Memoire Online - Implémentation d'une application de gestion des courriers.

- Structuration : Ce terme fait allusion aux conditions de stockage des informations et à la manière dont ces dernières seront utilisées.

- Non redondance : C'est un critère qui interdit à la Base de données de contenir des informations répétitives. Nous avons deux formes de redondance à savoir :

La synonymie : c'est lorsque deux objets ont la même signification. Par exemple : Nom et Name ; Désignation et libellé.

Souris

Périphérique

Nom

Nom d'une personne

Nom d'un article

- Exhaustivité : C'est le principe selon lequel la Base de données doit contenir n toutes les informations nécessaires afin de répondre aux besoins des utilisateurs et ce, à tous les niveaux de hiérarchie.

les besoins des utilisateurs à partir desquels, il va collecter les données qui seront logées dans la Base.

2.2.3. Planification d'une base de données

Une base de données doit être conçue, raison pour laquelle, il est conseillé de la concevoir sur papier avant son implémentation sur un micro-ordinateur.

C'est pareil avec le travail d'un architecte qui avant de construire une maison, conçoit d'abord son plan sur papier.

Ainsi, la conception d'une base de données exige la mise en application de ses trois critères techniques : la structuration, la non redondance et l'exhaustivité, cela, en utilisant une méthode de conception des systèmes d'information telle que MERISE (Méthodes d'Etudes et de Réalisation Informatiques des Systèmes d'Entreprise), ou une technique de modélisation comme UML et autres (Mvibudulu & Konkfie, 2010).

2.2.4. Système de gestion de base de données(SGBD)

2.2.4.1. Quid SGBD

Un SGBD (Système de gestion de base de données) est un système de stockage de l'information qui assure la recherche et la maintenance. Les données sont persistantes (gestion de disques), partagées entre de nombreux utilisateurs ayant des besoins différents, qui les manipulent à l'aide de langage appropriés. Le système assure également la gestion de la sécurité et des conflits d'accès.

Il faut remarquer que les données sont accessibles directement, alors que les systèmes de banques de données antérieures ne fournissaient qu'un accès à un ensemble plus ou moins vaste au sein duquel il fallait encore faire une recherche séquentielle. On retrouve ce dernier mode de fonctionnement quand on utilise sur Internet des navigateurs de recherche qui exploitent des moteurs de bases de données.

La gestion et l'accès à une base de données sont assurés par un ensemble de programmes qui constituent le Système de gestion de base de données (SGBD). Un SGBD doit permettre l'ajout, la modification et la recherche de données. Un système de gestion de bases de données héberge généralement plusieurs bases de données, qui sont destinées à des logiciels ou des thématiques différentes.

Actuellement, la plupart des SGBD fonctionnent selon un mode client/serveur. Le serveur (sous-entendu la machine qui stocke les données)

reçoit des requêtes de plusieurs clients et ceci de manière concurrente. Le serveur analyse la requête, la traite et retourne le résultat au client.

Le modèle client/serveur est assez souvent implémenté au moyen de l'interface des sockets (voir le cours de réseau); le réseau étant Internet.

Une variante de ce modèle est le modèle ASP (Application Service Provider). Dans ce modèle, le client s'adresse à un mandataire (broker) qui le met en relation avec un SGBD capable de résoudre la requête. La requête est ensuite directement envoyée au SGBD sélectionné qui résout et retourne le résultat directement au client.

Quel que soit le modèle, un des problèmes fondamentaux à prendre en compte est la cohérence des données. Par exemple, dans un environnement où plusieurs utilisateurs peuvent accéder concurremment à une colonne d'une table par exemple pour la lire ou pour l'écrire, il faut s'accorder sur la politique d'écriture.

Cette politique peut être : les lectures concurrentes sont autorisées mais dès qu'il y a une écriture dans une colonne, l'ensemble de la colonne est envoyée aux autres utilisateurs l'ayant lue pour qu'elle soit rafraîchie (Audibert, 2009).

Des objectifs principaux ont été fixés aux SGBD dès l'origine de ceux-ci et ce, afin de résoudre les problèmes causés par la démarche classique. Ces objectifs sont les suivants :

Indépendance physique : La façon dont les données sont définies doit être indépendante des structures de stockage utilisées.

