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Bases de données et SGBD relationnels

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Bases de données et SGBD relationnels

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  1. Bases de données et SGBD relationnels

  2. Bases de données et SGBD relationnels (1) • Une base de données représente • un ensemble de données d’entreprise, • mémorisé par un ordinateur, • organisé selon un modèle de données • accessible à de nombreuses personnes. • Un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD) représente • un ensemble coordonné de logiciels • permettant de décrire, mémoriser, manipuler, traiter, interroger les ensembles de données constituant la base.

  3. Bases de données et SGBD relationnels (2) • Un SGBD doit satisfaire 5 conditions : • être une bonne représentation du monde réel, fiable et à jour : des contraintes d’intégrité doivent assurer un état cohérent de la base. • assurer la non-redondance de l’information : une information doit être implantée une et une seule fois. • maintenir l’indépendance des programmes par rapport aux données, permettant aux applications de partager les mêmes données.

  4. Bases de données et SGBD relationnels (3) • assurer la sécurité et la confidentialité des données : les données doivent être protégées contre les accès non autorisés et contre les pannes intempestives. • autoriser le partage des données, permettant à plusieurs utilisateurs de modifier des données quasiment en même temps tout en assurant un résultat cohérent pour un utilisateur consultant la base.

  5. Historique des SGBD (1) • Première génération (années 70) : modèle hiérarchique ou modèle en réseau. • Modèle hiérarchique : les données sont représentées sous forme d’une hiérarchie arborescente à plusieurs niveaux. Chaque niveau est constitué d’un ou de plusieurs groupes de données pouvant se décomposer à leur tour. • Modèle en réseau : extension du précédent, où les liens entre objets peuvent exister sans restrictions, indépendamment de la structure de l’arbre.

  6. Historique des SGBD (2) • Deuxième génération (années 80) : modèle relationnel. • Les données sont représentées sous forme tabulaire, avec indépendance totale entre les logiciels et le support de stockage. • Langages spécifiques permettant d’accéder aux données de manière assez naturelle : QBE, SQL. • Quelques SGBD relationnels : ORACLE, INGRES, SYBASE, DBASE2, ACCESS, mySQL. • Troisième génération (fin des années 90) : modèle objets. • SGBD objets : O2, ORACLE.

  7. Objectifs d’un modèle relationnel • Les principaux objectifs d’un modèle relationnel sont : • utiliser des structures de données simples  • une table relationnelle est un tableau • proposer des langages permettant d’accéder aux données de manière assez naturelle  • QBE, SQL • proposer l’indépendance entre les données et les traitements exécutés sur ces données • permettre à chaque utilisateur d’avoir une vue de la base de données appropriée à ses besoins.

  8. Le modèle relationnel (1) • Le concept de base du modèle relationnel est la relation, de structure tabulaire • Une relation a plusieurs attributs  • Le degré de la relation est le nombre de ces attributs • Exemple : la relation PRODUIT, de degré 3, comporte les attributs : num_produit, nom_produit et stock

  9. Le modèle relationnel (3) • On représente symboliquement une relation R par un schéma SR de la forme : R(clé, attribut 2, attribut 3, …, attribut n). • On aura donc : PRODUIT(num_produit, nom_produit, stock).

  10. Exemple de base de données relationnelle (1) • Relation VOL (numvol, depart, arrivee, numav, numpil, jdep, hdep, jarr, harr) numvol : numéro du vol (clé) depart : ville de départ arrivee : ville d’arrivée numav : numéro d’avion numpil : numéro du pilote jdep : jour de départ (clé) hdep : heure de départ jarr : jour d’arrivée harr : heure d’arrivée

  11. Exemple de base de données relationnelle (2) • Relation PILOTE(numpilote, nom, prenom) numpilote : numéro du pilote (clé) nom : nom du pilote prenom : prénom du pilote • Relation AVION(numavion, type, cap) numavion : numéro de l’avion (clé) type : type de l’avion cap : capacité de l’avion

  12. Exemple de base de données relationnelle (3) • Les liens entre ces relations sont appelés des jointures : • l’attribut NUMAV de VOL représente le même type d’information que l’attribut NUMAVION de AVION. On écrira : VOL.NUMAV = AVION.NUMAVION • l’attribut NUMPIL de VOL représente le même type d’information que l’attribut NUMPILOTE de PILOTE. On écrira : VOL.NUMPIL = PILOTE.NUMPILOTE

