Conception
et architecture des bases de données
Ramez Elmasri
Shamkant Navathe
ISBN : 2-7440-7055-6
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Figures
Dossiers zippés
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1 Bases de données et utilisateurs [cliquez ici]
Figure 1.1 : Environnement de système de base de données simplifié.
Figure 1.2 : Base de données des étudiants et des cours.
Figure 1.3 : Format de stockage interne de l'enregistrement ETUDIANT
Figure 1.4 : Deux vues dérivées de la base de données de la Figure 1.2
Figure 1.5 : Stockage redondant de NomEtudiant et NumeroCours dans ETAT_NOTES
2 Concepts et architecture des systèmes de bases de données [cliquez ici]
Figure 2.1 : Diagramme schématique de la figure 1.2.
Figure 2.2 : L'architecture trischématique.
3 Modélisation des données à l'aide du modèle entités-relations [cliquez ici]
Figure 3.1 : Un diagramme simplifié illustrant les phases principales de la conception
d'une base de données.
Figure 3.2 : Un diagramme de schéma ER de la base de données ENTREPRISE.
Figure 3.3 : Deux entités, employé e1 et société s1, et leurs attributs.
Figure 3.4 : Une hiérarchie d'attributs composites.
Figure 3.5 : Un attribut complexe : AdresseTel.
Figure 3.6 : Deux types d'entités, EMPLOYE et ENTREPRISE, et des entités de chaque type.
Figure 3.7 : Le type d'entité VOITURE et ses deux attributs clés.
Figure 3.8 : Modèle préliminaire des types d'entités de la base de données ENTREPRISE.
Figure 3.9 : Quelques instances de l'ensemble de relations TRAVAILLE_POUR.
Figure 3.10 : Quelques instances de relations de l'ensemble de relations ternaires OFFRE.
Figure 3.11 : Une relation récursive SUPERVISION.
Figure 3.12 : Une relation 1:1, DIRIGE.
Figure 3.13 : Une relation M:N, TRAVAILLE_SUR.
Figure 3.14 : Résumé de la notation des diagrammes ER.
Figure 3.15 : Diagrammes ER du schéma ENTREPRISE.
Figure 3.16 : Le schéma conceptuel de la base de données ENTREPRISE.
Figure 3.17 : Notation des diagrammes EER pour représenter les sous-classes et la spécialisation
Figure 3.18 : Instances d'une spécialisation
Figure 3.19 : Généralisation.
Figure 3.20 : Schéma conceptuel EER de la base de données UNIVERSITE.
Figure 3.21 : Diagramme de classes UML illustrant la notation de la spécialisation et de la généralisation
Figure 3.22 : Un diagramme ER de schéma de base de données COMPAGNIEAERIENNE.
Figure 3.23 : Un diagramme ER pour un schéma de base de données BANQUE.
Figure 3.24 : Une partie du diagramme ER d'une base de données ENTREPRISE.
Figure 3.25 : Une partie du diagramme ER d'une base de données COURS.4 Modèle de données relationnel et contraintes des bases de données relationnelles [cliquez ici]
Figure 4.1 : Attributs et tuples de la relation ETUDIANT.
Figure 4.2 : Relation ETUDIANT de la figure 4.1 avec un ordre de tuples différent.
Figure 4.3 : Deux tuples identiques.
Figure 4.4 : La relation VOITURE avec deux clés candidates.
Figure 4.5 : Schéma de la base de données relationnelle ENTREPRISE.
Figure 4.6 : Exemple d'état de la base de données relationnelle ENTREPRISE.
Figure 4.7 : Vue des contraintes d'intégrité référentielle.
Figure 4.8 : Schéma de la base de données relationnelle COMPAGNIE_AERIENNE.
5 L'algèbre relationnelle [cliquez ici]
Figure 5.1 : Résultats des opérations SELECTION et PROJECTION.
Figure 5.2 : Résultats d'une suite d'opérations.
Figure 5.3 : Résultat de l'opération UNION
Figure 5.4 : Les opérations sur les ensembles UNION, INTERSECTION et DIFFERENCE.
Figure 5.5 : L'opération PRODUIT CARTESIEN (PRODUIT CROISE).
