Base de données et SGBD

Le système téléinformatique a connu un essor considérable durant ces vingt dernières années. Le traitement et le stockage de l’information ont été éclatés sur plusieurs micro-ordinateurs ou sur des terminaux dits intelligents qui peuvent échanger des données entre eux par l’intermédiaire des moyens de télécommunications alors que ces fonctions ont été centralisées sur les mainframes auparavant [1]. De ce fait, l’informatique est devenue un outil de production très proche des utilisateurs, même des non-informaticiens et aussi un outil de communication. De son coté, la technologie des Bases de Données (BD) met à profit cette progression. Les Systèmes de Gestion de Bases de Données (SGBD) remplacent les anciennes organisations où les données, regroupées en fichiers, restaient liées à une application particulière. Des premiers modèles hiérarchiques au modèle relationnel, du mainframe au micro, du centralisé au réparti, les ambitions des SGBD augmentent de jour en jour. L’objet de ce travail est donc de construire une BD mise au profit d’une part du Service Scolarité de l’ESPA pour l’amélioration de sa tâche quotidienne et d’autre part des étudiants et enseignants comme outil d’informations. Il s’intitule : « Implémentation de ‘ESPA-DB’ la BD-R de l’ESPA » Pour ce faire, nous avons décomposé cet ouvrage en trois chapitres. Les théories sur la BD avec les différents modèles et le SGBD sont traités dans le premier chapitre. Dans le second chapitre, nous détaillons le modèle relationnel et le SGBD-R Oracle.

BASE DE DONNEES ET SGBD 

Les bases de données sont actuellement au cœur du système d’information des entreprises. Les systèmes de gestion de base de données, initialement disponibles uniquement sur des ‘mainframes’, peuvent maintenant être installés sur tous les types d’ordinateurs y compris les ordinateurs personnels.

BASE DE DONNEES

Définition
Une base de données (BD) est une grande quantité de données structurées qui sont stockées avec le moins de répétition pour satisfaire simultanément plusieurs utilisateurs de façon sélective et en un temps opportun [2]. Une BD est gérée par un logiciel de Système de Gestion de Base de Données (SGBD). Les données doivent être fiables, cohérentes et interrogeables.

Limites à l’utilisation des fichiers
Une BD, contrairement aux fichiers, est une façon différente d’enregistrer les informations. En effet, pour les fichiers, les données font partie des programmes qui les utilisent. Ainsi, si on veut modifier la structure de données, il faut réécrire totalement tous les programmes qui utilisent ces données [3]. Pour les bases de données, la structuration des données est unifiée et séparée des programmes d’application. Il appartient au SGBD de fournir cette description unique des données. D’où l’indépendance entre les données et les applications, qui peuvent être modifiées indépendamment.

Niveaux de représentation d’une BD
Il existe trois niveaux d’appréhension d’une BD [2] [4] [5].
• Le niveau interne,
• Le niveau conceptuel,
• Le niveau externe correspondant aux différents groupes d’utilisateurs.

Niveau interne
Le schéma physique détermine comment les données sont enregistrées sur les mémoires secondaires (disques, bandes, …) de l’ordinateur. Seule la BD physique a une existence matérielle. Elle peut être perçue à différents niveaux d’abstractions (enregistrement, article, fichier, octet, bit).

Niveau conceptuel
Le schéma conceptuel est décrit en termes abstraits mais fidèles à une certaine réalité d’une organisation et à ses processus de gestion. C’est le résultat d’une action de modélisation du monde réel qui respecte un modèle de données.

Niveau externe
C’est la description, à l’aide d’un schéma externe appelé vue, de la perception des données par un programme d’application. Une vue est une représentation abstraite d’une partie de la BD conceptuelle, elle reflète un sous-schéma du schéma conceptuel. Ainsi, en général, une vue est un sousensemble de la base conceptuelle de données. Cependant, dans certains cas, une vue peut être « plus abstraite » que la base conceptuelle de données. Cela veut dire que les données utilisées se déduisent de la base conceptuelle mais ne sont pas présentes dans cette base.

