Ex­pli­ca­tion du système de gestion de base de données (SGBD)

Rares sont les ap­pli­ca­tions web ou de bureau capables de fonc­tion­ner sans un système de base de données adapté. C’est pré­ci­sé­ment la raison pour laquelle il peut être utile de se fa­mi­lia­ri­ser avec ce sujet. Le système de gestion de base de données est en effet tout aussi capital que l’ensemble de données à pro­pre­ment parler puisque sans lui, la base de données ne serait pas fonc­tion­nelle.

Une base de données et un système de gestion de base de données, abrégé en SGBD, forment un système de base de données (ce dernier terme est toutefois souvent appelé sim­ple­ment « base de données »). De manière générale, un SGBD est un logiciel qui définit le modèle d’un système de base de données et constitue ainsi une com­po­sante in­dis­pen­sable à la création, à la gestion et à l’uti­li­sa­tion d’une base de données. L’uti­li­sa­teur peut uni­que­ment ajouter et lire l’ensemble de données désiré après avoir installé et paramétré le système de gestion de base de données cor­res­pon­dant. Des in­ter­faces spé­ci­fiques à l’ap­pli­ca­tion et un langage de base de données adapté per­met­tent les accès en écriture et en lecture ainsi que les fonc­tion­na­li­tés d’ad­mi­nis­tra­tion générales. Le langage de ce type le plus connu est SQL (Structured Query Language).

Un système de gestion de base de données est composé de dif­fé­rents éléments con­tri­buant au fonc­tion­ne­ment optimal du logiciel. Le SGBD peut être divisé en trois éléments fon­da­men­taux : le dic­tion­naire de données, le langage de dé­fi­ni­tion des données et le langage de ma­ni­pu­la­tion des données.

• Dic­tion­naire de données : le dic­tion­naire de données (Data Dic­tio­nary) se compose d’un ensemble de mé­ta­don­nées. Ces mé­ta­don­nées con­tien­nent des in­for­ma­tions sur le contenu des dif­fé­rentes données des mémoires de données. D’autre part, elles four­nis­sent des in­for­ma­tions sur l’au­to­ri­sa­tion d’uti­li­sa­tion des ensembles de données et la re­pré­sen­ta­tion physique. Pour faire simple, ce dic­tion­naire contient donc toutes les in­for­ma­tions per­ti­nentes sur les données en­re­gis­trées dans une base de données.
• Langage de dé­fi­ni­tion des données : le langage de dé­fi­ni­tion des données (LDD) ou Data De­fi­ni­tion Language (DDL) a pour but de struc­tu­rer les contenus d’une base de données. Ce langage permet de générer, modifier et supprimer les dif­fé­rents objets tels que les ré­fé­rences, les relations ou les droits d’uti­li­sa­teur.
• Langage de ma­ni­pu­la­tion des données : le langage de ma­ni­pu­la­tion des données (LMD) ou Data Ma­ni­pu­la­tion Language (DML) permet d’insérer, supprimer, modifier et lire les ensembles de données contenus dans une base de données. Par ailleurs, ce langage permet de com­pres­ser et d’extraire les données.

Le système de gestion de base de données est le composant le plus important d’un système de base de données. Sans SGBD, il serait im­pos­sible d’ad­mi­nis­trer, commander ou contrôler la base de données. Par ailleurs, le logiciel gère tous les accès à la base de données en lecture et en écriture. Pour décrire les fonctions et les exigences des opé­ra­tions d’un système de gestion de base de données, on utilise fré­quem­ment l’acronyme ACID pour atomicity, con­sis­tency, isolation et du­ra­bi­lity (atomicité, cohérence, isolation et du­ra­bi­lité). Chacun des termes composant l’acronyme ACID couvre les prin­ci­pales exigences ap­pli­cables à un SGBD :

• L’atomicité est la propriété « tout ou rien » du SGBD qui implique que la tran­sac­tion complète ne peut être exécutée cor­rec­te­ment que si les in­ter­ro­ga­tions sont valides et arrivent dans le bon ordre.
• La cohérence implique que la base de données reste stable même en cas de tran­sac­tion réussie ce qui nécessite une vé­ri­fi­ca­tion constante de toutes les tran­sac­tions.
• L’isolation est l’exigence imposant que les tran­sac­tions soient in­dé­pen­dantes les unes des autres ce qui est souvent garanti par des fonc­tion­na­li­tés de blocage.
• La du­ra­bi­lité signifie que l’ensemble des données du SGBD doivent être en­re­gis­trées du­ra­ble­ment, même après la réa­li­sa­tion d’une tran­sac­tion avec succès. Cela s’applique tout par­ti­cu­liè­re­ment en cas d’erreur système ou de panne du SGBD. Cette du­ra­bi­lité est notamment assurée par des journaux de tran­sac­tion qui do­cu­men­tent l’ensemble des processus dans le SGBD.

