Bases de donnes et SGBD relationnels Bases de

Bases de données et SGBD relationnels

Bases de données et SGBD relationnels (1) q Une base de données représente n n q un ensemble de données d’entreprise, mémorisé par un ordinateur, organisé selon un modèle de données accessible à de nombreuses personnes. Un Système de Gestion de Bases de Données (SGBD) représente n n un ensemble coordonné de logiciels permettant de décrire, mémoriser, manipuler, traiter, interroger les ensembles de données constituant la base. 2

Bases de données et SGBD relationnels (2) q Un SGBD doit satisfaire 5 conditions : n être une bonne représentation du monde réel, fiable et à jour : des contraintes d’intégrité doivent assurer un état cohérent de la base. n assurer la non-redondance de l’information : une information doit être implantée une et une seule fois. n maintenir l’indépendance des programmes par rapport aux données, permettant aux applications de partager les mêmes données. 3

Bases de données et SGBD relationnels (3) n assurer la sécurité et la confidentialité des données : les données doivent être protégées contre les accès non autorisés et contre les pannes intempestives. n autoriser le partage des données, permettant à plusieurs utilisateurs de modifier des données quasiment en même temps tout en assurant un résultat cohérent pour un utilisateur consultant la base. 4

Historique des SGBD (1) q Première génération (années 70) : modèle hiérarchique ou modèle en réseau. n Modèle hiérarchique : les données sont représentées sous forme d’une hiérarchie arborescente à plusieurs niveaux. Chaque niveau est constitué d’un ou de plusieurs groupes de données pouvant se décomposer à leur tour. n Modèle en réseau : extension du précédent, où les liens entre objets peuvent exister sans restrictions, indépendamment de la structure de l’arbre. 5

Historique des SGBD (2) q q Deuxième génération (années 80) : modèle relationnel. n Les données sont représentées sous forme tabulaire, avec indépendance totale entre les logiciels et le support de stockage. n Langages spécifiques permettant d’accéder aux données de manière assez naturelle : QBE, SQL. n Quelques SGBD relationnels : ORACLE, INGRES, SYBASE, DBASE 2, ACCESS, my. SQL. Troisième génération (fin des années 90) : modèle objets. n SGBD objets : O 2, ORACLE. 6

Objectifs d’un modèle relationnel q Les principaux objectifs d’un modèle relationnel sont : n utiliser des structures de données simples m n proposer des langages permettant d’accéder aux données de manière assez naturelle m n n une table relationnelle est un tableau QBE, SQL proposer l’indépendance entre les données et les traitements exécutés sur ces données permettre à chaque utilisateur d’avoir une vue de la base de données appropriée à ses besoins. 7

Le modèle relationnel (1) q q Le concept de base du modèle relationnel est la relation, de structure tabulaire Une relation a plusieurs attributs Le degré de la relation est le nombre de ces attributs Exemple : la relation PRODUIT, de degré 3, comporte les attributs : num_produit, nom_produit et stock 8

Le modèle relationnel (3) q On représente symboliquement une relation R par un schéma SR de la forme : R(clé, attribut 2, attribut 3, …, attribut n). q On aura donc : PRODUIT(num_produit, nom_produit, stock). 9

Exemple de base de données relationnelle (1) q Relation VOL (numvol, depart, arrivee, numav, numpil, jdep, hdep, jarr, harr) numvol : numéro du vol (clé) arrivee : ville d’arrivée numpil : numéro du pilote hdep : heure de départ harr : heure d’arrivée depart : ville de départ numav : numéro d’avion jdep : jour de départ (clé) jarr : jour d’arrivée 10

Exemple de base de données relationnelle (2) q Relation PILOTE(numpilote, nom, prenom) numpilote : numéro du pilote (clé) nom : nom du pilote prenom : prénom du pilote q Relation AVION(numavion, type, cap) numavion : numéro de l’avion (clé) type : type de l’avion cap : capacité de l’avion 11

Exemple de base de données relationnelle (3) q Les liens entre ces relations sont appelés des jointures : n l’attribut NUMAV de VOL représente le même type d’information que l’attribut NUMAVION de AVION. On écrira : VOL. NUMAV = AVION. NUMAVION n l’attribut NUMPIL de VOL représente le même type d’information que l’attribut NUMPILOTE de PILOTE. On écrira : VOL. NUMPIL = PILOTE. NUMPILOTE 12

SQL Structured Query Language Introduction Interrogation simple Création de table Manipulation des n-uplets

Introduction Questions ? Qu’est ce que Structured Query Language ? Comment l’utiliser ?

