Administration des SBGD relationnels

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1 Administration des SBGD relationnels
Zouhair ELHADARI Centre de BTS Dakhla 2ème année BTS DSI

2 Chapitre 1 Introduction aux Bases de données

3 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, départ (retraite, démission,…) changement de poste, 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

4 Pour chaque employé : on a besoin d’enregistrer certaines informations
le nom et prénom, le sexe, la date de naissance, l'adresse, la date de recrutement, la fonction dans l'entreprise, N° d’immatriculation ... 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

5 Ces informations sont : consultées plusieurs fois,
modifiées si nécessaire Ajout et suppression 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

6 Entreprise 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

7 A- avant l’ère informatique
 d’où la nécessité d’avoir un système de stockage des données. Différents manières ont été développées pour le stockage : A- avant l’ère informatique Le tri manuellement, plus le volume des données croît plus la gestion manuelle devient difficile vue la masse et la complexité des données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

8 B - L’ère informatique Utilisation des fichiers informatiques pour stocker les informations; mais l’utilisation de fichiers impose : à l'utilisateur de connaître l’arborescence des fichiers afin de pouvoir accéder aux informations dont il a besoin, d'écrire des programmes pour pouvoir effectivement manipuler ces informations. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

9 On a donc recherché des solutions tenant compte à la fois des désirs des utilisateurs et des progrès techniques. Cette recherche a abouti au concept de base de données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

10 II. Base de Données II.1 Définition :
Une base de données BD, (database DB) est un ensemble de données, stocké de façon : Exhaustif : la base contient toutes les informations requises pour le service que l'on en attend ; non redondant : la même information n'est présente qu'une seule fois (pas de doublons). Structuré : les données ont des structures bien définies. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

11 Remarques :  Ces données doivent pouvoir être utilisées par des utilisateurs différents. Ainsi, la notion de base de données est généralement couplée à celle de réseau.  On parle généralement de Système d'Information pour désigner toute la structure regroupant les moyens mis en place pour pouvoir partager des données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

12 II-2 Utilité d'une base de données
Une base de données permet de mettre des données à la disposition des utilisateurs pour : une consultation, une saisie ou bien une mise à jour, tout en s'assurant des droits accordés aux utilisateurs. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

13 Une base de données peut être locale, c'est-à-dire utilisable sur une machine par un utilisateur, ou bien répartie, c'est-à-dire que les informations sont stockées sur des machines distantes et accessibles par réseau et par plusieurs personnes. Exemple : la réservation des billets d’avions. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

14 L'avantage majeur de l'utilisation de bases de données est la possibilité de pouvoir être accédées par plusieurs utilisateurs simultanément. Il existe des bases de données de toutes tailles, depuis les plus modestes : …. une liste des numéros de téléphone utilisée par une seule personne, jusqu'aux plus grandes : …. la base des données commerciales d'une société à activités multiples, avec des Géga octets de données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

15 On reprend l’exemple de la société : Pour éviter les problèmes de la redondance et construire une base de données bien structurée et facilement modifiée, il faut créer deux tableaux : 1- tableau : Produit Et 2- Tableau : Fournisseurs 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

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18 III- La gestion des bases de données
III-1 Système de gestion des bases de données (SGBD) Le contrôle des données et des utilisateurs, se fait grâce à un système de gestion appelé : système de gestion de bases de données, SGBD 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

19 (Database management system DBMS).
Le SGBD est un ensemble de services (applications, logicielles) permettant de gérer les bases de données, c'est-à-dire : permettre l'accès aux données de façon simple à l’aide de l’interrogation de la base ; autoriser un accès aux informations à de multiples utilisateurs ; 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

20 Exemples des applications utilisant les SGBD :
manipuler les données présentes dans la base de données (administration, insertion, suppression, modification). Exemples des applications utilisant les SGBD : Gestion des étudiants d’une université, Gestion des réservations des places d’avions, Gestion de comptes bancaires, ... 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

