Licence Informatique - Bases de Données 1
La modélisation conceptuelle des bases de données constitue une étape fondamentale dans la conception de systèmes d'information. Ce cours introduit les concepts essentiels de la modélisation conceptuelle, en mettant l'accent sur le modèle relationnel développé par E.F. Codd, qui a révolutionné la gestion des données et reste aujourd'hui le paradigme dominant dans le domaine des bases de données.
Ce module couvre les principes de base de la modélisation conceptuelle, l'histoire et les fondements théoriques du modèle relationnel, ainsi que les concepts fondamentaux des bases de données et les opérations de requête associées.
Edgar Frank Codd, né en Angleterre en 1923, est considéré comme le père du modèle relationnel des bases de données. Après avoir servi dans la Royal Air Force pendant la Seconde Guerre mondiale, il a obtenu un doctorat en informatique à l'Université du Michigan en 1965. Il a ensuite rejoint IBM, où il a développé ses idées révolutionnaires sur la gestion des données.
En 1970, E.F. Codd publie un article fondateur intitulé "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks" dans la revue Communications of the ACM. Cet article marque un tournant décisif dans l'histoire de l'informatique et pose les bases théoriques du modèle relationnel.
Avant cette publication, les systèmes de gestion de bases de données (SGBD) utilisaient principalement des modèles hiérarchiques ou en réseau, qui présentaient de nombreuses limitations :
Codd proposait une approche radicalement différente basée sur la théorie mathématique des relations et des ensembles. Les principes clés de son modèle incluent :
Bien que les idées de Codd aient été initialement accueillies avec scepticisme par certains membres de la communauté informatique, elles ont progressivement gagné en reconnaissance. IBM a développé System R, un prototype de SGBD relationnel, et d'autres entreprises ont suivi.
En 1981, Codd reçoit le prestigieux prix Turing de l'ACM pour ses contributions fondamentales à la théorie et à la pratique des bases de données. Le modèle relationnel est devenu le standard de l'industrie, avec des systèmes comme Oracle, MySQL, PostgreSQL, et SQL Server qui dominent encore aujourd'hui le marché des bases de données.
Une base de données est une collection organisée de données structurées, généralement stockée électroniquement dans un système informatique. Un système de gestion de bases de données (SGBD) est un logiciel qui permet de créer, gérer et manipuler ces bases de données.
Dans le modèle relationnel, les données sont organisées en relations (tables) composées de tuples (lignes) et d'attributs (colonnes). Chaque relation possède un nom unique et chaque attribut a un nom et un domaine (type de données).
L'intégrité des données garantit la cohérence et la fiabilité des informations stockées. Les principales formes d'intégrité incluent :
La modélisation conceptuelle est la première étape du processus de conception d'une base de données. Elle consiste à créer une représentation abstraite et indépendante de toute implémentation technique du domaine d'application. Cette modélisation permet de :
Le Modèle Conceptuel de Données (MCD), également appelé Modèle Entité-Association (MEA) ou Entity Relationship Model (ERM), est le formalisme le plus utilisé pour la modélisation conceptuelle. Il a été proposé par Peter Chen en 1976.
Les éléments principaux du MCD incluent :
Les cardinalités définissent les contraintes de participation entre entités :
Le passage du modèle conceptuel au modèle logique relationnel consiste à transformer le MCD en un schéma relationnel. Cette transformation suit des règles précises :
La normalisation est un processus qui consiste à organiser les données dans une base de données pour réduire la redondance et améliorer l'intégrité des données. Les formes normales principales sont :
L'algèbre relationnelle, proposée par Codd, fournit un ensemble d'opérations fondamentales pour manipuler les relations. Les opérations de base incluent :
Le calcul relationnel est une approche déclarative pour interroger les bases de données, où on spécifie ce que l'on veut obtenir plutôt que comment l'obtenir. Il existe deux variantes :
SQL est le langage standard pour interroger et manipuler les bases de données relationnelles. Développé initialement par IBM dans les années 1970, SQL permet d'effectuer :
Ce cours comprend des exemples pratiques et des exercices qui démontrent les concepts de modélisation conceptuelle et les opérations sur les bases de données relationnelles. Le matériel couvre :
Support de cours détaillé :
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Le document PDF contient une présentation détaillée de tous les concepts couverts dans ce cours, incluant des exemples pratiques, des exercices, et des illustrations des modèles conceptuels et logiques.
À l'issue de ce cours, les étudiants seront capables de :
L'évaluation du cours comprend des exercices pratiques, des travaux dirigés sur la modélisation, et des projets qui nécessitent la conception et l'implémentation de bases de données relationnelles. Les étudiants sont attendus de démontrer leur compréhension des concepts de modélisation conceptuelle et logique à travers des réalisations pratiques et de la documentation.