Figure 5.6 : Résultat de l'opération RESP_SERV SERVICE.
Figure 5.7 : Résultats de deux opérations JOINTURE NATURELLE.
Figure 5.8 : L'opération DIVISION.
Figure 5.9 : Le schéma de la base de données relationnelle BIBLIOTHEQUE.6 Conception de bases de données relationnelles par le passage d'un modèle ER et EER à un modèle relationnel [cliquez ici]
Figure 6.1 : Le diagramme de schéma conceptuel ER de la base de données ENTREPRISE.
Figure 6.2 : Résultat de la conversion du schéma ER de la base ENTREPRISE en schéma de base de données relationnelle.
Figure 6.3a : La relation ternaire FOURNITURE.
Figure 6.3b : Conversion de la relation FOURNITURE.
Figure 6.4 : Options de conversion des spécialisations et des généralisations.
Figure 6.4a : Diagramme EER d'une spécialisation définie par les attributs sur TypeFonction.
Figure 6.4b : Généralisation de VEHICULE et CAMION formant la superclasse VEHICULE.
Figure 6.4c: Diagramme EER d'une spécialisation chevauchante (non disjointe).
Figure 6.4d : Réseau de spécialisation avec héritage multiple pour la base de données UNIVERSITE.
Figure 6.5 : Emploi de plusieurs options pour convertir le réseau de spécialisation.
Figure 6.6 : Conversion des catégories EER (types unions) en relations.
Figure 6.7 : Le schéma ER de la base de données SUIVI_NAVIRE.
7 SQL 99 : Définition des schémas, contraintes de base et requêtes [cliquez ici]
Figure 7.1 : Les instructions SQL CREATE TABLE pour la définition du schéma ENTREPRISE.
Figure 7.2 : Spécification en SQL des valeurs par défaut pour des attributs et des actions référentielles automatiques.
Figure 7.3 : Résultats des requêtes SQL appliquées à l'état de la base de données ENTREPRISE.
Figure 7.4 : Résultats d'autres requêtes SQL appliquées à l'état de la base de données ENTREPRISE.
Figure 7.5 : Les résultats des opérations SQL sur des multi-ensembles.
8 SQL : assertions, vues et techniques de programmation [cliquez ici]
Figure 8.1 : Deux vues spécifiées sur le schéma de la base de données de la figure 4.5.9 Dépendances fonctionnelles et normalisation des bases de données [cliquez ici]
Figure 9.1 : Schéma simplifié de la base de données relationnelle ENTREPRISE.
Figure 9.2 : Exemple de contenu pour le schéma de base de données de la figure 9.1.
Figure 9.3 : Deux schémas relationnels affectés par des anomalies de mise à jour.
Figure 9.4 : Exemple de contenu pour EMP_SERV et EMP_PROJ.
Figure 9.5 : Une conception inadaptée de la relation EMP_PROJ de la figure 9.3b.
Figure 9.6 : Le résultat de l'application d'une JOINTURE NATURELLE.
Figure 9.7 : Un état relationnel de ENSEIGNEMENT avec une dépendance fonctionnelle possible.
Figure 9.8 : Normalisation en 1FN.
Figure 9.9 : Normalisation des relations imbriquées dans 1FN.
Figure 9.10 : La normalisation en 2FN et 3FN.
Figure 9.11 : Normalisation en 2FN et 3FN.
Figure 9.12 :Forme normale de Boyce-Codd.
Figure 9.13 : Une relation ENSEIGNEMENT qui est en 3FN mais pas en FNBC.
10 Méthodologie de conception de bases de données et utilisation des diagrammes UML [cliquez ici]
Figure 10.1 : Les phases de conception et d'implémentation de grandes bases de données.
Figure 10.2 : Exemple de raffinement descendant.
Figure 10.3 : Exemple de raffinement ascendant.
Figure 10.4 : Modification des vues pour assurer la conformité avant intégration.
Figure 10.5 : Schéma intégré après fusion des vues 1 et 2.
Figure 10.6 : Différentes stratégies applicables au processus d'intégration des vues.
Figure 10.7 : La notation du diagramme de cas d'utilisation.
