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Bases de Données Année : 2009/10 Plan du cours : 1. Introduction et définitions A - Généralités : B - Le modèle de données relationnel C - Le SGBDR Access.

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1 Bases de Données Année : 2009/10 Plan du cours : 1. Introduction et définitions A - Généralités : B - Le modèle de données relationnel C - Le SGBDR Access 2. Niveaux de représentation dune base de données 3. Conception dune base de données 4. Les utilisateurs dune base de données 1. Définitions 2. Dépendances fonctionnelles et clé 3. Normalisations des schémas de relation

2 A – Généralités : 1. Introduction et définitions La mise en place de réseaux, le recours aux accès distants introduisent le problème des accès concurrentiels Le développement puis lutilisation généralisée de linformatique Augmenter la quantité de données stockées Augmenter et rendre plus complexes les traitements les prenant en compte Très rapidement : laccès à ces données et leur organisation en mémoire secondaire deviennent des problèmes critiques Les Systèmes de Gestion de Base de Données (SGBD) ont traité et continuent de traiter de tous ces problèmes.

3 Définition 1 : Une base de données est un ensemble structuré de données : Principales définitions : - interdépendantes - stockées sur des supports accessibles par lordinateur, - sans redondance (répétition inutile ) - pour satisfaire simultanément plusieurs utilisateurs. Définition 2 : Un Système de Gestion de Base de Données (SGBD) ou Data Base Management System) est un logiciel qui permet aux utilisateurs dinteragir avec une base de données.

4 Les buts et propriétés de ces systèmes sont multiples : - fournir une description des données stockées dans la base en toute indépendance des programmes accédant à ces données - permettre linteraction avec la base grâce à des interfaces daccès multiples (rechercher, modifier, ajouter, détruire). - fournir un langage de manipulation des données (LMD) pour les interactions entre lutilisateur et la base - éviter les redondances, soit par la présence de la même donnée plusieurs fois dans des fichiers différents, soit par la présence physique d'une donnée qui peut se déduire dautres données.

5 - offrir un accès multiple aux données et régler le problème de la concurrence daccès - assurer la sécurité daccès aux données (confidentialité, identification des utilisateurs). - gérer les possibilités de pannes et les rendre transparentes à lutilisateur (point de reprise).

6 2. Niveaux de représentation dune base de données La description dune BD seffectue à trois niveaux : - externe : il est nécessaire de définir des types dutilisateurs qui pourront chacun avoir une vue différente dune même base. Chacune de ces vues est déduite du schéma conceptuel décrit ci-après - interne ou physique : cest le niveau correspondant aux programmeurs. Lorganisation physique des données et les fonctions daccès sont alors définies (organisation des fichiers, index, structure...). - le niveau conceptuel intègre toutes les vues externes sans souci de limplantation des données (description abstraite).

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8 Le niveau « central » qui nous intéressera est donc le niveau conceptuel. Ce niveau doit permettre de : - définir lensemble des objets manipulés ; - définir lensemble des liens existant entre les objets ; -qualifier ces objets et liens (attributs, domaines, types de liens). Il faut définir un modèle de description permettant dexprimer les propriétés des composants de la base et les liens existant entre eux. Plusieurs modèles ont été proposés, parmi lesquels on peut citer :

9 - le modèle hiérarchique (historiquement le premier) : le schéma conceptuel est visualisé sous forme darbres dont les nœuds correspondent aux classes dobjets et les arcs entre les nœuds aux associations. - le modèle réseau : le schéma conceptuel est représenté par un graphe ce qui augmente les possibilités de liens entre les objets. - le modèle relationnel, fondé sur la notion de « relation », représente les objets et les liens entre eux par des tableaux à deux dimensions. - le modèle objet : une donnée est une instance dune classe. Chaque champ est un objet et la notion dhéritage peut être utilisée lors de la définition des tables.

10 3. Conception dune base de données Schéma simplifié de la conception d'une base de données

11 4. Les utilisateurs dune base de données : - les concepteurs de la base définissent, décrivent, créent la base ; le Data Base Administrator (DBA) gère la base (les accès, les droits des utilisateurs, les sauvegardes, les restaurations...) ; - les utilisateurs manipulent la base. Il est possible de distinguer des familles dutilisateurs avec des droits différents vis-à-vis de laccès à la base.

12 Le modèle de données relationnel 1. Définitions : représenter les liens et les objets de la même façon et le mode de représentation adopté est extrêmement simple : des tableaux à deux dimensions. Une base de données est modélisée par un ensemble de schémas de relation. Un schéma de relation caractérise une relation par son nom, une liste dattributs et les domaines associés à chaque attribut.

13 une relation définie par un ensemble dattributs A1,A2,…..An de domaine D1,D2,…Dn correspond à tout sous-ensemble du produit cartésien Le tableau associé à la relation fait correspondre à chaque colonne un attribut et chaque ligne du tableau, appelée tuple ou n-uplet, est un élément du produit cartésien. Un tableau (donc une relation) ne peut contenir deux fois la même ligne Exemple : Couleur = D1 ={ rouge,vert, bleu} D2 = { 0,1} Sur la base du produit cartésien D1XD2 D1XD2 = { (rouge,0), (rouge,1),(vert,0), (vert,1), (bleu,0), (bleu,1)} On peut composer la relation Drapeau : Drapeau = { (rouge,1), (vert,1)} Qu'on schématise sous la forme : Drapeaurouge 1 vert 1

14 2. Dépendances fonctionnelles et clé : Quand nous construisons une base de données nous sommes exposés à deux types de problèmes : – nous ne savons pas toujours où placer certaines colonnes (par exemple, ladresse de livraison se met dans la relation des clients ou dans la relation des commandes?) ; – nous avons du mal à prévoir les relations de jonction intermédiaires (par exemple, la relation des interprétations qui est indispensable entre la relation des films et la relation des acteurs). Il est donc nécessaire de recourir à une étape préliminaire de conception. Les notions de dépendances fonctionnelles et de normalisation ont ainsi été introduites afin de formaliser la conception des bases de données.

