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.

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Qu’est-ce qu’un SGBD ?

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).

Note

Les termes « système de gestion de base de données (SGBD) et « base de données » sont souvent utilisés à tort comme synonymes lorsque l’on souhaite désigner le logiciel de gestion d’une base de données. En réalité, le terme « base de données » renvoie uniquement à la base de données sous une forme structurée alors que le SGBD correspond aux composants essentiels permettant de réaliser ces structures.

Quels sont les éléments d’un SGBD ?

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.

Tâches, fonctions et exigences d’un système de gestion de base de 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.

Fonction/exigence Explication  
Enregistrement des données Les bases de données enregistrent des textes, des documents et des mots de passe électroniques ainsi que d’autres informations pouvant être consultées à travers des interrogations.  
Traitement de données La plupart des bases de données permettent – selon les droits d’accès paramétrés – une édition directe des informations enregistrées.  
Suppression des Données Les ensembles de données contenus dans les bases de données peuvent être entièrement supprimés. Dans certains cas, les données supprimées peuvent être restaurées, dans d’autres, elles sont définitivement perdues.  
Gestion des métadonnées Les informations sont enregistrées dans des bases de données, généralement avec des métadonnées ou des métabalises. Ces dernières permettent d’organiser la base de données et de proposer une fonctionnalité de recherche. Par ailleurs, les droits d’accès sont souvent réglés via les métadonnées.La gestion des données suit quatre opérations fondamentales : Create, Read/Retrieve, Update et Delete. Ce concept connu sous le nom de ((principe CRUD websites/web-entwicklung/crud-die-wichtigsten-Datenbankoperationen/)) constitue la base de la gestion des données.
Sécurité des données Les bases de données doivent être sécurisées pour empêcher tout accès par des personnes non autorisées aux données enregistrées. En dehors d’un processus de cryptage performant, la sécurité des données est assurée par une gestion minutieuse réalisée notamment par l’administrateur principal. La sécurité des données implique généralement des mesures de précaution techniques visant à empêcher toute manipulation ou perte des données. Il s’agit ainsi d’un concept-clé de la protection des données.  
Intégrité des données L’intégrité des données suppose que les données d’une base de données observent certaines règles pour que l’exactitude des données soit garantie et que la logique commerciale de la base de données soit définie. C’est la seule façon de veiller à ce que la base de données fonctionne comme un ensemble constant et cohérent. Dans les modèles de base de données relationnels, il existe quatre règles : l’intégrité de domaine, l’intégrité de l’entité, l’intégrité référentielle et l’intégrité logique.  
Fonctionnement multi-utilisateurs Les applications de bases de données permettent l’accès à la base de données par différents appareils. Dans un fonctionnement multi-utilisateurs, la distribution des droits et la sécurité des données sont fondamentales. Avec un tel fonctionnement, un défi important pour les bases de données consiste à maintenir la cohérence lors d’accès simultanés en écriture et en lecture par plusieurs utilisateurs sans pour autant impacter considérablement la performance.  
Optimisation des interrogations D’un point de vue technique, une base de données doit pouvoir traiter chaque interrogation de façon aussi optimale que possible afin de garantir une bonne performance. Si une base de données va trop loin lors d’une interrogation, la performance globale du système de base de données s’en ressent.  
Événements déclencheurs et procédures stockées Dans un système de gestion de base de données, ces procédures consistent en des mini-applications enregistrées qui sont déclenchées (de l’anglais « trigger ») dans le cadre de certaines actions de modification. Elles permettent notamment d’améliorer l’intégrité des données. Les événements déclencheurs et les procédures stockées de la base de données sont des processus habituels dans les bases de données relationnelles. Les procédures stockées peuvent également contribuer à la sécurité du système lorsque les utilisateurs peuvent uniquement exécuter des actions avec des procédures prêtes à l’emploi.  
Transparence du système La transparence du système est tout particulièrement pertinente avec les systèmes distribués : si l’on empêche l’utilisateur de distribuer et d’implémenter les données, l’utilisation d’une base de données distribuée ressemble à celle d’une base de données centralisée. Les différents niveaux de transparence du système révèlent ou masquent les processus en arrière-plan. Sa fonction principale est toutefois de simplifier autant que possible l’utilisation.  
Note

Si vous exploitez votre propre base de données, une sécurisation des données complète est capitale !

Quels types de SGBD/modèles de base de données existe-t-il ?

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.

Systèmes de gestion de base de données : les avantages et les inconvénients en un coup d’œil

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

Exemples de SGBD : les systèmes de gestion de base de données les plus appréciés

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)
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