Modèle de BD
La BD unifie la structuration des données par un «modèle» unique et cohérent, pour une facilité d’adaptation à toutes les éventualités Il existe deux modèles de BD : modèle logique et modèle physique.

Modèle logique
Modèle logique [4] [5] [6] décrit l’organisation des données au niveau conceptuel indépendamment de leur implantation physique. Trois types principaux de modèles logiques de BD existent: les modèles hiérarchiques, les modèles réseaux et les modèles relationnels.

SGBD

Définition
Le Système de Gestion de Base de Données (SGBD) est un logiciel qui permet à l’utilisateur d’interagir avec une BD. Il permet principalement d’organiser les données sur les supports périphériques et il fournit les procédures de recherche et de sélection de ces mêmes données [2]. Pour aboutir à ce résultat, l’utilisateur décrit en termes abstraits ce qu’il veut faire sur les données, laissant le soin au SGBD d’effectuer les tâches de recherche en fonction de la représentation et de l’organisation des données sur les supports physiques [5].

Objectifs de SGBD
Les SGBD sont nécessaires pour la gestion des données stockées dans la BD (accès à la base, modification dans la base…). Cependant, pour y parvenir certains critères doivent être observés [2] [3] [4] :
• Indépendance physique du mode de définition des données et des structures de stockages,
• Rapidité dans la réponse aux requêtes formulées,
• Cohérence des données pour qu’elles ne soient pas contradictoires,
• Partageabilité des données pour différents utilisateurs simultanément,
• Sécurité des données à l’aide de dispositifs adéquats,
• Langage de manipulation accessible même pour les non informaticiens.

Langages
Une nette différence de procédés, existe entre le langage de programmation classique, et celui du SGBD. Dans le premier, les déclarations et les instructions exécutables appartiennent au même langage, dans le second un langage est utilisé pour la description des données et un autre pour leur manipulation [5] [9] [10].

Langage de description des données (LDD)
Ce langage spécifie le schéma conceptuel. C’est un langage descriptif des types d’entités, de leurs attributs et domaines et des associations (ou relations) entre ces entités. Il est utilisé lors de la définition des données, lors des modifications de schéma.

Langage de manipulation des données (LMD)
Le langage de manipulation de données, appelé aussi langage d’interrogation (query language) permet d’interroger la base, mettre à jour les données (ajout, suppression, modification). Contrairement au LDD, ce langage a une similitude avec les langages de programmation classique : structures conditionnelles, structures itératives et affectations. Toutefois, il comporte des instructions spécifiques lui permettant de référencer les données à manipuler et d’exprimer le type de manipulation à effectuer: insertion, mise à jour, suppression, recherche et interrogation. Généralement, le programme d’application est écrit dans un langage hôte ( C, Basic, COBOL, …) mais par contre, la communication avec la BD s’effectue par des instructions du LMD, activées à partir du langage hôte.

Supposons que le programme d’application lance un ordre de lecture d’un groupe de données. L’exécution de ce programme passe par un certain nombre d’étapes :
1. envoi de la demande de lecture au noyau,
2. analyse de la demande à l’aide du schéma externe (vérification du droit d’accès et des données),
3. consultation du schéma conceptuel par le noyau et déduction du type logique des données à extraire,
4. consultation du schéma physique qui donne l’enregistrement physique à lire,
5. envoi d’un ordre de lecture au système d’exploitation,
6. analyse des paramètres du schéma physique et envoi de l’ordre de lecture au contrôleur des unités d’entrée/sortie qui gèrent la BD,
7. transfert des données dans le tampon système,
8. envoi des données nécessaires au tampon du programme d’application sous le contrôle du SGBD,
9. opération terminée,
10. information des échecs éventuels par le SGBD.

Ce principe qui concerne une demande de lecture est analogue à celui d’une demande d’écriture ou de mise à jour. Plus précisément, une demande de mise à jour commence par une opération de lecture, puis d’écriture. Le cas que nous venons de décrire concerne un seul programme d’application. En général, plusieurs programmes d’application sont exécutés en parallèle, il appartiendra alors au SGBD de les gérer et plus particulièrement de détecter le cas où différents programmes souhaitent accéder à la même donnée.

