Base de données

1. ____________________________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI
INTRODUCTION
AUX
BASES DE DONNÉES
Najib TOUNSI
Cours à l'usage des premières années informatique

2. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 1
SOMMAIRE
✔ Concepts de Bases
Base de Données
Système Gestion de Bases de Données
✔ Niveau Interne
Organisations des Fichiers H-Code, B-arbre, ISAM, Fichiers Indexes
✔ Modèles Relationnel de données
Structure de Données
Opérateurs de Manipulation
Contraintes Référentielles

3. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 2
CONCEPTS
DE BASE
✔ Ce qu'est une Base de Données
Fig. 1 - Schéma de Principe d'une BD

4. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 3
✔ Ce qu'est une Base de Données (BD)
Une base de données est une collection de données stockées dans des fichiers et
accessibles à la demande pour plusieurs utilisateurs et des besoins divers.
Ces données représentent des informations servant aux activités et au management d'une entreprise.
L'utilisateur dispose de moyens très élaborés pour effectuer un large éventail d'opérations:
- Créations de nouveaux fichiers,
- Consultation, ajout, modification ou suppression de données,
- Calculs et éditions de résultats.
- etc …
Les langages et les outils logiciels pour effectuer ces opérations sont évolués et très pratiques

5. ____________________________________________________________________________________________________________________
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Exemple: Soit le fichier concernant les employés d'une organisation
EMPLOYES
------------------------------------------------------
NUM NOM PRENOM SALAIRE SERVICE
-----------------------------------------------------
e01 benali ali 5500 personnel
e04 benamine amine 6000 personnel
e02 benhlima halima 5700 clients
e10 bennani anis 7000 fournisseurs
e23 benahmed ahmed 8500 clients
e24 bensaid saida 6600 personnel
e08 benazi aziz 7000 founisseurs
e06 bendaoud daoud 7000 clients
e20 bennouna anas 5400 clients
e14 benkacem kacem 7800 direction

6. ____________________________________________________________________________________________________________________
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✘ Exemples d'interrogations:
• Quel(le)s sont les personnes du service «clients»
SELECT *
FROM EMPLOYES
WHERE SERVICE = "clients"
Résultat:
---------------------------------------------------
NUM NOM PRENOM SALAIRE SERVICE
---------------------------------------------------
e02 benamina amina 5700 clients
e23 benahmed ahmed 8500 clients
e06 bendaoud daoud 7000 clients
e20 bennouna anas 5400 clients

7. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 6
• Afficher le nom de tous avec leur salaires
SELECT NOM, SALAIRE
FROM EMPLOYES
--------------------
NOM SALAIRE
--------------------
benali 5500
benamine 6000
benhlima 5700
bennani 7000
benahmed 8500
bensaid 6600
benazi 7000
bendaoud 7000
bennouna 5400
benkacem 7800
• Triés par salaire croissant
SELECT NOM, SALAIRE
FROM EMPLOYES
ORDER BY SALAIRE
--------------------
NOM SALAIRE
--------------------
bennouna 5400
benali 5500
benhlima 5700
benamine 6000
bensaid 6600
benazi 7000
bendaoud 7000
bennani 7000
benkacem 7800
benahmed 8500

8. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 7
– Idem mais pour les personnes du service clients
SELECT NOM, SALAIRE
FROM EMPLOYES
WHERE SERVICE = "clients"
ORDER BY SALAIRE
-----------------
NOM SALAIRE
-----------------
bennouna 5400
benamina 5700
bendaoud 7000
benahmed 8500

9. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 8
✘ Exemples d'interrogations avec calcul:
• Calculer le salaire moyen
SELECT AVG (salaire)
FROM EMPLOYES
-----
AVG
-----
7300
• Calculer le nombre d'employés
SELECT COUNT (*)
FROM EMPLOYES
-----
COUNT
-----
10

10. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 9
✘ Exemples de modifications:
• Remplacer le salaire de l'employé «e06» par 8000
UPDATE EMPLOYES
SET SALAIRE = 8000
WHERE NUM = "e06"
• Ajouter un nouvel employé
INSERT INTO EMPLOYES VALUES
("e09", "BenSalah", "Salah", 8500, "clients")

11. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 10
✔ Ce qu'est un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD)
Le SGBD, Système de Gestion de Bases de Données, est le logiciel intermédiaire entre
l'utilisateur et la base et qui est chargé de réaliser toutes les opérations s'effectuant sur la BD.
Niveau
ß
Logique
Niveau
ß
Physique
Fig. 2 -Un Système de Gestion de Bases de Données
L'utilisateur a une vision logique des données, qui lui permet de les manipuler aisément (langages et interfaces
de haut niveau) et de façon proche de ses besoins. C'est le SGBD qui se charge des considérations physiques
liées au stockage des données sur disque et de la façon de les retrouver ou modifier (cf. TP fichiers).
Le SGBD gère aussi les programmes que l'utilisateur développe et permet leurs exécutions à la demande.

12. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 11
✘ Rôle d'un SGBD:
Un SGBD est en général, multi utilisateurs, multitâches. Il
– Permet l'accès à la base à plusieurs utilisateurs simultanément
– Traite en les optimisant les requêtes utilisateurs
– Gère l'exécution cohérente de plusieurs programmes simultanés (accès concurrents)
– Assure l'intégrité la sécurité, et la protection des données
– Offre des moyens d'interaction, langages et interfaces, faciles à utiliser
F Langage base de Donnée (LBD), permet de définir et de manipuler des données dans une base.
Un LBD doit se conformer à un modèle de données évolué.
F Un modèle de Données permet à l'utilisateur de percevoir les données dans une forme plus simple,
par exemple des tables. (Forme dégagée des aspects techniques liés à la représentation en machine).
F Un LBD est suffisamment complet pour être utilisé seul et de façon interactive pour diverses requêtes.
F A cela s'ajoute la possibilité pour les non-initié(e)s de travailler sur la base via des interfaces conviviales
(menus, écrans de saisies, affichages de graphiques, éditions de rapport etc.)
Le SGBD contient les outils pour tout cela.

13. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 12
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 12
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
________________________________________________________________________________________________________________
Najib TOUNSI 13
Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
__________________________________________________________________________________________________________________
Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logiciell
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logiciell
interne.
Orientée Fichie
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logiciel
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logiciel
interne.
Orientée Fichi
Noyau
SGBD
Accès Disques
Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
!
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
!
Orientée
Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 12
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
____________________________________________________________________________________________________________________
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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
____________________________________________________________________________________________________________________
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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Noyau
SGBD
Accès Disques
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
!
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
!
Orientée
Fichiers
Langage d'accès unique (e.g. SQL)
____________________________________________________________________________________________________________________
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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
____________________________________________________________________________________________________________________
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✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Noyau
SGBD
Accès Disques
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
!
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
!
Orientée
Fichiers
Noyau
SGBD
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Noyau
SGBD
Accès Disques
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
!
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
!
Orientée
Fichiers
Accès Disques
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 12
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Outils d'exploitation interactive, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
____________________________________________________________________________________________________________________
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Noyau
SGBD
Accès Disques
✘ Structure Fonctionnelle d'un SGBD:
Niveau des utilisateurs et des applications
Outils d'Exploitation Conversationnelle, Programmation,
Outils 4e Génération etc...
Langage d'Accès Unique ( e.g SQL)
Noyau SGBD
Accès Disques
Base
de
Données
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
Externe.
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
Orientée Fichiers
Fig 4 Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
!
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
!
Orientée
Fichiers
Fig. 3 - Composants d'un SGBD.
Couche logicielle
externe.
ß
Orientée
utilisateurs
Couche logicielle
interne.
ß
Orientée
Fichiers

14. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 13
✘ Outils offerts par un SGBD:
✓ Interface SQL Interactive (ISQL):
C'est le moyen le plus simple d'accéder à une BD. On tape une requête et on a la réponse.
(SQL/PLUS Oracle, Commande MySQL MySQL, ModeSQL Access)
✓ Interface SQL Programmée (EmbeddedSQL ): (SQLPRO Oracle, ESQL Informix)
Besoin de programmation : On a un langage conventionnel dans lequel est incorporé le LBD
main() {…
scanf(données); /* début de programme*/
SELECT … FROM … WHERE…; /* accès à la BD /
printf(résulat);… /* suite de programme */
}
F SQL ANSI: SQL 80s SQL2 90s SQL3-Objet
Seules ces deux Interfaces sont standardisées

15. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 14
✓ Usage d'écrans de saisies/éditions (FORM):
Ecran formaté avec rubriques libellées et données correspondantes affichées.
Utilisateurs non informaticiens, Simplicité de manipulation.
Fig. 4 - Formulaire d’interrogation. On tape le n° département, son nom s’affiche,
on appuie sur calculer et la moyenne des salaires de ses employés s’affiche

16. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 15
✓ Edition de rapport (REPORT Writer):
Document chiffré (e.g. bilan, facture etc.) formaté contenant des données extraits de la BD.
Fig. 5 - Facture imprimée contenant des données calculées et extraites
d’une base de données

17. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 16
✘ Autres Outils :
✓ Outils d'éditions graphiques :
Histogrammes, Diagrammes sectoriels (camemberts), tableurs ...
✓ Langage de « 4e génération (L4G) »:
Langage de très haut niveau intégrant à la fois le LBD, les écrans, les Reports dans
un même environnement de programmation.
L Langages propriétaires
✓ Interfaces avec autres systèmes / Communication en réseau.
BD Réparties, Architectures Clients/Serveurs, Serveurs WEB …

18. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 17
✔ Pourquoi les Bases de Données (SGBD)
• Intégration et partage des données.
• Elimination (ou limitation) des redondances et des incohérences
(Intégrité des données)
• Rapprochement Users et Informations
• Indépendance Données/Programme.
– Niveau Physique :
Programmes indépendants des détails liés à l'organisation des fichiers et des méthodes d'accès etc …
– Niveau Logique :
BD conçue globalement, sans référence à un programme particulier. Chaque groupe d'utilisateurs peut
voir les données selon la forme désirée.
• Standardisation
• Contrôle Centralisé.
• What else …

19. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 18
✔ Architecture des systèmes BD
Cadre formel pour la conception de SGBD.
Fig. 6 - Architecture ANSI/SPARC Pour une BD

20. ____________________________________________________________________________________________________________________
© Najib TOUNSI 19
✔ Architecture des systèmes BD
✘ Schéma Conceptuel de Données: Représentation (abstraite) de tout le contenu de la base
Description de l'ensemble des informations dans le langage de définition de données.
✘ Schéma Interne : Représentation interne (concrète) de ce contenue.
gérée directement par le SGBD
✘ Schémas Externes (Vues externes) : Représentation de parties de la base.
Description des données telles qu'elles sont vues par un utilisateur (ou groupe).