Cours bases de données

1. 1
Professeur :
M. K. MANSOURI

2. 2
I. Introduction aux Bases de Données
Bases de Données - Sommaire
 Qu’est ce qu’une Base de Données (BD) ?
 Cycle de vie d ’une base de données
 Qu’est ce qu’un Système de Gestion de Bases
de Données (SGBD)?
 Caractéristiques d ’un SGBD
II. Fondement du Modèle Relationnel
 Définition du modèle
 Algèbre relationnelle
 SGBD Relationnels
 Buts recherchés des DB
 Avantages de l ’approche BD
 Architecture d ’un SGBD

3. 3
Objectifs
 Savoir les concepts et les méthodes utilisés
pour la conception d ’une BD
 Utiliser le SGBD ACCESS

4. 4
I.1 Qu’est ce qu’une Base de Données
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Définition
“collection de données enregistrées ensemble,
sans redondance inutiles, pour servir plusieurs
applications, on y enregistre les données de façon
à ce qu’elles soient indépendantes des
programmes qui les utilisent, on utilise une
approche commune et contrôlée pour ajouter,
supprimer, modifier, retrouver des données”

5. 5
I.1 Qu’est ce qu’une Base de Données (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
BD = Ensemble d ’informations sur un sujet qui est :
 Cohérent et Intégré : les données sont structurés sur
des définitions claires et non ambiguës
 Partagé : Les données peuvent être utilisées par
plusieurs utilisateurs
 Non redondant : chaque donnée ne doit être
présentée qu’une seule fois

6. 6
I.1 Qu’est ce qu’une Base de Données - Exemples
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Gestion de personnels, étudiants, cours, inscriptions
d ’une université ou d ’une école
 Système de réservation de places d ’avions dans une
compagnie arienne
 Gestion des comptes - clients dans une société
bancaire
 .… etc.
 Système de gestion des commandes des clients dans
une société de vente

7. 7
I.2 Buts recherchés des DB
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Répondre aux évolutions :
 Des entreprises :
 Des Technologies :
 Des systèmes d’exploitations et des architectures
matérielles
 Volume important de données
 Données centralisées ou réparties
 Données doivent être accessible en temps utile
 Accroissement des performances
 Diminution des coûts

8. 8
I.3 cycle de vie d’une BD
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Une BD passe par quatre phases :
 Conception de la BD
 Implantation de la BD dans un SGBD
 Utilisation de la BD
 Maintenance de la BD

9. 9
I.3 cycle de vie d’une BD - Conception de la BD
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Représentation du monde réel par un schéma en
utilisant une démarche de modélisation :
Modèle Entités-Association
Schéma
conceptuel
Analyse
conceptuelle
Énoncé

10. 10
I.3 cycle de vie d’une BD - Conception de la BD (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Cette phase d ’analyse conceptuelle consiste à :
 faire l ’inventaire des données dont on élimine les
redondances, les synonymes et les polysèmes
 définir les entités ayant une existence visible
 définir les identifiants des entités

11. 11
I.3 cycle de vie d’une BD - Conception de la BD (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Cette phase d ’analyse conceptuelle consiste à (suite) :
 définir les associations entre ces entités
 définir les cardinalités précisant les participations
d ’une occurrence d ’une entité à une association.
 Préciser les règles et contraintes de gestion

12. 12
I.3 cycle de vie d’une BD - Conception de la BD (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Énoncé
Objectifs Perception
Monde réel
Problème :
Faire l ’inventaire de toutes les personnes possédant des voitures

13. 13
I.3 cycle de vie d’une BD - Conception de la BD (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Schéma
conceptuel
Possède1-N 1-1
Analyse
conceptuelle
Personnes Voitures
Énoncé
Objectifs? Perception
Monde réel
Règles :
• Seules les voitures dont la modèle est >=1990 sont considérés
• Seules les personnes qui habitent à Casa sont concernées
N° plaque
Marque
Modèle
...
N° CIN
Nom
Adresse
...
..