Vous trouverez ci-après une autre ré­par­ti­tion des fonctions et des exigences des systèmes de gestion de base de données qui se démarque du modèle ACID.

Un système de gestion de base de données est installé sur un système afin de permettre une gestion optimale des ensembles de données. Comme nous l’avons déjà précisé, il existe dif­fé­rents modèles de bases de données qui se dis­tin­guent prin­ci­pa­le­ment par la struc­tu­ra­tion des données. Le choix d’un SGBD implique donc toujours le choix définitif d’un modèle de base de données. Il existe les bases de données suivantes :

• re­la­tion­nelles
• hié­rar­chiques
• orientées réseau
• orientées objet
• orientées documents

Le modèle de base de données re­la­tion­nel est le plus courant et le plus apprécié. Dans ce modèle, la struc­tu­ra­tion des données est effectuée dans des lignes de tableaux. L’avantage est de pouvoir établir des relations entre les dif­fé­rentes lignes et de pouvoir les présenter dans des colonnes. Il en va autrement du modèle de base de données hié­rar­chique : les dif­fé­rentes données sont ici reliées dans une ar­bo­res­cence et suivent donc un système hié­rar­chique.

Le modèle de base de données orienté réseau constitue une autre approche de l’or­ga­ni­sa­tion des données. Dans ce modèle, les données sont struc­tu­rées dans un réseau. Les bases de données orientées objet ont un tout autre fonc­tion­ne­ment. Outre les relations entre les ensembles de données, les héritages jouent également un rôle essentiel dans ces bases de données. Les objets peuvent ainsi trans­mettre des pro­prié­tés à d’autres objets selon un schéma défini par le SGBD.

Les modèles de base de données orientés documents prévoient un stockage des ensembles de données dans dif­fé­rents documents.

Les systèmes de gestion de base de données sont fon­da­men­taux dans les bases de données et se dé­mar­quent par dif­fé­rents avantages et points forts. Mais comme tous les autres logiciels, les SGBD ont également des fai­blesses comme le montre la liste d’avantages et d’in­con­vé­nients suivante.

Avantages d’un système de gestion de base de données :

• une gestion simple des grands ensembles de données
• un accès simple et efficace aux données en­re­gis­trées
• une grande flexi­bi­lité
• l’intégrité et la cohérence des données
• le contrôle des accès pour les uti­li­sa­teurs (sécurité et pro­tec­tion des données)
• une dis­po­ni­bi­lité élevée

In­con­vé­nients d’un système de gestion de base de données :

• un in­ves­tis­se­ment de départ re­la­ti­ve­ment plus coûteux (incluant les coûts sup­plé­men­taires pour le matériel)
• plutôt moins efficace pour les logiciels spéciaux
• nécessite des employés qualifiés (ad­mi­nis­tra­teurs de bases de données)
• une vul­né­ra­bi­lité im­por­tante du fait de la cen­tra­li­sa­tion des données

De nombreux systèmes de gestion de base de données dif­fé­rents sont dis­po­nibles. Vous trouverez ci-après les SGBD les plus po­pu­laires et les plus courants :

• Microsoft Access – re­la­tion­nel
• Microsoft SQL Server – re­la­tion­nel
• MySQL – re­la­tion­nel
• Oracle Database – re­la­tion­nel
• OrientDB – orienté documents
• CouchDB – orienté documents
• Db2 (IBM) – re­la­tion­nel
• IMS (IBM) – hié­rar­chique
• IBM Informix – re­la­tion­nel
• MariaDB – re­la­tion­nel
• Sybase ASE – re­la­tion­nel
• MongoDB – orienté documents
• Post­greSQL – re­la­tion­nel et objet (mélange des approches re­la­tion­nelle et objet)
• Firebird – re­la­tion­nel
• In­ter­Sys­tems Caché – re­la­tion­nel et objet (mélange des approches re­la­tion­nelle et objet)
• In­ter­Sys­tems IRIS – re­la­tion­nel et objet (mélange des approches re­la­tion­nelle et objet)