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Pratique de Bases de Données M. Khalid EL HACHEMI Téléchargement cours + exemples : I.N.S.E.A 2008 - 2012 Adresse

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1 Pratique de Bases de Données M. Khalid EL HACHEMI Téléchargement cours + exemples : I.N.S.E.A Adresse

2 Plan du cours CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD I- Généralités 1- Historique 2- Pourquoi une BD ? 3- Quest-ce qune base de données (BD et SGBD) II- Fonctions dun SGBD III- Les différents niveaux de représentation dune BD 1- Niveau externe 2- Niveau conceptuel 3- Niveau interne

3 Plan du cours CHAPITRE II: La conception logique dune BD I- Le modèle conceptuel Liens-Entités II- Le modèle hiérarchique III- Le modèle relationnel IV- La méthode Merise 1- Modèle conceptuel de données (MCD) 2- Modèle logique de données (MLD) 3- Modèle physique de données (MPD) CHAPITRE II: Les langages de manipulation de donnée I- SQL Exercices dapplication sur MS Access

4 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD I. Généralités 1- Historique: * Données stockées sur bande magnétique sous forme denregistrement séquentiels pour constituer des Fichiers * Apparition des disques magnétiques: Accès plus rapide aux données et stockage dune masse plus importante dinformation notion dorganisation de fichier et du système de gestion des fichiers * Avec le temps, les fichiers classiques pose un nombre de défaut et de contraintes. * De plus, dirigeants des entreprises deviennent de plus en plus exigeant: besoin dexploiter dune façon fine le système dinformation par le biais de requête naissance du concept des bases de données

5 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Bande magnétique disques magnétiques : 8: ": " : créé par Sony en 1981Sony

6 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD I. Généralités 1- Historique (suite): * Milieu des années 60: naissance de la 1 ère génération des SGBD basés sur des conception dhiérarchie et de réseau * Début des années 70 : 2 ème génération basées sur le modèle relationnel * Début des années 80 : naissance des SGBD répartis puis multimédia (images, voix …) * Actuellement on parle de base de données orientées objets.

7 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD I. Généralités 2- Pourquoi une BD ? Exemple: Considérons une compagnie dassurance vendant trois sortes dassurances: Assurance vie, automobile et local) -La compagnie est organisée en trois département, chacun a ses propres fichiers (traitement traditionnel). Linformation est utilisée pour réaliser certain travaux. Travail 1: gérer les assurances, Pour cela on a besoin : -dun fichier F1 des assurés : Numéro, nom, prénom, date de naissance, sexe, adresse.. -des programmes dapplications: P1 calcul de prime P2 attestations P3 mise à jour

8 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD I. Généralités 2- Pourquoi une BD ? Exemple (suite): Travail 2: gérer les sinistres, Pour cela on a besoin : -dun fichier F2 des sinistres : Numéro, date du sinistre, lieu, détail du sinistre.. -des programmes dapplications: P4 Ajout dun sinistre P5 mise à jour Travail 3: règlement des sinistres, Pour cela on a besoin : -des fichiers F1 et F2. -dun programme dapplications: P6 calcul et production du règlement Chaque département a son propre système dinformation semblable à celui-ci

9 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Récapitulons: Département vie : Chaque département a son propre système dinformation semblable à celui-ci F1 P1 P2 P3 Prime Attestation M-à-j F2 P6 P4 P5 Prime Attestation M-à-j

10 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Problèmes avec lutilisation des fichiers Problème 1: un adhérent X a souscrit lassurance vie et auto. Son identifiant (nom, prénom, age, adresse…) va figurer dans deux fichiers Défaut 1: Redondance dinformation espace perdu F1 P1 P2 P3 Prime Attestation M-à-j F2 P6 P4 P5 Prime Attestation M-à-j

11 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Problème 2: Ladhérent X déménage et envoie lavis de changement dadresse qui aboutit au département auto lequel met son fichier à jour mais ne transmet pas linformation au département vie Défaut 2: Redondance dinformation inconsistance dinformation ou coût élevé de modification F1 P1 P2 P3 Prime Attestation M-à-j F2 P6 P4 P5 Prime Attestation M-à-j