Indépendance logique : Un même ensemble de données peut être vu différemment par des utilisateurs différents. Toutes ces visions personnelles des données doivent être intégrées dans une vision globale.

Accès aux données : L'accès aux données se fait par l'intermédiaire d'un Langage de Manipulation de Données (LMD). Il est crucial que ce langage permette d'obtenir des réponses aux requêtes en un temps « raisonnable ».

Le LMD doit donc être optimisé, minimiser le nombre d'accès disques, et tout cela de façon totalement transparente pour l'utilisateur.

Administration centralisée des données (intégration) : Toutes les données doivent être centralisées dans un réservoir unique commun à toutes les applications. En effet, des visions différentes des données (entre autres)

se résolvent plus facilement si les données sont administrées de façon centralisée.

Non redondance des données : Afin d'éviter les problèmes lors des mises à jour, chaque donnée ne doit être présente qu'une seule fois dans la base.

Cohérence des données : Les données sont soumises à un certain nombre de contraintes d'intégrité qui définissent un état cohérent de la base. Elles doivent pouvoir être exprimées simplement et vérifiées automatiquement à chaque insertion, modification ou suppression des données.

Les contraintes d'intégrité sont décrites dans le Langage de Description de Données (LDD).

Partage des données : Il s'agit de permettre à plusieurs utilisateurs d'accéder aux mêmes données au même moment de manière transparente. Si ce problème est simple à résoudre quand il s'agit uniquement d'interrogations, cela ne l'est plus quand il s'agit de modifications dans un contexte multi-utilisateurs car il faut : permettre à deux (ou plus) utilisateurs de modifier la même donnée « en même temps » et assurer un résultat d'interrogation cohérent pour un utilisateur consultant une table pendant qu'un autre la modifie.

Sécurité des données : Les données doivent pouvoir être protégées contre les accès non autorisés. Pour cela, il faut pouvoir associer à chaque utilisateur des droits d'accès aux données.

Résistance aux pannes : Que se passe-t-il si une panne survient au milieu d'une modification, si certains fichiers contenant les données deviennent illisibles ? Il faut pouvoir récupérer une base dans un état « sain ». Ainsi, après une panne intervenant au milieu d'une modification deux solutions sont possibles : soit récupérer les données dans l'état dans lequel elles étaient avant la modification, soit terminé l'opération interrompue (Audibert, 2009).

C'est une notion très essentielle dans le sens où elle sert de motivation quant au choix de l'utilisation ou non d'une base de données lors de la conception d'un système.

En effet, la résolution d'un problème par un automate nécessite de représenter l'information sur le domaine traité appelé parfois mini monde ou univers du discours sous une forme digitale qui soit interprétable et manipulable par un ordinateur.

Le modèle doit donc être spécifié en utilisant des données codées et stockées en mémoire ainsi que par des opérations (programmes) qui déterminent comment ces données peuvent être utilisées pour résoudre le problème posé.

Un modèle peut se définir comme une représentation abstraite de l'information et éventuellement des opérateurs de manipulation de l'information.

Sur le plan fonctionnel, voilà ce dont on peut attendre d'un Système de Gestion de Base de Données (Massimango, 2011) :

- Supporter les concepts définis au niveau du modèle de données. Ceci afin de pouvoir représenter les propriétés des données. Ce niveau de représentation n'est pas nécessairement lié à la représentation interne sous forme de fichiers. Il regroupe en général la définition de types spécifiques et la définition de règles de cohérence ;

- Rendre transparent le partage des données entre différents utilisateurs. Ceci signifie que plusieurs utilisateurs doivent pouvoir utiliser la base de façon concurrente et transparente. Le problème posé ici est du fait que le SGBD pour des raisons évidentes de performances (partage du CPU) doit permettre des exécutions concurrentes sur une même base de données ;

- Assurer la confidentialité des données. Il est nécessaire de pouvoir spécifier qui a le droit d'accéder ou de modifier tout ou partie d'une base de données. Il faut donc se prémunir contre les manipulations illicites qu'elles soient intentionnelles ou accidentelles. Cela nécessite d'une part, une spécification des droits ajout, suppression, mis à jour). Il est patent que garantir la confidentialité des données engendre un surcout en temps au niveau des manipulations ;

- Assurer le respect des règles de cohérence définies sur les données. A priori, après chaque modification sur la base de données, toutes les règles de cohérence doivent être vérifiées sur toutes les données. Evidemment, une telle approche est irréalisable pour des raisons de performances et il faut déterminer des moyens de trouver précisément quelles règles et quelles données sont susceptibles d'être concernées par les traitements réalisés sur la base de données. Ces traitements doivent pouvoir être effectués sans arrêter le système.

