Les Bases de Données

UE8 — Systèmes d'information de gestion | DCG

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Introduction

Les bases de données constituent le cœur des systèmes d'information de gestion (SIG) en entreprise. Elles permettent de stocker, organiser, interroger et sécuriser les données nécessaires au pilotage opérationnel et stratégique. Pour un futur expert-comptable ou dirigeant, maîtriser les concepts fondamentaux des bases de données est indispensable : toute application de gestion (comptabilité, paie, gestion commerciale, ERP) repose sur un SGBD.

Ce chapitre traite du modèle relationnel, de l'algèbre relationnelle, du langage SQL, de la normalisation et des règles d'intégrité — tous éléments inscrits au programme officiel de l'UE8 DCG.

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1. Définitions fondamentales

1.1 La donnée, l'information, la connaissance

Niveau	Définition	Exemple
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Donnée	Fait brut, non interprété	`42`, `DURAND`, `2024-03-15`
Information	Donnée mise en contexte	« Le client Durand a passé commande le 15/03/2024 »
Connaissance	Information intégrée dans un raisonnement	« Les commandes augmentent en mars → anticiper les stocks »

1.2 La base de données (BD)

Une base de données est un ensemble structuré et cohérent de données, enregistré sur des supports accessibles par ordinateur, pour satisfaire simultanément plusieurs utilisateurs de manière sélective et en temps opportun.

> Définition de référence : C. J. Date, An Introduction to Database Systems (ouvrage fondateur du domaine).

1.3 Le Système de Gestion de Base de Données (SGBD)

Un SGBD est un logiciel qui assure :

• la définition des données (structures, types, contraintes) ;


• la manipulation des données (insertion, modification, suppression, interrogation) ;


• le contrôle de l'intégrité, de la sécurité et de la confidentialité ;


• la gestion des accès concurrents (plusieurs utilisateurs simultanés) ;


• la reprise après panne (journalisation des transactions).

Exemples de SGBD du marché : MySQL, PostgreSQL, Oracle Database, Microsoft SQL Server, MariaDB.

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2. Les modèles de bases de données

2.1 Panorama des modèles

Modèle	Principe	Exemples de SGBD	Usage typique
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Hiérarchique	Arborescence parent-enfant	IMS (IBM, années 1960)	Systèmes mainframe legacy
Réseau	Graphe de nœuds	IDMS	Systèmes anciens
Relationnel	Tables, clés, relations	MySQL, Oracle, PostgreSQL	Gestion d'entreprise (dominant)
Orienté objet	Objets avec attributs et méthodes	db4o, ObjectDB	Applications complexes
NoSQL	Documents, clés-valeurs, colonnes, graphes	MongoDB, Redis, Cassandra	Big Data, applications web
NewSQL	Relationnel + scalabilité NoSQL	Google Spanner, CockroachDB	Cloud à grande échelle

> Au DCG, le modèle relationnel est central. Les autres modèles sont mentionnés pour situer le contexte technologique.

2.2 Le modèle relationnel (Codd, 1970)

Edgar Frank Codd (chercheur chez IBM) publie en 1970 l'article fondateur "A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks". Il définit les bases théoriques du modèle relationnel, encore dominant aujourd'hui.

Concepts fondamentaux :

• Relation (table) : ensemble de n-uplets (lignes) partageant les mêmes attributs (colonnes). Une relation est notée R(A₁, A₂, ..., Aₙ).


• Attribut : propriété élémentaire d'une entité (ex. : `Nom`, `Prix_unitaire`).


• Domaine : ensemble de valeurs possibles pour un attribut (ex. : entiers positifs, chaîne ≤ 50 caractères).


• Tuple (n-uplet) : une ligne de la table, représentant une occurrence de l'entité.


• Clé primaire : attribut (ou ensemble d'attributs) identifiant de façon unique chaque tuple.


• Clé étrangère : attribut d'une table qui référence la clé primaire d'une autre table, matérialisant une association.