12 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Problèmes avec lutilisation des fichiers Problème 3: un changement dans le calcul des primes exige une nouvelle donnée dans F1 (la profession par exemple). Les programmes P2 et P3 bien que non concernés par cette nouvelle information sont à corriger, de plus le fichier F1 est à refaire Défaut 3: les programmes sont dépendant des données F1 P1 P2 P3 Prime Attestation M-à-j F2 P6 P4 P5 Prime Attestation M-à-j

13 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Problème 4: on veut savoir combien de femmes de 25 à 40 ans ont souscrit une assurance vie. Il faut alors écrire tout un programme pour le savoir Défaut 4: les données sont accessibles seulement à travers les programmes dapplication F1 P1 P2 P3 Prime Attestation M-à-j F2 P6 P4 P5 Prime Attestation M-à-j

14 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Problèmes avec lutilisation des fichiers Problème 5: on veut savoir combien de personnes de sexe masculin ont souscrit une assurance vie, une assurance local, mais pas dassurance auto. Pour cela il faut interroger les 3 fichiers F1, ce qui peut être complexe en raison de codage différent ou de contraintes périphériques. Défaut 5: les données dispersées créent de grandes difficultés pour le traitement densemble. A la limite, le délai de réponse peut être très grand, ou encore les données inaccessibles.

15 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD Récapitulatif objectifs des BD Défauts avec les fichiersObjectifs des BD Redondance dinformationUnicité de linformation Dépendance des données à légard des programmes Indépendance des programmes dapplications Données accessibles à travers les programmes dapplications Accès par : programmes et langages des requêtes Données dispersées et incohérentesIntégrité des données Chacun a ses propres fichiersPartage des données par plusieurs utilisateurs

16 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD 3- Quest ce quune base de données ? Deux concepts sont à définir: une BD et un System de Gestion de BD (SGBD) Une BD est une collection de données, de différents types, interconnectées et sur lesquelles on peut développer plusieurs applications. Une BD est un ensemble de données structurées et inter reliées qui sont fiables, correctes, cohérentes et partageables par plusieurs utilisateurs ayant des besoins dinformations différents et cela sous le contrôle dune autorité unique qui est ladministrateur de la BD (DBA) Un SGBD est un logiciel qui permet à un utilisateur dinteragir avec une BD (stocker, accéder, mettre à jour des données (Access, Oracle, SqlServer…)

17 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD II. Fonctions dun SGBD Un SGBD permet principalement dorganiser les données sur les supports, et fournit les procédures de manipulation de ces mêmes données (recherche, sélection, mise à jour..) Mais il a dautres fonctions: 1. Description: le SGBD doit mettre à la disposition de lutilisateur un outils pour décrire lensemble de données qui sont stockées dans la BD. Il y a différents niveaux de description de ces données: -description logique: perception de la BD par lutilisateur -description physique: organisation des données sur les supports physiques La description se fait par un langage de définition de données (LDD) propre à chaque SGBD

18 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD II. Fonctions dun SGBD 2. Utilisation: offrir à lutilisateur une interaction avec la BD (rechercher, sélectionner et modifier). Il existe 2 façon pour interroger la BD: - par programmes dapplication (informaticiens) - avec langage de requêtes (non informaticien) Cette utilisation se fait par un langage de manipulation de données (LMD) 3. Intégrité: offrir à lutilisateur la possibilité de définir des règles qui permettent de maintenir lintégrité de la BD (règles ou contraintes dintégrité: propriétés qui devront être toujours vérifiées). Exemple: 0

19 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD II. Fonctions dun SGBD 4. Confidentialité : puisquune BD est partagée par plusieurs utilisateurs, certains sous ensembles ne doivent être accessibles que par des personnes autorisées. Le SGBD doit offrir des mécanismes permettant de vérifier les droits daccès des utilisateurs (mots de passe, rôle..) Exemple: ……. 5. Synchronisation daccès ou concurrence daccès : lorsque les programmes dapplication accèdent aux même informations au même temps, le SGBD doit offrir les mécanismes pour détecter les cas où il y aurait conflit daccès et de les traiter correctement (problème de lecture fantôme…)

