1 Introduction. CREATE DATABASE IF NOT EXISTS phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; USE phpmyadmin;

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1 CREATE DATABASE IF NOT EXISTS phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; USE phpmyadmin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_bookmark ( id int(11) NOT NULL auto_increment, dbase varchar(255) NOT NULL default, user varchar(255) NOT NULL default, label varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, query text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Bookmarks DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; 1 Introduction CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_column_info ( id int(5) unsigned NOT NULL auto_increment, db_name varchar(64) NOT NULL default, table_name varchar(64) NOT NULL default, column_name varchar(64) NOT NULL default, comment Nicolas varchar(255) Ollinger, CHARACTER SET Université utf8 COLLATE utf8_general_ci d Orléans NOT NULL default, mimetype varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, transformation varchar(255) NOT NULL default, transformation_options varchar(255) NOT NULL default, PRIMARY KEY ( id ), UNIQUE KEY db_name ( db_name, table_name, column_name ) ) ENGINE=MyISAM M2 COMMENT= Column CCI Bases de information données for phpmyadmin S3 2011/2012 DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_history ( id bigint(20) unsigned NOT NULL auto_increment, username varchar(64) NOT NULL default, db varchar(64) NOT NULL default, table varchar(64) NOT NULL default, timevalue timestamp(14) NOT NULL, sqlquery text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ), KEY username ( username, db, table, timevalue ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= SQL history for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_pdf_pages (

2 Bases de données Les bases de données ont envahi l ensemble des activités professionnelles et personnelles : transports banques et administrations commerces et marketing gestion de stocks et logistique audiovisuel médecine internet gestion de données personnelles loisirs etc 2/34

3 Qu est-ce qu une base de données? Une base de données est une collection de données structurées, organisées par des relations, stockées au sein d un SGBD permettant : la définition de bases de données structurées ; l interrogation et la mise à jour cohérente des données ; un stockage pérenne et efficace de grandes quantités de données ; une tolérance aux erreurs, pannes et malveillances ; permettant un accès concurrent aux utilisateurs (isolation et atomicité). 3/34

4 Structuration des données Données non structurées : le contenu d un fichier texte un enregistrement audio une collection de photographies Données semi-structurées : une page web vos notes de cours un dictionnaire Données structurées : les horaires de cinéma le contenu d un agenda le système de réservation d une compagnie aérienne la base APOGEE 4/34

5 Usagers des bases de données Trois grandes catégories d usagers des bases de données : Usagers interactifs : interroge et met à jour les données à travers une interface ; programmeurs d applications : construisent des interfaces qui font des requêtes sur les données ; administrateurs : définissent et maintiennent les bases de données. 5/34

6 SGBD Système de Gestion de Base de Données : Système logiciel visant à simplifier la tâche des usagers en proposant un niveau d abstraction plus élevé. Gestion des représentations physique et logique des données. Définition et programmation / Gestion des accès / Optimisation. À travers des langages dédiés à la manipulation des données. Outils connexes : générateurs, utilitaires, interfaces. 6/34

7 Préhistoire (1/2) Systèmes de fichiers Des fichiers dans une arborescence. + stockage pérenne - pas d abstraction - pas de portabilité - pas de SGBD... 7/34

8 Préhistoire (2/2) Systèmes hiérarchiques et en réseaux Premiers DBMS, approche navigationelle. Normalisation du langage : CODASYL. + vrai SGBD + factorisation du code - bas niveau - accès procéduraux - une donnée après l autre 8/34

9 La révolution relationnelle E.F. Codd. A relational model for large shared data banks Sépare le niveau physique du niveau logique. Normalisation du langage : SQL. + concepts simples + cadre théorique bien formalisé + langage de haut niveau (SQL) + portabilité + optimisation + gestion des pannes - types de données prédéfinis - séparation données/opérations - différences entre SQL et langages de programmation 9/34

10 Des systèmes de plus en plus petits À l origine des bases de données espace de stockage et puissance de calcul nécessitaient d énormes machines chères. Aujourd hui, un ordinateur personnel stocke plusieurs gigaoctets. Les SGBD se démocratisent. Jusqu aux SGBD pour cartes à puces! 10/34

