Introduction aux bases de données relationnelles (SGBDR)
Un système de gestion de base de données relationnelle (SGBDR) est un système de gestion de base de données basé sur le modèle relationnel introduit par E.F. Codd. Dans le modèle relationnel, les données sont stockées dans des relations (tables) et sont représentées sous la forme de n-uplets (lignes).
Le SGBDR est utilisé pour gérer la base de données relationnelle. Une base de données relationnelle est une collection d'un ensemble organisé de tables liées les unes aux autres et à partir desquelles il est facile d'accéder aux données. La base de données relationnelle est la base de données la plus utilisée de nos jours.
Le SGBDR est la base de SQL et de tous les systèmes de base de données modernes tels que MS SQL Server, IBM DB2, Oracle, MySQL et Microsoft Access.
Concepts de base du SGBDR
1. Qu'est-ce qu'une table ?
Dans le modèle de base de données relationnelle, une table est un ensemble d'éléments de données organisés en lignes et colonnes. Un tableau est également considéré comme une représentation commode des relations.
La table est la forme la plus simple de stockage de données.
Figure : Exemple de table Employes
2. Qu'est-ce qu'un tuple ?
Une seule entrée dans une table est appelée un tuple, un enregistrement ou une ligne. Un tuple dans une table représente un ensemble de données liées.
Par exemple, la table des employés ci-dessus a 4 n-uplets/enregistrements/lignes.
Figure : Exemple d'enregistrement (tuple)
3. Qu'est-ce qu'un attribut ?
Une table est constituée de plusieurs enregistrements (lignes), chaque enregistrement pouvant être décomposé en plusieurs parties de données plus petites appelées attributs (colonnes).
La table des employés ci-dessus comprend quatre attributs : ID, Nom, Age et Salaire.
Domaine d'attribut
Lorsqu'un attribut est défini dans une relation (table), il est défini pour ne contenir qu'un certain type de valeurs, appelé domaine d'attribut.
L'attribut Nom contiendra le nom de l'employé pour chaque tuple. Si nous sauvegardons l'adresse de l'employé ici, ce sera une violation du modèle de base de données relationnelle.
4. Qu'est-ce que le schéma de relation ?
Un schéma de relation décrit la structure de la relation, avec le nom de la relation (nom de la table), ses attributs, leurs noms et leur type.
5. Qu'est-ce qu'une clé de relation ?
Une clé de relation est un attribut qui peut identifier de manière unique un tuple (ligne) particulier dans une relation (table).
Contraintes d'intégrité relationnelle
Chaque relation dans un modèle de base de données relationnelle doit respecter ou suivre quelques contraintes pour être une relation valide. Ces contraintes sont appelées contraintes d'intégrité relationnelle.
Les trois principales contraintes d'intégrité sont :
- Contraintes de clé
- Contraintes de domaine
- Contraintes d'intégrité référentielle
1. Contraintes de clé
Nous stockons les données dans des tableaux, pour y accéder plus tard lorsque cela est nécessaire. Dans chaque tableau, un ou plusieurs attributs sont utilisés pour récupérer les données des tableaux.
La contrainte clé spécifie qu'il doit y avoir un tel attribut (colonne) dans une relation (table), qui peut être utilisé pour récupérer des données pour n'importe quel tuple (ligne).
L'attribut clé ne doit jamais être NULL ou identique pour deux lignes de données différentes.
Exemple
Dans la table des employés, nous pouvons utiliser l'attribut Id pour extraire des données pour chacun des employés. Aucune valeur de Id n'est nulle et elle est unique pour chaque ligne. Il peut donc s'agir de notre attribut clé.
2. Contraintes de domaine
Les contraintes de domaine font référence aux règles définies pour les valeurs pouvant être stockées pour un certain attribut.
Exemples
- Nous ne pouvons pas enregistrer l'adresse de l'employé dans la colonne Nom.
- Un numéro de téléphone mobile ne peut pas dépasser 10 chiffres.
3. Contraintes d'intégrité référentielle
Les lignes ne peuvent pas être supprimées, si elles sont utilisées par d'autres enregistrements.
Si une table fait référence à des données d'une autre table, cette table et ces données doivent être présentes pour que la contrainte d'intégrité référentielle soit vérifiée.
Nous étudierons cela en détail plus tard avec les clés étrangères (FOREIGN KEY).
Normalisation de la base de données
La normalisation de base de données est le processus d'organisation efficace des données dans une base de données.
Objectifs de la normalisation
- Éliminer les données redondantes : éviter de stocker les mêmes données dans plusieurs tables.
- Assurer que les dépendances de données ont un sens : garantir que les données sont stockées de manière logique.
Ces deux raisons sont des objectifs valables, car elles réduisent la quantité d'espace utilisée par une base de données et garantissent que les données sont stockées de manière logique.
Les formes normales
La normalisation consiste en une série de directives qui vous aideront à créer une bonne structure de base de données. Les directives de normalisation sont divisées en formes normales.
- 1ère forme normale : Éliminer les groupes répétés
- 2ème forme normale: Éliminer les dépendances partielles
- 3ème forme normale : Éliminer les dépendances transitives
Le but des formes normales est d'organiser la structure de la base de données, de sorte qu'elle respecte les règles de la première forme normale, puis de la deuxième forme normale et enfin de la troisième forme normale.
C'est votre choix d'aller plus loin (4ème, 5ème forme normale), mais en général, la troisième forme normale est plus que suffisante.
Nous parlerons plus tard en détail de ces formes normales.
Récapitulatif des concepts clés
| Concept | Définition | Exemple |
|---|---|---|
| Table | Ensemble de données organisé en lignes et colonnes | Table Employes |
| Tuple (ligne) | Une entrée dans une table | Un employé spécifique |
| Attribut (colonne) | Une propriété d'un tuple | Nom, Age, Salaire |
| Domaine | Ensemble de valeurs possibles pour un attribut | Age doit être un entier positif |
| Clé primaire | Attribut identifiant de manière unique chaque tuple | Id |
| Schéma | Structure décrivant une table | Employes(Id, Nom, Age, Salaire) |
- Un SGBDR est basé sur le modèle relationnel de E.F. Codd.
- Les données sont organisées en tables (relations) composées de lignes (tuples) et colonnes (attributs).
- Chaque attribut a un domaine qui définit les valeurs autorisées.
- Une clé primaire identifie de manière unique chaque ligne.
- Les contraintes d'intégrité (clé, domaine, référentielle) garantissent la cohérence des données.
- La normalisation organise les données pour éliminer la redondance et assurer la cohérence.
- Les trois premières formes normales sont généralement suffisantes pour une bonne conception.
- Exemples de SGBDR : MySQL, Oracle, SQL Server, PostgreSQL, SQLite.
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