Bases de Données Cours de SRC 1. Mathieu MANGEOT

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1 Bases de Données Cours de SRC 1 Mathieu MANGEOT

2 Objectifs du cours Analyser les besoins et modéliser les données d un système d information Mettre en œuvre des bases de données -en utilisant un Système de Gestion de BD 2

3 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 3

4 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 4

5 Introduction Évolution Définitions Modèles de données 5

6 Les bases de données 6

7 Les ancêtres 7

8 Données et traitements liés 8

9 Pas très pratique... 9

10 Évolution... 10

11 Définitions Valeur : 12 Donnée : 12 de moyenne Information : Agnès a 12 de moyenne Connaissance : un étudiant refait l année s il a une moyenne <10. 11

12 Définition : BD Base de données (BD) ensemble structuré de données enregistré sur des mémoires secondaires créé et tenu à jour pour les besoins d un ensemble d utilisateurs ou de programmes 12

13 Définition : SGBD Un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD) est un ensemble de services (applications logicielles) permettant de : Définir la structure d une BD Rechercher des données dans une BD Insérer, modifier, supprimer des données dans une BD Assurer la cohérence et la confidentialité des données 13

14 Définition : SI Système d information (SI) : permet de gérer les informations nécessaires au bon fonctionnement d une entreprise. Les BD sont au cœur d un SI. 14

15 15

16 Attention! Base de données = Fichiers Une BD est composée physiquement de fichiers Une BD est gérée par un SGBD qui s appuie sur un système de gestion de fichiers pour gérer les données 16

17 SGBD : niveaux d abstraction 17

18 Données structurées 18

19 Modèle des données 19

20 Niveaux du modèle 20

21 Modèle hiérarchique : SGBD hiérarchique ou réseau les données sont classées hiérarchiquement arborescence descendante ou réseau utilise des pointeurs entre les différents enregistrements premier modèle de SGBD 21

22 Modèle relationnel : SGBD relationnel (SGBDR) données enregistrées dans des tableaux 2D lignes + colonnes fondé sur la théorie des ensembles Table Personne ID_Personne Nom Prénom 1 Collet Jean 2 Rolland Christine 3 Pierre Bernard Table Fonction ID_Fonction Libellé 1 Président 2 Ingénieur 3 Ouvrier 22

23 Modèle à objets : SGBD Objet (SGBDO) données stockées sous forme d'objets = structures appelées classes présentant des données membres. Les champs sont des instances de ces classes 23

24 Modèle XML : SGBD XML natif Stockage de documents XML Langages de requêtes adaptés : XPath, XQuery, SQL/XML, <elt attr= val /> <elt>txt</elt> <elt>txt</elt> <elt attr= val /> <elt>txt</elt> 24

25 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 25

26 Modèle relationnel Définition du modèle Données et domaines Tables et enregistrements Produit cartésien de domaines Schémas de table Identifiants / clés primaires 26

27 Modèle relationnel des données 27

28 Définir un modèle relationnel 28

29 Organisation des données Les données sont organisées sous forme de tableaux de valeurs : les tables Chaque table représente une relation au sens mathématique du terme dans la théorie des ensembles. 29

30 Attributs de relations Un attribut (champ) est un nom donné à une colonne d une relation (table) Il prend ses valeurs dans un domaine Enregistrements attribut 1 attribut 2 30

31 Domaines de valeurs Ensembles finis ou infinis de valeurs. Représentés par une liste d'éléments ou bien une condition nécessaire et suffisante d'appartenance : ENTIER, RÉEL, CHAÎNE DE CARACTÈRES le domaine des doigts de la main : {pouce, index, majeur, annulaire, auriculaire} 31

32 Tables et enregistrements 32

33 Exemple de BD 33

34 Produit cartésien Le produit cartésien d'un ensemble de domaines Di, noté D1*D2*D3*...*Dn est l'ensemble des enregistrements (appelés aussi tuples) <V1,V2,...,Vn> tels que Vi appartient à Di Jour = {j N / 1 j 31} Mois = {m N / 1 m 12} Date = Jour x Mois x Année Année = {a N / 1900 a 3000} 34

35 Exemple de produit cartésien 35

36 Quelles données? 36

37 Types de données 37

38 Schéma de la table 38

39 Identifiant / Clé primaire 39

40 Identifiant / Clé primaire 40

41 Importance de l identifiant 41

42 Importance de l identifiant 42

43 Importance de l identifiant 43

44 Importance de l identifiant 44

45 Clé étrangère 45

46 Résumé 46

47 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 47

48 Rappel : modèle physique 48

49 Rappel : modèle logique FILM(TITRE,PAYS,ANNEE,REALISATEUR,DUREE) DISTRIBUTION(TITRE,ACTEUR) CINEMA(NOMCINE, VILLE, TELEPHONE) CINESALLE(NOMCINE,NUMSALLE,NBPLACES,PMR) PROGRAMME(NOMCINE,NUMSALLE,SEMAINE,TITRE, VERSION) BOXOFFICE(NOMCINE,SEMAINE,TITRE,NBENTREE) 49

