Institut National de formation en Informatique       Cours de bases de données          Réalisé par: Groupe n° 1     Année...
Introduction   Les Bases de Données occupent aujourdhui une place de plus en    plus importante dans les systèmes informa...
Définition   Le premier système de base de données a été conçu    pour la gestion des données du programme Apollo (de    ...
Exemples  IMS:c’est un SGBD très répandu dans les applications de   production, créé par IBM en 1966 pour le programme   ...
Concepts   Les concepts de base du modèle    hiérarchique sont :   1/ le champ:    Plus petite unité de données    possé...
2/ le segment (article) :   "C’est une collection de champs, portant    un nom et constituant lunité déchange    entre la...
   les segments sont reliés par des    liens de 1 vers N qui à un segment    père font correspondre N    segments fils. ...
3/Les liens:   Ce sont des liens de 1 vers    N,orientés du père vers les fils(de    haut en bas),ces liens ne sont pas  ...
4/La racine:   C’est le segment qui se trouve au    sommet de la hiérarchie,    elle ne possède pas de père.             ...
5/La feuille:   Segment ne possédant pas de fils.                     produit       fournisseur             dépôt
6/L’arbre de segments(occurrence hiérarchique):   "Collection de segments reliés par    des associations père-fils organi...
7/la base de donneeshiérarchique:   Une base de données hiérarchiques    peut étre considérée comme un    ensemble d’arbr...
RèglesR1:   Entre toute paire de type    enregistrement (Ri,Rj) il y a au plus    un lien Li,j.
Ex:            UNIVERSITE   FAC                     FACPHARMACIE                MEDECINE
UNIVERSITE               UNIVERSITE  FAC           FAC                     FACMEDECINE     PHARMACIE                MEDECINE
R2:   Aucun lien n’est possible entre deux    enregistrements(Ri,Ri:de meme    niveau).
Ex:            UNIVERSITE   FAC                     FACPHARMACIE                MEDECINE
FACMEDECINE           UNIVERSITE   FAC         FAC            FACPHARMACIE   PHARMACIE       MEDECINE
R3:    Chaque lien Lij correspond à une    associaton 1-N (parent-enfant).
Ex:              Université              DépartementChef.depart   Professeur    Etudiant                Cours        Projet
R4:   Une entité n’a au plus qu’un parent.
Ex:          laboratoire         departement  Chef.depart        chercheur            projet               local
laboratoire                                       laboratoire       departement                                       labo...
Modèle conceptuelassocié                       Racine                 A                B         C                D   Pou...
Manipulation   Les données sont représentées sous forme d’une    structure arborescente d’enregistrements. Ceci    entraî...
Considérons la base hiérarchique suivante :
1. Accès direct :Principe : Trouver toutes les caractéristiques d’un segment donné par son   chemin d’accès complet.Exemp...
2. Accès séquentiel :Principe :    Parcourir tous les descendants d’un père donné par son identifiant et    son chemin d’...
3. Accès séquentiel sous unmême parent :Principe :    parcourir les descendants d’un père donné par son identifiant et so...
3. Insertion :Objectif :   insérer un nouvel élément cest-à-dire un  nouveau fils pour un pére donné par sa clé.Exemple :...
4. Suppression :Objectif :     Suppression d’un segment dont on spécifie le   chemin, par conséquent la suppression de to...
5. Remplacement :Objectif :  effectuer des modifications sur un segment  donné par son chemin complet.Exemple :GET HOLD U...
Forme linéaire d’un schémahiérarchique :•   Certains langages de manipulation    reposent sur une exploration linéaire.•  ...
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Avantages1/Simple.2/Implémentation facile(juste des relations 1-N).3/Rapidité d’accès et de lecture.4/L’accès aux données ...
Inconvénients1/Redondance: Le modèle est incapable de  représenter les liens N:M(possible de les représenter par la  dupl...
