Gestion des Données et Systèmes de Bases de Données

Définitions et concepts de base

• Les données : les informations que stockent les ordinateurs et les dossiers.
• Champ : morceau d'information dans un enregistrement.
• Enregistrement : informations relatives à un produit, un événement ou une personne. Un fichier est un ensemble de documents.
• Fichier de données : une collection d'informations connexes stockée sous forme de fichier.
• Requête (query) : recherche d'un enregistrement spécifique ou demande de sélection d'enregistrements répondant à des critères. Il y a des requêtes SELECT, DELETE, de création de table et de mise à jour.
• Rapport : liste sélectionnée de champs et de dossiers dans un format facile à lire.

Concept de dossier et de fichier

Un dossier ou fichier est une mine d'informations structurées où chaque élément est traité comme une unité de stockage. Son format et son type déterminent la façon d'interpréter les informations qu'il contient, car il n'est qu'un ensemble de 0 et de 1. Les fichiers de base de données sont des documents contenant des informations homogènes sur chaque objet. Chaque élément d'information est appelé un champ d'enregistrement.

Types de fichiers permanents

Leur durée de vie est au moins aussi longue que l'application qui les utilise.

• Fichiers maîtres : contiennent l'état actuel des données pertinentes à l'application.
• Fichiers de constantes : leurs données ne sont pas modifiées, seulement interrogées.
• Archives historiques : gardent une trace des valeurs passées des fichiers.

Archives temporaires

Elles sont créées et supprimées pendant l'exécution de l'application.

• Fichiers intermédiaires : les résultats sont utilisés par une autre application.
• Fichiers de manœuvre : données stockées dans la mémoire principale qui ne changent pas le processus sauvegardé.
• Fichier de sortie : données devant être transmises à un périphérique de sortie.

Opérations sur les fichiers de données

1. Création et suppression de fichiers (cycle de vie d'un fichier).
2. Modification de la conception ou de la structure de la base de données.
3. Insertion, suppression et modification de registres.
4. Recherche d'information (requête).
5. Entretien : réparation (vérification et correction des erreurs) et compactage (élimination des lacunes produites par la suppression).

Organisation des données

• Fichiers séquentiels : dossiers contigus. On ne peut ajouter qu'à la fin et la requête exige la lecture de ce qui précède. La mise à jour réécrit l'ensemble du dossier.
• Fichiers enchaînés : tous les registres contiennent un pointeur vers le suivant. L'insertion se fait à la fin, l'amendement ne réécrit pas tout et la suppression laisse de l'espace libre. La consultation est séquentielle.
• Fichiers indexés : le fichier d'index est traité de façon séquentielle et chaque indice stocke l'adresse de l'enregistrement. La suppression est logique (l'espace n'est pas libéré).
• Direct ou aléatoire : calcul de la position basé sur l'adresse via un routage direct (formule numérique), une adresse partenaire ou une fonction de hachage.

Tri et recherche

Un fichier doit être ordonné pour éviter la gestion séquentielle. Algorithmes : tri direct, échange, fusions, QuickSort. Autres aspects : maintenance (mises à jour, dépistage, compactage). Si la redondance est élevée, l'entretien est coûteux. La protection des données assure la sécurité contre les accès ou modifications indésirables.

Limites des systèmes traditionnels

• a. Redondance des données.
• b. Mauvais contrôle des données.
• c. Mauvaise manipulation des données en réseau.
• d. Effort de programmation excessif.

Caractéristiques des données

• a. Stabilité : ne devraient pas changer avec le temps.
• b. Structure : organisées pour faciliter l'accès.
• c. Opérationnelles : utilisables par les opérateurs pour obtenir des résultats.
• d. Sémantiques : avec une signification particulière.
• e. Complétude : doivent exister dans la réalité.

Système de Gestion de Base de Données (SGBD)

C'est un ensemble coordonné de programmes, de langages et de procédures pour décrire, extraire et manipuler les données en garantissant l'intégrité, la confidentialité et la sécurité.

Structure et fonctions

Utilisateur ↔ Application ↔ Gestionnaire de BD ↔ Base de données.

• Description : spécifie les données, la structure et les relations.
• Manipulation : permet de trouver, supprimer ou modifier les données.
• Utilisation : fournit les interfaces de communication avec les utilisateurs.

Caractéristiques d'une base de données

• Intégrité : unification des fichiers pour éliminer la redondance.
• Partage : accès simultané par différents utilisateurs.
• Sécurité : hiérarchie d'accès et restrictions.
• Vues multiples : récupération sous divers formats (listes, graphiques).
• Protection : vérification d'intégrité et sauvegardes.
• Interface de haut niveau : accès et modification via SQL.

Avantages et inconvénients

Avantages

• Indépendance des données, meilleure disponibilité et efficacité de stockage.
• Cohérence accrue, documentation standardisée et accès plus rapide.
• Flexibilité face aux besoins changeants.

Inconvénients

• Coût élevé en logiciels et matériel.
• Absence de standards et mise en œuvre difficile.
• Rentabilité à moyen terme.
• Problèmes de personnel et écart entre théorie et pratique.

Architecture des bases de données

Trois niveaux d'abstraction :

• a. Niveau externe : schémas décrivant les besoins de chaque utilisateur.
• b. Niveau conceptuel : structure globale (entités, attributs, relations) indépendante du physique.
• c. Niveau interne : structure de stockage physique influençant l'efficacité.

Modèles de données

• a. Modèles logiques objets : modèles entité-relation et orientés objet.
• b. Modèles logiques de dossiers : relationnel (tables), hiérarchique (arbres) et réseau (graphes).
• c. Modèles physiques : basés sur les anciens fichiers, peu utilisés aujourd'hui.

Le modèle Entité-Relation (ER)

Basé sur une perception du monde composé d'entités et de relations. Éléments :

• 1. Entité : objet sur lequel on stocke des informations.
• 2. Relation (Valeur) : association entre entités caractérisée par son nom, son degré et sa cardinalité (maximum/minimum).