SQL q Définition n n Langage pour accéder aux données gérées par les SGBD Peut être associé avec d’autres langages (c++, java, PHP, …), m n Langage déclaratif (non procédural) dérivé du calcul relationnel m n n Encapsulation de SQL dans un autre langage déclarer ce que l’on veut Langage standard Chaque implémentation de SQL a de légères variantes 15

SQL q 3 sous langages n Langage de Manipulation de Données (LMD) Permet d’insérer des n uplets, de modifier leur valeur, de les supprimer m Permet d’interroger le SGBD : requêtes m n Langage de définition de données (LDD) m n Permet de créer des tables de les modifier et les supprimer de les renommer Langage de contrôle de données (LCD) m Permet de gérer le contrôle d’accès aux données différents utilisateurs 16

SQL q Vue n q Contrainte n q Permet de définir des contraintes sur les valeurs des données Indexation et regroupement (cluster) n q Permet de définir des représentations pour différents utilisateurs Permet d’utiliser des mécanisme pour accélérer l’accès aux données Transaction n n Permet de regrouper des commandes SQL Permet de définir des points de retour à des moments ou les valeurs des données étaient cohérentes 17

Tables d’exemples q Table EMP n La table des employés EMP qui a le schéma suivant m q EMP (NUMERO, NOM, JOB, MRG, HIREDATE, SALAIRE, COMM, DEPTNO) Table DEP n La table des départements DEPT qui a le schéma suivant m DEPT (DEPTNO, DNAME, LOC) 18

Table d’exemple : EMP 19

Table d’exemple : DEPT 20

Requêtes simples Select … from … where …

Manipulation de données q q Recherche d’information : requête (Queries) SELECT colonnes FROM tables WHERE prédicats (condition de recherche) Stockage de données INSERT INTO table [col 1, col 2, . . . , coln] VALUES (value 1, value 2, . . . , valuen) 22

La sélection de n-uplets q q Permet de sélectionner certaines colonnes d'une table, ainsi que certaines lignes d'une table (les lignes étant sélectionnées en fonction de leur contenu). Permet de combiner des informations venant de plusieurs tables. 23

Requête q Syntaxe globale select [distinct] { ' [nom table. ]nom _col 1 [, nom _col 2. . . ] } from ( nom table [, nom table 2] } [where prédicat] [group by nom _col 3 [, nom _col 4] [having prédicat] ] [order by nom _col 5 [desc] [, nom _col 6 [desc]. . . ] q q [ ] facultatif Traduction n Sélection des colonnes des tables qui répondent à la condition regroupé par groupes qui répondent à la condition sur les groupes ordonné suivant les valeurs des colonnes 24

Sélection des colonnes (1) q L'ordre le plus simple a la syntaxe suivante : n select * from nom_table. q Dans ce cas, toutes lignes de la table sont sélectionnées. q Limitation de la sélection à certaines colonnes, n n n q en indiquant une liste de noms de colonnes à la place de l'astérisque select col 1 co 12. . . from nom_table Dans ce cas, on parlera projection exemple : n n sélectionner les noms des employés avec leur JOB associé. select ENAME JOB from EMP; 25

Sélection des colonnes (2) q q La clause DISTINCT ajoutée derrière l'ordre SELECT permet d'éliminer les duplications si dans le résultat plusieurs n -uplets sont identiques, un seul sera conservé. exemple : n n q lister les jobs présents dans la table EMP. select DISTINCT JOB from EMP; Remarque : n le terme DISTINCT s'applique à toutes les colonnes sélectionnées. 26

Sélection des lignes (1) q q q La clause WHERE permet de spécifier quelles sont les lignes à sélectionner. Cette clause est suivie d'un prédicat qui sera évalué pour chaque ligne de la table. Seules lignes pour lesquelles le prédicat est vrai seront sélectionnées. Dans ce cas, on parlera de restriction Syntaxe n select … from nom_table where prédicat 27

Sélection des lignes (2) q Un prédicat n q une expression logique ayant la valeur vrai ou faux. L'expression logique peut contenir des n n n Opérateurs de comparaisons Opérateurs logiques AND, OR NOT BETWEEN LIKE IS NULL 28

Opérateurs de comparaisons q Opérateurs de comparaisons : m q =, !=, >, >=, <, < Exercice n sélectionner les employés dont la commission est supérieure au salaire 29