Figure 10.8 : Exemple de diagramme de cas d'utilisation pour la base de données UNIVERSITE.
Figure 10.9 : La notation des diagrammes de séquence.
Figure 10.10 : La notation des diagrammes d'états.
Figure 10.11 : Exemple de diagramme d'états pour la base de données UNIVERSITE.
Figure 10.12 : Diagramme de séquence pour la base de données UNIVERSITE.
Figure 10.13 : Modèle de données représenté sous forme graphique avec Rational Rose.
Figure 10.14 : Définition du modèle de données logique dans Rational Rose.
Figure 10.15 : La conception de la base de données UNIVERSITE sous forme de diagramme de classes.
Figure 10.16 : La classe NOM_EMPLOYE correspondant à la table Employe fig. 10.14.11 Stockage sur disque, structures de fichiers et hachage [cliquez ici]
Figure 11.1 : (a) Disque simple face avec son dispositif de lecture/écriture. (b) Pile de disques avec son dispositif de lecture/écriture.
Figure 11.2 : Différentes organisations des secteurs sur un disque.
Figure 11.3 : Exécution simultanée en mode intercalé et exécution en mode parallèle.
Figure 11.4 : Utlisation de deux buffers, A et B, pour lire sur le disque.
Figure 11.5 : Trois formats de stockage d'enregistrements.
Figure 11.6 : Types d'organisations des enregistrements.
Figure 11.8 : Hachage interne.
Figure 11.9 : Appariement des numéros de seau et des blocs d'adresses disque.
Figure 11.10 : Gestion des débordements de seaux par chaînage.
Figure 11.11 : Structure du schéma de hachage extensible.
Figure 11.12 : Striping des données. Le fichier A est réparti sur quatre disques.
Figure 11.13 : Les différents niveaux de RAID.
12 Structures d'indexation pour les fichiers [cliquez ici]
Figure 12.1 : L'index primaire est défini dans le champ de la clé de tri.
Figure 12.2 : Index de regroupement sur le champ de tri non-clé NUMSERVICE d'un fichier EMPLOYE.
Figure 12.3 : Index de regroupement avec un groupe de blocs distinct pour chaque groupe d'enregistrements partageant la même valeur pour le champ de regroupement.
Figure 12.4 : Index secondaire dense (avec des pointeurs de bloc) sur un champ clé non utilisé pour le tri d'un fichier.
Figure 12.5 : Index secondaire (avec des pointeurs d'enregistrement) sur un champ non clé implémenté.
Figure 12.6 : Index primaire à deux niveaux ressemblant à une organisation ISAM .
Figure 12.7 : Structure de données arborescente montrant un arbre déséquilibré.
Figure 12.8 : Nœud d'un arbre de recherche avec des pointeurs sur les sous-arbres.
Figure 12.9 : Un arbre de recherche d'ordre p = 3.
Figure 12.10 : Les structures d'arbre-B.
Figure 12.11 : Les nœuds d'un arbre-B+.
Figure 12.12 : Un exemple d'insertion dans un arbre-B+ avec p = 3 et pfeuille = 2.
Figure 12.13 : Exemple de suppression dans un arbre-B+.
Figure 12.14 : Exemple de tableau du type grille sur des attributs NUMS et AGE.
Figure 12.15 : Insertion dans un arbre-B+ avec redistribution vers la gauche.13 Algorithmes pour le traitement et l'optimisation des requêtes [cliquez ici]
Figure 13.1 : Étapes types du traitement d'une requête de haut niveau.
Figure 13.2 : Deux arbres de requête pour la requête Q2.
Figure 13.3 : Étapes de la conversion d'un arbre de requête avec l'optimisation heuristique.
Figure 13.4 : Arbre de la requête Q1.
Figure 13.5 : Deux arbres de requêtes (de jointure) orientés à gauche.
Figure 13.6 : Exemple de données statistiques pour les relations de Q2.
14 Concepts et théorie du traitement des transactions [cliquez ici]
Figure 14.1 : Traitement entrelaçé et traitement parallèle de transactions simultanées.
Figure 14.2 : Deux exemples de transactions.
Figure 14.3 : Problèmes survenant lors d'exécutions concurrentes incontrôlées.
