Introduction aux fichiers

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1 Chapitr e Introduction aux fichiers Objectifs du chapitre : Définir la notion de fichier Distinguer la notion d enregistrement logique et celle d enregistrement physique Souligner l importance du système de gestion de fichiers. Dans ce chapitre : 1. Concept de base 2. Exploitation d un fichier 3. Caractéristiques d utilisation des fichiers 4. Typologie des fichiers 5. Traitements sur les fichiers 6. Opérations sur les enregistrements 7. Les fichiers et le système d exploitation Travaux Dirigés : Questions de réflexion Exercice 1 : Fichier pour gestion de stock Exercice 2 : Fichier pour facturation

2 10 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s I n t r o d u c t i o n : Pour résoudre les problèmes qui lui sont soumis, l ordinateur doit avoir à sa disposition deux éléments essentiels : Les programmes : spécialement conçus et réalisés pour répondre au type du problème posé. Les données relatives au problème et sur lesquelles vont agir les programmes pour aboutir aux résultats. Ces données et programmes sont manipulés par la machine sous forme de fichiers. Chaque fichier est identifié par un nom et une extension. Par exemple, si on considère les deux fichiers format.com et Etudiant.dbf, on a les deux noms de fichiers (Format et Etudiant) et les deux extensions (com et dbf). Ainsi, on distingue deux types de fichiers : Fichiers programmes : ce sont des fichiers qui contiennent les instructions du programme à exécuter. Ces instructions sont d abord écrites dans un langage de programmation quelconque (Pascal, Delphi, Dbase,.). Elles vont constituer ce qu on appelle programme source. (Exemple : le fichier calcul.pas écrit en langage Pascal pour calculer la moyenne annuelle d un étudiant). Ce programme source sera traduit en langage machine et on obtient un programme exécutable capable de réaliser les tâches pour lesquelles il a été développé. Exemple de fichiers programmes : Le fichier calcul.exe qui calcule la moyenne annuelle d un étudiant. Le fichier Word.exe qui permet d effectuer un traitement de texte. Fichiers de données : ce sont les fichiers qui regroupent les données qu un programme peut éventuellement utiliser et/ou les résultats auxquels il aboutit. Contrairement aux fichiers programmes, les fichiers de données sont évolutifs, c est à dire qu une donnée peut être :

3 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 11 modifiée supprimée (effacée) ajoutée (insérée) ou tout simplement, consultée Exemple : Le fichier Aide.txt qui contient un ensemble de caractères, créé par un programme, un éditeur de texte. Le contenu du fichier Aide.txt peut subir des modifications (insertion, suppression, simple modification) ou des consultations. Le fichier Calcul.pas qui n est autre que le programme source du programme exécutable Calcul.exe. C est un ensemble de caractères (les instructions), créé par un programme (un éditeur de texte) et utilisé par d autres programmes (le compilateur, ). Il est clair qu on peut ajouter des instructions, en supprimer quelques-unes, à les modifier ou à les consulter. Mais, le fichier exécutable qui en résultera ne sera pas le même, puisqu il ne réalise pas le même traitement ou du moins pas de la même manière. Le fichier Etudiant.dat qui contient les informations relatives aux étudiants d une école (nom, prénom, date de naissance, adresse, ). De nouveaux étudiants peuvent être insérés, d autres peuvent être supprimés, consultés ou mis à jour. Les fichiers qui nous intéressent ici, sont les fichiers de données structurées (des personnes, des ouvrages, des produits, ), créés par l utilisateur pour la gestion d une application donnée. Et là encore, il faut distinguer les fichiers de données classiques des bases de données. Il est vrai qu une base de données est un ensemble de fichiers, mais ces fichiers sont reliés entre eux par des liens, contrairement à un ensemble de fichiers isolés où aucune relation n existe. Exemple : Pour la gestion d une entreprise commerciale, les fichiers : Clients, Fournisseurs, Produits, Factures, Commandes, etc. forment une base de données. Tous ces fichiers sont reliés entre eux : un fournisseur fournit un

4 12 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s produit, un client passe une commande pour l achat d un produit, il règle une facture F, etc. Les fichiers précédents forment une base de données. 1. C o n c e p t s d e b a s e : Les informations manipulées par l ordinateur sont représentées en binaire, seule forme assimilable par la machine. Ainsi, toute information est convertie en une suite de bits (0 ou 1). Ces informations sont organisées en : Caractères Zones Enregistrement Fichier L e c o n c e p t d e c a r a c t è r e : Le caractère est un groupement de 6,7,8, bits permettant de représenter un caractère alphanumérique (0,1,2,,a,b,c,.) ou un caractère spécial (?,&,»,#, ) dans un codage quelconque (ASCII, EBCDIC, DCB, ) 1 Exemple : Code BCD Code ASCII Code EBCDIC Caractère (6 bits) (7 bits) (8 bits) A B C Voir les Cahiers du savoir : Systèmes de numération

5 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 13 Autrement dit : Le caractère est le plus petit groupement de bits technologiquement significatif L a z o n e : Elle désigne un groupement de caractères successifs qui représente une information accessible par un traitement. Dans un programme, pour distinguer entre les différentes zones, on leur associe des identificateurs. Exemple : Considérons le programme T. Pascal suivant : Program calcul ; Var nombre1, nombre2, somme :integer; Begin Write( Nombre1= ) ; readln(nombre1) ; Write( Nombre2= ) ; readln(nombre2) ; Somme :=nombre1 + nombre2 ; Writeln( La somme des deux nombres est :, somme) ; End. Nombre1, nombre2 et somme sont les identificateurs de 3 zones distinctes. Une zone peut être décomposée en d autres zones, exemple : la zone date peut être décomposée en trois zones : jour, mois, année. Date Jour Mois année La zone Date est composée de 3 zones Cela nous ramène à un autre concept celui d enregistrement L e c o n c e p t d e n r e g i s t r e m e n t : Lorsqu on a des zones qui contiennent des informations qui se rapportent à un seul sujet, on parle d enregistrement.