21 III-2 Constitution d’un système de gestion des bases de données
Un SGBD est principalement constitué d'un moteur interface graphique (ou SGBD externe). Le moteur est le coeur du logiciel, c'est à dire qu'il assure les fonctions essentielles : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

22 Il peut être décomposé en deux parties :
saisir les données, les stocker, les manipuler, etc. Il peut être décomposé en deux parties : un système de gestion de fichiers un SGBD Logique. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

23 L'interface graphique permet à l'utilisateur de communiquer commodément avec le logiciel.
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24 La couche externe (interface graphique) : prend en charge l’interface avec les utilisateurs (analyse des requêtes –interrogation, modification de la BD–, contrôle des droits d’accès, présentations des résultats, ...) La couche logique : assure les fonctions de contrôle global (optimisation des requêtes, gestion des conflits d’accès, contrôle de la cohérence globale de la base, garantie du bon déroulement des actions en cas de panne, ...) 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

25 La couche interne (le système de gestion de fichiers) : qui s’occupe du stockage des données sur les supports physiques et de la gestion des fichiers et des accès (index, clés, ...). 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

26 III.3 Objectifs d’un SGBD
Parmi les objectifs principaux d’un SGBD sont : Indépendance physique : La façon dont les données sont définies doit être indépendante des structures de stockages utilisées. Par exemple : les données doivent être définies indépendamment à ce que on utilise un système Windows ou Unix ou un réseau Serveur-Client ou un réseau Domestique,… 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

27 Indépendance logique : Un même ensemble de données peut être vu différemment par des utilisateurs différents. Toutes ces visions personnelles des données doivent être intégrés dans une vision globale. Par exemple : dans une bibliothèque, un utilisateur veut lister tout les livres concernant la macroéconomie, un autre utilisateur veut lister les livres de la macroéconomie par auteur, donc se sont les même données manipulées différemment. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

28 Manipulations des données par des non informaticiens : Il faut pouvoir accéder aux données sans savoir programmer ce qui signifie des langages "quasi naturels". Efficacité des accès aux données : Ces langages doivent permettre d'obtenir des réponses aux interrogations en un temps "raisonnable". Ils doivent donc être optimisés. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

29 Administration centralisée des données : Des visions différentes des données se résolvent plus facilement si les données sont administrées de façon centralisée. Non redondance des données : Afin d'éviter les problèmes lors des mises à jour, chaque donnée ne doit être présente qu'une seule fois dans la base. Cohérence des données : Les données sont soumises à un certain nombre de contraintes d'intégrité qui définissent un état 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

30 cohérent de la base. Elles doivent pouvoir être exprimées simplement et vérifiées automatiquement à chaque insertion, modification ou suppression des données. Partageabilité des données : Il s'agit de permettre à plusieurs utilisateurs d'accéder aux mêmes données au même moment. Il s'agit alors de pouvoir : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

31 permettre à deux (ou plus) utilisateurs de modifier la même donnée "en même temps" ;
assurer un résultat d'interrogation cohérent pour un utilisateur consultant une table pendant qu'un autre la modifie. Sécurité des données : Les données doivent pouvoir être protégées contre les accès non autorisés. Pour cela, il faut pouvoir associer à chaque utilisateur des droits d'accès aux données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

32 III-3 Les principaux SGBD
Parmi les Les principaux éditeurs des SGBD, il y a: IBM , éditeur de DB2 et Informix ; Oracle , éditeur d’Oracle. Microsoft, éditeur de trois SGBD : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

33 SQL Server est destiné aux gros systèmes,
Access est un produit de bureautique professionnelle, Foxpro est destiné aux développeurs. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

34 IV. Exemples de BD 1. Gestion des cours et étudiants d’une université : Données beaucoup plus complexes, car faisant intervenir des informations diverses, liées entre-elles : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

35 - Informations de type académique, sur les étudiants (matricule, date d’inscription, section, notes, ...) Informations de type personnelles, sur les étudiants (nom, prénom, adresse, ...) Informations sur les cours dispensés (titre, pré-requis, matière, langue, enseignant, horaire, salle, ...) 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