50 Démarche de développement de SI 50

51 Modèle conceptuel de données Représentation graphique de la structure de la base de données L utilisation d un modèle graphique facilite -la conception -la compréhension de la structure de la base de données => Modèle entité-association 51

52 Modèle entité-association Rappel : un modèle est un ensemble de concepts permettant de définir la structure d une base de données Les concepts du modèle entité-relation : - entités - associations - cardinalités 52

53 Objectifs Comprendre et valider un modèle entitéassociation Représenter graphiquement les ensembles de données et leurs liens sémantiques - - sans se préoccuper du modèle logique (hiérarchique, relationnel, objet) et encore moins du modèle physique (SGBD choisi) 53

54 Modèle entitéassociation 54

55 Entité Définition - ensemble d'attributs caractérisés par un nom et décrivant une entité du monde réel - attributs soulignés = clé primaire Représentation graphique : à l aide d un rectangle!"#$#% # &%'$"$#$(")$%&'(&)*+&%,-.//01*2/( 5.0%2'%'6)%&/%36)50&'.'/%2'&%3+ # %8&%,&((1'&%9%+-.1,&%,-2'%0&3/.':+ 501).10&%&(/%(62+1:'4&7!*+&,-.*./012#3 "(4 52%"(

56 Association Définition -lien entre des entités, généralement caractérisés par un nom. -Peut posséder des attributs Représentation graphique -Se dessine à l aide d un trait relié aux entités concernées 56

57 Cardinalités Définition -valeurs définissant le type de lien exprimé par une relation Représentation graphique -Couple de valeurs (1/0,1) ou (0/1,n) 57

58 Type d association 58

59 Du modèle conceptuel au modèle logique Tout deux définissent la structure de la base de données - ils doivent donc être cohérents entre eux Le modèle logique peut se déduire du modèle conceptuel Cette déduction suit des règles précises! 59

60 Modèle conceptuel ->!" modèle logique 1 "#!$%&'()!*%+*),-#)(!.#! $%&'()!(%/01#)! Créer une relation par entité :)9! attributs #+)! 9)(.-0%+! = attributs,.9! *(.;;)! de l entité )+! (#0! &%++.+-!,%#9!.--90<#-;!();!,9%,90:-:;!)=,(0*0-:);!&.+;!(.!*(.;;)!)+! *>%0;0;;.+-!#+)!*(:7 choisir une clé primaire!!"#$%&&"'(!#)&%*+',%*+'-.#"$$"/ %0!"#$%&&"'(123!"#$%&&"+'!#)&%*+',%*+'-.#"$$"/''! 60

61 Modèle conceptuel -> modèle logique 2 2. Se déterminer en fonction des types d association (binaire ou +) et des cardinalités (1 ou autre) association binaire et cardinalité de 1 : faire référence à la clé primaire Autres associations et/ou autres cardinalités : créer une nouvelle relation avec les clés primaires des entités existantes 61

62 -> Modèle logique cardinalité de 1 62

63 -> Modèle logique cardinalité de

64 -> Modèle logique cardinalité * 64

65 -> Modèle logique relation ternaire 65

66 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 66

67 Objectifs Support mathématique cohérent - sur lequel repose le modèle relationnel Décrire les opérations qu'il est possible d'appliquer sur les relations - Approche plus opérationnelle que mathématique Notations non standardisées - courantes mais pas forcément universelles 67

68 Opérations sur relations 68

69 Sélection unaire 69

70 Projection unaire 70

71 Composition d opérations Suite d opérations sur les relations - ;(2"(-'&'()*+H("#$%&'()- permettant d obtenir une réponse précise 01,2".,3*I(2-*,&*"$#)(2*+,-*0&4+'%)&-*)#-*%5%)&*6789: =,.%&'()*+,*+#"%$&*>!"#$%&'"!"#$%&'" N Carte Nom Prénom Date-naiss A Martin Anne 15/06/ TP12 Dupart Marc 07/08/ A2153 Pouchet Aurélie 10/05/ TAR12 Frest Paul 04/08/1981 = 6 *>*G)9,M!"#$%&'"P,T&")*'&%++ -,./01/ N ( 0 N Carte Nom Prénom Date-naiss A Martin Anne 15/06/ TAR12 Frest Paul 04/08/1981 = 9 ( 4 Nom Martin Frest Prénom Anne Paul!< 71