6 14 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Exemple : Zone1 Numéro Zone2 Nom Zone3 Prénom Zone4 Date Zone5 Adresse 21/001 Aït Hamouda Amirouche Tizi Ouzou Autrement dit : Un enregistrement est une collection d informations contenues dans des zones, relatives à un même sujet Le concept d e f i c h i e r : Indépendamment du support physique utilisé pour le stocker, un fichier est un ensemble d informations de même nature qui décrivent des individus ou des objets (concrets ou abstraits) possédant des caractéristiques communes. Exemple : Le fichier Etudiants regroupe les informations (Nom, prénom, ) concernant les étudiants d un établissement scolaire donné. Le fichier Module renferme les informations (code module, libellé module, ) relatives aux modules enseignés au sein de l établissement. Vous remarquez que le fichier Etudiants décrit des objets concrets, alors que le fichier Module décrit des objets abstraits (qui n ont pas une existence réelle). A ce stade de l étude, on peut déjà introduire deux nouvelles notions : La notion de fichier logique La notion de fichier physique. Fichier logique et fichier physique : Le lien qui existe entre ces deux notions est pratiquement le même que celui qui existe entre le plan d une maison et la maison elle-même avant et après sa construction. Le fichier logique ne dépend pas du support physique qui va être utilisé pour le stockage du fichier (c est le plan).

7 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 15 Le fichier physique est défini par son contenu et son support (c est la concrétisation physique du plan). Généralement, le mot fichier est utilisé pour désigner un fichier physique. Pour mieux comprendre ces notions de fichier logique et fichier physique, étudions ensemble l exemple suivant et voyons comment s effectue l élaboration d un fichier. Exemple : On considère la liste des étudiants d un établissement. On veut gérer ces étudiants d un point de vue administratif, pour cela on doit recenser toutes les informations concernant les étudiants, dont on aura besoin. Ces informations seront regroupées dans un fichier qu on va appeler Etudiants. Pour ce faire, on va procéder selon les étapes suivantes : Etape 1 : Cette étape consiste à identifier les informations qui doivent figurer dans le fichier, c est-à-dire, les caractéristiques communes à tous les étudiants, qui sont indispensables pour la bonne gestion des étudiants administrativement. Par exemple, on peut prendre en compte les informations suivantes : Numéro étudiant Nom étudiant Prénom étudiant Date naissance étudiant Adresse étudiant Dans cette étape, nous avons dressé le plan de notre fichier ou plus exactement sa structure. Voilà, nous avons obtenu notre fichier logique. Vous voyez qu on n a nullement parlé du support de stockage à utiliser. Ainsi, chaque étudiant sera décrit par les informations (numéro, nom, prénom, date naissance, adresse) qui définissent la structure du fichier logique Etudiants. Chacune de ces informations est appelée, champ ou rubrique. Elles correspondent à la notion de zone vue précédemment.

8 16 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Nom du champ Rubriques ou champs ou zone Numéro étudiant Nom étudiant Prénom étudiant Date naissance Adresse étudiant Structure du fichier Etudiants Ces rubriques définissent la structure du fichier Etudiants. Elles sont données dans un ordre fixe et immuable (qui ne peut être modifié). Les enregistrements d un fichier logique sont appelés enregistrements logiques ou articles. Dans certains ouvrages, le terme article désigne une zone. Dans cet ouvrage, il est utilisé pour désigne un enregistrement logique. Il y aura autant d enregistrements logiques d étudiants au sein de l établissement. Article 1 : Article 2 : Nom du champ Valeur du champ Nom du champ Valeur du champ Numéro : Numéro : Nom : Aït Hamouda Nom : BenM hidi Prénom : Amirouche Prénom : Larbi Date Date naissance : naissance : Adresse : Tizi Ouzou Adresse : Alger On remarque que les rubriques de deux enregistrements différents peuvent être identiques, ce qui va entraîner une ambiguïté. Pour éviter de tomber dans ce cas, il faut avoir une information qui aura une valeur unique pour chaque étudiant : Ici, le numéro étudiant qui permet de distinguer entre les étudiants. Cette information constitue ce qu on appelle une clé ou un indicatif. Un enregistrement est caractérisé par sa longueur (nombre des champs le constituant) et sa taille calculée en caractères ou en octets. La longueur (ou la taille) peut être fixe ou variable.

9 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 17 Par exemple, l enregistrement suivant peut avoir la taille suivante : Nom du champ Longueur du champ Numéro étudiant 6 caractères Nom étudiant Prénom étudiant Date naissance 10 caractères 10 caractères 8 caractères Adresse étudiant 20 caractères Taille total de l enregistrement = 54 caractères C est dans cette étape que la longueur des enregistrements doit être définie. Maintenant que la structure logique de notre fichier est définie, on peut passer à l étape suivante qui consiste à créer physiquement le fichier Etudiants. Etape 2 : Cette deuxième étape consiste à saisir les données correspondant à chaque étudiant et leur stockage sur un support physique. Selon que l école dispose de matériels informatiques ou pas, la gestion de ces étudiants du point de vue administratif peut se faire de deux manières : manuellement ou automatiquement. Traitement manuel : Dans ce cas, on va utiliser un classeur pour rassembler toutes les informations concernant les étudiants. Dans ce classeur chaque étudiant est représenté par une fiche qui contient les informations suivantes (relatives à un même étudiant) : Numéro étudiant Nom étudiant Prénom étudiant Date naissance étudiant Adresse étudiant

10 18 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Fichier classeur Fiche 2 Fiche 1 Numéro ins : Prénom :Aït Hamouda Nom : Amirouche Date_Naiss :12-01/82 Adresse : T-Ouzou Fiche n Numéro ins : Prénom : BenM hidi Nom :Larbi Date_Naiss : Adresse : Alger Fiche Enregistrement Clé Information champ Soient, par exemple, les deux fiches suivantes décrivant deux étudiants: Etudiant 1 Etudiant 2 Numéro : Numéro : Nom : Aït Hamouda Nom : Ben M hidi Prénom : Amirouche Prénom : Larbi Idir Date naissance : Date naissance : Adresse : Tizi Ouzou Adresse : Alger Fiche 1 Fiche 2 Vous remarquez que le contenu de ces fiches est le même que celui des articles constituant le fichier logique. En fait, le fichier logique ne diffère pas du fichier physique de point de vue contenu. Ils contiennent les mêmes rubriques et les mêmes informations concernant les étudiants. Traitement automatique : Si le gestionnaire administratif de l établissement dispose d un ordinateur, la meilleure manière de faire serait de stocker le fichier Etudiants sur un support magnétique (ou optique).

