faon unique et certaine celle de chacun des autres champs de la table.


    Introduction aux bases de donn es

    Le champ auquel on applique une cl primaire acquire les proprits suivantes:

    • les doublons (deux informations identiques ou plus) sont dsormais interdits par le systme;

    • la prsence de la cl primaire interdit la prsence d'un champ vide dans un enregistrement, la valeur "Null" est dsormais interdite.


    Cl trang re

    Cl trangre

    Une cl trangre, est une cl (donc un champ permettant d'identifier de faon unique une ligne) faisant rfrence une cl appartenant une autre table.

    Exemple :

    La table Clients possde une cl primaire qui est le champ N client, on remarque

    que la deuxime table Commandes contient le mme champ N client. Ce champ

    sert tablir le lien entre les deux tables, dans la deuxime table Commande le

    champ N Client est dite Cl trangre.


    Introduction aux bases de donn es

    Proprits :

    • Une mme table peut contenir plusieurs cls trangres mais une seule cl primaire.

    • Le SGBDR vrifie que les cls trangres ne prennent pas de valeurs en dehors de celles prises par les cls primaires correspondantes.


    Introduction aux bases de donn es

    Cette vrification se fait lors de

    • linsertion,

    • lajout,

    • la suppression

    • la mise jour

      des tables,

      on dit que SGBDR garantit

      lintgrit rfrentielle des donnes.


    Vii 3 sch ma relationnel

    VII.3 Schma relationnel

    Dans un SGBDR, les tables dune base sont reprsentes par un schma relationnel dans lequel

    les tables sont appeles relations;

    et les liens entre les cls trangres et primaires sont symboliss par des connecteurs.

    Connecteur

    Relations

    Schma relationnel simple entre deux tables


    Traduction d un mcd en un mldr

    Traduction dun MCD en un MLDR

    Pour traduire un schma MCD en un schma MLDR, il suffit de suivre les tapes suivantes:

    Etape 1: Toute entit devient une table

    dans laquelle

    les attributs deviennent les colonnes

    lidentifiant de lentit devient la cl primaire de la table.


    Introduction aux bases de donn es

    Exemple:Lentit Article suivante devient la table Article

    Colonnes (Champs)

    Cl primaire

    Attributs

    Identifiant

    Entit Article

    Table Article


    Introduction aux bases de donn es

    tape 2: Une association binaire de type 1:n devient cl trangre du ct 1:1 ou 1:0 qui rfrence la cl primaire de lautre table.


    Introduction aux bases de donn es

    Remarque : Cette cl trangre ne peut pas recevoir la valeur vide si la cardinalit est 1:1

    tape 3: Une association binaire de type n:m devient une table supplmentaire appele

    table de jonction


    Introduction aux bases de donn es

    Lassociation Concerner (1) est traduite par la table supplmentaire :

    lignes de commandes.

    Les attributs de lassociation deviennent les colonnes de la nouvelle table.

    La cl primaire est compos de deux cls trangres.

    La cl primaire de cette dernire table est constitue des deux cls des tables commandeset articles.


    Introduction aux bases de donn es

    tape 4: Une association binaire de type 1:1 se traduit comme une association de type 1:n sauf que la cl trangre se voit impos une contrainte dunicit qui impose la colonne correspondante de ne prendre que des valeurs distinctes.


    Introduction aux bases de donn es

    Lassociation diriger disparat au profit de la table services qui comportera un nouveau champ n employ (comme cl trangre).

    !!! Les colonnes de ce champ ne peuvent pas prendre des valeurs identiques.

    tape 5: Une association non binaire est traduite par une table supplmentaire :


    Introduction aux bases de donn es

    • La cl primaire est compose dautant de cls trangres que dentits en association.

    • Les attributs de lassociation deviennent les colonnes de la nouvelle table.


    Introduction aux bases de donn es

    • Lassociation projeter se traduit par une table supplmentaire projections.

    • La cl primaire de cette table est constitue des cls primaires des autres tables.

    • lattribut tarif de lassociation projeter devient une colonne de la table projection.


    Viii exploitation

    VIII. Exploitation

    En phase dexploitation, lutilisation de la BD se fait au moyen dun langage de manipulation de donnes(LMD).

    Un LMD permet dexprimer aussi bien des requtes dinterrogation que des requtes de mise jour.

    • Exemple de langage: SQL (Structured Query Langage).


    Viii r capitulation

    VIII. Rcapitulation

    Finalement on peut schmatiser la description complte dune base de donnes laide de 4 types de schmas, dont 3 sont directement utiliss par le SGBD.


    Introduction aux bases de donn es

    Schma conceptuel: cest le Modle conceptuel de donnes (MCD).

    Schma externes: Lors de son interaction avec la BD, chaque utilisateur nest gnralement intress que par une partie des donnes stockes dans la base.

    On lui associe donc un schma externe(aussi appel vue) dcrivant le sous-ensemble de la base auquel il a accs, structur de faon rpondre ses besoins spcifiques.


    Introduction aux bases de donn es

    Schma logique: La phase dimplantation ncessite la traduction du schma conceptueldans un schma utilisant les concepts du :

    Modle logique de donnes relationnel (MLDR).

    Schma internes: Pour limplantation effective des donnes, il faut effectuer les choix relatifs leur stockage et leur structuration sur les mmoires physique, sous la forme dun ensemble de fichiers.


    Introduction aux bases de donn es

    Ces choix sont consigns dans ce quon appelle le schma internede la base de donnes, qui repose sur le modle interne, dont les concepts sont ceux du systme de fichiersutilis.


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