  13. SQLStructured Query Language Introduction Interrogation simple Création de table Manipulation des n-uplets

  14. Introduction Questions ? Qu’est ce que Structured Query Language ? Comment l’utiliser ?

  15. SQL • Définition • Langage pour accéder aux données gérées par les SGBD • Peut être associé avec d’autres langages (c++, java, PHP, …), • Encapsulation de SQL dans un autre langage • Langage déclaratif (non procédural) dérivé du calcul relationnel • déclarer ce que l’on veut • Langage standard • Chaque implémentation de SQL a de légères variantes

  16. SQL • 3 sous langages • Langage de Manipulation de Données (LMD) • Permet d’insérer des n-uplets, de modifier leur valeur, de les supprimer • Permet d’interroger le SGBD : requêtes • Langage de définition de données (LDD) • Permet de créer des tables de les modifier et les supprimer de les renommer • Langage de contrôle de données (LCD) • Permet de gérer le contrôle d’accès aux données des différents utilisateurs

  17. SQL • Vue • Permet de définir des représentations pour différents utilisateurs • Contrainte • Permet de définir des contraintes sur les valeurs des données • Indexation et regroupement (cluster) • Permet d’utiliser des mécanisme pour accélérer l’accès aux données • Transaction • Permet de regrouper des commandes SQL • Permet de définir des points de retour à des moments ou les valeurs des données étaient cohérentes

  18. Tables d’exemples • Table EMP • La table des employés EMP qui a le schéma suivant • EMP (NUMERO, NOM, JOB, MRG, HIREDATE, SALAIRE, COMM, DEPTNO) • Table DEP • La table des départements DEPT qui a le schéma suivant • DEPT (DEPTNO, DNAME, LOC)

  19. Table d’exemple : EMP

  20. Table d’exemple : DEPT

  21. Requêtes simples Select … from … where …

  22. Manipulation de données • Recherche d’information : requête (Queries) • SELECT colonnes FROM tables • WHERE prédicats (condition de recherche) • Stockage de données • INSERT INTO table [col1, col2, ..., coln] • VALUES (value1, value2, ..., valuen)

  23. La sélection de n-uplets • Permet de sélectionner certaines colonnes d'une table, ainsi que certaines lignes d'une table (les lignes étant sélectionnées en fonction de leur contenu). • Permet de combiner des informations venant de plusieurs tables.

  24. Requête • Syntaxe globaleselect [distinct] { ' [nom table.]nom _col1 [,nom _col2 ...] } from ( nom table [, nom table2] } [where prédicat] [group by nom _col3 [, nom _col4] [havingprédicat] ] [order by nom _col5 [desc] [,nom _col6 [desc] ...] • [ ] facultatif • Traduction • Sélection des colonnes des tablesqui répondent à la conditionregroupé par groupesqui répondent à la condition sur les groupesordonné suivant les valeurs des colonnes

  25. Sélection des colonnes (1) • L'ordre le plus simple a la syntaxe suivante : • select * from nom_table. • Dans ce cas, toutes les lignes de la table sont sélectionnées. • Limitation de la sélection à certaines colonnes, • en indiquant une liste de noms de colonnes à la place de l'astérisque • select col1 co12 ... from nom_table • Dans ce cas, on parlera projection • exemple : • sélectionner les noms des employés avec leur JOB associé. • select ENAME JOB from EMP;

  26. Sélection des colonnes (2) • La clause DISTINCT ajoutée derrière l'ordre SELECT permet d'éliminer les duplications si dans le résultat plusieurs n-uplets sont identiques, un seul sera conservé. • exemple : • lister les jobs présents dans la table EMP. • select DISTINCT JOB from EMP; • Remarque : • le terme DISTINCT s'applique à toutes les colonnes sélectionnées.