- Fournir différents langages d'accès selon le profil de l'utilisateur. En général, on admet que le SGBD doit au moins supporter un langage adressant les concepts du modèle. Dans le cas du modèle relationnel, ce langage est le langage SQL. Néanmoins ce type de langage ne permet pas tous les types de manipulations et les SGBD proposent soit un langage plus complet au sens Turing du terme avec la possibilité de définir des accès à la base de données, soit un couplage d'un langage tel que SQL avec un langage de programmation conventionnel (tels que le langage C ou le langage Cobol).

La définition d'une interface entre une base de données et le Web pose ce type de problème de spécification et de navigation dans une base de données ;

- Etre résistant aux pannes. Ceci afin de protéger les données contre tout incident matériel ou logiciel qu'il soit intentionnel ou fortuit. Il faut donc garantir la cohérence de l'information et des traitements en cas de panne. Les applications opérant sur des bases de données sont souvent par nature amenées à opérer des traitements longs sur d'importants volumes de données. Les possibilités de panne en cours de traitement sont donc nombreuses et il faut fournir des mécanismes de reprise en cas de panne ;

- Posséder une capacité de stockage élevée. Permettre ainsi la gestion de données pouvant atteindre plusieurs milliard d'octets. Les capacités de stockage des ordinateurs sont en augmentation croissante. Cependant, les besoins des utilisateurs sont également en croissance forte. Avec l'essor des données multimédia (texte, image, son, vidéo) les besoins sont encore accrus. Les unités de stockage sont passées du mégaoctet(10⁶) au gigaoctet (10⁹), puis au téraoctet (10¹²), pétaoctet (10¹⁶) et on déjà à parler de exaoctet(10¹⁸) voir de zettaoctet(10²¹) ;

- Pouvoir répondre à des requêtes avec un niveau de performances adapté. Une requête est une recherche d'information à effectuer sur une ou plusieurs bases de données qui peut impliquer des caractéristiques descriptives sur l'information ou des relations entre les données. La puissance des ordinateurs n'est pas la seule réponse possible à apporter aux problèmes de performance. Une requête peut généralement être décomposée en opérations élémentaires. L'ordre d'exécution des opérations en fonction de leurs propriétés (associativités, commutativité) ainsi que le regroupement de certaines opérations utilisant le même ensemble de données sont des éléments qui permettent de diminuer significativement le temps d'exécution d'une requête ;

- Fournir des facilités pour la gestion des méta-données. Par exemple à travers un dictionnaire de données ou un catalogue système. Les méta-données concernent les données sur le schéma de la base de données (relations, attributs, contraintes, vues), sur les données (vues), sur les utilisateurs (identification, droits) et sur le système (statistiques). Ces données doivent être gérées et consultées de la même manière que les données afférentes à l'application. Cette notion de catalogue assure également une certaine flexibilité au niveau de l'utilisation du SGBD. Cette flexibilité permettant l'ajout sous contrôle de nouveaux utilisateurs ainsi que la modification de structures de données existantes sous certaines conditions. De plus, ce type d'information permet entre autre à l'administrateur de la base de données ou au SGBD lui-même d'adapter la politique de stockage en fonction du contenu.

Les SGBD peuvent varier selon leur complexité. Il n'est donc pas rare de rencontrer des systèmes de gestion qui possèdent tout ou une partie des propriétés citées ci-haut.

Ainsi lorsque l'on prend par exemple le SGBD relationnel Oracle 7 le SGBD relationnel Access. Ce sont deux produits assez caractéristiques pour exprimer ce que nous venons de dire. Le SGBD Oracle 7 est un SGBD relationnel utilisé pour des applications critiques et qui offre un maximum des caractéristiques présentées ici. Le SGBD Access est un SGBD dans le monde de l'informatique individuelle qui présente l'avantage d'une grande facilité d'utilisation et qui peut convenir à des applications de taille réduite ou moyenne. L'aspect convivial de ce dernier étant évident. En revanche, les niveaux de performance et de sécurité ne sont pas comparables (Massimango, 2011).