DEFINITIONS

Concepts de base

Un certain nombre de concepts de base [10] [11] [12] [13] est utile pour établir le modèle relationnel.
• Domaine : ensemble de valeurs.
• Relation : sous-ensemble du produit cartésien de domaines, chaque relation est caractérisée par un nom.
• Attribut : colonne d’une relation.
• Entité ( tuple ou n-uplet ) : ligne d’une relation, soit une des valeurs possibles d’une relation.
• Schéma de relation : constitué par le nom de la relation, suivi de la liste des attributs avec leur domaine .

Opérateurs relationnels

Les opérateurs relationnels [3] sont les suivants:
• Projection
C’est une opération qui consiste à supprimer des attributs d’une relation et élimine éventuellement les tuples identiques.
• Restriction ou Sélection
C’est une opération qui consiste à supprimer les tuples d’une relation ne satisfaisant pas la condition précisée.
• Jointure
C’est une opération qui consiste à faire le produit cartésien de deux relations et garde les tuples qui vérifient la condition de rapprochement.

En outre, en considérant deux relations ayant le même schéma, d’autres opérateurs relationnels existent,
• Union
La relation obtenue est constituée des tuples appartenant à chaque relation en éliminant les éventuels doublons.
• Différence relationnelle
La relation obtenue est constituée de tuples qui ne se trouvent que dans une seule relation.
• Intersection
La relation obtenue est constituée de tuples appartenant aux deux relations.

Modèle conceptuel de données (MCD)
Un MCD [14] [15] est la représentation de l’ensemble des données mémorisables du domaine, sans tenir compte des aspects techniques et économiques, du stockage et de l’accès, sans se référer aux conditions d’utilisation par tel ou tel traitement Il doit être indépendant de toute contrainte technique telle que logiciel ou matériel. En outre, il doit fournir une description de la sémantique des données.

Table des matières

INTRODUCTION
CHAPITRE I BASE DE DONNÉES ET SGBD
1.1 Base de données
a. Définition
b. Limites à l’utilisation des fichiers
c. Niveaux de représentation d’une BD
c.1. Niveau interne
c.2. Niveau conceptuel
c.3. Niveau externe
d. Modèle de BD
d.1. Modèle logique
d.2. Modèle physique
1.2 SGBD
a. Définition
b. Objectifs de SGBD
c. Langages
c.1. Langage de description des données (LDD)
c.2. Langage de manipulation des données (LMD)
d. Diagramme de flots
e. Architecture
f. Intervenants
CHAPITRE II MODÈLE RELATIONNEL ET ORACLE
2.1 Définitions
a. Concepts de base
b. Opérateurs relationnels
c. Modèle conceptuel de données (MCD)
2.2 Modèle relationnel
a. BD Relationnelle
b. SGBD Relationnel
2.3 Logiciel et langages utilisés
a. Logiciel Oracle
a.1. BD Oracle
a.2. Instance Oracle
a.3. Objets de base
b. SQL
b.1. Types de déclaration SQL
b.2. Types des donnés
b.3. Exemple
c. PL/SQL
d. Oracle Developer
CHAPITRE III BASE DE DONNÉES DE L’ESPA
3.1 Utilisateurs de la BD
3.2 Analyse et définition des besoins
a. Besoins
a.1. Besoins fonctionnels
a.2. Besoins non-fonctionnels
a.3. Besoins en matière de BD
b. Schéma de la BD
3.3 Interface de « ESPA-DB »
a. Présentation des fenêtres
b. Lecture et Maintenance
b.1. Départements
b.2. Première inscription et Fiche d’inscription
b.3. Matières et emploi du temps
b.4. Notes
c. Recherche
d. Sécurité
d.1. Gestion d’accès et de confidentialité
d.2. Sauvegarde et restauration de la BD
3.4 Installation
CONCLUSION

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