11 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 19 Le fichier Etudiants peut être représenté comme suit : Rubriques ou champs Numéro Nom Prénom Date_naiss Adresse Aït Hamouda Amirouche Tizi Ouzou BenM hidi Larbi Alger Fichier Etudiants Enregistrement Dans cet exemple, le fichier Etudiants est représenté sous forme de tableau. Cette représentation présente deux avantages : Chaque colonne du tableau représente un champ, ainsi que toutes les valeurs possibles pour un champ donné. Exemple : Les valeurs que peut prendre le champ Prénom appartiennent à l ensemble {Amirouche, Larbi, }. Chaque ligne du tableau représente un enregistrement, ainsi, on retrouve toutes les informations concernant un même étudiant sur une seule et même ligne. On remarque que le contenu du fichier Etudiants est le même que celui du fichier créé manuellement, c est à dire que la différence entre un fichier manuel et un fichier créé automatiquement ne réside pas dans leur contenu mais dans le type de support utilisé pour le stockage.

12 R e m a r q u e 20 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Contrairement aux fichier logique et fichier physique qui ont pratiquement le même contenu, l enregistrement logique et l enregistrement physique n ont pas nécessairement le même contenu. En effet, trois cas de figure peuvent se présenter : Un enregistrement physique peut contenir un seul enregistrement logique Un enregistrement physique peut contenir plusieurs enregistrements logiques Plusieurs enregistrements physiques peuvent contenir un seul et même enregistrement logique. Le paramètre qui permet de distinguer parmi ces trois cas s appelle facteur de blocage. Nombre d' enregistrements logiques Facteur de blocage = Nombre d' enregistrements physiques

13 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 21 Conclusion : Un fichier peut être assimilé à un classeur regroupant des fiches. Chaque fiche contient un ensemble d informations qui décrivent un individu (objet ou entité) bien précis. Une fiche forme un enregistrement. Dans un enregistrement, les informations sont écrites dans un ordre fixe et immuable. Chaque information est appelée champ. Chaque enregistrement est identifié de façon unique, par une information appelée clé ou indicatif. D où la définition suivante : Un fichier est un ensemble de champs regroupés sous forme d enregistrements, identifié par une clé. Un fichier logique est décrit par sa structure, c est-à-dire, les différents champs qu il regroupe et ce dans un ordre bien déterminé. Les enregistrements d un fichier logique sont dits articles (ou enregistrements logiques). La taille d un enregistrement est mesurée en octets ou en caractères. Elle peut être fixe (définie à la création du fichier), variable (varie entre deux limites connues), indéfinie (aucune limite n est précisée). Un fichier physique est le résultat du stockage du fichier logique sur un support physique (papier, disque magnétique, ). Les enregistrements du fichier physique sont dits enregistrements physiques (généralement désignés par le terme enregistrements). Un enregistrement physique représente la quantité d informations échangée entre la mémoire centrale et l unité de stockage (disque, ).

14 22 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s 2. E x p l o i t a t i o n d u n f i c h i e r : Par exploitation d un fichier, on désigne la manière de retrouver l emplacement d un enregistrement sur un support physique. Cette exploitation se base sur la connaissance des paramètres suivants : Taux de remplissage Zone de débordement Lien de chaînage Code de validité Le taux de remplissage désigne le rapport entre le nombre d enregistrements effectivement stockés et le nombre d emplacements disponibles pour le fichier sur le support. T r = Nombre Nombre denregistrements demplacements effectivement disponibles pour stockés le fichier La zone de débordement est une zone spécifique sur le support, utilisée pour stocker les enregistrements qui n ont pu être stockés dans la zone (dite zone primaire ou principale) prévue pour cela. Un lien de chaînage (ou mot de chaînage) est le contenu d une zone de l enregistrement qui indique l adresse de l enregistrement suivant (logiquement), bien que physiquement, il ne le soit pas. Le code de validité (ou marqueur d effacement) est le contenu d une zone de l enregistrement qui signale la présence ou l absence logique d un enregistrement, bien que physiquement, il soit présent. (C est la suppression logique d enregistrements).

15 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers C a r a c t é r i s t i q u e s d u t i l i s a t i o n d e s f i c h i e r s : Un fichier est créé pour être utilisé pour la gestion d une application quelconque, pour effectuer des calculs, etc. et selon l importance des données qu il contient, il subit plus ou moins de manipulations (consultation, mise à jour, ). Ces manipulations déterminent les caractéristiques d utilisation du fichier, à savoir : L activité d un fichier Le volume (ou la taille) d un fichier L accroissement d un fichier L a c t i v i t é d u n f i c h i e r : L activité d un fichier caractérise l ensemble des manipulations effectuées sur le fichier. Elle est définie par les quatre caractéristiques suivantes : Taux de consultation Fréquence de consultation Taux de renouvellement Stabilité du fichier Le taux de consultation désigne le rapport entre le nombre d enregistrements consultés (ou modifiés) et le nombre total d enregistrements du fichier : au cours d une certaine période. T c = Nombre Ainsi, on distingue entre : denregistrements consultés (ou modifiés) Nombre total denregistrements Le taux de consultation élémentaire : relatif à un seul et même traitement (exécution d un programme). Le taux annuel de consultation : relatif à une année La fréquence de consultation désigne une fréquence annuelle, c est à dire le nombre d accès à un enregistrement du fichier pour simple consultation ou mise à jour, en un an.