11 Des systèmes de plus en plus grands Les bases de données d entreprise continuent à croître en taille : plusieurs teraoctets ne sont pas stockables en mémoire RAM. Google stocke et indexe des petaoctets de données... Les images et vidéos font leur apparition dans les bases de données. 11/34

12 Futur? Vers la fin du relationnel? Bases de données orientées objet ; Documents semi-struturés (XML) ; NoSQL. 12/34

13 Objectifs du cours Structure fonctionnelle et architecture d un SGBD ; Problématique de la modélisation logique des données ; Modèle relationnel et langage SQL ; Interrogation de données du modèle relationnel. 13/34

14 CREATE DATABASE IF NOT EXISTS phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; USE phpmyadmin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_bookmark ( id int(11) NOT NULL auto_increment, dbase varchar(255) NOT NULL default, user varchar(255) NOT NULL default, label varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, query text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Bookmarks DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_column_info ( id int(5) unsigned NOT NULL auto_increment, db_name varchar(64) NOT NULL default, table_name varchar(64) NOT NULL default, column_name 1. Modélisation varchar(64) NOT NULL default, des données comment varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, mimetype varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, transformation varchar(255) NOT NULL default, transformation_options varchar(255) NOT NULL default, PRIMARY KEY ( id ), UNIQUE KEY db_name ( db_name, table_name, column_name ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Column information for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_history ( id bigint(20) unsigned NOT NULL auto_increment, username varchar(64) NOT NULL default, db varchar(64) NOT NULL default, table varchar(64) NOT NULL default, timevalue timestamp(14) NOT NULL, sqlquery text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ), KEY username ( username, db, table, timevalue ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= SQL history for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_pdf_pages (

15 Modéliser les données Structurer et organiser correctement les données. Éliminer la redondance des données. Modélisation découpée en plusieurs niveaux. S appuie sur des outils de conception. 1. Modélisation des données 15/34

16 Décrire les données Séparer la description des données de leur manipulation. Décrire les structures de données et leurs types. Les données sont des ensembles reliés par des associations. Décrire les données c est définir les propriétés caractéristiques de ces ensembles. 1. Modélisation des données 16/34

17 Modélisation du réel Réel Données à modéliser. Modèle Conceptuel décrit les données indépendamment du modèle de données et du SGBD. Modèle logique dépend du modèle de données, indépendant du SGBD. Modèle physique décrit l organisation physique des données, stockage, accélération. 1. Modélisation des données 17/34

18 Modélisation relationnelle Les données sont organisées en tables (ou relations). id Interprète Titre Année 1 Led Zeppelin Stairway to Heaven AC/DC Highway to Hell Colonnes champs, attributs Lignes tuples, n-uplets 1. Modélisation des données 18/34

19 Niveaux d abstraction L architecture ANSI/SPARC propose 3 niveaux d abstraction : Niveau interne le plus bas niveau, décrit comment les données sont stockées. Niveau conceptuel explication et description sémantique du domaine modélisé. Niveau externe spécifie les vues spécifiques à chaque groupe d utilisateurs. 1. Modélisation des données 19/34

20 Modèle Entité/Association Un outil pour établir un schéma conceptuel. Représentation graphique des entités et de leurs relations. Fonctionne par agrégation d attributs. Chanson Piste Album titre interprète numéro titre année 1. Modélisation des données 20/34

21 CREATE DATABASE IF NOT EXISTS phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; USE phpmyadmin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_bookmark ( id int(11) NOT NULL auto_increment, dbase varchar(255) NOT NULL default, user varchar(255) NOT NULL default, label varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, query text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Bookmarks DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_column_info ( id int(5) unsigned NOT NULL auto_increment, db_name varchar(64) NOT NULL default, table_name varchar(64) NOT NULL default, column_name 2. Objectifs varchar(64) NOT NULL default des, SGBD comment varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, mimetype varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, transformation varchar(255) NOT NULL default, transformation_options varchar(255) NOT NULL default, PRIMARY KEY ( id ), UNIQUE KEY db_name ( db_name, table_name, column_name ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Column information for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_history ( id bigint(20) unsigned NOT NULL auto_increment, username varchar(64) NOT NULL default, db varchar(64) NOT NULL default, table varchar(64) NOT NULL default, timevalue timestamp(14) NOT NULL, sqlquery text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ), KEY username ( username, db, table, timevalue ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= SQL history for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_pdf_pages (

