Bases de données - Modèles et langages fondamentaux

Objectifs d'apprentissage

• Comprendre les concepts fondamentaux des modèles de bases de données, en particulier le modèle relationnel.
• Maîtriser les bases du langage SQL, à la fois comme langage déclaratif et algébrique.
• Apprendre à concevoir et implémenter une base de données relationnelle efficace.
• Savoir utiliser les schémas relationnels pour structurer les données de manière optimale.
• Acquérir des compétences en gestion des transactions et en utilisation des procédures et déclencheurs.
• Appliquer les connaissances théoriques à travers une étude de cas pratique.

Public cible

Ce cours s'adresse aux étudiants en informatique, aux développeurs débutants ou intermédiaires, ainsi qu'aux professionnels souhaitant se former ou approfondir leurs connaissances en bases de données relationnelles. Une compréhension de base des concepts informatiques et de la logique algorithmique est recommandée pour tirer pleinement profit de ce cours.

Introduction

Les bases de données sont au cœur des systèmes d'information modernes. Ce cours vous introduira aux concepts fondamentaux des modèles de données, en mettant l'accent sur le modèle relationnel, le plus répandu dans l'industrie. Vous découvrirez comment structurer, interroger et manipuler des données efficacement.

Le modèle relationnel

Le modèle relationnel, développé par E.F. Codd dans les années 1970, repose sur des concepts mathématiques solides. Nous explorerons les notions de tables, de clés primaires et étrangères, ainsi que les propriétés ACID qui garantissent la fiabilité des transactions.

SQL, langage déclaratif

SQL (Structured Query Language) est le langage standard pour interagir avec les bases de données relationnelles. Dans cette section, vous apprendrez à formuler des requêtes SELECT complexes, à filtrer et trier des données, et à utiliser les fonctions d'agrégation pour analyser l'information.

SQL, langage algébrique

Derrière le langage déclaratif SQL se cache une algèbre relationnelle puissante. Nous étudierons les opérations fondamentales comme la projection, la sélection, le produit cartésien, la jointure et la division, qui constituent la base théorique des requêtes SQL.

SQL, récapitulatif

Cette section synthétise les concepts SQL vus précédemment et introduit des fonctionnalités avancées comme les sous-requêtes, les vues, et les opérations ensemblistes (UNION, INTERSECT, EXCEPT).

Conception d'une base de données

La conception d'une base de données est une étape cruciale. Nous aborderons les méthodes de modélisation conceptuelle (diagrammes entité-relation) et leur transformation en schémas relationnels, en mettant l'accent sur la normalisation pour éviter les anomalies de mise à jour.

Schémas relationnel

Un schéma relationnel bien conçu est la clé d'une base de données performante. Nous approfondirons les formes normales (1NF, 2NF, 3NF, BCNF) et les techniques de décomposition pour éliminer les redondances tout en préservant l'intégrité des données.

Procédures et déclencheurs

Les procédures stockées et les déclencheurs (triggers) permettent d'encapsuler la logique métier directement dans la base de données. Vous apprendrez à créer et utiliser ces éléments pour automatiser des traitements complexes et garantir la cohérence des données.

Transactions

Les transactions sont essentielles pour maintenir la cohérence des bases de données dans des environnements multi-utilisateurs. Nous étudierons les propriétés ACID, les niveaux d'isolation, et les techniques de gestion des accès concurrents (verrous, versionning).

Une étude de cas

Pour conclure, nous mettrons en pratique tous les concepts abordés à travers une étude de cas complète : de la modélisation conceptuelle à l'implémentation physique, en passant par la création de requêtes complexes et l'optimisation des performances.