I. Pourquoi une base de données?

Transcription

1 Bases de données

2 I. Pourquoi une base de données? Un exemple: la vidéothèque personnelle Je veux avoir une liste de tous mes films titre du film année durée Réalisateur (nom, prénom, pays)

3 I. Pourquoi une base de données? titre annee duree nomreal prenreal paysreal Les dents de la mer Spielberg Steven US Le Grand Bleu Besson Luc Fr Star Wars : Un nouvel espoir Lucas George US Jurrasic Park Spielberg Steven US Le diner de cons Veber Francis Fr Le 5 e élément Besson Luc Fr Godzilla Honda Ishiro Japon Titanic Cameron James US Hot Fuzz Wright Edgar UK

4 I. Pourquoi une base de données? C est une très mauvaise solution!! Problème de redondance: il y a plusieurs Titanic ou Godzilla! Problème de modification: si on s est trompé sur le nom ou la nationalité d un réalisateur, on doit le changer à chaque ligne Problème de suppression: si on supprime un film, on ne veut pas supprimer les informations sur le réalisateur

5 I. Pourquoi une base de données? On crée une table pour les films idfilm titre Annee duree 1 Les dents de la mer Le Grand Bleu Star Wars : Un nouvel espoir Jurassic Park Le diner de cons Le 5 e élément Godzilla Titanic Hot Fuzz

6 I. Pourquoi une base de données? On crée une table pour les réalisateurs puis on ajoute un attribut idreal dans la table films idreal nomreal prenreal paysreal 101 Spielberg Steven US 102 Besson Luc Fr 103 Lucas George US 104 Veber Francis Fr 105 Honda Ishiro Japon 106 Cameron James US 107 Wright Edgar UK

7 I. Pourquoi une base de données? Une base de données n est qu une représentation de la réalité, mais je choisis l organisation la plus pertinente Les bases de données sont partout: élèves, clients, patients, articles, livres, inventaires. Toute base de données non personnelle passe par une déclaration à la CNIL

8 II. Schéma relationnel Dans l exemple précédent, les informations relatives à ma vidéothèque sont regroupées dans deux tables ou relations. L ensemble des tables constituent un modèle relationnel. (modélisation de la réalité et données structurées)

9 II. Schéma relationnel Une base de données est un ensemble volumineux d informations structurées et mémorisé sur un support permanent. Quelles opérations? Création / insertion Modification / mise à jour Destruction Recherche Sécurité??

10 II. Schéma relationnel L accès à la base de données passe par un logiciel: le SGBD. Un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD) est de haut niveau qui permet de manipuler les informations stockées dans une base de données. Un peu de jargon

11 II. Schéma relationnel Une colonne = un attribut idreal nomreal prenreal paysreal 101 Spielberg Steven US 102 Besson Luc Fr 103 Lucas George US 104 Veber Francis Fr 105 Honda Ishiro Japon 106 Cameron James US 107 Wright Edgar UK Type élémentaire Le domaine int, real, char Une table == une relation

12 II. Schéma relationnel Un attribut est toujours associé à un domaine Un schéma de relation est une relation munie de ses attributs et domaines. Un schéma relationnel ou modèle relationnel (ou encore par abus de langage base de données) l ensemble des schémas de relation.

13 II. Schéma relationnel Définitions et concepts intuitifs formalisation compliquée théorie des ensembles! Schéma de relation R(A 1 : D 1, A 2 : D 2,..,A n : D n ) Chaque attribut A i est associé à son domaine D i On note souvent R(S) où S=(A 1 : D 1,..., A n : D n )

14 II. Schéma relationnel Une relation R se définit mathématiquement comme un sousensemble fini du produit cartésien des domaines des attributs de R C est un sous-ensemble fini de D 1 D 2 D n Une relation se représente sous forme de table, car un élément = un tuple. On confond souvent les deux termes

15 II. Schéma relationnel Produit cartésien A B Y Z A a c B b d Y Z u = w v x y z a b u v a b w x a b y z c d u v c d w x c d y z

16 II. Schéma relationnel L ordre des lignes n a pas d importance (car pas d ordre dans un ensemble) On ne peut pas trouver deux fois la même ligne (car pas de redondance) Il n y a pas de case vide dans la table (on peut tricher ) Mais il faut ajouter des attributs s il on a des informations supplémentaires (nombre d exemplaires, plusieurs réalisateurs )

17 II. Schéma relationnel La clé d une relation est un sous-ensemble de l ensemble des attributs qui permet d identifier chaque ligne de manière unique. Mathématiquement, soit R une relation et K un sous ensemble de l ensemble des attributs. On dit que K est une clé pour R si et seulement si t 1, t 2 R t 1 K = t 2 [K] t 1 = t 2

18 II. Schéma relationnel Si K ne possède qu un seul élément, donc s il existe un attribut A pouvant jouer le rôle de K, on dit que A est une clé primaire. Pour la table film, titre est une clé primaire (longue ) mais c est risqué: on peut avoir plusieurs films ayant le même titre

19 II. Schéma relationnel On peut prendre (titre,année) comme clé Mais il peut y avoir deux films ayant le même titre la même année Le plus simple est d ajouter un attribut idfilm de domaine entier Dans notre table film, idreal est une clé étrangère

20 III. Algèbre relationnelle Objectif: faire des requêtes dans la base de données combien de films sont antérieurs à 1990? quels sont les titres des films japonais? On a recours aux outils formels de la théorie des ensembles Langage relationnel plus adapté qu un langage de programmation

21 III. Algèbre relationnelle Une requête est une expression algébrique qui s applique à un ensemble de relations (la base de données) et retourne une relation finale (le résultat de la requête).

