BASES DE DONN‰ES Relationnelles - [Cedric] .Vertigo/CNAM, Paris 1 Slide 1 ENSTA, Paris BASES DE

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  • Vertigo/CNAM, Paris 1

    Slide 1

    ENSTA, ParisBASES DE DONNES Relationnelles

    P. Rigaux, M. Scholl et D. Gross-Amblard

    (rigauxscholl

    dgram)@cnam.fr

    2002/2003

  • Vertigo/CNAM, Paris 2

    Slide 2 INTRODUCTION

    Slide 3

    Objectif

    OBJECTIF:

    Comprendre et Maitriser la technologie relationnelle

  • Vertigo/CNAM, Paris 3

    Slide 4

    BIBLIOGRAPHIE

    Ouvrages en franais

    1. P. Rigaux, Cours bases de donnes, cedric/cnam.fr/vertigo voir support de cours.

    2. Date C.J, Introduction aux Bases de Donnes, Vuibert, 970

    Pages, Janvier 2001

    Ouvrages en anglais

    1. R. Ramakrishnan et J. Gehrke, DATABASE MANAGEMENT SYSTEMS,

    MacGraw Hill

    2. R. Elmasri, S.B. Navathe, Fundamentals of database

    systems, 3e dition, 1007 pages, 2000, Addison Wesley

    3. Ullman J.D. and Widom J. A First Course in Database

    Systems, Prentice Hall, 1997

    4. Garcia-Molina H., Ullman J. and Widom J., Implementation of

    Slide 5

    Database Systems, Prentice Hall, 1999

    5. Ullman J.D., Principles of Database and Knowledge-Base

    Systems, 2 volumes, Computer Science Press

    6. Abiteboul S., Hull R., Vianu V., Foundations of Databases,

    Addison-Wesley

    Le standard SQL

    1. Date C.J., A Guide to the SQL Standard, Addison-Wesley

    Trois Systmes

    1. Date C.J., A Guide to DB2, Addison-Wesley

    2. Date C.J., A Guide to Ingres, Addison-Wesley

    3. ORACLE version 7 Server Concepts Manual 1992 Oracle

  • Vertigo/CNAM, Paris 4

    Slide 6

    Plan

    Plan gnral du cours

    1. Modle et langages relationnels

    2. Aspects pratiques des SGB relationnels

    3. Aspects systmes des modles relationnels

    4. TP

    Plan des trois premiers cours:

    1. Introduction

    2. Modle relationnel

    3. Algbre Relationnelle

    4. Langage de requte SQL

    5. Techniques de stockage, organisation de fichiers

    6. Indexation des fichiers

    Slide 7

    Exemples dApplications

    1. CLASSIQUES Gestion (salaires, stocks, . . . ) Transactionnel (comptes, centrales dachat, . . . ) Rservations (avions, trains, . . . )

    2. PLUS RECENTES Librairie et commerce lectroniques (bibliothques, journaux,

    web, . . . ) Documentation technique (nomenclature, plans, dessins,. . . ) Multimdia (textes, images, son, vido, . . . ) Gographique (cartes routires, thmatiques,

    . . . ) Gnie Logiciel (programmes, manuels, . . . )

  • Vertigo/CNAM, Paris 5

    Slide 8

    Comment Stocker et Manipuler les Donnes?

    DONNES BASE DE DONNES (B.D.)

    Une B.D. est un GROS ENSEMBLE dinformations

    STRUCTURES mmorises sur un support

    PERMANENT.

    LOGICIEL SGBD

    Un Systme de Gestion de Bases de

    Donnes (SGBD) est un logiciel de HAUT NIVEAU qui

    permet de manipuler ces informations.

    Slide 9

    Diversit -> Complexit

    Diversit des utilisateurs, des interfaces et des Architectures:

    1. diversit des utilisateurs: administrateurs, programmeurs,

    non informaticiens, . . .

    2. diversit des interfaces: utilisateur final, langages BD, menus, saisies,

    rapports, . . .

    3. diversit des architectures : centralis, distribu,

    accs plusieurs bases htrognes accessibles

    par rseau, pair pair

  • Vertigo/CNAM, Paris 6

    Slide 10

    FONCTIONNALITS dun SGBD

    Chaque niveau du SGBD ralise un certain nombre de fonctions :

    NIVEAU PHYSIQUE

    Accs aux donnes, gestion sur mmoire secondaire

    (fichiers) des donnes, des index

    Partage de donnes et gestion de la concurrence daccs

    Reprise sur pannes (fiabilit)

    Distribution des donnes et interoprabilit (accs

    aux rseaux)

    Slide 11

    NIVEAU LOGIQUE

    Dfinition de la structure de donnes : Langage de

    Description de Donnes (LDD)

    Consultation et Mise Jour des donnes : Langages de

    Requtes (LR) et Langage de Manipulation de Donnes

    (LMD)

  • Vertigo/CNAM, Paris 7

    Slide 12

    Fonctionnalits du SGBD au NIVEAU EXTERNE

    Gestion des Vues

    Environnement de programmation (intgration avec un

    langage de programmation)

    Interfaces conviviales et Langages de 4e Gnration

    (L4G)

    Outils daides (e.g. conception de schmas)

    Outils de saisie, dimpression dtats

    Dbogueurs

    Passerelles (rseaux, autres SGBD,etc. . . )

    Slide 13

    En Rsum, on Veut Grer

    un GROS VOLUME DINFORMATIONS

    Persistantes (annes) et fiables (protection sur pannes)

    Partageables (utilisateurs, programmes)

    Manipules indpendamment de leur organisation

    physique

  • Vertigo/CNAM, Paris 8

    Slide 14 Dfinition du schma de donnes

    Slide 15

    Modles de donnes

    Un modle de donnes est caractris par :

    Une structuration des objets

    Des oprations sur ces objets

  • Vertigo/CNAM, Paris 9

    Slide 16

    Dans un SGBD, il existe plusieurs modles plus ou moins

    abstraits des mmes objets, e.g. :

    le modle conceptuel : la description du systme

    dinformation

    le modle logique : interface avec le SGBD

    le modle physique : fichiers

    ces diffrents modles correspondent aux niveaux

    dans larchitecture dun SGBD.