14. 14
I.3 cycle de vie d’une BD - Implantation de la BD
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Concevoir un schéma interne unique représentatif du
schéma conceptuel et représentable par un SGBD
modèle Entité-Association
Modèle relationnel

15. 15
NumMatr
Nom
Nom
Localité
Téléphone
POLICLINIQUE
.
.
MEDCINS
.
SPECIALITE
Valeur .Travaille
Possède
0-N 0-N
I.3 cycle de vie d’une BD - Implantation de la BD
Exemple Policlinique
BD - I. Introduction aux Bases de Données
Modèle Entité-Association
0-N 0-N

16. 16
TRAVAIL
Nom NumMatrLocalité
POSSESSION
NumMatr Valeur
MEDECIN S
NumMatr Nom
POLICLINIQUE
Nom TéléphoneLocalité
SPECIALITE
Valeur
Modèle Relationnel
I.3 cycle de vie d’une BD - Implantation de la BD
Exemple Policlinique
BD - I. Introduction aux Bases de Données

17. 17
I.3 cycle de vie d’une BD - Implantation de la BD (suite)
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Transmission de ce schéma au SGBD en utilisant un
langage de description de données DDL
 Niveau visuel ne nécessitant aucune programmation
 Niveau programmation en utilisant SQL
(Structured query language : langage structuré pour les requêtes)

18. 18
I.3 cycle de vie d’une BD - Utilisation de la DB
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Interrogation et mise à jour de la base en utilisant un
langage de manipulation de données (DML). Ce
langage permet de créer :
 Des requêtes d ’interrogation : sélection de
données
 Des requêtes mise à jour des données :
 Ajout,
 suppression,
 modification

19. 19
I.3 cycle de vie d’une BD - Maintenance de la DB
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Deux types de maintenance :
 Corrective : supprimer les données
polluantes, redondantes
 Evolutive : Faire évoluer la structure des
données en ajoutant de nouvelles propriétés

20. 20
 Accès à l'information rapide et facile.
I.4 Avantages d'une base de données
BD - I. Introduction aux Bases de Données
 Toute l'information se retrouve à une seule place dans
une base de données.
 Plus besoin d'essayer de regrouper l'information qui
provient de plusieurs sources.
 Recherche facile.
 Meilleure gestion des données.

21. 21
Définition
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.5 Qu’est ce qu’un Système de Gestion de Bases de
Données (SGBD) ?
SGBD = ensemble d'outils logiciels permettant
la création, l'utilisation, l ’administration et
la maintenance de bases de données.
Il représente l ’interface entre les applications
et les bases de données

22. 22
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.6 Caractéristiques d ’un SGBD
 Indépendance physique : la façon dont les données sont
structurées et manipulées ne doit pas dépendre des structures
de stockage
 Indépendance logique : Intégrer toutes les visions
personnelles dans une vision globale.
 Manipulation des données : Permettre l ’accès facile aux
données par des non informaticiens

23. 23
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.6 Caractéristiques d ’un SGBD (suite)
 Non redondance : chaque données ne doit être présente
qu’une seule fois dans la base.
 Cohérence : Garantir un état cohérent des données en les
soumettant à des contraintes d ’intégrité.
 Efficacité des accès : Temps d ’accès raisonnable

24. 24
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.6 Caractéristiques d ’un SGBD (suite)
 Partageabilité : Permettre les accès simultanés de plusieurs
utilisateurs aux même données
 Sécurité : Protection des données contre des accès non
autorisés (Définition des utilisateurs et leurs droits)
 Résistance aux pannes : Récupération des données de la base
en cas de pannes

25. 25
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.7 Architecture d ’un SGBD
SGBDBD
Interface
d ’accès
physique
Stockage/ accès
Optimisation
Analyse/vérification des requêtes
Convivialité de l ’interface
Interface
utilisateurs

26. 26
BD - I. Introduction aux Bases de Données
1.7 Architecture d ’un SGBD - 3 Couches
Pour garantir l ’indépendance physique/logique,
un SGBD est structuré en trois couches
BD
Couche
interne
Couche
logique
Couche
externe
Stockage Contrôle Dialogue

27. 27
BD - I. Introduction aux Bases de Données
BD
Couche
interne
Couche
logique
Couche
externe
Stockage Contrôle Dialogue
• Stockage des
données
• Gestion des
fichiers
• Gestion des
accès (index,
clés, …
• Optimisation des
requêtes
• Gestion des
accès
• Contrôle de la
cohérence des
données
• Analyse des
demandes
• contrôle des
droits
• présentation
des résultats
1.7 Architecture d ’un SGBD - 3 couches (suite)

28. 28
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle Entité-Association (EA)
Origines: C.Bachman (1969), P.Chen (1976).
But: Permettre la description conceptuelle des
structures de données d ’une application et fournir des
outils pour l’analyse des données et de leurs liaisons.
Concepts de base sont les concepts d ’abstraction de
la réalité :
Objet  Entité
Propriété  Attribut
Identifiant  Clé
Lien  Association

29. 29
BD - II. Fondement du modèle relationnel
Modèle EA - Définitions
Commande
• N° commande
• Date commande
Produit
• N° Produit
• Désignation
• Prix unitaire
Concerner
- Quantité cdée
Entité
Nom d’entité
Association
Nom d’association
Propriété d’entité
Propriété
d’association
1-N 0-N
Cardinalités

