Un système de gestion de base de données relationnelle (SGBDR) constitue la base de nombreuses applications et services dans une entreprise. Sur le plan technologique, le SGBDR est considéré comme ancien. Cependant, la base théorique solide de la technologie des bases de données relationnelles lui a permis de rester pertinente dans un secteur instable.

C'est pourquoi même les bases de données non relationnelles pour stocker des informations incluent des fonctionnalités de type RDBMS, telles que l'interface SQL dans Hadoop. Certains exemples populaires de systèmes de gestion de bases de données relationnelles incluent Microsoft SQL Server et MySQL, qui peuvent stocker des dossiers d'employés, des dossiers de clients et d'autres informations commerciales.

Qu'est-ce qu'un système de gestion de base de données?

Un système de gestion de base de données (SGBD) est un logiciel conçu pour stocker, récupérer et gérer des données dans un base de donnéesLe SGBD le plus répandu dans un système de base de données d'entreprise est le SGBDR. La forme complète du SGBDR est le système de gestion de base de données relationnelle. Maintenant que nous avons clairement défini ce qu'est un système de gestion de base de données, découvrons le système de gestion de base de données relationnelle.

Qu'est-ce qu'une base de données relationnelle ?

Une base de données relationnelle est une type de base de données qui organise les données en tables (également appelées relations) avec des lignes et des colonnes. Dans une base de données relationnelle, chaque ligne représente un enregistrement (ou tuple) et chaque colonne représente un attribut (ou champ) des données. Les bases de données relationnelles utilisent le langage de requête structuré (SQL) pour gérer et récupérer les données.

Caractéristiques clés d'une base de données relationnelle

• Tables avec schéma défini : L'application du schéma garantit que les données d'une base de données relationnelle sont structurées en tables avec des colonnes et des types de données prédéfinis.
• Clés primaires et étrangères : Les relations entre les tables sont établies à l'aide de clés primaires, qui identifient de manière unique chaque enregistrement, et clés étrangères, qui relient les données entre différentes tables. Chaque table possède une clé primaire et les relations entre les tables sont établies à l'aide de clés étrangères.
• Conformité ACID : Les bases de données relationnelles suivent ACID (Principes d'atomicité, de cohérence, d'isolement et de durabilité, fiabiliser les transactions en empêchant les mises à jour partielles, maintenir l'intégrité des donnéeset prenant en charge l'accès simultané.
• Normalisation: Réduit la redondance des données et améliore l'efficacité en organisant les données dans plusieurs tables liées.
• Évolutivité: Traditionnellement, les bases de données relationnelles évoluent verticalement, ce qui signifie qu'elles nécessitent un matériel plus puissant pour gérer des charges de travail accrues. Cependant, les techniques modernes prennent en charge la mise à l'échelle horizontale, ce qui permet aux bases de données distribuées de gérer efficacement des données à grande échelle.

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Qu'est-ce que le système de gestion de base de données relationnelle avec l'exemple?

Selon le modèle relationnel d'EF Codd, un SGBDR permet aux utilisateurs de construire, mettre à jour, gérer et interagir avec une base de données relationnelle, permettant de stocker des données sous forme de tableau. Par conséquent, considérez RDBMS comme un système de gestion de données avancé qui facilite grandement l'obtention d'informations à partir des données. Mais pourquoi avons-nous besoin d'une base de données relationnelle ?

Aujourd'hui, diverses entreprises utilisent une architecture de base de données relationnelle au lieu de fichiers plats ou de bases de données hiérarchiques pour leur système de gestion de base de données d'entreprise (SGBD). Alors, quelle est la raison de créer une base de données relationnelle ? Une base de données relationnelle est spécialement conçue pour gérer efficacement un large éventail de formats de données et traiter les requêtes. Et comment les données sont-elles organisées dans un système de gestion de bases de données relationnelles ?

La réponse est simple : un système de gestion de bases de données relationnelles organise les données dans des tables qui peuvent être liées en interne en fonction des données partagées. Cela permet à un utilisateur de récupérer facilement une ou plusieurs tables avec une seule requête. D'autre part, le fichier plat stocke les données dans une structure de table unique, ce qui est moins efficace et consomme plus d'espace et de mémoire.

Par conséquent, nous avons besoin d'une base de données relationnelle. Un exemple de système de gestion de base de données relationnelle pourrait être un service de production dans une organisation qui exploite ce modèle pour traiter les achats et suivre l'inventaire.

Le système de gestion de base de données ou le système de gestion de base de données relationnelle le plus disponible dans le commerce et à l'échelle de l'entreprise utilisé aujourd'hui est le langage de requête structuré (base de données SQL) pour accéder à la base de données.
Parmi les autres exemples de systèmes de gestion de bases de données relationnelles largement utilisés, on peut citer les bases de données Oracle, MySQL, PostgreSQL (une base de données relationnelle open source) et Microsoft SQL Server. Les structures SGBDR sont couramment utilisées pour effectuer quatre opérations de base : CRUD (créer, lire, mettre à jour et supprimer), qui sont essentielles pour assurer une gestion cohérente des données.