2/Anomalie de destruction :    la destruction d’un nœud cause    l’élimination de ses successeurs:     tree traversal : ...
3/Anomalie d’insertion:   impossible d’insérer des données    sans successeur .      Il faut trouver un nœud parent pour...
4/Les requêtes sont limitées auxrelations explicitement définiesdans la hiérarchie:   Les critères de recherche sont    t...
5/S’applique mal auxquestions géographique:   où les relations sont multiple    sens et où les requêtes ne sont    pas co...
Conclusion   Le modèle hiérarchique a été longtemps considéré comme    le seul modèle permettant aux SGBD d’atteindre des...
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Base de données

  1. 1. Institut National de formation en Informatique Cours de bases de données Réalisé par: Groupe n° 1 Année Universitaire: 2007/2008
  2. 2. Introduction Les Bases de Données occupent aujourdhui une place de plus en plus importante dans les systèmes informatiques,et sont structurées d’après des modèles Un modèle (informatique) est une abstraction dont les priorités assurent:- l’intégrité : toute action sur le modèle se répercute sur les données.- La progammabilité de la structure proposée.- la cohérence : les données ne sont pas contradictoires,manquantes,floues,incertaines… Il existe plusieurs types de bases : hiérarchiques, réseaux, relationnelles, objet, semi structurées... L’objet de notre exposé d’aujourd’hui est le 1er modèle créé « Le modèle hiérarchique » .
  3. 3. Définition Le premier système de base de données a été conçu pour la gestion des données du programme Apollo (de IBM). Une base de données hiérarchique est une base de données dont le système de gestion lie les enregistrements dans une structure arborescente où chaque enregistrement na quun seul possesseur.
  4. 4. Exemples IMS:c’est un SGBD très répandu dans les applications de production, créé par IBM en 1966 pour le programme APOLLO.(sert toujours à près de 200 millions d’utilisateurs par jour). System 2000(1967) sur divers materiels:IBM,UNIVAC,CDC. ADABAS,(AG software,fin des années 70),fonctionne toujours aujourd’hui et réalise des recherches à grande vitesse.
  5. 5. Concepts Les concepts de base du modèle hiérarchique sont : 1/ le champ: Plus petite unité de données possédant un nom.
  6. 6. 2/ le segment (article) : "C’est une collection de champs, portant un nom et constituant lunité déchange entre la base de données et les applications". Les champs dun segment sont tous au même niveau, si bien quune occurrence de segment est parfois qualifiée darticle plat. un segment a un champ discriminant appelé CLE. la valeur de la clé permet alors de déterminer une occurrence unique dans le segment.
  7. 7.  les segments sont reliés par des liens de 1 vers N qui à un segment père font correspondre N segments fils. ainsi, un segment possède en général plusieurs segments descendants mais un seul et unique segment père.
  8. 8. 3/Les liens: Ce sont des liens de 1 vers N,orientés du père vers les fils(de haut en bas),ces liens ne sont pas nommés.
  9. 9. 4/La racine: C’est le segment qui se trouve au sommet de la hiérarchie, elle ne possède pas de père. produit fournisseur dépôt
  10. 10. 5/La feuille: Segment ne possédant pas de fils. produit fournisseur dépôt
  11. 11. 6/L’arbre de segments(occurrence hiérarchique): "Collection de segments reliés par des associations père-fils organisée sous forme dune hiérarchie". chaque arbre possède un segment racine unique, des segments internes et des segments feuille, le niveau dun segment caractérise sa distance de la racine.
  12. 12. 7/la base de donneeshiérarchique: Une base de données hiérarchiques peut étre considérée comme un ensemble d’arbres,encore appelé foret,dont les nœuds sont des segments,les arbres sont en principe indépendants.
  13. 13. RèglesR1: Entre toute paire de type enregistrement (Ri,Rj) il y a au plus un lien Li,j.