16 24 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Le taux de renouvellement est relatif à une période donnée. Il exprime le nombre relatif de nouveaux enregistrements qui sont insérés dans le fichier. La stabilité du fichier est relative à une période donnée. Un fichier est dit stable pendant une période si le nombre d enregistrements créés est approximativement égal au nombre d enregistrements supprimés L e v o l u m e o u l a t a i l l e d u n f i c h i e r : Il désigne le nombre de caractères contenus dans le fichier. C est une caractéristique très importante pour l utilisation future du fichier (implantation physique, estimation du temps de manipulation du fichier, ) L a c c r o i s s e m e n t d u n f i c h i e r : Il désigne le nombre d enregistrements créés par rapport à celui des enregistrements supprimés. Il est dit négatif lorsque le nombre d enregistrements supprimés est supérieur au nombre d enregistrements créés. 4. T y p o l o g i e d e s f i c h i e r s : Quand on parle de fichier logique et de fichier physique, en réalité, on fait référence à un même fichier. L élaboration d un fichier quelconque passe obligatoirement par la conception du fichier logique correspondant. Dans ce qui suit, on va utiliser le terme fichier pour désigner un fichier physique. On peut distinguer plusieurs types de fichiers selon : La nature des informations qu il contient. Sa durée de vie Le type de support utilisé pour son stockage L organisation des informations

17 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers T y p e s d e f i c h i e r s s e l o n l a n a t u r e d e s i n f o r m a t i o n s : Comme nous l avons déjà introduit, au début de ce chapitre, un fichier peut contenir deux types d informations : des données ou des programmes, et selon le cas, on parle de fichier de données ou de fichier programme. Les données contenues dans un fichier de données peuvent être de différents types et on parle de fichier d entiers, de réels, de caractères, d étudiants, de clients, etc. Exemple : Les fichiers Modules et Etudiants sont deux fichiers de données. Le fichier Calcul est un fichier programme qui permet de calculer la moyenne des étudiants T y p e s d e f i c h i e r s s e l o n l e u r d u r é e d e v i e : Selon le rôle des informations contenues dans un fichier, leur utilité et importance, un fichier peut exister de façon permanente ou temporaire. Ainsi, on peut classifier les fichiers en quatre types : Fichiers permanents Fichiers mouvements Fichiers de manœuvre Fichiers intermédiaires Fichiers archives et historiques. Un fichier permanent est un fichier dont les informations sont d une importance vitale au sein de l application pour laquelle il a été conçu. Son contenu ne subit pas de fréquentes modifications, il faut qu il soit vérifié constamment, vu son importance. Pour éviter le risque de perte d informations, il est utile d effectuer des copies de sauvegarde. Exemple de fichier permanent : Dans la gestion d un établissement scolaire, le fichier Etudiants est un fichier permanent : il est très utile pour la gestion de l établissement et son contenu n est pas mis à jour de manière fréquente.

18 26 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Un fichier mouvement sert à mettre à jour un fichier permanent. Il est caractérisé par une durée de vie courte. A la fin du traitement, il n est plus utile. Exemple de fichier mouvement : On considère le cas d un établissement scolaire qui gère ses étudiants à travers un fichier Etudiants. Au début de chaque session, il y a une nouvelle section qui commence. Les nouveaux inscrits sont d abord stockés dans un fichier Inscrits, puis une fois leurs scolarités justifiées, ils sont ajoutés au fichier Etudiants qui regroupe les informations concernant tous les étudiants de l établissement, les nouveaux et les anciens. Dans cet exemple, le fichier Inscrits est un fichier mouvement. Il sert à mettre à jour le fichier Etudiants chaque fois qu il y a de nouvelles inscriptions. Inscrits Etudiants Etudiants Traitement Etudiants Un fichier de manœuvre trouve sa raison d être lorsqu il n y a pas assez d espace en mémoire centrale pour contenir toutes les données nécessaires à un certain traitement. Sa durée de vie est limitée par celle du traitement qui l a créé. Exemple de fichier de manœuvre : On considère toujours l exemple de l établissement scolaire. Pour gérer la scolarité de ses étudiants, cet établissement utilise un fichier Notes dont la structure est : (Numéro étudiant, note1, note2,, note11, note12). On suppose que le nombre d étudiants est assez grand. Pour établir la liste des étudiants qui vont passer des examens de rattrapage à la fin d un semestre, les notes obtenues sont testées. Pour éviter une éventuelle saturation de la mémoire, les résultats de ce test seront stockés dans un fichier Décision qui va contenir les informations : (numéro étudiant, décision1, décision2,, décision12)

19 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 27 telles que décision peut prendre l une des deux valeurs : dispensé ou retenu selon que la note obtenue, dans le module en question, est supérieure ou inférieure à 10. Le fichier Décision est un fichier de manœuvre, il sera utilisé durant le même traitement : élaboration de la liste des étudiants retenus aux examens de rattrapage. Un fichier intermédiaire contient des résultats d un traitement donné pour être utilisés soit durant le même traitement, soit par d autres traitements ultérieurs. Il permet l échange de données entre programmes, contrairement au fichier de manœuvre qui ne communique ses données qu au même traitement qui l a généré. En outre la durée de vie d un fichier intermédiaire n est pas limitée par celle du traitement l ayant créé, afin de permettre aux autres traitements de l utiliser. Exemple de fichier intermédiaire : Restons toujours avec notre établissement scolaire. Après trois semestres de formation, l établissement doit effectuer deux tâches : Etablir les résultats semestriels et finaux obtenus par chaque étudiant et ce dans le but d élaborer la liste des étudiants admis. Affecter les étudiants admis à des stages pratiques en fonction des résultats finaux obtenus. Pour réaliser la première tâche, notre école va créer un nouveau fichier Résultat qui va contenir les informations : (Numéro étudiant, moyenne1, moyenne2, moyenne3, moyenne générale). Ces moyennes seront calculées sur la base des notes obtenues durant la formation, stockées dans le fichier Notes. Le fichier Résultat sera utilisé par le premier traitement qui consiste en l élaboration de la liste des étudiants admis. Le fichier Résultat sera, aussi, utilisé par le second traitement : affectation des étudiants admis à des stages selon leurs résultats. Le fichier Résultat est un fichier intermédiaire, qui sera utilisé, dans notre cas par deux traitements. Un fichier archive ou historique : permet de garder la trace des traitements réalisés au cours d une période donnée. La différence entre un fichier archive et un fichier historique réside essentiellement dans la