15 Un attribut Y dépend fonctionnellement dun attribut X si et seulement si une valeur de X induit une unique valeur de Y. On note une dépendance fonctionnelle par une flèche simple : X Y. Par exemple, si X est le numéro de client et Y le nom de client, alors on a bien X Y. Par contre, on na pas Y X, car plusieurs clients de numéros différents peuvent porter le même nom. Transitivité : si X Y et Y Z alors X Z. Par exemple, on a : numéro de commande numéro de client nom de client, donc on a aussi : numéro de commande nom de client. Mais la dépendance fonctionnelle numéro de commande nom de client est dite transitive, car il faut passer par le numéro de client pour lobtenir.

16 Au contraire, la dépendance fonctionnelle numéro de client ! nom de client est directe. Seules les dépendances fonctionnelles directes nous intéressent. Exemples : les DF suivantes sont elles directes ? numéro de livraison date de livraison numéro de livraison numéro du fournisseur numéro du fournisseur nom du fournisseur numéro de livraison nom du fournisseur

17 Les dépendances fonctionnelles traduisent ainsi les contraintes du problème à modéliser exprimées jusqualors en langage naturel. Un attribut Y peut avoir une dépendance fonctionnelle qui repose sur la conjonction de plusieurs attributs, auquel cas la dépendance est dite non élémentaire. Les dépendances fonctionnelles non élémentaires sont notées par une flèche unique mais comportant plusieurs points dentrée Par exemple, la quantité commandée (dun article dans une commande) dépend de deux attributs : le numéro de commande et le numéro darticle. Notons que cette dépendance numéro de commande, numéro darticle quantité est à la fois non élémentaire et directe.

18 Graphe de couverture minimale En représentant tous les attributs et toutes les dépendances fonctionnelles directes entre eux, nous obtenons un réseau appelé graphe de couverture minimale. nom du client numéro de commande numéro de client date de commande numéro darticle quantité commandée adresse du client désignation

19 Clés primaires : Les lignes dune table doivent être uniques, cela signifie quune colonne (au moins) doit servir à les identifier. Il sagit de la clé primaire de la table. Traduction vers un schéma relationnel : A partir du graphe de couverture minimale, le schéma relationnel correspondant apparaît naturellement, en suivant quelques étapes simples. Etape 1 : il faut repérer et souligner les clés primaires Etape 2 : tous les attributs qui dépendent directement dune clé et dune seule, forment une relation (avec la clé, bien sûr). Etape 3 : les attributs (non clés) qui dépendent de plusieurs clés sont les attributs dune relation supplémentaire formée des clés et de ces attributs

20 Définition de la 1ère forme normale : les attributs de relation sont simples ou atomiques. Exemple : La table LIVRE(Numéro, titre, Nom-auteur) nest en1NF que si un livre na quun seul auteur On peut envisager deux solutions le cas échéant -LIVRE(Numéro, titre, auteur1,auteur2,...,auteurn) avec n connu -Ecrit par(Numéro, Nom auteur) en introduisant autant de lignes pour un livre quil a dauteurs

21 Définition de la 2ème forme normale : La clé peut être composée de plusieurs attributs mais les autres attributs de la relation doivent dépendre de la clé en entier (et non pas une partie de cette clé). Exemple : la table FOURNISSEUR ( Nom, Adresse, Article, prix) pour laquelle la clé définie est le couple (Nom, Article) et on a les DF : (Nom,Article) Prix et Nom adresse Où une partie de la clé Nom détermine l'attribut adresse n'appartenant pas à la clé donc la relation n'est pas en 2FN. Elle devra être décomposée en deux relations en 2NF: FOURNISSEUR (Nom, adresse) Et Produit (Nom,Article, prix)

22 Définition de la 3ème forme normale : Tous les attributs dune relation doivent dépendre directement de sa clé et daucun autre attribut. Exemple : La relation Voiture (Numéro,marque,type,puissance,couleur) n'est pas en 3FN, car l'attribut non clé type détermine marque et aussi Puissance. En effet, cette relation peut être décomposée en deux relations : Voiture (Numéro,type,couleur) Modèle ( Type, marque, puissance) Remarque : La troisième forme normale permet d'assurer l'élimination des redondances dues aux dépendances transitives.

23 3. Normalisations des schémas de relation Le processus de normalisation va contrôler la définition du schéma relationnel Éviter la redondance de linformation Le principe général est dobtenir une décomposition de la relation dorigine R, définie par tous ses attributs, en un ensemble de relations Ri respectant certaines propriétés dans le but de minimiser les problèmes. Les propriétés choisies définiront une classification des schémas obtenus : première, seconde et troisième forme normale (1NF, 2NFet 3NF).

24 N°film N° acteur titre durée Nom acteur


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