    Slide 17

    Modle Conceptuel: Exemple Entit-Association Modle trs abstrait, pratique pour :

    lanalyse du monde rel

    la conception du systme dinformation

    la communication entre diffrents acteurs de

    lentreprise

    Mais nest pas associ un langage.

    DONC UNE STRUCTURE

    MAIS PAS

    DOPRATIONS

  • Vertigo/CNAM, Paris 10

    Slide 18

    Modle logique

    1. Langage de dfinition de donnes (LDD) pour dcrire

    la structure.

    2. Langage de manipulation de donnes (LMD) pour

    appliquer des oprations aux donnes.

    Ces langages sont abstraits :

    1. Le LDD est indpendant de la reprsentation

    physique des donnes.

    2. Le LMD est indpendant de limplantation des

    oprations.

    Slide 19

    Les avantages de labstraction

    1. Simplicit daccs

    Les structures et les langages sont plus simples, donc

    plus faciles pour lusager non expert.

    2. INDPENDANCE PHYSIQUE.

    On peut modifier limplantation physique sans modifier les

    programmes dapplication

    3. INDPENDANCE LOGIQUE.

    On peut modifier les programmes dapplication sans toucher

    limplantation.

  • Vertigo/CNAM, Paris 11

    Slide 20

    HISTORIQUE DES SGBD

    chaque gnration correspond un modle logique

    Les premiers taient peu abstraits (navigationnels)

    60 S.G.F. (e.g. COBOL)

    mi-60 HIRARCHIQUE IMS (IBM) navigationnel

    RSEAU (CODASYL) navigationnel

    73-80 RELATIONNEL dclaratif

    mi-80 RELATIONNEL explosion sur micro

    Fin 80 ORIENT-OBJET dclaratif + navigationnel

    Fin 90 Objet-relationnel nouvelles appli

    2003 XML documents

    Slide 21 Oprations sur les donnes

  • Vertigo/CNAM, Paris 12

    Slide 22

    Exemples de questions (requtes) poses la base

    Insrer un employ nomm Jean

    Augmenter Jean de 10%

    Dtruire Jean

    Chercher les employs cadres

    Chercher les employs du dpartement comptabilit

    Salaire moyen des employs comptables, avec deux enfants,

    ns avant 1960 et travaillant Paris

    Les requtes sont mises avec un langage de requtes (SQL2, OQL, SQL3, XQUERY,

    etc.).

    Slide 23

    Le Traitement dune Requte ANALYSE SYNTAXIQUE

    OPTIMISATION

    Gnration (par le SGBD) dun programme optimis

    partir de la

    connaissance de la structure des donnes, de lexistence

    dindex, de statistiques sur les donnes.

    EXCUTION POUR OBTENIR LE RSULTAT.

    NB : on

    doit tenir compte du fait que dautres utilisateurs sont

    peut-tre en train de modifier les donnes quon interroge !

  • Vertigo/CNAM, Paris 13

    Slide 24

    Concurrence daccs et reprise sur pannes

    Plusieurs utilisateurs doivent pouvoir accder en mme temps

    aux mmes donnes. Le SGBD doit savoir :

    Grer les conflits si les deux font des mises--jour sur

    les mmes donnes.

    Offrir un mcanisme de retour en arrire si on dcide

    dannuler des modifications en cours.

    Restaurer la base et revenir un tat cohrent en cas de panne.

    Slide 25LE MODLE RELATIONNEL

    Prsentation Gnrale

  • Vertigo/CNAM, Paris 14

    Slide 26

    Exemple de Relation

    Loic

    Nadia

    Loic

    Julien

    Marie

    Espace

    Espace

    R5

    R25

    ZX

    1988

    1989

    1978

    1989

    1993

    VEHICULE Proprietaire Type Annee

    n-uplet

    Nom de la Relation Nom dAttribut

    Slide 27

    un exemple de conception (schma EA)

    PRIX

    FOURNITFOURNISSEURS PRODUITS

    QUANTITE BALANCE

    CLIENTSCOMMANDE

    C_ADRESSE

    FADRESSE

    FNOM PNOM

    NUM_COMDE NOM

  • Vertigo/CNAM, Paris 15

    Slide 28

    Reprsentation par un ensemble de relations

    FOURNISSEUR FNOM FADRESSE

    Abounayan 92190 Meudon

    Cima 75010 Paris

    Preblocs 92230 Gennevilliers

    Sarnaco 75116 Paris

    FOURNITURE FNOM PNOM PRIX

    Abounayan sable 300

    Abounayan briques 1500

    Preblocs parpaing 1200

    Sarnaco parpaing 1150

    Sarnaco ciment 125

    Slide 29

    COMMANDES NUM_COMDE NOM PNOM QUANTITE

    1 Jean briques 5

    2 Jean ciment 10

    3 Paul briques 3

    4 Paul parpaing 9

    5 Vincent parpaing 7

    CLIENTS NOM CADRESSE BALANCE

    Jean 75006 Paris -12000

    Paul 75003 Paris 0

    Vincent 94200 Ivry 3000

    Pierre 92400 Courbevoie 7000

  • Vertigo/CNAM, Paris 16

    Slide 30

    Retour sur le Modle EA

    1) En