Opérateurs logiques q Opérateurs logiques n q q Les opérateurs AND et OR peuvent être utilisés pour combiner plusieurs prédicats. Exercice n q AND, OR sélectionner les employés du département 30 ayant un salaire supérieur à 1500. Remarque : n n L'opérateur AND est prioritaire par rapport à OR. Des parenthèses peuvent être utilisées 30

Opérateurs NOT, BETWEEN et IN q L'opérateur NOT n q Opérateur BETWEEN n n q placé devant un prédicat en inverse le sens. expr 1 BETWEEN expr 2 AND expr 3 Ce prédicat est vrai si expr 1 est compris entre expr 2 et expr 3, bornes incluses. Opérateur IN : n n expr 1 IN ( expr 2, expr 3. . ) Ce prédicat est vrai si expr 1 est égale à l'une des expressions de la liste entre parenthèses. 31

Opérateurs LIKE et IS NULL q Opérateur LIKE n n expr LIKE chaîne où chaque chaîne est une chaîne de caractères pouvant contenir l'un des caractères jokers "_" : remplace 1 caractère exactement. m "%" : remplace une chaîne de caractères de longueur quelconque, y compris de longueur nulle. m q Opérateur IS NULL n n expr IS NULL Ce prédicat est vrai si l'expression à la valeur NULL 32

Opérateurs q Exemple n n sélectionner les employés qui ont été embauchés en 1981 syntaxe select ENAME, HIREDATE from EMP whrere HIREDATE like '%‑%‑ 81'; q Exercice n n Sélectionner tous les employés qui ont une commission ? Sélectionner les employés qui ont un salaire inférieur à 1200 parmi les clerks et les salesmans. 33

Les expressions (1) q q Une expression est soit n n une variable désignée par un nom de colonne, une constante. n numérique Caractère date Types des expressions 34

Les expressions (2) q Constante numérique : n n q nombre contenant éventuellement un signe, un point décimal et un exposant de puissance de dix. Exemple : ‑ 10, 2. 5, 1. 2 E‑ 10 Constante alphanumérique : n n n elle se désigne par une chaîne de caractères entre apostrophes. Exemple 'MARTIN'. Attention majuscule minuscule m ‘MARTIN’ ≠ ‘martin’ ≠ ‘Martin’ 35

Les expressions (3) q Constante date : n n elle se désigne par une chaîne de caractères au format suivant jour‑mois‑année. jour sur deux chiffres m le mois est désigné par les trois premières lettres de son nom en anglais m l'année est sur deux chiffres m n n Exemple '1‑FEB 85‘ Le format est modifiable 36

Classement des n-uplets sélectionnés (1) q q q On peut, grâce au mot clé ORDER BY, imposer un ordre dans une requête. Cet ordre peut porter sur une ou plusieurs colonnes. II peut être croissant ou décroissant. La clause ORDER BY devra être placée derrière la clause FROM, et après la clause WHERE si elle existe. Syntaxe n q select col 1 , col 2. . . from nom table where prédicat order by col 1 [DESC], col 2 [DESC]. . . Le tri se fait n n d'abord selon la première colonne spécifiée dans l'ORDER BY, puis les n uplets ayant la même valeur dans la première colonne sont triés selon la deuxième colonne de l'ORDER BY, . . 37

Classement des n-uplets sélectionnés (2) q Exercices n n sélectionner par ordre croissant tous les employés qui ont été embauché entre le 1 ier Décembre 1980 et le 31 Mars 1981. sélectionner les employés triés par job, et pour chaque job triés par salaire décroissant. 38

La Jointure q q La jointure permet d'obtenir des informations venant de plusieurs tables dans un même n-uplet résultat. Il existe plusieurs type de jointures n n n l'équi‑jointure La jointure externe La jointure d'une table à elle‑même 39

Equi‑jointure (1) q Une jointure se formule en spécifiant plusieurs tables dans la clause FROM du SELECT. n Syntaxe select. . . from nom_table 1, nom_table 2. . . Where … q Si aucune condition de sélection WHERE, n q résultat est le produit cartésien des deux tables, Dans notre exemple, n n EMP et DEPT peuvent être "reliées" par l'attribut DEPTNO. C'est en utilisant cet attribut que l'on pourra effectuer une jointure. 40

Equi‑jointure (2) q Si l'attribut, qui désigne le numéro de département, a le même nom dans les deux tables, n n n il ait nécessaire de préfixer l'attribut DEPTNO par le nom de la table dans le critère de jointure. deptno et emp. deptno Par contre, le nom des attributs ENAME et LOC n'ont pas besoin d'être préfixés puisqu'il n'y a pas d'ambiguïté sur la table à laquelle ces attributs appartiennent. 41