22 III. Algèbre relationnelle Les 5 opérateurs «suffisants» de l algèbre relationnelle sont: 1. La sélection notée σ 2. La projection notée π 3. Le produit cartésien notée 4. L union notée 5. La différence notée Opérateurs à un argument: «unaires» Opérateurs «binaires»

23 III. Algèbre relationnelle Ces 5 opérateurs sont dits suffisants car il suffisent pour reconstituer tous les autres par composition On les utilise pour définir d autres opérateurs tels que: l intersection la jointure la division

24 III. Algèbre relationnelle La sélection σ Soit R(S) un schéma de relation. La sélection σ F (R) s applique à la relation R, et extrait de la relation les tuples satisfaisant un critère de sélection F. σ F (R) = t R t vérifie F Exemple: σ paysreal= Fr (Realisateur); σ duree<120 (Film)

25 III. Algèbre relationnelle La projection π Soit R(S) un schéma de relation. Soit X un sous-ensemble d attributs de S, on définit la projection sur X définie par : π X (R) = t. X t ε R Exemple: π titre,duree (film) renvoie les colonnes titres et durées de la table film

26 III. Algèbre relationnelle Le produit cartésien : déjà vu L union et la différence Soit R 1 (S) et R 2 (S) deux schémas de relation. R 1 (S) R 2 (S) est le schéma de relation comprenant l ensemble des valeurs comprises dans R 1 (S) ou dans R 2 (S). R 1 S R 2 (S) est le schéma de relation comprenant l ensemble des valeurs comprises dans R 1 (S) et pas dans R 2 (S).

27 III. Algèbre relationnelle Le renommage Soit un schéma de relation R(S) où S=(A 1 : D 1,..., A n : D n ). Soit i 1, n et B un nouvel attribut tel que dom B = dom A i On note ρ Ai B(R) = (A 1 : D 1,, A i 1 : D i 1, B: dom B, A i+1 : D i+1,, A n : D n )

28 III. Algèbre relationnelle Exemple: ρ paysreal nationalité (réalisateur) changera l attribut paysreal en nationalité, mais le contenu est inchangé!

29 III. Algèbre relationnelle L intersection Soit R 1 (S) et R 2 (S) deux schémas de relation. R 1 (S) R 2 (S) est le schéma de relation comprenant l ensemble des valeurs comprises dans R 1 (S) et dans R 2 (S).

30 III. Algèbre relationnelle Opérateur de jointure Quand on réalise le produit cartésien, il y a un grand nombre de lignes qui ne servent à rien. La jointure permet de ne garder que les lignes utiles (réalisant une condition)

31 III. Algèbre relationnelle Opérateur jointure Soit R 1 (S) et R 2 (S ) deux schémas de relation. Soit A (resp. A ) un attribut de S (resp. S ) tels que dom A = dom(a ). On définit R 1 A=A R 2 = σ A=A (R 1 R 2 )

32 III. Algèbre relationnelle Exemple idfilm titre Film x Annee Réalisateurs duree idreal nomreal prenreal paysreal 1 Les dents de la mer Spielberg Steven US 1 Les dents de la mer Besson Luc Fr 1 Les dents de la mer Lucas George US 1 Les dents de la mer Veber Francis Fr 1 Les dents de la mer Honda Ishiro Japon 1 Les dents de la mer Cameron James US 1 Les dents de la mer Wright Edgar UK 2 Le Grand Bleu Spielberg Steven US 2 Le Grand Bleu Besson Luc Fr 2 Le Grand Bleu Lucas George US

33 III. Algèbre relationnelle Il faut considérer l attribut idreal de films il y a un attribut de même nom dans chaque table => problème pour le produit cartésien! On les nomme différemment F.idreal et R.idreal La condition de jointure devient F.idreal= R.idreal

34 III. Algèbre relationnelle La division cartésienne Soit R(A 1,, A m, A m+1,, A n ) et R (A m+1,, A n ) deux schémas de relation. R R = t t ε R, (t, t ) R La division cartésienne existe pour de raisons de cohérence et de complétude mais est le plus souvent absente des langages de BD.

35 III. Algèbre relationnelle Opérateurs d agrégation Une fonction d agrégation f est une fonction que l on applique à un ou plusieurs attributs d une table. Cinq opérateurs d agrégation sont à connaitre : AVG(moyenne), COUNT (cardinal), SUM (somme), MAX (maximum), MIN (minimum).

36 IV. Langage SQL Structured Query Language Créé en 1974, normalisé en 1986 Structure de base SELECT attributs FROM relations WHERE conditions On le découvrira en TP.

37 V. Architecture logicielle Architecture Client-Serveur Serveur Clients

38 V. Architecture logicielle Architecture trois-tiers Serveur d application Serveur base de données

39 V. Architecture logicielle Gestion de vos notes de DS, colles Architecture client-serveur: Chacun accède directement à la BD Chaque utilisateur a les mêmes droits Architecture trois-tiers: Accès par le logiciel Visiocolle Sécurisation Droits d accès selon les besoins