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

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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

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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

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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.

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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

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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. . . )

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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

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un exemple de conception (schma EA)

PRIX

FOURNITFOURNISSEURS PRODUITS

QUANTITE BALANCE

CLIENTSCOMMANDE

C_ADRESSE

FADRESSE

FNOM PNOM

NUM_COMDE NOM

Vertigo/CNAM, Paris 15

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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

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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

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Retour sur le Modle EA

1) En