Equi‑jointure (3) Personnes nom prénom adresse téléphone Martin Pierre 7 allée des vers 0258941236 Dupond Jean 32 allé Poivrot 0526389152 Bibliothèque nom Dernierlivre Dupond Robinson Jospin Faust Martin Misère On joint les deux tables, grâce à la colonne nom. SELECT Personnes. prénom, dernierlivre FROM Personnes, Bibliothèque WHERE Personnes. nom = Bibliothèque. nom prénom Dernierlivre Jean Robinson Pierre Misère Et on combine cette jointure à une projection sur les attributs nom et dernierlivre. Attention à lever toute ambi guïté sur les noms d’attribut dans le cas où deux tables possèdent des colonnes de même nom. 42

Equi‑jointure (4) q q Les requêtes utilisant très souvent les jointures, il a été créé des syntaxes plus rapide si les attributs ont le même nom. n Syntaxe SELECT Personnes. nom, nblivres FROM Personnes INNER JOIN Bibliothèque USING (nom) n ce qui signifie que les deux relations Personnes et Bibliothèque sont concaténées (INNER JOIN) en utilisant (USING) l’attribut nom. 43

Equi‑jointure (5) q q Si les attributs servant pour la jointure ne portent pas le même nom, il faut utiliser la syntaxe ON. Ainsi la jointure précédente peut s’écrire aussi : n n n q SELECT Personnes. nom, nblivres FROM Personnes INNER JOIN Bibliothèque ON Personnes. nom = Bibliothèque. emprunteur Remarque n La méthode INNER JOIN n’inclus les enregistrements de la première table que s’ils ont une correspondance dans la seconde table. Personnes Nom Prénom Bibliothèque Emprunteur Nblivres Résultat de la jointure Nom Nblivres Martin Jean Martine 5 Tartan 10 Tartan Pion Tartan 10 Dupond 3 Dupond Jacques Dupond 3 44

Equi‑jointure (6) q Exercice n q obtenir la liste des employés avec la localité dans laquelle ils travaillent synonyme n n On peut associer un synonyme à un nom de table, il pourra alors être utilisé en préfixant les noms d'attributs. Par contre, l'ancien nom de la table ne pourra plus être utilisé lors du SELECT. Syntaxe m Select EMPNO, DEPTNO from EMP e // e est l’alias de EMP where e. DEPTNO = 20; 45

La jointure externe (1) q q q Lorsqu'un n-uplet d'une table figurant dans une jointure n'a pas de correspondant dans les autres tables, elle ne satisfait pas le critère d'équi‑jointure et donc ne figure pas dans le résultat de la jointure. Pour obtenir ces n-uplets, il faut accoler (+) au nom de la colonne de la table dans laquelle manquent des éléments, dans la condition d'équi‑jointure. Exemple select ENAME, LOC from EMP, DEPT where EMP. DEPTNO(+) = DEPTNO; q Exercice n sélectionner les départements n'ayant pas d'employés 46

La jointure externe (2) Le (+) n’existe pas en My. SQL q Pour remédier aux limites de INNER JOIN, il existe la syntaxe LEFT JOIN qui inclus tous les enregistrements de la première table même s’ils n’ont pas de correspondance dans la seconde table. Dans ce cas précis, l’attribut non renseigné prendra la valeur NULL. La jointure devient : q SELECT Personnes. nom, nblivres FROM Personnes LEFT JOIN Bibliothèque ON Personnes. nom = Bibliothèque. nom q RIGHT JOIN est l’opération symétrique q Personnes Bibliothèque Résultat de la jointure Nom Prénom Nblivres Nom Nblivres Martin Jean Martine 5 Martin NULL Tartan Pion Tartan 10 Dupond Jacques Dupond 3 47

Jointure d'une table à elle‑même q II peut être utile de rassembler des informations venant d'un n-uplet d'une table avec des informations venant d'un autre n-uplet de la même table. n Utilisation des synonymes obligatoire 48

Jointure d'une table à elle‑même (2) q Exemple n n Lister les employés en indiquant pour chacun le nom de son manager Syntaxe m q Select e. ENAME, m. ENAME from EMP e, EMP m where e. MGR = m. EMPNO(+); Exercice n Sélectionner les employés gagnant plus que JONES 49

Modification des données Création, modification, suppression de données

Modification des données q q Le LMD permet également de modifier les informations contenues dans la base. II existe trois commandes pour effectuer des modifications n n n UPDATE: modifie les valeurs d'une table INSERT : ajoute des n uplets à une table DELETE : supprime des n uplets à une table 51

