Cours Base de Données et langage SQL

Plan de cours

• Introduction aux bases de données
• Notion de base de données
• Modèle de base de données
• Système de gestion de base de données (SGBD)
• Éléments constitutifs du modèle entités-associations
• Entité
• Association ou relation
• Cardinalité
• Élaboration d’un modèle entités-associations
• Étapes de conceptions d’un modèle entités-associations
• Normalisation
• Troisième forme normale
• Algèbre relationnelle
• PostgreSQL

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10CHAPITRE 1. INTRODUCTION AUX BASES DE DONNÉES {S1}Enjeux Les bases de données ont pris une place importante en informatique, et particulièrement dans ledomaine de la gestion. L’étude des bases de données à conduit au développement de concepts, méthodeset algorithmes spéciques, notamment pour gérer les données en mémoire secondaire ( i.e.disques durs) 2.En e et, dès l’origine de la discipline, les informaticiens ont observé que la taille de la RAM ne permettaitpas de charger l’ensemble d’une base de données en mémoire. Cette hypothèse est toujours vériée carle volume des données ne cesse de s’accroître sous la poussée des nouvelles technologies du WEB.Ainsi, les bases de données de demain devront être capables de gérer plusieurs dizaines de téra-octets de données, géographiquement distribuées à l’échelle d’Internet, par plusieurs dizaines de milliersd’utilisateurs dans un contexte d’exploitation changeant (on ne sait pas très bien maîtriser ou prédire lesdébits de communication entre sites) voire sur des nœuds volatiles. En physique des hautes énergies, onprédit qu’une seule expérience produira de l’ordre du péta-octets de données par an.Comme il est peu probable de disposer d’une technologie de disque permettant de stocker sur ununique disque cette quantité d’informations, les bases de données se sont orientées vers des architecturesdistribuées ce qui permet, par exemple, d’exécuter potentiellement plusieurs instructions d’entrée /sortieen même temps sur des disques di érents et donc de diviser le temps total d’exécution par un ordre degrandeur.1.1.2 Modèle de base de donnéesModèle hiérarchique Une base de données hiérarchique est une forme de système de gestion de base de données qui lie desenregistrements dans une structure arborescente de façon à ce que chaque enregistrement n’ait qu’unseul possesseur (par exemple, une paire de chaussures n’appartient qu’à une seule personne).Les structures de données hiérarchiques ont été largement utilisées dans les premiers systèmes degestion de bases de données conçus pour la gestion des données du programme Apollo de la NASA.Cependant, à cause de leurs limitations internes, elles ne peuvent pas souvent être utilisées pour décriredes structures existantes dans le monde réel.Les liens hiérarchiques entre les di érents types de données peuvent rendre très simple la réponse àcertaines questions, mais très di cile la réponse à d’autres formes de questions. Si le principe de relation« 1 vers N » n’est pas respecté (par exemple, un malade peut avoir plusieurs médecins et un médecin a,a priori , plusieurs patients), alors la hiérarchie se transforme en un réseau.Modèle réseau Le modèle réseau est en mesure de lever de nombreuses di cultés du modèle hiérarchique grâce àla possibilité d’établir des liaisons de type n-n, les liens entre objets pouvant exister sans restriction. Pourretrouver une donnée dans une telle modélisation, il faut connaître le chemin d’accès (les liens) ce quirend les programmes dépendants de la structure de donnéesCe modèle de bases de données a été inventé par C.W. Bachman. Pour son modèle, il reçut en 1973 leprix Turing.Modèle relationnel Une base de données relationnelle est une base de données structurée suivant les principes del’algèbre relationnelle.Le père des bases de données relationnelles est Edgar Frank Codd. Chercheur chez IBM à la ndes année 1960, il étudiait alors de nouvelles méthodes pour gérer de grandes quantités de donnéescar les modèles et les logiciels de l’époque ne le satisfaisait pas. Mathématicien de formation, il étaitpersuadé qu’il pourrait utiliser des branches spéciques des mathématiques (la théorie des ensembles 2Il faut savoir que les temps d’accès à des disques durs sont d’un ordre de grandeur supérieur (disons 1000 fois supérieur)aux temps d’accès à la mémoire RAM. Tout gestionnaire de base de données doit donc traiter de manière particulière les accès auxdisques.