36 Ensemble de données trop complexe pour être géré «manuellement» :
Informations sur les enseignants (nom, prénom, bureau, téléphone, statut, ...) Informations sur les cours dispensés (titre, matière, langue, enseignant, horaire, salle, ...) Ensemble de données trop complexe pour être géré «manuellement» : il faut faire appel à un SGBD. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

37 V. Les différents modèles de bases de données
Il existe cinq modèles de SGBD, différenciés selon la représentation des données qu'elle contient : le modèle hiérarchique: les données sont classées hiérarchiquement, selon des relations de type père-fils. Ce qui génère une structure arborescente descendante. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

38 On doit connaître a priori la structure de l’arbre pour avoir accès aux données, si la structure change les algorithmes doivent changer. Ce modèle est le premier modèle de SGBD. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

39 le modèle réseau: Ce modèle repose sur le principe du regroupement des données de la base. Les données sont placées a proximité les unes des autres sur le disque si elles sont reliées logiquement. Par exemple une commande concernant des produits doit être placés avec la liste des produits. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

40 le modèle relationnel (SGBDR : Système de gestion de bases de données relationnelles): les données sont enregistrées dans des tableaux à deux dimensions (lignes et colonnes). La manipulation de ces données se fait selon la théorie mathématique des relations 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

41 Champs Lignes 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

42 le modèle objet (SGBDO): les données sont stockées sous forme d'objets, c.à.d. des structures appelées classes présentant des données membres. Les champs sont des instances de ces classes 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

43 Remarque : Les modèles relationnels restent les modèles les plus répandues (environ trois quarts des bases de données), car elles conviennent bien à la majorité des besoins des entreprises . 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

44 VI. Concept de base d’une base de données
Le cycle de vie d’une base de donnée (BD) se décompose en trois phases : • La conception : définition des fonctionnalités, • L’implantation : réalisation effective de la base, • L’exploitation : utilisation et maintenance de la base. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

45 A- Conception : La phase de conception est une phase d’analyse et de modélisation de la problématique à traiter, qui aboutit à déterminer le futur contenu de la BD. La description obtenue, indépendamment des systèmes de SGBD, utilise un langage formel basé sur des concepts bien établis, comme les objets, les liens et les propriétés. Cette description est appelée : Schéma Conceptuel (des besoins). 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

46 Modèle Conceptuel des Données (MCD).
L’ensemble des concepts utilisés par le langage formel de description choisi est appelé le : Modèle Conceptuel des Données (MCD). Un MCD se décompose généralement en deux parties : • Une partie statique décrivant la structure des données ; • Une partie dynamique décrivant les opérations sur les données 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

47 VI.1 Entité - Association :
Le modèle conceptuel illustré dans le cours est le modèle : Entité - Association. VI.1 Entité - Association : VI.1.1 Entité : Une entité est une population d’individus homogènes. Exemple: les produits ou les articles vendus par une société peuvent être regroupés dans une même entité Articles. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

48 }  Articles Ordinateurs Imprimantes Scanner … ceci est possible du fait que ces produits ont les mêmes caractéristiques (par exemple : la désignation, le prix unitaire, la quantité, etc). Clients Fournisseurs 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

49 VI.1.2 Association : Une association est une liaison qui a une interprétation précise entre plusieurs entités. Exemple : entre l’entité 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 Clients Commander Articles Livrer Fournisseurs Fig. Associations 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

50 VI.2 Attributs et identifiants :
Un attribut est une propriété (caractéristique) d’une entité ou d’une association. Exemple: Dans l’exemple de la société, l’entité Articles a des attributs que nous avons déjà cités : Désignation, Quantité, prix unitaire,  … 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

51 L’entité Client peut avoir comme attributs: adresse client,
nom et prénom du client, … Les associations Commander et Livrer peuvent avoir comme attributs : quantité commandée, date de livraison, 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

52 Plusieurs clients peuvent avoir le même nom
Chaque individu d’une entité doit être identifiable d’une manière unique et sans ambiguïté, Exemple: L’individu Said Hamodi de l’entité Clients ne peut pas être identifier d’une façon unique par son nom : Plusieurs clients peuvent avoir le même nom 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