Mise à jour ‑ UPDATE (1) q q La commande UPDATE permet de modifier les valeurs d'un ou plusieurs champs syntaxe n q q update table set col 1 = nv_valeur, col 2 = nv_valeur 2. . [where prédicat] Les valeurs col 1, col 2. . . sont mises à jour dans tous les n-uplets satisfaisant au prédicats. En l'absence de la clause WHERE, tous les n-uplets sont mis à jours. 52

Mise à jour ‑ UPDATE (2) q q On peut faire référence aux anciennes valeurs des champs du n-uplets. Exercice n le salaire des analystes est augmenté de 10 53

Ajout de n-uplets ‑ INSERT (1) q q La commande INSERT permet d'insérer un n-uplet dans une table en spécifiant les valeurs à insérer. Syntaxe n q insert into table (col 1, col 2. . . ) values (valeur, valeur. . ) La liste des noms de colonne est optionnelle. n Si elle est omise, m n la liste des colonnes sera par défaut la liste de l'ensemble des colonnes de la table dans l'ordre de création de la table. Si une liste de colonne est spécifiée, m les colonnes ne figurant pas dans la liste auront la valeur NULL. 54

Ajout de n-uplets ‑ INSERT (2) q exemple, ajouter un nouvel employé n q insert into EMP values (17657, 'WILSON', 'ANALYST', 7566. ‘ 10‑MAY‑ 85' , 3400, NULL, 20); II est possible d'insérer dans une tables plusieurs n-uplets provenant d'une autre table. n Syntaxe m insert into table (col 1, col 2. . . ) select. . 55

Suppression de n-uplets q La commande DELETE permet de supprimer les n-uplets d'une table n Syntaxe m q En l'absence de la clause WHERE n q delete from table [where prédicat]; tous les n uplets de la table sont supprimés. Exemple : n n supprimer tous les employés du département 20 delete from EMP where DEPTNO = 20 ; 56

Langage de définition de données Création, modification, suppression de tables

Langage de définition de données (LDD) q q Le LDD permet de créer, de modifier et de supprimer la description d'une table. II existe 4 commandes pour effectuer des modifications n n CREATE TABLE: crée une table ALTER TABLE : modifie la structure d'une table DROP TABLE : supprime une table RENAME : renomme la table 58

création d'une table (1) q q q A la création, la table sera vide. Cependant, un certain espace lui sera alloué. Syntaxe n n create table nom_table (col 1 type 1 [NOT NULL], col 2 type 2 [NOT NULL], . . . ) n n assure que le SGBD interdira lors d'un INSERT ou d'un UPDATE que cette colonne contienne la valeur NULL. Par défaut, la valeur NULL est autorisée. n Char (n) L'option NOT NULL Les principaux types des éléments sont : n n n m n caractères maximum (n <= 255) m nombre à d chiffres maximum (38 chiffres significatifs) m nombre à d chiffres maximum dont p après le point décimal m élément de type DATE. Number (d) Number (d, p) Date 59

création d'une table (2) q Exemple n Création de la table EMP on écrira m q create table EMP ( EMPNO number(4) not null, ENAME char(10), JOB char(9), MGR number(4), HIREDATE date, SAL number(7, 2), COMM number(7, 2), DEPTNO number(2) not null ); Exercice n Créer une table BONUS, en y insérant les noms et les salaires des MANAGERS. 60

Modification d'une table (1) q II est possible de modifier la définition d'une table, n n n q soit ajouter une colonne. soit modifier une colonne existante. II n'est pas possible de supprimer une colonne Ajout d'une colonne : ADD n Syntaxe m n alter table nom_table add col 1 type 1, col 2 type 2, . . ) Les valeurs de cette colonne seront alors toutes égales à NULL. 61

Modification d'une table (2) q Modification d'une colonne ‑ MODIFY n II est possible de modifier la définition d'une colonne, à condition que la nouvelle définition soit compatible avec le contenu de la colonne : il est possible d'augmenter la taille maximale de la colonne, m il est possible de spécifies NOT NUL si la colonne né contient aucune valeur NULL. . . m n Syntaxe m alter table nom_table modify (col 1 nv_type 1, col 2 nv_type 2, . . ) 62

Suppression d'une table q q q II est possible de supprimer une table les n-uplets et la définition de la table sont détruites. Syntaxe n drop table nom_table 63

Renommer une table q q II est possible de renommer une table Syntaxe n rename table ancien_nom_table to nouveau_nom_table 64