Les éditeurs de SGBD se partagent un marché mondial en lente régression depuis deux ans : 8-9 milliards de dollars en 2000, 7-8 milliards de dollars en 2001 et 6-7 milliards de dollars en 2002, les chiffres variant quelque peu selon les sources. Les principaux éditeurs (avec leurs parts de marché en l'an 2002, calculées sur le chiffre d'affaires) sont :

- IBM (36%), éditeur des SGBD DB2 (développé en interne - mis sur le marché en 1984) et Informix (obtenu par achat de l'entreprise correspondante en 2001 ; la société Informix avait été créée en 1981. Une version bridée de DB2 vient d'apparaitre sur le marché, où elle concurrence SQL Server de Microsoft ;

- Oracle (34%) éditeur du SGBD qui porte le meme nom. Cette entreprise a été créée en 1977 ;

- Microsoft (18%), éditeur de trois SGBD. SQL Server est destiné aux gros systèmes, Access est un produit de bureautique professionnelle, et Foxpro est destiné aux développeurs. L'arrivée de Microsoft sur le marché des SGBD date des années 90 ;

- Sybase (<3%). Cette entreprise, qui a été créée en 1984, est aujourd'hui marginalisée.

Ces chiffres recouvrent des réalités contrastées, quand on les fractionne par plate-forme. Dans le monde Unix, Oracle est en tête avec 62% suivi d'IBM (Informix compris) avec 27%, alors que Microsoft n'est pas présent sur ce marché. Dans le monde Windows, Microsoft a pris la tête avec 45%, suivi d'Oracle avec 27% et d'IBM avec 22%.

Le classement par nombre d'exemplaires(ou licences) vendus est très différent. Il met en avant les SGBD conçus pour gérer les bases de taille

modeste ou modérée. Dans ce domaine l'éditeur Microsoft, qui vend plusieurs millions d'exemplaires de son logiciel Access par mois, pulvérise tous les records. L'usage des SGBD se démocratise à toute vitesse, bien qu'un SGBD soit plus difficile à maitriser qu'un traitement de texte ou un tableur (pour ne citer que les logiciels les plus courants). L'image du SGBD servant uniquement les très grosses bases, propriété d'une grande multinationale, fonctionnant sous Unix sur une machine monstrueuse, géré par un administrateur dictatorial, et coutant un prix fou- a vécu. Bon débarras !

Un SGBD est principalement constitué d'un moteur et d'une interface graphique. Le moteur est le coeur du logiciel, c'est-à-dire qu'il assure les fonctions essentielles : saisir les données, les stocker, les manipuler, etc. l'interface graphique permet à l'utilisateur de communiquer commodément avec le logiciel. Pour dialoguer avec le SGBD qui n'est pas équipés d'une interface graphique, il faut utiliser le langage SQL (Structured Query Language), et introduire les instructions à l'aide d'un éditeur de lignes.

Langage normalisé de manipulation des bases de données, SQL est utilisable avec pratiquement tous les SGBD du marché. Cependant, chaque éditeur ayant développé son propre « dialecte » --comme c'est toujours le cas en informatique - il faut pouvoir disposer d'un « dictionnaire » pour transporter une BD d'un SGBD à l'autre. Ce « dictionnaire » a été développé par Microsoft sous le nom ODBC (Open Data Base Connectivity) (MASSIMANGO Ntoya, op.cit., p.31-32).

Il existe de nombreux système de gestion de base de données, en voici une liste non exhaustive :

Le choix du matériel informatique sur lequel on installe un SGBD est fonction, comme ce dernier, du volume des données stockées dans la base du nombre maximum d'utilisateurs simultanés.

Lorsque le nombre d'enregistrements par table n'excède pas le million, et que le nombre d'utilisateurs varie d'une à quelques personnes, un micro-ordinateur actuel de bonnes performances, un logiciel système pour poste de travail, et un SGBD « Bureautique » suffisent. Exemple : le logiciel

Access 2002 de Microsoft, installé sur un PC récent, doté de 1Go de mémoire vive et fonctionnant sous Windows XP.

Si ces chiffres sont dépassés, ou si le temps de traitement des données devient prohibitif, il faut viser plus haut. Le micro-ordinateur doit être remplacé par un serveur de BDD, dont les accès aux disques durs sont nettement plus rapides.

