Qu'est-ce qu'une base de données ? Définition et fonctionnement

Les bases de données sont très utilisées par les entreprises de tous les secteurs d'activité. Elles permettent de stocker, d'organiser et d'analyser les données.

Qu'est-ce qu'une base de données en informatique ?

Une base de données, BDD ou encore database en anglais, regroupe un ensemble d'informations qui est organisé pour être accessible, géré et mis à jour facilement par ses utilisateurs. Les données sont organisées en lignes, colonnes et tableaux et indexées pour faciliter les recherches. Les entreprises utilisent les bases de données pour stocker, gérer et récupérer des informations.

En général, une base de données est exploitée pour rechercher des données qui ont été collectées. L'utilisateur saisit alors des requêtes. Les bases de données se trouvent sur des serveurs et elles peuvent être déplacées à tout moment. Les bases de données sont utilisées dans tous les secteurs : les hôpitaux, le gouvernement, les compagnies aériennes, les assurances, l'enseignement, le web, la téléphonie, etc.

L'administrateur de la base de données doit réguler les accès des utilisateurs pour contrôler leurs actions et leurs usages. Les transactions de la base de données doivent répondre aux exigences de la conformité ACID.

• Le principe d'Atomicité : la transaction est exécutée dans de bonnes conditions.
• La propriété de Cohérence : seules les données répondant aux règles prédéfinies peuvent être inscrites dans la BDD.
• L'Isolement : plusieurs transactions peuvent être traitées simultanément de manière indépendante.
• La Durabilité : les défaillances doivent être invisibles pour l'utilisateur final.

Il existe différents types de bases de données. Les premières BDD réseau et hiérarchiques sont apparues dans les années 1960. Les bases de données orientées objets remontent aux années 1980. Les bases de données SQL, NoSQL et les bases de données cloud ont vu le jour plus récemment et sont aujourd'hui prédominantes.

Comment fonctionne une base de données ?

Les bases de données sont stockées sous forme de fichiers sur des supports de stockage. Ces supports peuvent par exemple prendre la forme de disques magnétiques, de disques optiques ou de cassettes. Les bases de données sont hébergées sur des ordinateurs centraux, sur des stations de travail distribuées de plus petite envergure ou des ordinateurs personnels.

Une base de données est organisée par champs (une information), par enregistrements (un ensemble de champs), ou par fichiers (un ensemble d'enregistrements). Les recherches au sein d'une BDD s'effectuent par mots-clés, lesquels peuvent également aider à réorganiser et à sélectionner les champs que l'utilisateur souhaite consulter. La base de données peut également être modifiée par un utilisateur, et ce grâce à un SGBD (gestionnaire de base de données). Par exemple, le répertoire d'un téléphone constitue un fichier, qui est divisé en enregistrements (contacts), chacun d'entre eux regroupant plusieurs champs (nom, adresse, numéro de téléphone). C'est le gestionnaire de base, en anglais database manager, qui détermine les utilisateurs qui ont le droit de consulter ou de modifier une BDD.

La base de données réseau

Parmi les bases de données les plus anciennes, il y a les bases de données réseau. Elles créent des liens multiples entre les ensembles. Pour cela, elles placent des liens ou des pointeurs sur un ensemble d'enregistrements ou un autre. Les bases de données réseau sont rapides et polyvalentes. De nombreuses entreprises choisissent ce type de base de données, notamment en e-commerce.

La base de données hiérarchique

Les bases de données hiérarchiques font aussi partie des plus anciennes bases de données. Comme leur nom l'indique, les enregistrements de ces bases de données sont organisés dans une structure logique hiérarchisée. Chaque niveau d'enregistrements provient d'un ensemble de catégories plus petites.

La base de données orientée objets

Les bases de données orientées objets sont constituées d'ensembles de données très proches regroupés pour former des objets, comme dans la programmation orientée objet. Les objets créés selon le langage de programmation orienté objets sont en général stockés sur des bases de données relationnelles. Cependant, les bases de données orientées objets sont davantage adaptées pour stocker ces contenus, car elles sont organisées autour des objets et des données. En interrogeant un objet avec son identifiant unique, ses attributs sont directement mis à disposition. Par exemple, l'objet « voiture » fait partie de la catégorie « véhicules » et comporte des attributs comme sa couleur, sa marque, etc. Les bases de données orientées objets sont rarement utilisées, car elles sont difficilement diffusables et peuvent être moins rapides à cause de la complexité de leur structure.

La base de données SQL ou relationnelle

Les bases de données SQL ou relationnelles sont les BDD les plus connues et les plus pratiquées de nos jours. Elles s'appuient sur l'algèbre relationnelle qui a été inventée en 1970 par Edgar Frank Codd, le directeur de recherche du centre IBM. Les bases de données relationnelles sont constituées d'un ensemble d'éléments de données dont les relations sont prédéfinies. Elles sont simples à maintenir et à faire évoluer. Elles sont organisées en tableaux, eux-mêmes composés de colonnes et de lignes. L'interface de programmation standard pour ces bases de données est le Structured Query Language (SQL).

La base de données NoSQL

Les bases de données NoSQL sont de plus en plus utilisées avec l'essor du Big Data. Elles sont utiles pour les larges ensembles de données distribuées et elles permettent d'analyser des quantités importantes de données non structurées, ou stockées sur plusieurs serveurs cloud virtuels.

La base de données cloud

Les bases de données cloud sont optimisées ou directement créées pour les environnements virtualisés, tels qu'un cloud privé, un cloud public ou un cloud hybride. Les bases de données cloud fonctionnent comme une solution de bases de données standard. Elles offrent plusieurs atouts comme le paiement pour la capacité de stockage et la bande passante en fonction de l'usage, et l'optimisation de la mise à l'échelle souhaitée par l'utilisateur. Les bases de données cloud proposent une meilleure disponibilité des informations sur différents postes de travail.

La base de données orientée texte

Les bases de données orientées textes, ou en anglais flat file database, se présentent sous la forme d'un fichier .txt ou .ini. C'est donc un fichier plat qui est soit un fichier texte, soit un fichier combinant du texte avec un fichier binaire. Chaque ligne ne comporte qu'un enregistrement. En général, les bases de données pour PC sont des bases de données orientées textes.

La base de données distribuée

Les bases de données distribuées désignent des BDD dont les informations sont stockées par portions à différents endroits physiques. Le traitement est réparti ou répliqué entre différents points d'un réseau. Il existe deux types de BDD distribuée.

• Les bases de données distribuées homogènes, qui fonctionnent avec le même hardware, peu importe l'emplacement physique. Elles utilisent le même système d'exploitation et les mêmes applications de bases de données.
• Les bases de données distribuées hétérogènes, dont le hardware, les systèmes d'exploitation et les applications peuvent varier selon les différents emplacements physiques.

La base de données orientée graphe

Les bases de données orientées graphes sont un type de BDD NoSQL qui utilise la théorie des graphes pour stocker, cartographier et rechercher des relations entre les données. Les bases de données orientées graphes se constituent de nœuds et de bords. Chaque nœud est une entité et chaque bord est une connexion entre les nœuds. Les relations entre les nœuds sont maintenues dans la base de données, ce qui permet une grande rapidité de recherche. La popularité des bases de données orientées graphes augmente dans le domaine des analyses d'interconnexions. Elles sont utiles pour la détection des fraudes, les moteurs de recommandation sur le web, ou encore les réseaux sociaux pour déterminer qui sont les « amis des amis » grâce aux relations entre les nœuds.

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