20 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD II. Fonctions dun SGBD 6. Sécurité de fonctionnement : en cas dincident provenant du matériel ou du logiciel, la BD nest plus opérationnelle. Afin dassurer le redémarrage du système après la pane, le SGBD doit rétablir la base dans un état cohérent (sur la base des fichiers journal et des sauvegardes à intervalles réguliers)

21 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD 1- Niveau externe 2- Niveau conceptuel 3- Niveau interne

22 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD Schéma externe 1 Schéma conceptuel Schéma externe 1 Schéma physique BD physique Monde réel Procéssus de modélisation Niveau ExterneNiveau Conceptuel Niveau interne Groupes dutilisateurs

23 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD 1- Le niveau externe est lensemble des schémas externes des différents groupes dutilisateurs. Le schéma externe est la vision dune partie du schéma conceptuel par un groupe dutilisateurs Exemple: Le service vente na pas besoin davoir une vision globale sur toute la base, il peut se limiter à la partie qui englobe les commandes, fournisseurs et produits

24 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD 2- Le niveau conceptuel: Le schéma conceptuel est la partie fondamentale dans larchitecture dun système de BD. Il correspond à la sémantique (liens logiques) des données de lentreprise Il représente les objets du monde réel (classe dobjets) et les associations entre eux Exemple: XY.ZXY.Z I.A I.E. T EtudiantsCycles Inscription (lien logique)

25 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD Le processus de modélisation se fait à laide dun modèle de données. Un modèle de données est un outil formel (ensemble de concepts et de règle) utilisés pour représenter lorganisation logique des donnes On distingue essentiellement entre trois modèles principaux: - Le modèle hiérarchique - Le modèle réseau - Le modèle relationnel

26 CHAPITRE I: CONCEPTS FONDAMENTAUX DUNE BD III- Les différents niveaux de représentation dune BD 3- Le niveau interne: Le schéma physique a pour but de spécifier comment les donnée seront stockées sur les support (noms de fichiers, organisation, localisation, enregistrements, chemin daccès…)

27 Schéma externe 1 Schéma conceptuel Schéma externe 1 Schéma physique BD physique Monde réel Procéssus de modélisation Niveau ExterneNiveau Conceptuel Niveau interne Groupes dutilisateurs

28 CHAPITRE II: LA CONCEPTION LOGIQUE DUNE BD La conception logique dune BD consiste à définir : 1- les types de données élémentaires (attributs) : nom client, adresse… 2- les types de données composées qui permettent de regrouper les attributs afin de décrire les entités du monde réel: Client, étudiant, voiture, … 3- les types de données composées qui permettent de regrouper les attributs afin de décrire les association du monde réel : inscription, propriétaire, locataire,… 4- Éventuellement, des règles que devrons suivre les données au cours de leurs existence dans le système Représentation Modèle standard : Liens-Entités

29 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Définitions : Attribut: cest la plus petite abstraction au niveau de lentreprise qui a une signification pour lutilisateur (Nom Client, CIN, Prix, …) attribut = propriété Lien : cest une association entre des objets. Un lien nest pas une règle générale mais il traduit une contrainte de lentreprise

30 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Les 4 types de liens : 1- Lien hiérarhique de type (1 : N): Soit A et B deux ensemble dobjets. On a un lien hiérarchique de type (1 : N) de A vers B, noté : A ( 1 : N ) B, si une occurrence de A permet de déterminer 0, 1 ou plusieurs occurrences de B et si à une occurrence de B correspond au plus une occurrence de A Exemple: S1 S2. Sn E1 E2. Ep A: Service B: Employé

31 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Les 4 types de liens : 2- Lien maillé de type (N : M): Soit A et B deux ensemble dobjets. On a un lien maillé de type (N : M) de A vers B, noté : A ( N : M ) B, si lon na aucune restriction sur le nombre doccurrences de A et de B (c.à.d à une occurrence de A correspond 0, 1 ou plusieurs occurrences de B et inversement) Exemple: F1 F2. Fn P1 P2. Pi A: Fournisseur B: Produit