Le logiciel système client doit être remplacé par un logiciel système serveur (donc multi-utilisateurs), et le SGBD bureautique par un SGBD prévu pour les grosses BDD multi-clients. Ceci dit, la structure d'une grosse base n'est pas différente de celle d'une petite, et il n'est pas nécessaire de disposer d'un « mainframe » (une grosse machine) gérant des milliers de milliards d'octets pour apprendre à se servir des BDD. Ce n'est pas parce qu'il gère un plus grand volume de données qu'un SGBD possède plus de fonctionnalités.

Quelle que soit la taille, le système constitué de la machine et du SGBD doit être correctement équilibré. Un serveur de BDD doit posséder à la fois les qualités de serveur de fichier (bon accès aux disques) et celles d'un serveur d'applications (unité centrale bien dimensionnée, mémoire vive suffisante). En observant un serveur de BDD en cours de fonctionnement, on peut observer les trois cas de déséquilibre suivants :

- La machine fait du « swapping », c'est-à-dire qu'elle passe son temps à promener des données entre la mémoire vive et la mémoire virtuelle (laquelle réside sur disque). Le remède consiste à augmenter la mémoire vive -si la chose est matériellement possible ;

- Si l'unité centrale est sous-occupée, alors que le disque dur ne cesse de tourner, la machine est sous-dimensionnée quant à sa mémoire de masse. Les remèdes : utiliser une interface disque plus performante(SCSI), un disque dur plus rapide, un système RAID 0. Ce cas est le plus fréquemment rencontré ;

- Si l'unité centrale est utilisé à fond, alors que le les disques durs sont peu sollicités, la machine est sous-motorisée. Les remèdes : utiliser une machine possédant des processeurs plus rapides, ou un plus grand nombre de processeurs.

Jusqu'à une date récente, les constructeurs de serveurs (et les éditeurs de SGBD) conseillaient à leurs clients de consolider leurs données, en les rassemblant dans un nombre minimum de grosses BDD, installées sur un nombre minimum de serveurs surpuissants. Comme le cout des serveurs croit exponentiellement avec le nombre de processeurs, et que le cout des licences (des SGBD) est proportionnel au nombre de processeurs, constructeurs et éditeurs ont gagné de l'or pendant la dernière décennie. Avec l'éclatement de la bulle Internet, les cordons de la bourse se sont resserrés, si

bien que les services informatiques des entreprises commencent à recourir - de gré ou de force - à des systèmes plus décentralisés et de taille plus raisonnable (Massimango, 2011).

L'ensemble « serveur BDD +SGBD » constitue un système informatique dont l'importance ne cesse de croitre dans l'Entreprise. La personne responsable de la maintenance et de l'évolution de ce système s'appelle l'administrateur de la base de données. Dès que l'Entreprise atteint la taille d'une grosse PME, l'administrateur de la BDD peut nécessiter la présence d'une personne à temps plein, voire plus.

Etre administrateur de BDD requiert des compétences particulières, très différentes de celles requises pour être administrateur de réseau ou de système informatique. Il en résulte le développement de deux pôles de compétences informatiques dans l'entreprise. On remarque que, dans l'entreprise toujours, la spécialisation des informaticiens s'accroit.

Pour être complet, il faut signaler que le développement des sites web contribue à créer un troisième pôle de compétence dans l'entreprise. Le responsable correspondant est appelé webmestre, et non « administrateur de site », parce que le poste requiert des compétences multidisciplinaires (et pas seulement informatique) (Massimango, 2011).

Les bases de données du modèle « relationnel » sont les plus répandues (depuis le milieu des années 80), car elles conviennent bien à la majorité des besoins des entreprises. Le SGBD qui gère une BDD relationnelle est appelé « SGBD relationnel », ce qui est souvent abrégé an SGBDR.

D'autres modèles de bases de données ont été proposés : hiérarchique, en réseau, orienté objet, relationnel objet. Aucun d'entre eux n'a pu détrôner le modèle relationnel, ni se faire une place notable sur le marché (sauf le relationnel, prôné par Oracle, qui connait un certain développement).