20 28 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s périodicité : un fichier historique est périodique : à la fin de chaque semaine, chaque mois ou semestre, etc. Exemple : A la fin de chaque semestre, les résultats obtenus par les étudiants sont stockés dans un fichier Résult_S. Ce fichier est un fichier historique puisque les résultats des stagiaires sont enregistrés dans ce fichier, périodiquement (à la fin de chaque semestre). Le fichier Résult_S va contenir les résultats semestriels des étudiants. Si, pour l élaboration du fichier Résult_S, on avait utilisé des fichiers intermédiaires Résult_S1, Résult_S2, Résult_S3 et on les avait conservés, ils seraient, alors, des fichiers archives. Les tables : une table est un ensemble d enregistrements comprenant un argument et une ou plusieurs valeurs. Généralement, l accès se fait par l argument et on sort par sa valeur. Argument Valeurs A 1 V 1 A 2 V 2 A 3 V 3 A n Exemple : 1. Table des produits d un inventaire : V n Argument Valeurs Code produit Désignation Quantité P001 Bureau 10 P002 Chaise 30 P003 Armoire 15

21 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers Table trigonométrique : Arguments Valeurs Angle en Cosinus Tangente Cotang Sinus ,000 0,017 57,290 0, ,999 0,035 28,636 0, ,999 0,052 19,081 0, ,998 0,070 14,301 0, ,707 1,000 1,000 0, T y p e s d e f i c h i e r s s e l o n l e s u p p o r t u t i l i s é : Bien que le contenu d un fichier reste le même quel que soit le support utilisé pour le stocker, certaines caractéristiques du fichier sont liées étroitement avec la nature de ce support, et notamment le mode d accès aux données qu il contient. Par exemple, pour un fichier stocké sur une bande magnétique, seul un accès séquentiel peut être pratiqué, alors que sur un disque magnétique, l accès peut être séquentiel, mais aussi direct. Ce fait est dû essentiellement aux technologies de fabrication utilisées pour les unités de stockage, en général. Ces technologies seront étudiées un peu plus loin dans cet ouvrage Types de fichiers selon l organisation des informations : L organisation adoptée pour un fichier est une de ses caractéristiques les plus importantes, puisqu elle permet de définir la manière d accéder aux informations qu il contient. On distingue principalement trois types d organisation : Organisation séquentielle Organisation séquentielle indexée Organisation aléatoire (ou relative)

22 30 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Ces organisations seront traitées dans le Chapitre T r a i t e m e n t s s u r l e s f i c h i e r s : Avant l introduction de l outil informatique, les fichiers étaient traités manuellement. A ce moment-là, on effectuait déjà, certains traitements sur les fichiers à savoir : La création La suppression Le contrôle des informations pour leur validation La réunion de plusieurs fichiers en un seul L éclatement d un fichier en plusieurs L extraction La mise à jour de fichiers Ces traitements sont qualifiés de traitements fonctionnels. Avec l utilisation de l ordinateur pour la manipulation des fichiers, en plus des traitements fonctionnels, d autres traitements ont vu le jour : des traitements dits de servitude. Il s agit essentiellement de duplication de fichiers, de mémorisation temporaire, etc. Leur raison d être tient essentiellement de contraintes technologiques telle que : l espace mémoire, le coût de stockage, etc L e s t r a i t e m e n t s f o n c t i o n n e l s : a. La création : Créer un fichier revient à : Créer sa structure, c est-à-dire, définir ses différents champs, ainsi que la longueur de ses articles Saisir les articles du fichier et les stocker sur un support magnétique (ou optique).

23 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 31 Exemple : Pour créer le fichier Etudiants, on définit sa structure et la taille de ses articles comme suit : Nom du champ Numéro étudiant Nom étudiant Prénom étudiant Date naissance Adresse étudiant Longueur du champ 6 caractères 10 caractères 10 caractères 8 caractères 20 caractères Puis, on saisit les informations relatives à chaque étudiant et on sauvegarde le fichier sur le disque sous le nom : Etudiants. b. La suppression : Supprimer un fichier revient à annuler son stockage, c est-à-dire, à effacer tous les enregistrements qui le constituent, ainsi que sa structure. On distingue deux types de suppression : Suppression logique et suppression physique. La suppression logique consiste à marquer le fichier de manière à le rendre transparent, en réalité, il existe toujours sur le support. La suppression physique efface le fichier définitivement. L espace précédemment occupé par le fichier sera récupéré. c. Contrôle des informations et leur validation : Les informations contenues dans un fichier sont introduites par l homme, ce qui implique des risques d erreurs plus ou moins graves pour l application qui les utilise. Pour pallier ce problème, des contrôles doivent être effectués, pour la prise en compte des informations et leur validation. Il s agit de contrôler, essentiellement : La présence d une information : si une information importante pour l application est absente du fichier, alors que sa présence est obligatoire, une erreur doit être signalée.