32 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Les 4 types de liens : 3- Lien fonctionnel de type (N : 1): Soit A et B deux sous ensemble dobjets. On a un lien fonctionnel de type (N : 1) de A vers B, noté : A (N : 1) B, si toute occurrence de A détermine au plus une occurrence de B et si à une occurrence de B peut correspondre 0, 1 ou plusieurs occurrences de A (B est dite déterminée par A) Exemple: Etudiant (N°Etudiant, Nom, Clase) A = {N°Etudiant} B = {Nom, Clase} A (N : 1) B Quand on connaît N°Etudiant on peut connaître son nom et sa classe, alors que linverse nest pas vrai.

33 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Les 4 types de liens : 4- Lien particulier de type (1 : 1): Un lien particulier de type (1 : 1) noté : A (1 : 1) B, correspond à ce quune occurrence de A détermine au plus une occurrence de B et inversement. Exemple: PaysCapitale Remarques: Les liens hiérarchiques (1:N) et les liens maillés (N:M) sont des liens inter-entités Les liens foncionnels sont des liens intra-entités

34 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Notion dentité :Entité = Ensemble dAttributs + Liens fonctionnels Entité : Ensemble dattributs liés fonctionnellement, qui représentent une abstraction dune partie de lentreprise, qui a un nom et dont on peut identifier chaque occurrence Exemple: Entité client, entité étudiant, entité produit On distingue 2 types dentités a- les entités statiques (autonomes) Entités dont lexistence ne dépend pas des attributs dune autre entité Exemple: Fournisseur, Client,..

35 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » b- les entités dynamiques Entités dont lexistence est liée à des attributs dune ou plusieurs entités statiques Elles nont un sens que comme résultat de lassociation entre certaines entités statiques. Une entité dynamique peut être porteuse ou non porteuse dinformation Exemple 1 : Client( N°Client, Nom, Adresse) Article( N°Article, Désignation, Prix) Article-Cde( N°Article, N°Client, QtéCommandée, DateCde) Exemple 2 : Personne( N°CIN, Nom, Adresse) Voiture( N°Voiture, Marque, Couleur, …) Propriété( N°CIN, N°Voiture)

36 1- Le Modèle Conceptuel « LIENS-ENTITES » Remarques: - Toute entité doit avoir un nom qui la distingue des autres - Chaque élément dune entité est appelé une occurrence - Chaque occurrence dune entité est distincte des autres - Chaque entité possède au moins un identifiant constitué dun ou plusieurs attributs quon appelle clé. Exemple dillustration:entitécléattribut Abonné( N°Abonné, Nom, Adresse) valeur de lattribut N°Abonné ( 123, Slimani, Rabat ) occurrence

37 2- Le Modèle Hiérarchique 1- Définitions : Un modèle de données hiérarchique : est un ensemble de définitions darborescence Une définition darborescence : est un diagramme de données dans lequel chaque entité, sauf la racine, a un seul arc incident de type (1:N) et 0, 1 ou plusieurs arcs émergeant de type (1:N). Exemple dune définition darborescence : Département Division EmployéProjet

38 2- Le Modèle Hiérarchique Exemple dun modèle qui nest pas hiérarchique : Professeur Cours Salle Étudiant Cycle

39 2- Le Modèle Hiérarchique le modèle hiérarchique correspondant est constitué de 2 définitions darborescence : Professeur Cours Salle Étudiant CoursÉtudiant Cycle 1ère définition darborescence 1éme définition darborescence

40 2- Le Modèle Hiérarchique 1- Définitions (suite) : Une base de données hiérarchique : est un ensemble doccurrence de définitions darborescence Exemple : soit le modèle suivant Division Service N°ServiceN°Division S1 S2 S3 S4 S5 S6 D1 D2 D3 Le modèle correspondant est :

41 2- Le Modèle Hiérarchique 2- Caractéristiques du modèle : a- La relation Parent-Enfant : une occurrence dentité dun niveau i est dite parent, si elle est associée avec au moins une occurrence dentité de niveau i+1 Exemple : soit le modèle hiérarchique suivant Département Division EmployéProjet Enfant Niveau 0 Niveau 1 Niveau 2 Niveau 3

