Introduction aux bases de données

Introduction aux bases de
données
Références bibliographiques
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Jeff Ullman,Jennifer Widom, « A First Course in Database
systems », Prentice-Hall, 3rd Edition, 2008
Hector Garcia-Molina, Jeff Ullman, Jennifer Widom, « Database
Systems: The Complete Book », Prentice-Hall, 2nd Edition, 2008
Raghu Ramakrishnan, « Database Management Systems »,
McGraw-Hill, Second Edition, 936 pages, 1999.
S.Abiteboul, R.Hull, V.Vianu, « Foundations of Databases »,
Addison-Wesley, 685 pages, 1995.
C. Delobel,``Bases de Données et Systèmes Relationnels",
Dunod, 468 pages, 1983.
Intervenants
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Cours
Farouk Toumani
ftoumani_at_univ-bpclermont.fr
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TD/TP
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Vincent Limouzy
Issam Rabhi
Baptiste Charmette
Matériel supplémentaire :
http://www.isima.fr/~ftoumani/enseignement/intro-BD/
Objectifs et applications
« business today is data »
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Gestion de gros volumes de données
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Système de Gestion de Bases de Données (SGBD)
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Domaines d’application très variés
Stockage persistant des données
Interrogation/mise à jour des données
Gestion des transactions
Sécurité des données
..
SGBD vs. SGF (Systèmes de gestion fichiers)
Approche SGF
Fichier : /usr/db/Flights
001#Paris#Milano
002#Clermont-Ferrand#Sydney
…
Gestion des vols
Comptabilité
Réservation Passager
Limites de l’approche SGF
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Redondance des informations
Organisation des données sur le disque
inadéquate
Coût de la recherche élevé
Processus « naïf » de traitement des requêtes
« bufferisation » des données en mémoire
centrale impossible
Pas de contrôle de la concurrence
Système peu robuste et peu sécurisé
Qu’est qu’une BD ?
« Une base de données est une collection de
représentations de la réalité sous forme
de données inter-reliées aussi
cohérentes que possible, mémorisées avec
une redondance calculée, structurées de
manière à faciliter leur exploitation pour
satisfaire une grande variété de demandes de
renseignements exprimées par de nombreux
utilisateurs simultanés ayant des
exigences de temps de réponse
compatibles avec leurs conditions de travail »
BD vs. gestion de fichiers
Appli1
Appli2
Appli1
AppliN
Appli2
SGBD
SGF
AppliN
BD
Qu’est qu’un SGBD
« A DBMS is a complex set of software
programs that controls the organization
, storage, management, and retrieval of
data in a database. DBMS are
categorized according to their data
structures or types. It is a set of
prewritten programs that are used to
store, update and retrieve a Database »
Wikipedia
Industrie des BDs
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Bases de données relationnelles
fondements théoriques solides + grand succès
commercial
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Domaines d’application très variés
Marché important et en constante évolution
Top 3 des éditeurs de SGBDs : parmi les plus
grandes entreprises d’informatique
Industrie des BDs (cont.)
Principales fonctionnalités d’un SGBD
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Gestion du stockage des données
Modèles de données abstraits
Langage d’interrogation et de manipulation
de données de haut niveau (déclaratif)
Traitement efficace des requêtes
Gestion des transactions
Résistance aux pannes
Interface avec les langages de
programmation
Gestion de la sécurité des données
Composants d’un SGBD
User/Application
DBA
Transaction commands
Queries,
updates
DDL commands
Query
compiler
Metadata,
statistics
Transaction
manager
DDL
compiler
Metadata
Query
plan
Index, file
and record
requests
Execution
engine
Index/file/record
manager
Page
commands
Buffer
manager
Storage
manager
Logging and
recovery
Log
pages
Data,
metadata,
indexes
Buffer
Storage
Concurrency
control
Lock table
Objectifs des SGBDs
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Optimisation des accès aux données
Réduction du temps de développement
des applications
Garantir l’intégrité et la sécurité des
données
Faciliter l’administration des données
Accès concurrent et reprise après
pannes
Notion d’indépendance des
données
« Immunité de l'application par rapport
aux changements des structures de
stockage et des stratégies d'accès des
données qu'elle utilise »

Exemple

Séparation logique/physique
Description des données

Notion de modèle de données
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Représentation mathématique des données

Exemples
modèle relationnel : relation= table
modèle semistructuré : arbres/graphes
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
Opération pour la manipulation des données
Contraintes pour la spécification/vérification de la
cohérence des données
Niveaux de descriptions

Niveaux d’abstraction
Niveaux de description

Niveau Interne
correspond à la structure de stockage des données
(modèle physique du SGBD)

Niveau Conceptuel



Structure canonique des données de l'entreprise
Capte la sémantique de l'entreprise sans souci
d'implantation
Niveau Externe
décrit une partie des données présentant un intérêt
pour un utilisateur ou un groupe d'utilisateurs (Vue
externe)
Panorama des modèles
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Niveau logique
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
hiérarchique
réseau
relationnel
Objet
Niveau Conceptuel
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
Modèle
Modèle
Modèle
Modèle
Modèle Entité-Association
Niveau physique
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Dépendant du SGBD
Enseignement des BDs
M1
L3
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Fondements
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
Analyse et conception
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
L2
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Théorie des bases de données (relationnelles)
Modèles, Méthodes
Outils informatiques
Développement
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Interrogation, mise à jour
Programmation
L3 (op)  Implémentation des SGBDs
M2  Administration des bases de données
Contenu du cours
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Eléments de la théorie des bases de
données : modèle relationnel
Manipulation des données : SQL
Programmation : PL/SQL
Gestion des transactions
Travaux pratiques : SGBD Oracle
Oracle via la WiFi
http://sciora.univ-bpclermont.fr:5560/isqlplus