53 chaque entité doit posséder un attribut sans doublon (ne prenant pas deux fois la même valeur). Il s’agit de l’identifiant Remarque : Une entité doit posséder au moins un attribut qui est son identifiant, par contre une association peut être dépourvu d’attributs. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

54 VI.3 Cardinalité La cardinalité d’un lien entre une entité et une association précise le nombre de fois qu’un individu de l’entité peut être concerné par l’association. Exemples : un client peut commander de 1 jusqu’à n articles. Un articles peut être commander 0 fois jusqu’à m fois 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

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56 Un client ne peut exister que s’il commande au moins un article.
Cardinalité minimale pour le client est 1 Un article peut exister dans le stock même s’il n’est pas commandé par aucun client, Cardinalité minimale pour l’article est 0. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

57 VI.4 Règles de modélisation :
Un bon schéma Entités-association doit vérifier certaines règles dites règles de modélisation (normalisation) Objet : Rassembler les données homogènes et éviter les redondances. Règ 1: Normalisation des entités : Toutes les entités qui sont remplaçables par une association doivent être remplacées. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

58 Deux entités homogènes peuvent être fusionner
Redondance, donc risque d’incohérence Les adresses peuvent ne pas être les même donc où va-t-on livrer ? 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

59 Règ 2: Normalisation des noms : le nom d’une entité, d’une association ou d’un attribut doit être unique. Règ 3: Normalisation d’un identifiant : Chaque entité doit posséder un identifiant. Règ 4: Normalisation des attributs et des associations: les attributs d’une association doivent dépendre directement des identifiants de toutes les entités en association et il faut éliminer les association superflues. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

60 Règ 5. : Normalisation des cardinalités : une cardinalité minimale est toujours 0 ou 1 (pas 2, 3 ou n) et une cardinalité maximale est toujours 1 ou n (pas 2, 3,…). 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

61 Méthodologie de Base 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

62 VII. Implantation VII.1 Modèle Logique des Données (MLD) : La deuxième phase dans la vie d’une base de données est la phase d’implantation qui consiste en la traduction du MCD en un modèle employé par le SGBD. Le nouveau modèle obtenu est appelé le : Modèle Logique de Données (MLD). 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

63 Il y a plusieurs modèles logiques selon le SGDB correspondants (hiérarchique, relationnel, objet,…). VII.2 Modèle logique de données relationnel (MLDR) : Ce modèle est lié au SGBD relationnel (SGBDR) qui se base sur le concept de table à deux dimensions constituées de lignes et champs 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

64 VII.2.1 Tables, lignes et colonnes :
Dans le MLDR : les entités sont remplacées par les tables les colonnes (les champs) représentent les attributs communs les lignes contiennent les valeurs des champs pour chaque ligne. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

65 Il n’y a pas deux lignes identiques dans une table.
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66 VII.2.2 Clés Primaires et Étrangères :
Les lignes d’une table doivent être identifiées d’une façon unique et précise c’est pour cela qu’un ou plusieurs champs sont utilisés pour identifier les lignes. On appelle ce(s) champ(s) : Clé primaire (identifiant). Toute table possède une seule clé primaire. La connaissance d’une valeur de la clé primaire délivre de façon unique et certaine celle de chacun des autres champs de la table. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

67 Le champ auquel on applique une clé primaire acquière les propriétés suivantes :
les doublons (deux informations identiques ou plus) sont désormais interdits par le système ; la présence de la clé primaire interdit la présence d'un champ vide dans un enregistrement, la valeur "Null" est désormais interdite. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

68  Clé Étrangère Une clé étrangère, est une clé (donc un champ permettant d'identifier de façon unique une ligne) faisant référence à une clé appartenant à une autre table. Exemple : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

69 Propriétés : Une même table peut contenir plusieurs clés étrangères mais une seule clé primaire. Le SGBDR vérifie que les clés étrangères ne prennent pas de valeurs en dehors de celles prises par les clés primaires correspondantes. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