  27. Sélection des lignes (1) • La clause WHERE permet de spécifier quelles sont les lignes à sélectionner. • Cette clause est suivie d'un prédicat qui sera évalué pour chaque ligne de la table. • Seules les lignes pour lesquelles le prédicat est vrai seront sélectionnées. • Dans ce cas, on parlera de restriction • Syntaxe • select … from nom_table where prédicat

  28. Sélection des lignes (2) • Un prédicat • une expression logique ayant la valeur vrai ou faux. • L'expression logique peut contenir des • Opérateurs de comparaisons • Opérateurs logiques AND, OR • NOT • BETWEEN • LIKE • IS NULL

  29. Opérateurs de comparaisons • Opérateurs de comparaisons : • =, !=, >, >=, <, < • Exercice • sélectionner les employés dont la commission est supérieure au salaire

  30. Opérateurs logiques • Opérateurs logiques • AND, OR • Les opérateurs AND et OR peuvent être utilisés pour combiner plusieurs prédicats. • Exercice • sélectionner les employés du département 30 ayant un salaire supérieur à 1500. • Remarque : • L'opérateur AND est prioritaire par rapport à OR. • Des parenthèses peuvent être utilisées

  31. Opérateurs NOT, BETWEEN et IN • L'opérateur NOT • placé devant un prédicat en inverse le sens. • Opérateur BETWEEN • expr1 BETWEEN expr2 AND expr3 • Ce prédicat est vrai si expr1 est compris entre expr2 et expr3, bornes incluses. • Opérateur IN : • expr1 IN ( expr2, expr3 ....) • Ce prédicat est vrai si expr1 est égale à l'une des expressions de la liste entre parenthèses.

  32. Opérateurs LIKE et IS NULL • Opérateur LIKE • expr LIKE chaîne • où chaque chaîne est une chaîne de caractères pouvant contenir l'un des caractères jokers • "_" : remplace 1 caractère exactement. • "%" : remplace une chaîne de caractères de longueur quelconque, y compris de longueur nulle. • Opérateur IS NULL • expr IS NULL • Ce prédicat est vrai si l'expression à la valeur NULL

  33. Opérateurs • Exemple • sélectionner les employés qui ont été embauchés en 1981 • syntaxe select ENAME, HIREDATE from EMP whrere HIREDATE like '%‑%‑81'; • Exercice • Sélectionner tous les employés qui ont une commission ? • Sélectionner les employés qui ont un salaire inférieur à 1200 parmi les clerks et les salesmans.

  34. Les expressions (1) • Une expression est soit • une variable désignée par un nom de colonne, • une constante. • Types des expressions • numérique • Caractère • date

  35. Les expressions (2) • Constante numérique : • nombre contenant éventuellement un signe, un point décimal et un exposant de puissance de dix. • Exemple : ‑10, 2.5, 1.2 E‑10 • Constante alphanumérique : • elle se désigne par une chaîne de caractères entre apostrophes. • Exemple 'MARTIN'. • Attention majuscule minuscule • ‘MARTIN’ ≠ ‘martin’ ≠ ‘Martin’

  36. Les expressions (3) • Constante date : • elle se désigne par une chaîne de caractères au format suivant • jour‑mois‑année. • jour sur deux chiffres • le mois est désigné par les trois premières lettres de son nom en anglais • l'année est sur deux chiffres • Exemple '1‑FEB­85‘ • Le format est modifiable

  37. Classement des n-uplets sélectionnés (1) • On peut, grâce au mot clé ORDER BY, imposer un ordre dans une requête. • Cet ordre peut porter sur une ou plusieurs colonnes. • II peut être croissant ou décroissant. • La clause ORDER BY devra être placée derrière la clause FROM, et après la clause WHERE si elle existe. • Syntaxe • select col1 , col2 ... from nom table where prédicat order by col1 [DESC], col2 [DESC] ... • Le tri se fait • d'abord selon la première colonne spécifiée dans l'ORDER BY, • puis les n-uplets ayant la même valeur dans la première colonne sont triés selon la deuxième colonne de l'ORDER BY, ....

  38. Classement des n-uplets sélectionnés (2) • Exercices • sélectionner par ordre croissant tous les employés qui ont été embauché entre le 1ier Décembre 1980 et le 31 Mars 1981. • sélectionner les employés triés par job, et pour chaque job triés par salaire décroissant.

  39. La Jointure • La jointure permet d'obtenir des informations venant de plusieurs tables dans un même n-uplet résultat. • Il existe plusieurs type de jointures • l'équi‑jointure • La jointure externe • La jointure d'une table à elle‑même

  40. Equi‑jointure (1) • Une jointure se formule en spécifiant plusieurs tables dans la clause FROM du SELECT. • Syntaxe select ... from nom_table1, nom_table2 ... Where … • Si aucune condition de sélection WHERE, • résultat est le produit cartésien des deux tables, • Dans notre exemple, • EMP et DEPT peuvent être "reliées" par l'attribut DEPTNO. • C'est en utilisant cet attribut que l'on pourra effectuer une jointure.