Figure 14.3 (suite) : Problèmes survenant lors d'exécutions concurrentes incontrôlées.
Figure 14.4 : Diagramme d'état-transition illustrant les états de l'exécution de transactions.
15 Techniques de contrôle de la concurrence [cliquez ici]
Figure 15.1 : Exemples de transactions non conformes au protocole du blocage à deux phases.
Figure 15.2 : Les transactions T1' et T2'.
Figure 15.3 : Illustration du problème des interblocages.
Figure 15.4 : Hiérarchie des granularités illustrant un verrouillage à plusieurs niveaux de granularité.
Figure 15.5 : Matrice des compatibilités des verrous dans le cadre d'un verrouillage à granularités multiples.
Figure 15.6 : Opérations de verrouillage illustrant un ordonnancement sérialisable.
16 Techniques de récupération des bases de données [cliquez ici]
Figure 16.1 : Illustration d'annulations en cascade.
Figure 16.2 : Exemple de récupération avec mises à jour différées dans un environnement mono-utilisateur.
Figure 16.3 : Exemple de reprise en environnement multi-utilisateur.
Figure 16.4 : Exemple de reprise avec mises à jour différées dans un contexte de transactions concurrentes.
Figure 16.5 : Exemple de pagination shadow.
Figure 16.6 : Exemple de récupération avec ARIES.
Figure 16.7 : Exemple d'ordonnancement et de l'extrait de journal qui lui correspond.17 Concepts des bases de données objet [cliquez ici]
Figure 17.1 : Représentation de l'objet complexe Service sous forme de graphe.
18 Standards et langages des bases de données à objets [cliquez ici]
Figure 18.1 : Hiérarchie d'héritage pour les interfaces intégrées du modèle objet.
Figure 18.2 : Exemple de schéma de base de données.
Figure 18.3 : Illustration de l'héritage d'interface via " : ".
19 Systèmes relationnel-objet et relationnel étendu
20 Modèles de données étendus pour les applications avancées [cliquez ici]
Figure 20.1 : Base de données ENTREPRISE simplifiée pour illustrer les règles actives.
Figure 20.2 : Différents types de bases de données relationnelles temporelles.
Figure 20.3 : Exemples de versions de tuples dans les relations en temps valide EMP_TV et SERV_TV.
Figure 20.4 : Exemples de versions de tuples dans les relations bitemporelles EMP_BT et SERV_BT.
Figure 20.5 : (a) Notation Prolog. (b) L'arbre correspondant.
Figure 20.6 : Preuve d'un nouveau fait.
Figure 20.7 : Un modèle minimal.
Figure 20.8 : Prédicats de faits pour une partie de la base de données de la figure 4.6.
Figure 20.9a : Prédicats définis par les règles
Figure 20.9b : Graphe de dépendances des prédicats pour les figures 20.6 et 20.7
Figure 20.10 : Schéma de la base de données de l'exercice 20.1721 Bases de données et architectures client-serveur [cliquez ici]
Figure 21.1 : Différentes architectures possibles pour un système de bases de données.
Figure 21.2 : Distribution et réplication des données entre bases de données distribuées.
Figure 21.3 : Fragments complets et disjoints de la relation TRAVAILLE_SUR.
Figure 21.4 : Architecture de schémas à cinq niveaux dans un SBDF.
Figure 21.5 : Architecture client-serveur à trois couches.
Figure 21.6 : Systèmes de bases de données distribuées Oracle.
22 XML et les bases de données Internet [cliquez ici]
Figure 22.1 : Représentation de données semi-structurées sous forme de graphe.
Figure 22.2 : Diagramme de schéma ER pour une base de données UNIVERSITE simplifiée.
Figure 22.3 : Sous-ensemble de la base de données UNIVERSITE nécessaire pour l'extraction de documents XML.
Figure 22.4 : Vue hiérarchique (arborescente) avec COURS comme racine.
Figure 22.5 : Vue hiérarchique (arborescente) avec ETUDIANT comme racine.
Figure 22.6 : Vue hiérarchique (arborescente) avec SESSION comme racine.
Figure 22.7 : Conversion d'un graphe présentant des cycles en structure hiérarchique (arborescente).