42 2- Le Modèle Hiérarchique 2- Caractéristiques du modèle : b- Élimination des occurrences dentités : une occurrence dune entité doit être reliée à une occurrence Parent et ainsi de nœud en nœud jusquà loccurrence racine. lélimination dune occurrence dentité donnée provoque lélimination de tous ses descendants c- Les liens maillés dans le modèle hiérarchique : Le modèle hiérarchique ne peut représenter directement un lien (N : M) entre deux entités. Solution : duplication des occurrences ou création dune nouvelle entité permettant léclatement dun lien (N : M) en deux lien (1 : N)

43 2- Le Modèle Hiérarchique Exemple : soit la structure suivante Fournisseur Produit FournisseurProduit F1 F2 F3 F1 F2 F3 P1 P2 P3 P4 P5 N : M Solution avec duplication des occurrences : FournisseurProduit FournisseurProduit FournisseurProduit

44 2- Le Modèle Hiérarchique (suite …) Fournisseur Produit FournisseurProduit F1 F2 F3 F1 F2 F3 P1 P2 P3 P4 P5 N : M Solution par intégration dune entité de lien : FournisseurProduit Four/Prod FournisseurProduit Four/Prod Pointeurs logiques Redondance au niveau logique uniquement

45 2- Le Modèle Hiérarchique 3- Les avantages du modèle : - Le modèle hiérarchique est conceptuellement simple à comprendre et à utiliser - Dans la réalité, plusieurs applications ne nécessitent que des relation de type (1 : N) 4- Les défauts du modèle : - Démonstration à travers lexemple: Nom Dept Chef DeptNbre employés Nom ServiceChef service Num EmpDiplômeDate RecrutSalaire Département Service Employé

46 2- Le Modèle Hiérarchique a- Problème de suppression : - Un service devient inutile et on veut le supprimer de la base, sans toutefois supprimer les informations des employés de ce service (quon va réaffecter) Lélimination de ce service entraîne lélimination de tous ses descendants Nom Dept Chef DeptNbre employés Nom ServiceChef service Num EmpDiplômeDate RecrutSalaire Département Service Employé

47 2- Le Modèle Hiérarchique b- Problème dinsertion : - Supposons quon a recruté un nouvel employé et quon ne la pas encore affecté. Où mettrons nous les informations sur cet employé?? Impossible dinsérer une occurrence fils sans insérer les occurrences des différents parents hiérarchiques Nom Dept Chef DeptNbre employés Nom ServiceChef service Num EmpDiplômeDate RecrutSalaire Département Service Employé

48 2- Le Modèle Hiérarchique c- Problème de modification : - Supposons quune augmentation des salaires touches une catégorie particulière demployés (licenciés par exemple). Le salaire doit être changé partout où apparaît le diplôme licence. Pour cela, il faut parcourir tous les département et pour chaque département passer par tous les services, puis tous les employés pour décider de laugmentation La modification entraîne un coût élevé, ou risque dinconsistance Nom Dept Chef DeptNbre employés Nom ServiceChef service Num EmpDiplômeDate RecrutSalaire Département Service Employé

49 2- Le Modèle Hiérarchique d- Problème de recherche / consultation : - Il est facile de connaître les employés qui travaillent dans un département donné. Cependant, il est beaucoup plus compliqué de savoir dans quel département se trouve les employés ayant un salaire donné. Coût élevé de recherche Nom Dept Chef DeptNbre employés Nom ServiceChef service Num EmpDiplômeDate RecrutSalaire Département Service Employé

50 2- Le Modèle Hiérarchique - Autres Problèmes : - La difficulté dexprimer les relations (N : M). - nécessité despace de stockage important. - Impossibilité dexprimer des parents multiples.

51 2- Le Modèle Relationnel Inventé par CODD en il repose sur des bases mathématiques et principalement sur le concept de relation … Département Division EmployéProjet Département Division Employé Projet


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