30. 30
BD - II. Fondement du modèle relationnel
Type d’entité (TE) :
Représentation d ’un
ensemble d’entités perçues
comme similaires et ayant
les mêmes caractéristiques
II.1 Modèle EA - Entités et Types d’Entités (TE)
ENTITE :
Représentation d ’un objet
du monde réel (concret ou
abstrait), ayant une existence
propre et conforme aux
besoins de l ’application

31. 31
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Attributs
Ensemble de propriétés
(caractéristiques) qui caractérisent
chaque élément d ’une entité
ELEVE
- NUMERO
- NOM
- PRENOM
- ADRESSE
- NAISSANCE
Domaine d ’un attribut :
Spécification de toutes les valeurs
possibles que peut prendre un attribut
Utilité
• Vérifier la validité d ’une données
• estimer la place de stockage d ’une donnée
Exemples
• Couleur = {rouge, bleu, jaune, vert}
• N° Produit = compris entre 1 et 225
• Nom = Chaîne de 20 caractères

32. 32
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Attributs (suite)
Les attributs peuvent être:
Atomiques (simples)
Exemple : Prénom, nom, ...
Monovalué : une seule valeur pour une entité donnée.
Exemple : Nom, Adresse, Date de naissance.
Multivalué :plusieurs valeurs pour une entité
donnée.
Exemple : Prénom.
Composés : composé de plusieurs attributs
atomiques
Exemple : Date de naissance
jour mois année

33. 33
BD - II. Fondement du modèle relationnel
Définition
un groupe minimal d’attributs tels qu’il n ’existe pas
deux entités ayant mêmes valeurs pour ces attributs
II.1 Modèle EA - Identifiant (Clé)
Deux possibilités d’identification d’une entité :
 un attribut artificiel
Exemple
un numéro arbitraire dont l’unicité est garantie.
 un ou plusieurs attributs de l’entité à identifier.
Exemples:
- le nom de l’éditeur = clé de l’entité éditeur.
- le nom et le prénom de l’auteur = clé de l’entité auteur.

34. 34
BD - II. Fondement du modèle relationnel
Entité Auteur
II.1 Modèle EA - Schéma d’un TE
Auteur
Nom Prénom
Date de naissance Adresse
Mois AnnéeJour

35. 35
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Associations et types d’associations
Association :
Représentation d ’un lien sémantique non orienté entre deux
ou plusieurs entités (qui joue un rôle déterminé)
Type d’association (TA) :
Représentation d ’un ensemble d’associations ayant la même
sémantique et décrites par les mêmes caractéristiques
Personne MaisonAchète
Achète = < 1 personne , 1 maison >

36. 36
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Rôles
Chaque entité joue un rôle particulier dans l’association. On dit
aussi que les d’entités mises en correspondance par l’association
participent à l’association.
Personne MaisonAchète
1 personne est
acheteur d ’1 maison
Acheteur Achetée
1 maison est achetée
d ’1 personne
Exemple 1

37. 37
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Rôles (suite)
Exemple 2
L’écriture de l’article “L’ordinateur va-t’il changer notre
mode de penser?” par Gustave Moeckli
 le rôle joué par entité auteur Gustave Moeckli : il écrit
l’article “L’ordinateur...”
 le rôle joué par l’entité article “L’ordinateur...”: il est
écrit par Gustave Moeckli.
Auteur ArticleEcriture
1 auteur écrit 1 article
Ecrit Est écrit
1 article est écrit par
1 Auteur

38. 38
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Extension d ’une association
C ’est l’ensemble des occurrences d’une association qui existent
(dans la base de données) à un instant particulier dans le temps.
e1
e2
e3
e4
.
.
.
a1

<écrit :e1, est écrit par : p1>
a2

<écrit :e2, est écrit par : p2>
a3

<écrit :e2, est écrit par : p3>
a4

<écrit :e2, est écrit par : p4>
a5

<écrit :e3, est écrit par : p5>
a6

<écrit :e4, est écrit par : p6>
.
.
.
 p1
 p2
 p3
 p4
 p5
 p6
.
.
.