  14. 14. Ex: UNIVERSITE FAC FACPHARMACIE MEDECINE
  15. 15. UNIVERSITE UNIVERSITE FAC FAC FACMEDECINE PHARMACIE MEDECINE
  16. 16. R2: Aucun lien n’est possible entre deux enregistrements(Ri,Ri:de meme niveau).
  17. 17. Ex: UNIVERSITE FAC FACPHARMACIE MEDECINE
  18. 18. FACMEDECINE UNIVERSITE FAC FAC FACPHARMACIE PHARMACIE MEDECINE
  19. 19. R3: Chaque lien Lij correspond à une associaton 1-N (parent-enfant).
  20. 20. Ex: Université DépartementChef.depart Professeur Etudiant Cours Projet
  21. 21. R4: Une entité n’a au plus qu’un parent.
  22. 22. Ex: laboratoire departement Chef.depart chercheur projet local
  23. 23. laboratoire laboratoire departement laboratoireChef.depart chercheur projet local
  24. 24. Modèle conceptuelassocié Racine A B C D Pour un nœud donné ,un seul nœud père. Chaque nœud est une famille d’objets.
  25. 25. Manipulation Les données sont représentées sous forme d’une structure arborescente d’enregistrements. Ceci entraîne le fait que leur manipulation se fait exactement de la même façon avec laquelle on manipule les fichiers structurés en arbres. Le principe de la manipulation dune base hiérarchique (nous prenons ici lexemple de DL1 de IBM) consiste à parcourir en profondeur la structure arborescente : on part de la racine et on visite successivement tous les fils depuis le fils gauche jusquau droit.
  26. 26. Considérons la base hiérarchique suivante :
  27. 27. 1. Accès direct :Principe : Trouver toutes les caractéristiques d’un segment donné par son chemin d’accès complet.Exemple :Caractéristiques d’une pièce dont on donne l’identifiant :GET UNIQUE SERVICE PIECE (NUMPIE= identifiant)Résultat : On indique le chemin hiérarchique complet. Sil existe plusieurs pièces portant le même numéro, cest la première rencontrée qui est sélectionnée.
  28. 28. 2. Accès séquentiel :Principe : Parcourir tous les descendants d’un père donné par son identifiant et son chemin d’accès.Exemple:GET UNIQUE SERVICE PIECE (NUMPIE=identifiant) FOURNISSEUR while DB-STATUS=0 do begin GET NEXT FOURNISSEUR EndRésultat : Caractéristiques de tous les fournisseurs à partir de la pièce dont on précise l’identifiant.
  29. 29. 3. Accès séquentiel sous unmême parent :Principe : parcourir les descendants d’un père donné par son identifiant et son chemin d’accès, et donner toutes leurs propriétés.Exemple :GET UNIQUE SERVICE (NOMSER=SECURITE)PIECE(NUMPIE=identifiant) while DB-STATUS=0 do begin GET NEXT WITHIN PARENT FOURNISSEUR EndRésultat : Noms et adresses des fournisseurs de la pièce dont on donne l’identifiant pour le service SECURITE.
  30. 30. 3. Insertion :Objectif : insérer un nouvel élément cest-à-dire un nouveau fils pour un pére donné par sa clé.Exemple :INSERT SERVICE PIECE (NUMPIE=identifiant) FOURNISSEURRésultat : Insérer un nouveau fournisseur pour la pièce dont on donne l’identifiant
  31. 31. 4. Suppression :Objectif : Suppression d’un segment dont on spécifie le chemin, par conséquent la suppression de tous ses descendants.Exemple : GET HOLD UNIQUE SERVICE PIECE(NUMPIE=identifiant)DELETERésultat : Supprimer la pièce dont on spécifie la clé ainsi que ses descendants.
  32. 32. 5. Remplacement :Objectif : effectuer des modifications sur un segment donné par son chemin complet.Exemple :GET HOLD UNIQUE SERVICE PIECE (NUMPIE=clé) Effectuer la modification dans la zone E/SREPLACERésultat : Modifier la désignation de la pièce donnée par clé.