Malgré sa généralité, le modèle relationnel ne convient pas à toutes les BDD rencontrées en pratique. Il existe donc des SGBD spécialisés. Les deux exemples les plus connus concernent la gestion des BDD bibliographiques (ou documentaires), et celle des BDD géographiques gérées à l'aide d'un SIG (Système d'Information Géographique).

Une base de données relationnelle est une base de données structurée suivant les principes de l'algèbre relationnelle.

Le père des bases de données relationnelles est Edgar Frank Codd. Chercheur chez IBM à la fin des années 1960, il étudiait alors de nouvelles méthodes pour gérer de grandes quantités de données car les modèles et les logiciels de l'époque ne le satisfaisaient pas.

i' En extension, c'est-à-dire en énumérant les valeurs. Par exemple : couleur= {`'rouge `',»vert», `'bleu», `'jaune''}

i' En intension, c'est-à-dire en donnant la formule que doit vérifier chaque valeur, par exemple : Mois= {m| m ? Entier et 1=m=12}

d'attribut qui indique le role du domaine Di dans la
relation. Par exemple :

est le type d'une relation construite sur les domaines chaines, Entier et Booléen et dont le premeier représente un nom, le second un age et le troisieme le fait d'etre marié ou non...

i' L'extension d'une relation de type rel(A1 :D1,...,A_n :D_n) est un ensemble de nuplets : {A1=v1,...,A_n=v_n} tels que v1 ? D1,...,v_n ? Dn.

L'extension d'une relation est variable au cours de la vie de la base de données. Par exemple : {{Nom= 'Dupont'', Age=36, Marié= Vrai} {Nom=''Durand'', Age=22, Marié= Faux}} est une extension de la relation de type : rel (Nom : Chaine, Age : Entier, Marié : Booléen)

R (A1 :D1,..., A_n : D_n) qui désigne une relation de nom R et de type rel(A1 :D1,...,A_n :D_n). Par exemple : Personne (Nom : Chaine, Age : Entier, Marié : Booléen)

Lorsque l'indication des domaines n'est pas requise, un schéma de relation peut se réduire à l'expression : R(A1_,...,A_n )

Personne			Nom
Age	Marié	Dupont
36	Vrai	Durand
22	Faux

(0,1)	(0, n)	(0,1)
(1, n)	(1,1)
(0, n)	(1,1)
(1, n)

Ce cas intervient lorsqu'on a d'une part le couple (0, n) ou (1, n), d'autre part (0, n) ou (1, n). C'est-à-dire la combinaison ci-après :

(0, n)	(0, n)
(0, n)	(1, n)
(1, n)	(1, n)

Dans ce cas (premier cas), la relation devient une table de lien et autre comme clé primaire la concaténation des clés primaires de deux tables

qu'elle reliait. Si la relation était porteuse des propriétés, celles-ci deviennent ses attributs (Mvibudulu & Konkfie, 2012).

Une base de données hiérarchique est une forme de système de gestion de base de données qui lie des enregistrements dans une structure arborescente de façon à ce que chaque enregistrement n'ait qu'un seul possesseur (par exemple, une paire de lunettes n'appartient qu'à une personne).

Les structures de données hiérarchiques ont été largement utilisées dans les premiers systèmes de gestion de base de données conçus pour la gestion des données du programme Apollo de la NASA. Cependant, à cause de leurs limitations internes, elles ne peuvent pas souvent être utilisées pour décrire des structures existantes dans le monde réel.

Les liens hiérarchiques entre les différents types de données peuvent rendre très simple la réponse à certaines question, mais très difficile la réponse à d'autres formes de questions. Si le principe de relation « 1 vers N » n'est pas respecté (par exemple, un malade peut avoir plusieurs médecins et un médecin a, à priori, plusieurs patients), alors la hiérarchie se transforme en un réseau (Massimango, 2011).

(SGBDO, Système de gestion de base de données objet) : les données sont stockées sous forme d'objets, c'est-à-dire de structures appelées classe présentant des données membres. Les champs sont des instances de ces classes.

La notion de bases de données objet ou relationnel-objet est plus récente et encore an phase de recherche et de développement. Elle sera très probablement ajoutée au modèle relationnel (Massimango, 2011).

Implémentation d'une application de gestion des courriers.

2.2.2. Description des critères d'une base de données

2.2.3. Planification d'une base de données

2.2.4. Système de gestion de base de données(SGBD)

2.2.4.1. Quid SGBD