39. 39
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Degrés d ’une association
caractérise le nombre de liens autorisés entre entités. Il sert
à distinguer les associations en fonction du nombre d'entités
qu'elles mettent en jeu.
On distingue :
 Associations n-aires : relient plus de deux entités.
Client
Fournisseur
ProduitAchète/vend
Présence de 6 rôles :
 Client achète/vend Produit  Produit achète/vend Client
 Fournisseur achète/vend Produit ….
Exemple 1 : associations ternaires (association de trois entités

40. 40
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Degrés d ’une association (suite)
Exemple 2 : Cours (Classe, Salle, Professeur)
 associations binaires : ne relient que deux entités
Présence de 2 rôles :
 Auteur écrit Article  Article est écrit par Auteur
Auteur ArticleEcriture
écrit est écrit

41. 41
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Degrés d ’une association (suite)
 Association cyclique : relie plusieurs fois, avec des rôles
différents, le même type entité. Appelée aussi réflexive ou
récursive
Marié à = < 1 personne /Marie, 1 personne/Femme>
Marié àPersonne
Marié à = < 1 personne , 1 personne >
Pour éviter les ambiguïtés, il faut spécifier le rôle de chaque entité
Marié àPersonne
Femme
Marie
Exemple 1 : association de couples mariés

42. 42
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Degrés d ’une association (suite)
Exemple 2 :
FILIATION(père: PERSONNE,
fils: PERSONNE)
 p1
 p2
 p3
 p4
.
.
.
a1

<père :p2, fils : p4>
a2

<père :p2, fils : p3>
a3

<père :p1, fils : p2>
.
.
.
FiliationPersonne
Père
Fils
Dans une occurrence
d’association, une personne
peut assumer un des deux
rôles père ou fils.
Père Fils

43. 43
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Attributs d ’une association
Une association peut avoir ses attributs propres
Ecrit Est écrit
Auteur ArticleEcriture
 Temps
Exemple:
le temps qui a été nécessaire à l’auteur pour écrire un
article
Notation:
ECRITURE(écrit : AUTEUR, est écrit par : ARTICLE;
temps d’écriture)

44. 44
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Identification d’une association
L’identifiant de l’association est formé par l’ensemble des
identifiants des entités qui participent à l’association.
Exemple : ECRITURE(écrit: AUTEUR, est écrit par: ARTICLE)
–> l ’identifiant = Nom, Prénom, N° Article
Auteur
Nom Prénom
Adresse
Date de naissance
Mois AnnéeJour
Article
N° Article
Titre
Ecrit Est écrit
Ecriture
Temps

45. 45
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Cardinalités d ’une association
But:
exprimer le nombre minimum et le nombre maximum de
participations de chaque entité à une association.
On distingue 3 possibilités de participation
Plusieurs à un
N-1
Un à un
1-1
Plusieurs à plusieurs
N-M

46. 46
A
ca
da
B
cb
db
R
rr
x,y
x’,y’
x=1
y=N
x=1
y=1
x=0
y=N
x=0
y=1
x’=0 ,y’=1
au plus 1 fois
x’=0 ,y’=N x’=1 ,y’=1
1 et 1 seul fois
x’=1 ,y’=N
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Cardinalités d ’une association (suite)

47. 47
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Entité faible
C ’est une entité sans identifiant propre. L’identification se fait
• par une combinaison d’attributs propres de l’entité et du
ou des rôles assumés par d’autres entités qui participent
à la même association que l’entité faible.
• par le ou les rôles assumés par d’autres entités qui
participent à la même association que l’entité faible.
Personne
Nom Prénom
Chien
Nom
Est
propriétaire
a pour
propriétaire
Propriétaire(0,N) (1,1)
Adresse
Livre
ISBN Titre
ExemplaireEst un(1,N) (1,1)
Etat
Livre ISBN + N°ex
N° ex

48. 48
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - Contraintes d’intégrité (CI)
Définition
Une CI est une propriété non représentable par le modèle
E.A. que doivent satisfaire les données de la BD.
• CI Statique : propriété qui doit être vérifiée à tout moment.
• CI Dynamique : propriété que doit respecter tout changement
d’état de la BD
le changement d’état civil d’une personne doit respecter
les transitions suivantes :
célibataire marié
veuf
divorcé
le salaire d’un employé ne peut que croître
un auteur doit écrire au moins un article (cardinalité)
date de mariage d’une personne > date de naissance

49. 49
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Modèle EA - C.I. statiques
Contrainte d’identification :
Contrainte de cardinalité :
Attribut obligatoire ou facultatif :
Tous les attributs formant un identifiant sont obligatoires.
attribut facultatif peut ne pas être renseigné : nom de jeune fille
définit le nombre minimum et le nombre maximum de
participations de chaque occurrence d’entité à une
association.
Toute entité ou association doit avoir un identifiant

50. 50
BD - II. Fondement du modèle relationnel
II.1 Exercices : Travaux dirigés N° : 1
Modèle EA – Etude de cas
Synthèse du travail sur le modèle entités-associations :
Etude de cas
d’une société d’intérim