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3. La modélisation des données : le modèle Entité-Association

3.1 Principe

Avant de créer une base de données, on modélise le réel à l'aide du modèle Entité-Association (EA), aussi appelé modèle conceptuel de données (MCD) dans la méthode MERISE (méthode française de conception des systèmes d'information, développée dans les années 1970-1980 par Tardieu, Rochfeld et Colletti).

3.2 Éléments du MCD

Élément	Symbole	Définition	Exemple
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Entité	Rectangle	Objet du monde réel	`CLIENT`, `PRODUIT`, `COMMANDE`
Attribut	Ellipse	Propriété d'une entité	`Nom_client`, `Prix_HT`
Identifiant	Attribut souligné	Clé primaire de l'entité	`Num_client`
Association	Losange	Lien entre entités	`PASSER` (CLIENT passe COMMANDE)
Cardinalité	Notation (min, max)	Nombre d'occurrences dans l'association	(1,N), (0,1), (1,1)

3.3 Les cardinalités

Notation	Signification	Exemple
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(1,1)	Exactement un	Un salarié a exactement un contrat de travail (CDI)
(0,1)	Zéro ou un	Un étudiant peut avoir (ou non) une bourse
(1,N)	Un ou plusieurs	Un client passe au moins une commande
(0,N)	Zéro ou plusieurs	Un produit peut n'avoir aucune commande

3.4 Exemple complet : gestion commerciale

Énoncé : Une entreprise gère des clients qui passent des commandes. Chaque commande porte sur un ou plusieurs produits avec une quantité précisée.

MCD (description textuelle) :

```
CLIENT (Num_client, Nom, Prénom, Email, Ville)
PRODUIT (Ref_produit, Désignation, Prix_HT, Taux_TVA)
COMMANDE (Num_commande, Date_commande, Statut)

CLIENT (1,N) ——[PASSER]—— (0,N) COMMANDE
COMMANDE (1,N) ——[CONTENIR]—— (0,N) PRODUIT
avec attribut d'association : Quantité
```

Passage au Modèle Logique de Données (MLD) :

```
CLIENT (Num_client, Nom, Prénom, Email, Ville)
COMMANDE (Num_commande, Date_commande, Statut, #Num_client)
PRODUIT (Ref_produit, Désignation, Prix_HT, Taux_TVA)
LIGNE_COMMANDE (Num_commande, Ref_produit, Quantité)
— clé primaire composée : (Num_commande, Ref_produit)
— #Num_commande → COMMANDE
— #Ref_produit → PRODUIT
```

> Règle de transformation : Toute association de type (N,N) devient une table intermédiaire dont la clé primaire est composée des clés étrangères des deux entités liées, augmentée des éventuels attributs de l'association.

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4. Les règles d'intégrité

Les SGBD relationnels imposent des contraintes garantissant la cohérence des données.

4.1 Tableau des contraintes d'intégrité

Contrainte	Définition	Exemple
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Intégrité de domaine	La valeur doit appartenir au domaine défini	`Taux_TVA` ∈ {0, 2.1, 5.5, 10, 20}
Intégrité d'entité	La clé primaire est unique et non nulle	`Num_client` ≠ NULL et unique
Intégrité référentielle	Toute clé étrangère référence une clé primaire existante	`#Num_client` dans COMMANDE ∈ Num_client de CLIENT
Contrainte NOT NULL	L'attribut ne peut être vide	`Nom` NOT NULL
Contrainte CHECK	Condition booléenne sur un attribut	`Prix_HT > 0`
Contrainte UNIQUE	Valeurs distinctes (sans être PK)	`Email` UNIQUE dans CLIENT

4.2 Gestion des suppressions (intégrité référentielle)

Lors de la suppression d'un tuple référencé, trois comportements sont possibles :

Comportement	SQL	Effet
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Restriction	`ON DELETE RESTRICT`	Interdit la suppression si des dépendants existent
Cascade	`ON DELETE CASCADE`	Supprime automatiquement les tuples dépendants
Mise à NULL	`ON DELETE SET NULL`	Met la clé étrangère à NULL dans les dépendants

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5. La normalisation

5.1 Objectif