72 Produit cartésien 72

73 Union 73

74 Intersection 74

75 Jointure 75

76 !"#$%&'()*+,*E(')&4$, Exemple de N Carte Nom Prénom Date-naiss A Martin Anne 15/06/ TP12 Dupart Marc 07/08/ A2153 Pouchet Aurélie 10/05/ TAR12 Frest Paul 04/08/1981 = 0&4+'%)& N Etu Etudes Année A SRC A2153 LEA A SRC A SRC A SRC TAR12 LEA N Carte Nom Prénom Date-naiss Etudes Année A Martin Anne 15/06/1980 SRC A Martin Anne 15/06/1980 SRC A Martin Anne 15/06/1980 SRC A Martin Anne 15/06/1980 SRC A2153 Pouchet Aurélie 10/05/2982 LEA TAR12 Frest Paul 04/08/1981 LEA J)-/$'"&'()-!! 76

77 Regroupement 77

78 Regroupement <1R-"4$1#1(')8)!"#$'1 : compte N Etu Etudes A SRC1 85A2153 LPATC B SRC1 A SRC2 A LPATC 78TAR12 SRC1 Etudes SRC1 SRC1 SRC1 SRC2 LPATC LPATC N Etu A B TAR12 A A A2153 < Etudes Compte (Etudes) SRC1 3 SRC2 1 LPATC 2 "% 78

79 <1R-"4$1#1(')8)>"##1 Regroupement : somme (&')*+',-)5#$%#$-$5$%+-0'2-35$12%$15#2-*'4N/'2-*% '28 >NSS/?5"'&%DD Etudes N Etu Cotis SRC1 A SRC1 B SRC1 78TAR12 85 SRC2 A LPATC A LPATC 85A < Etudes somme (cotis) SRC1 385 SRC2 160 LPATC 200 "& 79

80 <1R-"4$1#1(')8)S&( Regroupement : min (&')*+',-)5#$%#$-)1#1)%+-0'-35$12%$15#-*'4N/'-*% '28 Etudes N Etu Cotis SRC1 A SRC1 B SRC1 78TAR12 85 SRC2 A LPATC A LPATC 85A < Etudes Min (cotis) SRC1 85 SRC2 160 LPATC 100 "' 80

81 Division 81

82 !"#$%&' <)=)< 6 Q)< 9 P&2&F-1% Division : exemple (&')*+',-.$/01%#$2-1#2341$2-0%#2-$5/$'2-+' '28 Code SRC1 SRC2 N Etu A A2153 A A A TAR12 9:%;/'-+1<#'-0'-+%-4'+%$15#-4.2/+$%$= -05##' /#'-+1<#'-0'-? A -'2$-05#3 /#-25/2-'#2')E+'-0'-? A B Etudes SRC1 LPATC SRC1 SRC2 LPATC SRC1 < N Etu A745862!# 82

83 Différence 83

84 Composition d opérations!"#$"%&'&"()*+"$,-.'&"(% /01#$213)("#%)1')$-,("#%)*1%),'4*&.('% &(%5-&'%)1()%-56)1()677789:::; <9)=)>12)?<6A)E&2&F-1)=)C)%-56)+D <G)=)H"&()?<9A)/'4*&.('%A)IJ!.-'1)=)IJ/'4D <,%42'.')=)K-"L)?<GA)I"#A)K-,("#D "4 K24%&14-%) %"24'&"()M /'4*&.('% <9)=)>12)?<6A)?IJ!.-'1)=)IJ/'4) )E&2&F-1)=)C)%-56)+) )B((,1)=)C)677789::+DD <,%42'.')=)K-"L)?<9A)I"#A)K-,("#D!" 84

85 Exemple (2(3+%"+,*4$56'(7 de la Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei 8+9&' Code L1 L12 L3.01&6-*; titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12!# 85

86 Liste de requêtes./'01"'(2(3+%"+,*4$56'(7./'01")+&' Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei 8+9&' Code L1 L12 L3.01&6-*; titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12 PQ(8+;*'(I';()%,--:;R(>-,0A(1&:-,0B TQ(G+*&';(I';("+9&';('-(G3(:*)*R UQ(=,0;(I';(1'&;,--';()V)-*(",6:(2(8O)"N4+0+;*'(7R XQ(=,0%&'(IO'/'01")+&';(1)&("+9&'R YQ(D&+/(0,V'-(IO)N4)*(I'(N4)56'("+9&'R 86

87 1. Liste des abonnés PQ(8+;*'(I';()%,--:;R>-,0A(1&:-,0B!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei E P nom Duran Riu Chong prenom Eric Léa Wei E P (Z(D&,[>!%,--:A(-,0A(1&:-,0B./'01")+&' Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei 8+9&' Code titre L1 L'alchimiste L12 Les Fourmis L3 Chouans.01&6-*; Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12!% 87

