La notion de fichier

École Technique de Zahlé – Classe de TS2 Informatique de Gestion
Cours de Base de Données
Cours préparé par : Joseph BARHOUM.
2009 - 2010
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Chapitre I : Les Systèmes de Gestion des Fichiers.
I-1 La notion de fichier
Comme avec plusieurs aspects de la vie humaine, la plupart des données présentes
entre elles un certain ordre naturel. Généralement, les données sont groupées sous
forme de fichiers ; étant la méthode d’organisation des données la plus simple et la pu
répandue en informatique.
II- Définitions
II-1 Fichier
Un fichier renferme un ensemble d'informations plus ou moins structurés, se rapportant
à un groupe d’individus ou d’objets. On ne parle cependant de fichier que dans le cas où
ces informations sont stockées sur des supports qui leur permettent une durée de vie
assez longue, et ce sans avoir besoin de trop d'entretien, comme, par exemple, les
disquettes ou les bandes magnétiques. Les fichiers peuvent contenir absolument tous
les types de données que l'on veut.
Ainsi, toutes les informations concernant les employés d’une entreprise peuvent être
groupées dans un fichier « Personnel » de l’entreprise.
Un fichier est un groupe organisé et structuré d’articles de la même nature. Ainsi ,
chaque fichier est divisé en plusieurs articles.
II-2 Article
L’article (ou enregistrement logique) d’un fichier donné contient toutes les informations
relatives au même individu ou bien au même objet. C’est l'ensemble minimum de
données qui peut être manipulé par une seule opération élémentaire du fichier. Il est
souvent constitué de diverses données élémentaires, que l'on peut décrire dans le
langage de programmation utilisé, comme le montre la figure 1-1. Dans cet exemple, le
fichier est constitué d'une collection d'enregistrements qui ont la structure d'EMPLOYE.
II-3 Champ
01 EMPLOYE
02 NOM PICTURE X(30)
02 PRENOM PICTURE X(20)
02 NUM-S-S
03 SEXE PICTURE 9
03 DATE-NAISSANCE
04 ANNEE PICTURE 99
04 MOIS PICTURE 99
03 ADRESSE
04 REGION PICTURE 99
04 VILLE PICTURE 999
02 CODE-INTERNE PICTURE 9999
Fig. 1-1. Exemple de description en COBOL d'un enregistrement logique

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Un attribut (ou attribut) est une variable qui renseigne sur une caractéristique d'une
entité. C’est un groupe d’informations élémentaires. Par exemple l’adresse dans le
fichier « Personnel » constitue une donnée qui rassemble plusieurs informations
élémentaires : Région et Ville.
Le Num-S-S représente un sous article du fichier « Personnel ». Un article alors peut
être divisé en différents niveaux de champs (ou sous articles).
Un caractère correspond au groupe de bits le plus petit (0, 1).
Une zone ou un mot correspond à un groupe de caractères successifs représentant les
informations accessibles dans l’opération de traitement.la longueur d’une zone est le
nombre de caractère de cette zone.
Ainsi :
Groupe de Caractères  Zone ou Mot.
Groupe de Mots  Champ.
Groupe de Champs  Article.
Groupe d’Article  Fichier.
II-4 Domaine de l'attribut
Le domaine de l'attribut est l'ensemble des valeurs qu'il peut prendre. Pour un attribut de
type nominal (par exemple : nom, occupation, type de culture), le domaine est défini par
un ensemble de valeurs possibles (l'ensemble des types de cultures possibles dans une
région). Cet ensemble est habituellement fini mais est parfois difficile à cerner (domaine
des noms de familles). Pour les attributs de type quantitatif (pente, température, âge), le
domaine se définit souvent par des bornes minimales et maximales. Le respect du
domaine des attributs contribue grandement à l'intégrité référentielle. Il est d'usage de
créer une table contenant l'ensemble des valeurs du domaine d'un attribut de type
nominal afin d'offrir à la personne qui saisit les données une liste correcte des valeurs
possibles. Il s'agit alors d'une table de consultation.
III- Les structures des Fichiers
III-1 Les fichiers séquentiels
Les fichiers à organisation séquentielle représentent la forme la plus simple de stockage
d’informations en mémoire de masse. On place dans le fichier les enregistrements les
uns derrière les autres au fur et à mesure de leur saisie.
La saisie d’un enregistrement se fera toujours en fin du fichier.
L'accès à un enregistrement de rang n ne peut se faire que par le parcours des n-1
précédents (parcours séquentiel).
L’accès séquentiel est l’unique accès possible sur un fichier à organisation séquentiel.
Avantage : simplicité de mise en place et d’utilisation.
Inconvénient : lenteur d’accès à l’information.
III-2 Les fichiers directes
Fig. 1-2.Organisation séquentielle d’un fichier.

