SYSTÈMES INFORMATIQUESSystèmes de gestion de bases de données

Notions de base de données et de système de gestion de bases de données

Base de données

Une base de données rassemble sur un support informatique une grande quantité d'information sur un sujet donné. Cette information est représentée par une ou plusieurs collections dont les éléments doivent respecter une structure précise.

Exemple : Un établissement bancaire doit gérer des informations diverses concernant ses clients (adresses, comptes, etc.), leurs produits financiers et transactions bancaires. Une collection Clients enregistre par exemple pour chaque client de l'établissement un élément avec un numéro, le nom du client, son prénom, son adresse et sa profession.

La structuration de l'information permet d'effectuer des recherches d'informations très précises dans une base de données. On peut ainsi chercher « l'adresse du client Albert Dupont » ou « les noms de tous les clients ingénieurs » stockés dans la collection Clients. Si on ajoute une deuxième collection Comptes sur les comptes bancaires, où chaque compte est un élément avec le numéro du compte, le numéro du client, le type de compte et le montant disponible, on peut alors demander le « nom du client avec le compte numéro 06152568956 ». La recherche de cette information implique la combinaison d'informations dans les deux collections en utilisant le numéro du client associé dans la collection Comptes au compte 06152568956 pour chercher son nom dans la collection Clients.

Système de gestion de bases de données (S.G.B.D.)

Reprenons l'exemple de la banque. La plupart des informations bancaires doivent être disponibles à tout moment pour le réseau d'agences et d'autres canaux de distribution (Internet, guichets automatiques, paiement par carte). Les bases de données sont créées pour être partagées par de nombreux utilisateurs (humains ou informatiques) et, si nécessaire, pour être consultées de manière confidentielle. Un S.G.B.D. constitue l'interface entre ces utilisateurs et une base de données. Sa tâche principale est de fournir à chaque utilisateur un accès efficace, simple et cohérent à des données partagées avec d'autres utilisateurs. Le volume des données gérées par un S.G.B.D. est en général important et peut être de l'ordre du pétaoctet (10¹⁵ octets). Suivant les besoins de l'utilisateur, la durée de vie d'une donnée dans la base peut être brève (inférieure à une seconde) ou très longue (supérieure à un an). La fréquence de mise à jour de la base est également variable : très élevée dans un système de réservation de places d'avion, elle est faible dans une base de données des communes de France (révision lors d'un recensement). La simultanéité possible de la lecture ou de la mise à jour des données par plusieurs utilisateurs, et l'éventualité de pannes, nécessitent le maintien de la cohérence des données. Par exemple, le programme d'un guichet automatique doit faire abstraction des problèmes de cohérence des données qui apparaissent quand une autre application veut modifier le solde du compte au moment même où le client essaie de retirer de l'argent du guichet.

Les S.G.B.D. respectent ces nombreuses contraintes. Par ailleurs, ils doivent passer à l'échelle, c'est-à-dire s'adapter à une croissance significative de la taille et du nombre de collections, du nombre d'utilisateurs, tout en permettant l'accès à l'information en un temps suffisamment court. Ce temps de « réponse » du système à une requête de l'utilisateur dépend de l'utilisation de la base de données. Il est d'environ une seconde, ou même moins, dans la plupart des cas, mais peut être de l'ordre de la milliseconde, voire moins, dans un système embarqué. Un client qui retire de l'argent à un guichet s'impatiente s'il doit attendre plus que quelques secondes entre le moment où il a indiqué la somme demandée et l'apparition de l'argent. Pendant ces quelques secondes, le programme du guichet doit demander au serveur S.G.B.D. l'état du compte du client et donner l'accord pour distribuer l'argent. On peut s'imaginer la complexité du problème quand on sait qu'en France telle grande banque doit être capable de traiter des demandes d'accès aux données de 6 millions de clients et de plus de 2 000 agences.

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S.G.B.D. relationnel : exemples de relations
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S.G.B.D. relationnel : accès concurrent et transactions
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S.G.B.D. relationnel : données hétérogènes
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