24 32 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Exemple : Dans un fichier Employés, si l année de recrutement n est pas mentionnée pour un employé X, il y a erreur. Car c est une information importante pour la gestion de la carrière de cet employé. Par contre si un numéro de téléphone ne figure pas dans le fichier, cela n a pas à être signalé, car la présence d une telle information est facultative. De même, si la présence d une information peut être conditionnelle. Par exemple, une femme mariée possède deux noms : le nom de son époux et son nom de jeune fille. Mais, si l employée n est pas mariée, elle n en possède qu un. Là, aussi, il n y a pas d erreur. Le type des informations (numérique, alphabétique, alphanumérique) : On doit vérifier que le type de l information correspond bien à ce qu il doit être. Ainsi, le numéro employé : 0I2O est faux si le type de l information est numérique (I et O sont des lettres alphabétiques). La vraisemblance de l information: la date 31/02/83 est invraisemblable, car le mois de «février» (02) n a jamais 31 jours. Ce type de contrôle peut être effectué soit : Par référence à une table de valeurs possibles : Exemple : les codes des matières enseignées dans un établissement sont : Code Libellé Tec 610 Architecture des ordinateurs Tec 611 Programmation Tec 612 Système d exploitation Tec 613 Statistique Si on trouve la valeur Tec 116, par comparaison avec la liste des valeurs possibles, il est clair qu il y a erreur, car la valeur trouvé ne se trouve pas dans la table de référence précédente. Par comparaison à des valeurs vraisemblables :

25 R e m a r q u e 1 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 33 Exemple : L information : Heure de fermeture : 71h : 15mn est erronée car l heure est comprise entre 01 et 24. Par compatibilité des informations d un même enregistrement : Exemple : Si on trouve les deux informations suivantes dans le même enregistrement : Année recrutement : 2006 Année mise en retraite : 1985 La deuxième année ne peut être antérieure à la première. Les contrôles ne se limitent pas aux informations d un enregistrement, mais peuvent inclure tout un bloc d enregistrements, ainsi, on peut vérifier, par exemple, la compatibilité des informations appartenant à des enregistrements différents. Exemple : On considère les deux enregistrements suivants : Enregistrement 1 Enregistrement 2 Numéro : 011/06 Numéro : 011/06 Nom : Ben Mhidi Nom : Amirouche Adresse : Algérie Adresse : Algérie Ces deux enregistrements ont le même numéro, chose impossible vu que deux employés ne peuvent jamais avoir un même numéro, donc il y a erreur. Avant de saisir un nouveau numéro, il fallait d abord, s assurer s il n existait pas déjà dans le fichier. Comme vous le voyez ils ont aussi la même adresse, mais là, il n y a pas erreur.

26 Remarque2 34 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Lorsqu une erreur est détectée, il serait judicieux de prévoir des messages d erreurs qui expliquent, clairement, les causes du rejet de l information. Exemple : Erreur Message d erreur d. La réunion : Plusieurs fichiers émetteurs donnent naissance à un nouveau fichier. F 1 F 2 F 3 Les fichiers émetteurs n ont pas forcément la même structure Réunion F Le nouveau fichier n a pas forcément la même structure que les fichiers émetteurs. Au cours de la réunion, des modifications peuvent être apportées pour faciliter la manipulation du nouveau fichier. Un champ peut être éclaté en plusieurs sous champs, ou le contraire, réunir plusieurs champs pour ne former qu un seul. Mais, le contenu de l enregistrement reste le même. Exemple : Dans les fichiers émetteurs, nous avons l information «Adresse employé» de type alphanumérique (par exemple : chorfa bouira). Dans le nouveau fichier, nous avons besoin d effectuer des traitements qui dépendent de la wilaya. Dans ce cas, on va éclater le champ «Adresse» en sous champs (Ville, Code postal, Wilaya) comme suit :

27 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 35 Ville : Chorfa Code postal : Wilaya : Bouira L information reste la même, seule la manière de la représenter diffère. e. L éclatement : C est l opération inverse de la réunion. Un fichier émetteur donne naissance à plusieurs fichiers récepteurs. F Fichier émetteur Eclatement Les nouveaux fichiers n ont pas forcément la même structure. F 1 F 2 F 3 Là, encore, des modifications peuvent être apportées à la structure des fichiers mais pas au contenu. f. Le tri : La principale opération à effectuer sur les fichiers est sans doute l opération de recherche. Pour optimiser le temps de cette recherche (afin de permettre à l utilisateur d accéder le plus rapidement possible à l information), il serait intéressant d enregistrer les informations dans un ordre bien étudié. Cette opération de rangement est appelée tri. Trier un fichier revient à classer ses enregistrements dans un ordre croissant ou décroissant de la valeur d un ou de plusieurs attributs appelés arguments de tri.

28 36 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Exemple : On considère le fichier Etudiants contenant les informations : (Numéro étudiant, nom étudiant, prénom étudiant, filière étudiant). La manière la plus simple de trier ce fichier est de choisir la clé (numéro étudiant) comme argument de tri. Mais, cette solution n est pas toujours conseillée. En effet, il faut prendre en compte l utilisation future du fichier et les besoins de l utilisateur. Ainsi, ce dernier aimerait, peutêtre, trier son fichier par ordre croissant des filières, car c est l argument qui lui convient le plus pour accélérer sa recherche. g. La fusion : Elle consiste à regrouper les enregistrements de deux ou plusieurs fichiers au sein d un seul fichier. Condition : Les fichiers à fusionner doivent avoir la même structure. Conséquence : Le fichier résultant aura la même structure que les fichiers qui lui ont donné naissance. F 1 F n F 1, F 2,,F n ont la même structure Fusion F F aura la même structure que F 1, F 2,,F n Exemple : On considère que dans un établissement scolaire, les étudiants sont gérés selon la filière étudiée à travers trois fichiers : Le fichier Etud_Inf qui regroupe les étudiants de la filière informatique Le fichier Etud_Com qui regroupe les étudiants de la filière comptabilité Le fichier Etud_Fis qui regroupe les étudiants de la filière fiscalité Ces trois fichiers ont tous la même structure, comme c est illustré par les trois tableaux suivants :