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Ce type d’organisation de fichier est plus efficace lorsqu’on désire obtenir des
enregistrements particuliers. Les enregistrements sont stockés sur un disque à une
adresse particulière qui peut être déterminée à partir de leur champ clé. Cette adresse
est calculée via une technique connue sous le nom de HASHING. Ces programmes de
hashing transforment par des opérations mathématiques, la valeur numérique du champ
clé en une adresse particulière de stockage. Ces programmes sont utilisés
premièrement pour stocker les enregistrements, puis pour les accéder ailleurs.
Ces fichiers sont stockés seulement sur disques.
Avantage : localisation rapide des enregistrements donnés.
Inconvénient : couteux, besoin d’un très grand espace de stockage. Et pas trop
efficace quant aux grand nombre de modifications et
d’enregistrements.
III-3 Les fichiers séquentiels indexes
C’est un compromis entre l’organisation directe des fichiers et l’organisation
séquentielle. Les enregistrements sont stockés dans un fichier selon un ordre
séquentiel. Un tableau d’index est utilisé pour localiser les enregistrements. Dans ce
tableau on trouve les clés de chaque enregistrement ainsi que leur adresse
correspondante sur le disque. Ainsi, pour trouver un enregistrement donné dans un
fichier indexé séquentiel, une recherche dans le tableau d’index est effectuée pour
trouver la clé de l’enregistrement donné, puis une fois trouvé, la valeur de l’adresse
physique sur le support est connue, et l’enregistrement est trouvé.
Remarque : la clé d’index que l’on peut nommer clé primaire est identifiante : elle
identifie de façon unique l’enregistrement auquel elle appartient.
Donc une clé d’index ou clé primaire caractérise la connaissance d’un seul
enregistrement dans un fichier à organisation séquentielle indexée.
Avantage : Accès sélectif rapide à un enregistrement à partir de la valeur
de sa clé.
Accès séquentiel efficace selon l’ordre des clés.
Taille du fichier variable au cours du temps.
Inconvénient : Insertions / suppressions parfois coûteuses en E/S.
Fig. 1-3.Organisation Directe d’un fichier.
Fig. 1-4.Organisation Séquentielle Indexée d’un fichier.

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Fig. 1-5.Différents types d’index.

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Dans cette organisation (séquentielle indexée), la clé est composée d’un ou plusieurs
attributs; elle est un identifiant des enregistrements du fichier (pas de doubles).
L’index plus les enregistrements du fichier constituent un B−arbre. Les enregistrements
sont donc triés selon l’ordre de la clé. On dit que l’index est "plaçant". L’accès séquentiel
selon l’ordre des clés est très efficace.
Les index secondaires
Objectif: permettre l’accès par plusieurs attributs (ou groupes d’attributs) différents et qui
ne sont pas nécessairement identifiants. Par exemple sur un fichier des étudiants,
accéder par le nom (homonymes possibles), par l’année de naissance, ...
Pour chaque attribut (ou groupe d’attributs), appelé clé secondaire, on crée un index
(avec plusieurs entrées de même valeur de clé dans le cas de clé non identifiante)
organisé en B−arbre. Ces index sont appelés index secondaires ou fichiers inversés. Ils
ne sont ni plaçants, ni denses.
Exemple:
Avantage des index secondaires: Plusieurs accès sélectifs selon des clés différentes
possibles, en plus des accès dus à l’organisation de base du fichier.
Inconvénients: Multiplier les index secondaires multiplie les E/S lors des mises à
jour des fichiers.
de
Arbre B+
Les fichiers séquentiels indexés perdent leurs performances quand leur taille grandit. On
propose donc des organisations différentes tels que les fichiers indexés par arbre B+ (B
Balanced, équilibré) , qui sont très utilisés si l’on a des modifications fréquentes. Ils sont
efficaces, quelque soit les opérations d'insertion ou d'effacement de données. Servitude
lors des opérations d'insertion ou de suppression. Un arbre B+ est sous la forme d'un
arbre équilibré.
Arbre B
Les fichiers indexés par arbre B ont le même aspect que les arbres B+ mais les
redondances des clés de tri sont éliminés.
Néanmoins la structure des nœuds non terminaux est différente. Il y a moins de nœuds
que les arbre B+. Dans le cas d'une recherche, on n’est pas obligé d'aller au bout d'un
chemin.
L’accès aux données :
Les données stockées en mémoire sont perdues dès la sortie du programme. Les
fichiers sur support magnétique (bande, disquette, disque) sont par contre conservables,
mais au prix d'un temps d'accès aux données très supérieur. On peut distinguer les
fichiers séquentiels (on accède au contenu dans l'ordre du stockage) ou à accès direct