  41. Equi‑jointure (2) • Si l'attribut, qui désigne le numéro de département, a le même nom dans les deux tables, • il ait nécessaire de préfixer l'attribut DEPTNO par le nom de la table dans le critère de jointure. • dept.deptno et emp.deptno • Par contre, le nom des attributs ENAME et LOC n'ont pas besoin d'être préfixés puisqu'il n'y a pas d'ambiguïté sur la table à laquelle ces attributs appartiennent.

  42. Equi‑jointure (3) Bibliothèque Personnes On joint les deux tables, grâce à la colonne nom. Et on combine cette jointure à une projection sur les attributs nom et dernierlivre. Attention à lever toute ambi-guïté sur les noms d’attribut dans le cas où deux tables possèdent des colonnes de même nom. SELECT Personnes.prénom, dernierlivre FROM Personnes, Bibliothèque WHERE Personnes.nom = Bibliothèque.nom

  43. Equi‑jointure (4) • Les requêtes utilisant très souvent les jointures, il a été créé des syntaxes plus rapide • si les attributs ont le même nom. • Syntaxe SELECT Personnes.nom, nblivres FROM Personnes INNER JOIN Bibliothèque USING (nom) • ce qui signifie que les deux relations Personnes et Bibliothèque sont concaténées (INNER JOIN) en utilisant (USING) l’attribut nom.

  44. Equi‑jointure (5) • Si les attributs servant pour la jointure ne portent pas le même nom, il faut utiliser la syntaxe ON. • Ainsi la jointure précédente peut s’écrire aussi : • SELECT Personnes.nom, nblivres • FROM Personnes INNER JOIN Bibliothèque • ONPersonnes.nom= Bibliothèque. emprunteur • Remarque • La méthode INNER JOIN n’inclus les enregistrements de la première table que s’ils ont une correspondance dans la seconde table. Bibliothèque Personnes Résultat de la jointure

  45. Equi‑jointure (6) • Exercice • obtenir la liste des employés avec la localité dans laquelle ils travaillent • synonyme • On peut associer un synonyme à un nom de table, • il pourra alors être utilisé en préfixant les noms d'attributs. • Par contre, l'ancien nom de la table ne pourra plus être utilisé lors du SELECT. • Syntaxe • Select EMPNO, DEPTNO from EMP e // e est l’alias de EMPwhere e.DEPTNO = 20;

  46. La jointure externe (1) • Lorsqu'un n-uplet d'une table figurant dans une jointure n'a pas de correspondant dans les autres tables, elle ne satisfait pas le critère d'équi‑jointure et donc ne figure pas dans le résultat de la jointure. • Pour obtenir ces n-uplets, il faut accoler (+) au nom de la colonne de la table dans laquelle manquent des éléments, dans la condition d'équi‑jointure. • Exemple select ENAME, LOC from EMP, DEPT where EMP.DEPTNO(+) = DEPT.DEPTNO; • Exercice • sélectionner les départements n'ayant pas d'employés

  47. La jointure externe (2) • Le (+) n’existe pas en MySQL • Pour remédier aux limites de INNER JOIN, il existe la syntaxe LEFT JOIN qui inclus tous les enregistrements de la première table même s’ils n’ont pas de correspondance dans la seconde table. Dans ce cas précis, l’attribut non renseigné prendra la valeur NULL. La jointure devient : • SELECT Personnes.nom, nblivres FROM Personnes LEFT JOIN Bibliothèque ONPersonnes.nom = Bibliothèque.nom • RIGHT JOIN est l’opération symétrique Bibliothèque Personnes Résultat de la jointure

  48. Jointure d'une table à elle‑même • II peut être utile de rassembler des informations venant d'un n-uplet d'une table avec des informations venant d'un autre n-uplet de la même table. • Utilisation des synonymes obligatoire

  49. Jointure d'une table à elle‑même (2) • Exemple • Lister les employés en indiquant pour chacun le nom de son manager • Syntaxe • Select e.ENAME, m.ENAMEfrom EMP e, EMP mwhere e.MGR = m.EMPNO(+); • Exercice • Sélectionner les employés gagnant plus que JONES

  50. Modification des données Création, modification, suppression de données