29 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 37 Le fichier Etud_Inf : Numéro Nom Prénom Adresse Filière étudiée Ben Nabi Malek Tizi Ouzou Informatique Ben Ziad Tarek Dellys Informatique Ben Bouali Hassiba Alger Informatique Le fichier Etud_com : Numéro Nom Prénom Adresse Filière étudiée Belkacem Krim Bouira Comptabilité Abane Ramdane M sila Comptabilité N soumer Fathma Tizi Ouzou Comptabilité Le fichier Etud_Fis : Numéro Nom Prénom Adresse Filière étudiée Mammeri Mouloud Tebessa Fiscalité Djaout Tahar Boumerdès Fiscalité Feraoun Mouloud Setif Fiscalité L établissement décide de réunir ces trois fichiers en un seul. Le résultat de la fusion est le fichier Etudiants suivant : Numéro Nom Prénom Adresse Filière étudiée Belkacem Krim Bouira Comptabilité Abane Ramdane M sila Comptabilité N Soumer Fathma Tizi Ouzou Comptabilité Mammeri Mouloud Tebessa Fiscalité Djaout Tahar Boumerdès Fiscalité Feraoun Mouloud Setif Fiscalité Ben Nabi Malek Tizi Ouzou Informatique Ben Ziad Tarek Dellys Informatique Ben Bouali Hassiba Alger Informatique

30 38 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Vous remarquez que ce fichier a exactement la même structure que les fichiers Etud_Inf, Etud_com et Etud_Fis. Le fichier Etudiants est trié dans l ordre alphabétique des filières. (Argument de tri= filière). h. La mise à jour : La mise à jour englobe les trois traitements suivants : La création de nouveaux enregistrements La suppression d enregistrements existants La modification du contenu d un enregistrement La mise à jour est réalisée, généralement, sur une fichier permanent, via un fichier mouvement. i. L extraction : Ce traitement consiste à extraire ou à recopier des enregistrements ou des parties d enregistrements sur un autre support selon un critère donné. Exemple : Imprimer la liste des étudiants admis à partir d un fichier Etudiants contenant les informations : numéro étudiant nom étudiant prénom étudiant adresse étudiant spécialité étudiant résultats étudiant. La liste imprimée contiendra uniquement les informations : numéro étudiant nom étudiant prénom étudiant résultats étudiant L e s t r a i t e m e n t s d e s e r v i t u d e : Généralement, on distingue trois traitements qui sont : La copie La mémorisation temporaire La création de fichiers annexes a. La copie : Copier un fichier revient à dupliquer son contenu sur un support. Ce traitement peut être justifié par différente raison : Changer l organisation du fichier pour l adapter à un traitement.

31 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 39 Permettre un temps d accès plus rapide. Garantir une fiabilité plus grande pour éviter les pertes d informations. Minimiser le coût de stockage. b. La mémorisation temporaire : Ce traitement consiste à mémoriser dans des fichiers intermédiaires, les résultats d un traitement, temporairement, en vue de leur utilisation de façon différée. Leur utilisation immédiate étant retardée par un e raison ou une autre (encombrement de la mémoire, périphériques lents, travail plus urgent en cours, ) Exemple : Pour éditer un document de taille importante sur imprimante (périphérique lent), un fichier temporaire est généré (extension :.tmp). Si la machine est éteinte avant la fin de l impression, le fichier temporaire existe toujours. Dès que la machine redémarre, l imprimante continue son travail et imprime le reste du document, qu elle trouve dans le fichier temporaire créé à cet effet. c. La création de fichiers annexes : La création des fichiers annexes est liée à la connaissance des caractéristiques des équipements utilisés et des contraintes du système pour la bonne exploitation des ressources informatiques. 6. O p é r a t i o n s s u r l e s e n r e g i s t r e m e n t s : Après la création du fichier, plusieurs opérations peuvent être effectuées sur ses enregistrements, à savoir : i) La création qui consiste en la saisie d un nouvel enregistrement. ii) La suppression qui revient à effacer un ou plusieurs enregistrements. Si tous les enregistrements sont supprimés, on obtient un fichier vide. iii) La modification consiste à changer les valeurs d un ou de plusieurs champs.

32 40 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s iv) La consultation qui revient à lire la valeur d un ou de plusieurs champs d un enregistrement. Pour pouvoir effectuer ces opérations (sur les fichiers et les enregistrements), il est nécessaire de connaître les deux notions de: L organisation des fichiers Les modes d accès aux enregistrements du fichier. Ces deux notions seront traitées dans les chapitres qui suivent. 7. L e s f i c h i e r s e t l e s y s t è m e d e x p l o i t a t i o n : Pour exploiter facilement les fichiers (création, suppression, ), le système d exploitation de l ordinateur offre à l utilisateur un certain nombre d outils regroupés sous le nom de Système de gestion de fichiers (SGF). Le système de gestion de fichier joue le rôle d intermédiaire entre l utilisateur et les fichiers stockés sur le support magnétique (ou optique). Il lui permet, ainsi, de : saisir, stocker, rechercher, modifier ou supprimer des données sur le support correspondant. En outre, le SGF permet de protéger les fichiers (contre l écriture, la lecture, les défaillances matérielles et logicielles, ), de les partager avec d autres, de bien gérer l espace de stockage, Programmes + Utilisateur Système d exploitation Lecture/ Ecriture SGF - Créer, supprimer des fichiers - Attribuer un nom symbolique au fichier - Contrôler les accès au fichier - Permettre le partage de fichiers - Protéger les fichiers -.etc. Support de mémorisation Schéma : Les fonctions réalisées par le Système de Gestion de Fichiers

33 R é s u m é R e m a r q u e Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 41 A l instar du système de gestion de fichier (SGF) qui a pour rôle de gérer les fichiers classiques, un logiciel spécifique permet la gestion des bases de données : il s agit du système de gestion de base de données ou SGBD 1. Le SGBD assure la création, la gestion, la mise à jour et l interrogation d une base de données. Les fichiers sont très importants pour la gestion de n importe quelle application (gestion du stock, gestion du personnel, gestion d un établissement scolaire, ), puisqu ils permettent de regrouper toutes les informations indispensables pour une bonne gestion, c est à dire : faciliter leurs mises à jour, leur contrôle, leur sécurité, leur confidentialité, partage et archivage. Les fichiers informatiques jouissent d une plus grande souplesse d utilisation puisqu ils sont gérés par le système de gestion de fichiers SGF, qui est inclus dans le système d exploitation. Le SGF prend en charge bon nombre de fonctions : La création/ suppression de fichiers Les contrôles d accès aux fichiers Le partage des fichiers entre plusieurs utilisateurs La protection des fichiers contre la destruction (virus, défaillance matérielle, ) Les fichiers diffèrent selon plusieurs critères. L un de ces critères est le type de support utilisé pour leur stockage. Les différents types de supports physiques utilisés seront traités dans le Chapitre suivant. 1 SGBD : en anglais DBMS (Data Base Management System)

34 Exercices Corrigés «I n t r o d u c t i o n a u x F i c h i e r s» Q u e s t i o n s d e r é f l e x i o n : Q1: Répondre aux questions suivantes : 1- Définir la notion de fichier et expliquer son utilité. Donner un exemple. 2- Peut-on stocker un fichier dans un cahier, une disquette, en mémoire centrale? 3- Quels sont les avantages que présentent les supports magnétiques et optiques par rapport au papier, pour le stockage des fichiers? 4- Un fichier est-il une base de données? Q 2 : Cocher la ou les bonnes réponses : Lorsque le facteur de blocage (de groupage) est égal à 2, cela veut dire que : Chaque enregistrement physique contient un seul enregistrement logique Chaque enregistrement physique contient 2 enregistrements logiques Un enregistrement logique est stocké sur 2 enregistrements physiques. Un fichier de manœuvre : Est similaire à un fichier intermédiaire Est caractérisé par une courte durée de vie Est utilisé par un seul traitement Q 3 : On considère le système d exploitation Ms Dos, donner les commandes qui permettent de : - Créer un fichier texte (fiche1.txt) - Modifier un fichier texte (fiche1.txt) - Supprimer un fichier (fiche1.txt) - Protéger un fichier contre l écriture (fiche1.txt)

35 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 43 E x e r c i c e s : E x ercice 1 (Fichier pour gestion de stock): Un commerçant souhaite gérer son stock à travers un fichier Produits. 1- Le fichier Produits sera-t-il un fichier permanent ou mouvement? 2- Proposer une structure pour le fichier Produits, ainsi que la longueur de chaque champ. 3- Calculer la taille d un enregistrement logique. Quel sera le volume du fichier logique si le nombre de produits est 1500? 4- On vous propose d ajouter le champ date de péremption pour les produits qui en portent une. Quelle sera la nouvelle taille d un enregistrement logique? quelle conclusion pouvez-vous en tirer? E x ercice 2 (Fichier pour facturation) : On considère l application de facturation qui consiste à établir une facture pour un client donné qui fait une commande de produits. Pour cela, on a besoin de créer trois fichiers : - Fichier CLIENTS - Fichier PRODUITS - Fichier COMMANDE Questions : 1- De quels types sont ces fichiers (permanent ou mouvement)? 2- Définir les différentes zones des enregistrements de chaque fichier. 3- Donner un code et type à chaque zone. 4- Calculer le volume des fichiers PRODUITS et CLIENTS sachant que la société traite avec 150 clients et fabrique 350 types de produits.

36 44 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et Accè s Ensemble de zones et leurs longueurs : Zone Longueur Code client 10 Nom 20 Prénom 20 Adresse client 30 Registre de commerce client 10 Référence commande 5 Date commande 8 Mode de paiement 20 Numéro produit 8 Désignation produit 30 Quantité produit en stock 5 Quantité commandée 5 Prix unitaire de vente 9

37 Chapitre 1 : Introduction aux fichiers 45 Solution des Exercices «I n t r o d u c t i o n a u x F i c h i e r s» R é p o n s e s a u x q u e s t i o n s : Q1: 1- Un fichier est un récipient qui contient des informations de même nature. Ces informations sont rangées sous forme d enregistrements. Chaque enregistrement est formé d un ou plusieurs champs ou rubriques. Pour l utilité d un fichier, on peut citer ces quelques points : - Il permet de garder, en lieu sûr, les informations indispensables à la bonne gestion de n importe quelle application. - Il évite le risque de perte de l information - Il offre une meilleure organisation du travail, plus de facilité pour les diverses manipulations sur les données stockées (création, suppression, recherche, modification, ). - Il garantit une meilleure protection et confidentialité sur les données stockées. - Il permet l échange et le partage de données. 2- Un fichier peut être stocké sur un cahier, dans une disquette, mais pas en mémoire centrale, car : - La mémoire centrale est volatile, dès qu une coupure de l électricité survient, tout son contenu sera perdu à jamais. - La taille de la mémoire centrale est assez réduite pour garder temporairement des fichiers de volumes importants. 3- Les avantages que présentent les supports magnétiques et optiques par rapport au papier, pour le stockage des fichiers : Les supports magnétiques et optiques présentent les avantages suivants : - Les données peuvent être sauvegardées pour une plus grande période - Les données sont mieux protégées avec plus de confidentialité

38 46 F i c h i e r s, O r g a n i s ation et A c c è s - Les supports magnétiques et optiques ne sont pas aussi encombrants que les registres manuels. Ils permettent de sauvegarder de très grandes quantités d informations sur un espace réduit. - Ils facilitent l échange et le partage de données (sur réseau, Internet, ) - Ils permettent d exploiter les données automatiquement (ordinateur) etc. 4- Une base de données est un ensemble de fichiers de données liés entre eux par des liens. Exemple : pour la gestion d une bibliothèque, la base de données sera constituée des fichiers suivants : Prêts, Lecteur, Ouvrages. Ces trois fichiers sont reliés entre eux : un lecteur effectue un prêt pour emprunter un ouvrage. Une base de donnés peut être formée par un seul fichier de données, c est-à-dire que toutes les données nécessaires à la gestion de l application sont regroupées dans un seul fichier. Exemple : le fichier Articles pour la gestion des stocks. Q 2 : Cocher la ou les bonnes réponses : Lorsque le facteur de blocage (de groupage) est égal à 2, cela veut dire que : Chaque enregistrement physique contient un seul enregistrement logique Chaque enregistrement physique contient 2 enregistrements logiques Un enregistrement logique est stocké sur 2 enregistrements physiques. Un fichier de manœuvre : Est similaire à un fichier intermédiaire Est caractérisé par une courte durée de vie Est utilisé par un seul traitement

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