Administration des SBGD relationnels Zouhair ELHADARI
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Chapitre 1 Introduction aux Bases de donnes
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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, 3 2me anne BTS DSI
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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... 4 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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Ces informations sont : consultes plusieurs fois, modifies si
ncessaire Ajout et suppression 5 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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Entreprise 6 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 7 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 8
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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. 9 2me anne BTS DSI Prof:EL
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II. Base de Donnes II.1 Dfinition : Une base de donnes BD,
(database DB) est un ensemble de donnes, stock de 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. 10 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 11 2me anne BTS DSI
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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. 12 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 13 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 14 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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 Et 2- Tableau : Fournisseurs 15 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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 18 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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(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 ; 19 2me anne BTS DSI
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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,... 20 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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 : 21 2me anne BTS DSI
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saisir les donnes, les stocker, les manipuler, etc. Il peut tre
dcompos en deux parties : un systme de gestion de fichiers un SGBD
Logique. 22 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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L'interface graphique permet l'utilisateur de communiquer
commodment avec le logiciel. 23 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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,...) 24 2me anne BTS
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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,...). 25 2me anne BTS
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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, 26 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 27 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 28 2me
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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 29 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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 : 30 2me anne BTS
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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. 31 2me anne BTS DSI
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III-3 Les principaux SGBD Parmi les Les principaux diteurs des
SGBD, il y a: IBM, diteur de DB2 et Informix ; Oracle, diteur
dOracle. Microsoft, diteur de trois SGBD : 32 2me anne BTS DSI
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SQL Server est destin aux gros systmes, Access est un produit
de bureautique professionnelle, Foxpro est destin aux dveloppeurs.
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IV. Exemples de BD 1. Gestion des cours et tudiants dune
universit : Donnes beaucoup plus complexes, car faisant intervenir
des informations diverses, lies entre-elles : 34 2me anne BTS DSI
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- 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,...) 35 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 36
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V. Les diffrents modles de bases de donnes Il existe cinq
modles de SGBD, diffrencis selon la reprsentation des donnes
qu'elle contient : 1. le modle hirarchique: les donnes sont classes
hirarchiquement, selon des relations de type pre-fils. Ce qui gnre
une structure arborescente descendante. 37 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 38 2me anne BTS DSI
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2. 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. 39 2me anne BTS DSI Prof:EL
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3. 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 40 2me
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Champs Lignes 41 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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4. 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 42 2me anne
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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. 43 2me
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VI. Concept de base dune base de donnes Le cycle de vie dune
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.
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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 formel bas sur des concepts
bien tablis, comme les objets, les liens et les proprits. Cette
description est appele : Schma Conceptuel (des besoins). 45 2me
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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 46 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 47 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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Articles } - 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).
Clients Fournisseurs 48 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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 Clients Commander Articles
Livrer Fournisseurs 49 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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, 50 2me anne BTS
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Lentit Client peut avoir comme attributs: adresse client, nom
et prnom du client, Les associations Commander et Livrer peuvent
avoir comme attributs : quantit commande, date de livraison, 51 2me
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Chaque individu dune entit doit tre identifiable dune manire
unique et sans ambigut, Exemple: Lindividu Said Hamodi de lentit
Clients ne peut pas tre identifier dune faon unique par son nom :
Plusieurs clients peuvent avoir le mme nom 52 2me anne BTS DSI
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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. 53 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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 54 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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55 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 56 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 57 2me
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Deux entits homognes peuvent tre fusionner Redondance, donc
risque dincohrence Les adresses peuvent ne pas tre les mme donc o
va-t-on livrer ? 58 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 59 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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,). 60 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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Mthodologie de Base Conception dun MCD partir dun problme Rel
1- Identifier les entits en prsence. 2- Lister leurs attributs. 3-
Ajouter les identifiants. 4- tablir les associations entre les
entits. 5- Lister leurs attributs. 6- Calculer les cardinalits. 7-
Vrifier les rgles de normalisation. 61 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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 MCD en un modle
employ par le SGBD. Le nouveau modle obtenu est appel le : Modle
Logique de Donnes (MLD). 62 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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 63 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 64 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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Il ny a pas deux lignes identiques dans une table. 65 2me anne
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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. 66 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 67 2me
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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 : 68 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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. 69 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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Cette vrification se fait lors de linsertion, lajout, la
suppression la mise jour des tables, on dit que SGBDR garantit
lintgrit rfrentielle des donnes. 70 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. Schma relationnel
simple entre deux tables Relations Connecteur 71 2me anne BTS DSI
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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. 72 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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Exemple : Lentit Article suivante devient la table Article
Entit ArticleTable Article Identifiant Attributs Cl primaire
Colonnes (Champs) 73 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 74 2me
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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 75 2me
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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 commandes et articles. 76 2me
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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. 77 2me anne BTS DSI Prof:EL
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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 : 78 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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La cl primaire est compose dautant de cls trangres que dentits
en association. Les attributs de lassociation deviennent les
colonnes de la nouvelle table. 79 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI
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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. 80 2me anne
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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). 81 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair
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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. 82 2me anne BTS DSI
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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. 83 2me anne BTS
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Schma logique : La phase dimplantation ncessite la traduction
du schma conceptuel dans 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. 84 2me anne BTS
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Ces choix sont consigns dans ce quon appelle le schma interne
de la base de donnes, qui repose sur le modle interne, dont les
concepts sont ceux du systme de fichiers utilis. 85 2me anne BTS
DSI Prof:EL HADARI zouhair
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Fin du Chapitre 2me anne BTS DSI Prof:EL HADARI zouhair86