22 Indépendance physique Indépendance des langages de manipulation de données vis-à-vis de la représentation physique des données. Portabilité des données. Indépendance vis-à-vis du matériel. Possibilité d optimiser la représentation sans modifier les programmes d applications. 2. Objectifs des SGBD 22/34

23 Indépendance logique Les applications peuvent disposer de vues logiques qui leurs sont propres. Isolation des différentes applications. Évolution de la base de données sans réécrire les programmes. 2. Objectifs des SGBD 23/34

24 Langage de manipulation Utilisation d un langage déclaratif. La mise en œuvre est à la discrétion du SGBD. Repose sur la logique du premier ordre et l algèbre. 2. Objectifs des SGBD 24/34

25 Gestion des vues Mise en œuvre de l indépendance logique par des relations virtuelles. Stockage par le SGBD d une définition de question. Optimisation de la requête. 2. Objectifs des SGBD 25/34

26 Optimisation des requêtes Traduction automatique des requêtes déclaratives en séquences procédurales. Optimisation automatique des requêtes à l aide de l algèbre relationnelle, d indexes et de techniques d optimisation. 2. Objectifs des SGBD 26/34

27 Gestion de la cohérence Prise en compte de contraintes d intégrité. Détecter les mises à jour érronnées. Simplification du code, partage des contraintes. 2. Objectifs des SGBD 27/34

28 Gestion des pannes Tolérance aux fautes : contrainte violée et annulation de transaction ; panne du système ; panne du support ; défaillance réseau. Atomicité des transactions et durabilité des effects. Mécanismes de journalisation et de reprise. 2. Objectifs des SGBD 28/34

29 Concurrence d accès Gérer les conflits d accès concurrents aux mêmes données. Assurer l isolation des utilisateurs. Assurer la cohérence des données. 2. Objectifs des SGBD 29/34

30 Gestion de la confidentialité Mécanismes visant à protéger les données contre les accès non autorisés. Identification lors de la connexion. Privilèges d accès aux objets de chaque base de données. 2. Objectifs des SGBD 30/34

31 Normalisation Permettre une rationalisation du déploiement des bases de données. Normalisation des langages (SQL) et des interfaces (SQL CLI). Assure une meilleure portabilité et interopérabilité. 2. Objectifs des SGBD 31/34

32 Quelques SGBD Propriétaires : Oracle ; IBM DB/2 ; 4D ; etc Logiciels libres : MySQL ; PostgreSQL ; Sqlite ; etc 2. Objectifs des SGBD 32/34

33 CREATE DATABASE IF NOT EXISTS phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; USE phpmyadmin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_bookmark ( id int(11) NOT NULL auto_increment, dbase varchar(255) NOT NULL default, user varchar(255) NOT NULL default, label varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, query text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Bookmarks DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_column_info ( id int(5) unsigned NOT NULL auto_increment, db_name varchar(64) NOT NULL default, table_name varchar(64) NOT NULL default, column_name 3. Première varchar(64) NOT NULL default étude, de cas comment varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, mimetype varchar(255) CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_general_ci NOT NULL default, transformation varchar(255) NOT NULL default, transformation_options varchar(255) NOT NULL default, PRIMARY KEY ( id ), UNIQUE KEY db_name ( db_name, table_name, column_name ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= Column information for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_history ( id bigint(20) unsigned NOT NULL auto_increment, username varchar(64) NOT NULL default, db varchar(64) NOT NULL default, table varchar(64) NOT NULL default, timevalue timestamp(14) NOT NULL, sqlquery text NOT NULL, PRIMARY KEY ( id ), KEY username ( username, db, table, timevalue ) ) ENGINE=MyISAM COMMENT= SQL history for phpmyadmin DEFAULT CHARACTER SET utf8 COLLATE utf8_bin; CREATE TABLE IF NOT EXISTS pma_pdf_pages (

34 Micro-blog Un micro-blog est une collection de billets publiés à une date précise. Chaque billet possède un titre et un contenu. Les billets sont affichés par ordre antéchronologique et classés par catégories. 3. Première étude de cas 34/34