88 2. Livres en TB état SQ(8+9&';('-(G3(:*)*(>N,I'A('/'01")+&'B./'01")+&' Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 E Code num année achat état Prix d'achat L TB 20 L TB 21 L TB 12 E P Code num L1 2 L1 3 L3 1 E(Z(H'"(>./'01")+&'A(:*)*(Z(\G3OB E P Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei 8+9&' Code titre L1 L'alchimiste L12 Les Fourmis L3 Chouans.01&6-*; Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12!! 88

89 3. Titre des livres en TB état TQ(G+*&'(I';("+9&';('-(G3(:*)* E P Code num L1 2 L1 3 L &' Code L1 L12 L3 titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans E S Code num titre L1 2 L'alchimiste L1 3 L'alchimiste L3 1 Chouans E T titre L'alchimiste L'alchimiste Chouans ES(Z(],+->EPA(8+9&'B ET(Z(D&,[(>ESA(G+*&'B./'01")+&' Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12!%,--: N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei 8+9&' Code titre L1 L'alchimiste L12 Les Fourmis L3 Chouans.01&6-*; Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12!& 89

90 4. Nom des personnes ayant emprunté l alchimiste!"#$%&'#()'#*+%,,-'#*.*,/#0%1-#02*0345&5'/)6 ;5<:) Code L1 L12 L3 titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans > H Code titre num date N Carte Nom Prénom L1 L'alchimiste 3 12/09/2002 A12 Duran Eric L1 L'alchimiste 2 16/08/2004 A53 Chong Wei >! Nom Duran Chong Prénom Eric Wei > F >? Code titre num date N Carte Code L1 titre L'alchimiste L1 L'alchimiste 3 12/09/2002 A12 L1 L'alchimiste 2 16/08/2004 A )&90*5:) Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 =+%,,- N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei ;5<:) Code titre L1 L'alchimiste L12 Les Fourmis L3 Chouans 7&9:1,/' Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12!" 90

91 5. N carte des abonnés ayant emprunté tous les livres K"#$LM*:/)#()'#*+%,,-'#*.*,/#0%1-#/%1'#0)'#05<:)' ;5<:) Code L1 L12 L3 titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans >? > F Code N Carte Code L1 L12 L3 > H L1 L3 L12 L12 L1 L3 A12 A53 A4 A53 A53 A12 7&9:1,/' Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12 N Carte A53 78)&90*5:) Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 =+%,,- N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei ;5<:) Code titre L1 L'alchimiste L12 Les Fourmis L3 Chouans 7&9:1,/' Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12 #$ 91

92 6. Nombre d exemplaires O"#$%&+:)#(#2)8)&90*5:)'#9*:#05<:)6 par livre 78)&90*5:) Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 >? Code compte (code) L1 3 L12 2 L3 1 78)&90*5:) Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 =+%,,- N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei ;5<:) Code L1 L12 L3 7&9:1,/' titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12 #% 92

93 7. Prix d achat moyen de Q"#I:58#(2*34*/#&%.),#()#34*R1)#05<:)6#B3%()C chaque livre /5/:)C#9:58#&%.),#*34*/E 78)&90*5:) Code num année achat état Prix d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 >? Code compte (code) L1 20,3 L12 12,5 L3 12 > F Code titre moyenne (prix) L1 L'alchimiste 20,3 L12 Les Fourmis 12,5 L3 Chouans 12 >? > F C#;5<:)E 78)&90*5:) Code num année Prix état achat d'achat L Bon 20 L TB 20 L TB 21 L Moyen 15 L Bon 10 L TB 12 =+%,,- N Carte nom prenom A12 Duran Eric A4 Riu Léa A53 Chong Wei ;5<:) Code L1 L12 L3 7&9:1,/' titre L'alchimiste Les Fourmis Chouans Code num date N Carte L1 3 12/09/2002 A12 L3 1 15/10/2002 A53 L /02/2003 A4 L /05/2003 A53 L1 2 16/08/2004 A53 L3 1 19/09/2004 A12 #& 93

94 Plan 1 Introduction II Modèle relationnel III Modèle conceptuel IV Algèbre relationnelle V Langage SQL 94

95 Qu appelle-t-on SQL? 95

96 SQL : Structured Query Language Langage structuré de requêtes Langage de définition de données (LDD) Créer, modifier, et supprimer des tables Langage de manipulation de données (LMD) Insérer, modifier, supprimer des enregistrements Extraire des données (requêtes) Langage de contrôle de données (LCD) Créer, modifier, supprimer des droits d accès 96

97 LDD : création de relation 97

98 LDD : suppression de relation 98

99 LDD : modification de relation 99

100 LMD : insertion d enregistrement 100

101 LMD : suppression d enregistrement 101

102 LMD : modification d enregistrement 102

103 LMD : extraction de données 103

104 LMD : extraction de données 104

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