70 Cette vérification se fait lors de l’insertion, l’ajout,
la suppression la mise à jour des tables, on dit que SGBDR garantit l’intégrité référentielle des données. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

71 VII.3 Schéma relationnel
Dans un SGBDR, les tables d’une base sont représentées par un schéma relationnel dans lequel les tables sont appelées relations; et les liens entre les clés étrangères et primaires sont symbolisés par des connecteurs. Connecteur Relations Schéma relationnel simple entre deux tables 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

72 Traduction d’un MCD en un MLDR
Pour traduire un schéma MCD en un schéma MLDR, il suffit de suivre les étapes suivantes : Etape 1 : Toute entité devient une table dans laquelle les attributs deviennent les colonnes l’identifiant de l’entité devient la clé primaire de la table. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

73 Exemple : L’entité Article suivante devient la table Article
Colonnes (Champs) Clé primaire Attributs Identifiant Entité Article Table Article 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

74 Étape 2 : Une association binaire de type 1:n devient clé étrangère du côté 1:1 ou 1:0 qui référence la clé primaire de l’autre table. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

75 Remarque : Cette clé étrangère ne peut pas recevoir la valeur vide si la cardinalité est 1:1
Étape 3 : Une association binaire de type n :m devient une table supplémentaire appelée table de jonction 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

76 L’association Concerner (1) est traduite par la table supplémentaire : lignes de commandes. Les attributs de l’association deviennent les colonnes de la nouvelle table. La clé primaire est composé de deux clés étrangères. La clé primaire de cette dernière table est constituée des deux clés des tables commandes et articles. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

77 Étape 4 : Une association binaire de type 1:1 se traduit comme une association de type 1:n sauf que la clé étrangère se voit imposé une contrainte d’unicité qui impose à la colonne correspondante de ne prendre que des valeurs distinctes. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

78 L’association diriger disparaît au profit de la table services qui comportera un nouveau champ n° employé (comme clé étrangère). !!! Les colonnes de ce champ ne peuvent pas prendre des valeurs identiques. Étape 5 : Une association non binaire est traduite par une table supplémentaire : 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

79 La clé primaire est composée d’autant de clés étrangères que d’entités en association.
Les attributs de l’association deviennent les colonnes de la nouvelle table. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

80 L’association projeter se traduit par une table supplémentaire projections.
La clé primaire de cette table est constituée des clés primaires des autres tables. l’attribut tarif de l’association projeter devient une colonne de la table projection. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

81 VIII. Exploitation En phase d’exploitation, l’utilisation de la BD se fait au moyen d’un langage de manipulation de données (LMD). Un LMD permet d’exprimer aussi bien des requêtes d’interrogation que des requêtes de mise à jour. Exemple de langage : SQL (Structured Query Langage). 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

82 VIII. Récapitulation Finalement on peut schématiser la description complète d‘une base de données à l’aide de 4 types de schémas, dont 3 sont directement utilisés par le SGBD. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

83 Schéma conceptuel : c’est le Modèle conceptuel de données (MCD)
Schéma conceptuel : c’est le Modèle conceptuel de données (MCD). Schéma externes : Lors de son interaction avec la BD, chaque utilisateur n’est généralement intéressé que par une partie des données stockées dans la base. On lui associe donc un schéma externe (aussi appelé vue) décrivant le sous-ensemble de la base auquel il a accès, structuré de façon à répondre à ses besoins spécifiques. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

84 Schéma logique : La phase d’implantation nécessite la traduction du schéma conceptuel dans un schéma utilisant les concepts du : Modèle logique de données relationnel (MLDR). Schéma internes : Pour l’implantation effective des données, il faut effectuer les choix relatifs à leur stockage et leur structuration sur les mémoires physique, sous la forme d’un ensemble de fichiers. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

85 Ces choix sont consignés dans ce qu’on appelle le schéma interne de la base de données, qui repose sur le modèle interne, dont les concepts sont ceux du système de fichiers utilisé. 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair

86 Fin du Chapitre 2ème année BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair