La gestion de bases de données n'est pas une entité unique ; il s'agit plutôt d'un ensemble d'actions (et, dans certains cas, d'une technologie dédiée) permettant de manipuler les données commerciales tout au long de leur existence. À mesure que les volumes de données augmentent, les entreprises ont découvert que les systèmes de gestion de bases de données sont essentiels pour éviter les mauvaises performances des applications et minimiser tout impact sur la disponibilité, la conformité et la sécurité.
Une entreprise peut utiliser de nombreuses approches et actions sous l’égide de la « gestion de bases de données » pour atténuer ou prévenir les effets néfastes d’une expansion exponentielle et incontrôlée des données.
Qu'est-ce qu'un système de gestion de base de données (SGBD) ?
Un système de gestion de base de données (SGBD) est un système défini par logiciel qui gère les bases de données et leurs données, tandis que la gestion de bases de données est un ensemble de bonnes pratiques. Microsoft SQL Server, Oracle Database et PostgreSQL sont des exemples de systèmes de gestion de bases de données populaires. Les utilisateurs contrôlent les données d'une base de données à l'aide d'un SGBD et peuvent lire, mettre à jour, créer et supprimer des données. Un système de gestion de base de données agit comme une interface, permettant aux utilisateurs finaux d'accéder à leurs bases de données, d'organiser et d'accéder aux données selon leurs besoins.
Un système de gestion de base de données permet aux utilisateurs, tels que les administrateurs de base de données, de gérer les données, le moteur qui permet aux utilisateurs d'accéder aux données de la base de données et le schéma de la base de données, qui constitue la structure organisationnelle de la base de données. Un SGBD assure la sécurité et l'intégrité des données, mais certains systèmes incluent également des restaurations et des redémarrages automatisés, des journaux et des activités d'audit au sein d'une base de données.
Les systèmes de gestion de bases de données sont classés en plusieurs types :
- Un système centralisé dans lequel toutes les données sont stockées dans une seule zone à laquelle les utilisateurs peuvent accéder pour modifier les données.
- Un système distribué dans lequel les données sont stockées dans de nombreux nœuds.
- Un système fédéré peut offrir des données sans dupliquer les données sources. Cette catégorie est subdivisée en deux sous-catégories :
- L'accès à d'autres bases de données de composants est requis par une base de données faiblement connectée.
- Une base de données étroitement connectée intègre des processus distincts dans un système fédéré.
- Les systèmes de bases de données Blockchain gèrent les transactions financières et non financières.
Qu'est-ce qui compose un système de gestion de données ?
- Le moteur de stockage: le composant central d'un SGBD et enregistre les données. C'est le composant du système qui se connecte au système de fichiers au niveau du système d'exploitation. Il sert de point d'entrée pour toutes les requêtes SQL qui interagissent avec les données stockées.
- Catalogue système ou dictionnaire de base de données: Également connu sous le nom de catalogue de métadonnées, ce composant sert de magasin centralisé pour tous les éléments de base de données créés. Il est utilisé pour confirmer les demandes de données des utilisateurs et pour offrir des informations sur les objets, la sécurité, les performances et d'autres fonctionnalités d'une base de données.
- Langue d'accès à la base de données: Chaque SGBD nécessite une interface de programmation d'application (API) pour permettre aux utilisateurs de créer des bases de données et d'accéder aux données, qui sont souvent fournies via un langage d'accès aux bases de données. Dans les bases de données relationnelles, par exemple, le langage de requête structuré (SQL) est le langage d'accès aux données par défaut.
- Le moteur d'optimisation: traite les demandes de données et les convertit en directives exploitables. Il aide également à l’optimisation des bases de données.
- Processeur de requêtes: Une fois qu'une requête (demande de données) a été optimisée, le processeur de requête traite la requête et renvoie les résultats. Il sert en quelque sorte d’intermédiaire entre la base de données et les requêtes des utilisateurs.
- Gestionnaire de verrouillage: Ce composant empêche plusieurs utilisateurs de modifier les mêmes données en même temps. Il limite l'accès pour chaque utilisateur individuellement.
- Gestionnaire de journaux: Tous les SGBD conservent des journaux indiquant comment et quand les données de la base de données sont modifiées, créées ou supprimées. Le gestionnaire de journaux, qui peut également s'interfacer avec des outils de base de données pour restaurer des données ou créer des sauvegardes, enregistre ces informations. Il garde les journaux organisés et accessibles en les catégorisant.
- Utilitaires de données: Cette catégorie englobe un large éventail de composants qui contribuent à faciliter la maintenance des bases de données et à surveiller l'activité. Ils peuvent comprendre des logiciels de sauvegarde et de restauration des données, de contrôle d'intégrité, de reporting et de surveillance, de réparation de base, de validations et d'autres fonctions.
Types de systèmes de gestion de base de données
Les bases de données sont classées en de nombreuses catégories. Voici quelques types courants :
#1. Bases de données hiérarchiques
Dans un modèle de système de gestion de base de données hiérarchique (SGBD hiérarchique), les données sont stockées dans un nœud de relation parent-enfant. Outre les données réelles, les enregistrements d'une base de données hiérarchique contiennent également des informations sur leurs groupes de connexions parent/enfant.
Les données sont regroupées sous une forme arborescente dans un modèle de base de données hiérarchique. Les informations sont enregistrées sous la forme d'un ensemble de champs, chacun avec une valeur unique. Les enregistrements sont liés les uns aux autres via des relations parent-enfant. Chaque entrée enfant dans un modèle de base de données hiérarchique n'a qu'un seul parent. Un parent peut avoir plus d'un enfant.
Pour obtenir les données d'un champ, nous devons parcourir chaque arbre jusqu'à ce que l'enregistrement soit localisé.
Les bases de données hiérarchiques sont couramment utilisées dans les secteurs bancaire et des télécommunications pour créer des solutions hautes performances et haute disponibilité. Au début des années 1960, IBM a créé la structure hiérarchique du système de base de données. Dans le même temps, la structure hiérarchique est basique mais rigide en raison du lien un-à-plusieurs entre le parent et l’enfant.
Les bases de données hiérarchiques sont des exemples bien connus, tels que le système de gestion de l'information IBM (IMS) et le registre Windows.
#2. Bases de données réseau
Les systèmes de gestion de bases de données réseau (SGBD réseau) génèrent des relations entre les entités en utilisant une structure de réseau. Les grands ordinateurs numériques sont les principales plates-formes pour les bases de données en réseau. Les bases de données réseau sont hiérarchiques ; cependant, contrairement aux bases de données hiérarchiques, où un nœud ne peut avoir qu'un seul parent, un nœud de réseau peut avoir plusieurs relations. Une base de données en réseau ressemble à une toile d'araignée ou à un réseau d'enregistrements liés.
Dans les bases de données du réseau, les enfants sont appelés membres, tandis que les parents sont appelés occupants. Chaque enfant ou membre diffère en ce sens qu'il peut avoir plus d'un parent.
Le processus d'approbation du modèle de données réseau est similaire à celui d'un modèle de données hiérarchique. Les données d'une base de données réseau sont organisées selon des relations plusieurs-à-plusieurs.
#3. Bases de données relationnelles
Le lien entre les données dans un système de gestion de base de données relationnelle (SGBDR) est relationnel et enregistré sous forme de tableau de colonnes et de lignes. Chaque colonne d'un tableau représente un attribut et chaque ligne représente un enregistrement. Les champs d'une table représentent chacun une valeur de données.
Les SGBDR sont interrogés à l'aide du langage de requête structuré (SQL), qui inclut la saisie, la mise à jour, la suppression et la recherche d'enregistrements. Les bases de données relationnelles utilisent un champ clé pour identifier de manière unique chaque ligne de chaque table. Ces champs clés peuvent être utilisés pour lier une table de données à une autre.
Les bases de données les plus courantes et les plus utilisées sont les bases de données relationnelles. Oracle, SQL Server, MySQL, SQLite et IBM DB2 sont des DDBMS courants.
#4. Base de données de modèles orientés objet
Nous devons discuter de l'utilité de la programmation orientée objet dans ce modèle. Cela nécessite plus que le simple stockage d’objets en langage de programmation. La sémantique de C++ et Java est améliorée par les SGBD objets. Il prend en charge la compatibilité des langues natives tout en fournissant des fonctionnalités complètes de développement de bases de données. Il étend les langages de programmation objet avec des fonctionnalités de base de données.
La technique de programmation orientée objet est analogue à la création d'applications et de bases de données dans un modèle de données et un environnement linguistique cohérents. Les applications utilisent moins de code, une modélisation des données plus intuitive et sont plus faciles à maintenir. Avec un peu de travail supplémentaire, les développeurs d'objets peuvent créer des applications de base de données complètes.
L'intégrité des langages de programmation orientés objet et des systèmes cohérents constitue la base du développement de bases de données orientées objet. La puissance des bases de données orientées objet provient du traitement cyclique des données persistantes, telles que celles trouvées dans les bases de données, et des données transitoires, telles que celles trouvées dans les applications en cours d'exécution.
#5. Bases de données graphiques
Les bases de données graphiques sont des bases de données NoSQL qui utilisent une structure graphique pour les requêtes sémantiques. Les informations sont organisées en nœuds, bords et propriétés. Un nœud dans une base de données graphique représente une entité ou une instance, telle qu'un client, une personne ou un véhicule. Dans un système de base de données relationnelle, un nœud est identique à un enregistrement. Dans une base de données graphique, un Edge décrit une relation qui connecte les nœuds. Les propriétés sont des éléments d'information ajoutés aux nœuds.
Les bases de données graphiques incluent Neo4j, Azure Cosmos DB, SAP HANA, Sparks, Oracle Spatial and Graph, OrientDB, ArrangoDB et MarkLogic. Certains SGBDR, notamment Oracle et SQL Server 2017 et versions ultérieures, prennent également en charge la structure de base de données graphique.
#6. Bases de données de modèles ER
Une base de données est généralement utilisée pour mettre en œuvre un modèle ER. Chaque ligne de table représente une instance d'un type d'entité dans un système de base de données relationnelle simple, et chaque champ d'une table représente un type d'attribut. Une relation entre entités est réalisée dans une base de données relationnelle en stockant la clé primaire d'une entité sous forme de pointeur ou de « clé étrangère » dans la table d'un autre objet.
#7. Bases de données documentaires
Les bases de données de documents (Document DB) sont des bases de données NoSQL qui stockent des données sous forme de documents. Chaque document représente les données, leurs relations avec d'autres éléments de données et leurs propriétés de données. Les données d'une base de données de documents sont stockées dans un format clé-valeur.
Document DB a récemment gagné en popularité en raison de son magasin de documents et de ses capacités NoSQL. Le stockage de données NoSQL permet un stockage et une recherche de documents plus rapides.
Hadoop/HBase, Cassandra, Hypertable, MapR, Hortonworks, Cloudera, Amazon SimpleDB, Apache Flink, IBM Informix, Elastic, MongoDB et Azure DocumentDB sont toutes des bases de données NoSQL populaires.
#8. Bases de données NoSQL
SQL n'est pas le principal langage d'accès aux données dans les bases de données NoSQL. Les bases de données NoSQL comprennent des bases de données graphiques, des bases de données réseau, des bases de données d'objets et des bases de données de documents.
Étant donné que les bases de données NoSQL n'ont pas de schémas établis, elles sont idéales pour les environnements de développement en évolution rapide.
NoSQL permet aux développeurs d'apporter des modifications à la volée sans avoir à redémarrer les programmes.
Les bases de données NoSQL sont classées en cinq types principaux : colonne, document, graphique, valeur-clé et objet.
Exemples de systèmes de gestion de bases de données (SGBD)
#dix. MySQL
MySQL est un système de gestion de base de données relationnelle (SGBDR) client-serveur open source. Définissons d'abord l'architecture client-serveur. Les clients sont des ordinateurs qui installent et exploitent le logiciel SGBDR. Ils se connectent au serveur RDBMS chaque fois qu'ils ont besoin d'accéder aux données. C'est le composant « client-serveur ».
#2. Microsoft Access
Microsoft Access est un SGBD de Microsoft qui combine le moteur de base de données relationnelle Microsoft Jet avec une interface utilisateur graphique et des capacités de développement logiciel. Il fait partie de la suite logicielle Microsoft Office et est disponible dans les éditions professionnelles et supérieures.
#3. Oracle
Oracle est un système de gestion de base de données relationnelle développé et maintenu par Oracle Corporation. Au sein d'une seule base de données, il prend actuellement en charge plusieurs modèles de données tels que document, relationnel et clé-valeur. Le système est basé sur une base de données relationnelle, à travers laquelle les utilisateurs peuvent accéder directement aux éléments de données.
#4. MicrosoftSQL
Microsoft SQL Server, avec MySQL, PostgreSQL et Oracle, est l'un des systèmes de gestion de bases de données relationnelles les plus populaires en tant que solution entièrement commerciale. Il est capable de stocker et de gérer efficacement les données relationnelles. Pour communiquer avec les bases de données SQL Server.
Pourquoi les entreprises ont besoin d'une gestion de base de données
L’explosion des données ne montre aucun signe de ralentissement. En conséquence, les entreprises investissent dans des activités de gestion de bases de données, des gestionnaires de bases de données et des systèmes de gestion de bases de données pour :
- Maintenir les activités commerciales comme prévu.
- Tenir un registre des clients, des inventaires de données et des travailleurs.
- Maintenez les performances de votre application et de votre base de données.
- Stockez et organisez de nombreux types de données.
- Automatisez les opérations et les procédures de base de données.
Les avantages d’un système de gestion de bases de données, en particulier, sont difficiles à négliger, d’autant plus que le volume de données générées quotidiennement par les humains et les machines augmente. L’un des avantages les plus notables est la sécurité accrue des données dans une base de données. Les entreprises peuvent utiliser le SGBD pour améliorer l'accès aux données et permettre aux utilisateurs finaux de partager des données dans toute l'entreprise. En ayant accès aux données précises dont ils ont besoin, ces utilisateurs finaux peuvent réaliser des ventes plus rapides et faire des choix plus rapidement.
De plus, en utilisant un système de gestion de bases de données, les entreprises peuvent réduire les problèmes causés par l'incohérence des données, qui se produit lorsque plusieurs formes des mêmes données existent dans des emplacements distincts. Un SGBD donne aux organisations une image complète et transparente de la manière dont les données sont partagées, évitant ainsi le gaspillage de données. Un SGBD permet également aux entreprises d'appliquer des normes de sécurité et de confidentialité des données, réduisant ainsi le risque de fuite de données.
Enfin, les utilisateurs finaux seraient en mesure de prendre des décisions éclairées sur la base des données dont ils disposent. Des données de meilleure qualité et plus cohérentes fournissent des informations utilisables et de haute qualité qui peuvent aider les utilisateurs à prendre des décisions basées sur les données précises dont ils ont besoin. Cela entraîne à son tour une augmentation de la productivité dans toute l’organisation.
Comment choisir un système de gestion
Que votre organisation souhaite développer les meilleures pratiques de gestion de bases de données ou mettre en œuvre un système de gestion de bases de données, la sélection du bon SGBD est influencée par une variété de critères et de priorités.
Comprendre votre ou vos bases de données actuelles est la première et la plus importante étape dans la sélection du SGBD qui vous convient le mieux. Chaque base de données disposera de son propre ensemble de données. Les organisations doivent donc être conscientes de leurs besoins. Un bon SGBD fournira une vue consolidée de l’état de vos données, vous permettant de comprendre où elles sont stockées et comment elles sont utilisées. Sans oublier qu’un SGBD fournira un accès aux données de plusieurs applications sans avoir besoin de réplication des données.
Il est également essentiel de se rappeler que, comme beaucoup d'autres systèmes, un SGBD nécessitera de la mémoire et du processeur supplémentaires. Les organisations doivent donc se demander si elles peuvent répondre à cette exigence. Cependant, les avantages des SGBD sont palpables, notamment lorsqu’il s’agit de traiter de grandes quantités de données sensibles, comme celles rencontrées dans les établissements de santé.
Quels sont les 5 objectifs des systèmes de gestion de bases de données ?
La concurrence, la sécurité, la sauvegarde et la récupération, l'intégrité et la description des données sont toutes des fonctions d'un SGBD. Les systèmes de gestion de bases de données offrent de nombreux avantages, mais leur mise en place est coûteuse et longue.
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Bibliographie