  33. 33. Forme linéaire d’un schémahiérarchique :• Certains langages de manipulation reposent sur une exploration linéaire.• Cette exploration est donnée par le parcours préordre de l’arbre de segments.
  34. 34. Ex: A  Le parcours correspondant est: A,B,F,G,H,C,I,D,E. B C D EF G H I
  35. 35. Exemple de descriptionavec IMS/DL1 :1 DBD NAME=SERVICEDB, ACCESS=HDAM 2 SEGM NAME=SERVICE, BYTES=30 Interprétation: 3 FIELD NAME=(NOMSER, SEQ), BYTES=15, START=1 4 FIELD NAME=RESPONSABLE, Lignes 1 à 7 : Déclaration BYTES=15, START=16 5 SEGM NAME=PIECE, BYTES=40, des différents segments. PARENT=SERVICE 6 FIELD NAME=(NUMPIE, SEQ), Lignes 8 à 10 :description BYTES=10, START=1 du segment 7 FIELD NAME=DESIGNATION, BYTES=30, START=11 FOURNISSEUR. 8 SEGM NAME=FOURNISSEUR, BYTES=40, PARENT=PIECE 9 FIELD NAME=(NOMFOUR, SEQ, M), Lignes 11 à 14 : BYTES=15, START=1 10 FIELD NAME=ADRESSE, BYTES=25, description du segment START=16 EMPLOYE. 11 SEGM NAME=EMPLOYE, BYTES=45, PARENT=SERVICE 12 FIELD NAME=(NUEMP, SEQ), BYTES=10, START=1 Lignes 15 à 17 : indication 13 FIELD NAME=NOM, BYTES=25, START=11 de fin de description et 14 FIELD NAME=SALAIRE, BYTES=10, fin de programme. START=36 15 DBDGEN 16 FINISH
  36. 36. Avantages1/Simple.2/Implémentation facile(juste des relations 1-N).3/Rapidité d’accès et de lecture.4/L’accès aux données se fait de manière prédictible dans le modèle hiérarchique  optimisation par le SGBD.5/Efficace pour des données très structurées.
  37. 37. Inconvénients1/Redondance: Le modèle est incapable de représenter les liens N:M(possible de les représenter par la duplication de données).
  38. 38. 2/Anomalie de destruction : la destruction d’un nœud cause l’élimination de ses successeurs:  tree traversal : efface les données ainsi que la structure:si on ne permet pas la valeur « NULL »(IMS).  general selection : efface les données mais garde la structure(SYSTEM 2000).
  39. 39. 3/Anomalie d’insertion: impossible d’insérer des données sans successeur .  Il faut trouver un nœud parent pour ajouter ou insérer des enregistrements (sauf si c’est à la racine).
  40. 40. 4/Les requêtes sont limitées auxrelations explicitement définiesdans la hiérarchie: Les critères de recherche sont très restreints.
  41. 41. 5/S’applique mal auxquestions géographique: où les relations sont multiple sens et où les requêtes ne sont pas connues à l’avance .
  42. 42. Conclusion Le modèle hiérarchique a été longtemps considéré comme le seul modèle permettant aux SGBD d’atteindre des performances exigées en production, et possédant la performance de traiter rapidement des informations organisées sous formes d’une hiérarchie stricte. Certains d’entre eux autorisaient les liens entre arbres pour permettre de modéliser des associations de 1 vers N sans avoir a dupliquer des segments. tout segment d’un arbre peut alors pointer vers un segment d’un autre arbre. cela peut être limité à un seul pointeur par segment:on parle ici de lien frère, pour distinguer ce lien du lien vers le fils. on aboutit alors à des modèles hiérarchiques étendus dont les possibilités se rapprochent de celles du modèle réseau, dont la nécessité fut ressentie après constatation des restrictions et des inconvénients du modèle hiérarchique.

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