Maintenant que vous connaissez la définition d'un SGBDR, regardons en quoi il diffère d'un SGBD et les caractéristiques d'un système de base de données relationnelle.

Différences entre SGBDR et SGBD

Il existe des différences contrastées entre RDBMS et SGBD. Un SGBDR est une version avancée d'un SGBD. Contrairement à un SGBD qui gère des bases de données sur un réseau informatique et des disques durs, une base de données RDBMS permet de maintenir les relations entre ses tables.

Voici quelques-unes des principales différences entre un SGBDR et un SGBD :

• Nombre d'opérateurs:

  Un SGBD n'autorise qu'un seul opérateur simultanément, alors que plusieurs utilisateurs peuvent exploiter un SGBDR simultanément. Un SGBDR utilise des algorithmes complexes qui permettent à plusieurs utilisateurs d'accéder à la base de données tout en préservant simultanément l'intégrité des données, ce qui réduit considérablement le temps de réponse.

• Besoin matériel et logiciel :

  Un SGBD utilise moins de ressources de stockage et de récupération de données qu'un SGBDR. Ce dernier est plus complexe en raison de sa structure multi-tables et de sa capacité de référencement croisé, ce qui le rend plus coûteux qu'un SGBD. Les SGBDR sont également généralement utilisés pour les applications de classe entreprise, tandis que les SGBD sont plus couramment utilisés pour les applications plus petites et spécifiques.

• Modification des données:

  La modification des données dans un SGBD est assez difficile, alors que vous pouvez facilement modifier les données dans un SGBDR à l'aide d'une requête SQL. Ainsi, les programmeurs peuvent modifier / accéder à plusieurs éléments de données simultanément. C'est l'une des raisons pour lesquelles un SGBDR est plus efficace qu'un SGBD.

• Volume de données:

  Un SGBD est plus approprié pour gérer un faible volume de données, tandis qu'un SGBDR peut gérer même de gros volumes de données.

• Clés et index:

  Un SGBD n'implique pas de clés et d'index, alors qu'un SGBDR spécifie une relation entre des éléments de données via des clés et des index.

• La cohérence des données:

  Comme un SGBD ne suit pas le modèle ACID (Atomicité, Cohérence, Isolation et Durabilité), les données stockées peuvent présenter des incohérences. En revanche, un SGBDR suit le modèle ACID, ce qui le rend structuré et cohérent.

• Structure de la base de données:

  Un SGBD fonctionne en stockant des données dans un structure hiérarchique, tandis qu'un SGBDR stocke des données dans des tableaux.

• Vitesse de récupération des données:

  Dans un SGBD, le processus est relativement lent, surtout lorsque les données sont complexes et volumineuses. En effet, chacun des éléments de données doit être extrait individuellement. Dans un SGBDR, les données sont récupérées plus rapidement en raison de l'approche relationnelle. De plus, SQL facilite une récupération plus rapide des données dans un SGBDR.

• Bases de données distribuées:

  Un SGBD ne prend pas en charge les bases de données distribuées, tandis qu'un SGBDR offre une prise en charge complète des bases de données distribuées.

• Architecture client-serveur:

  Contrairement à un SGBD, un SGBDR prend en charge architecture client-serveur.

Comment fonctionne un système de gestion de base de données relationnelle ?

Les données sont stockées dans une base de données relationnelle sous la forme de plusieurs tables. Une question clé se pose ici, comment fonctionne une structure de base de données et comment est-elle implémentée ? Comprenons cela en détail.

Une structure de base de données fonctionne en organisant chaque table en lignes (appelées enregistrements/tuples) et colonnes (appelées champs/attributs). Les tables, les colonnes et les lignes sont les trois principaux composants d'une base de données relationnelle.

Voici un exemple de type de base de données métier pour traiter les commandes des clients. Dans ce type de base de données, la première colonne contient l'ID client, qui est la clé primaire. La clé primaire est utilisée pour identifier chaque enregistrement unique dans une table. Chaque colonne (ou attribut) stocke des informations et la base de données attribue un identifiant client unique à chaque ligne.

Exemple de base de données relationnelle. La source: Guru99

La structure de données utilisée pour implémenter une base de données relationnelle est la suivante :

Comme on le voit dans l'exemple ci-dessus, la structure de données d'une seule table. Bien que le plus souvent, les données soient plus complexes et stockées dans plusieurs tables. Les tables sont ensuite connectées en fonction de relations préexistantes.

Les tables peuvent être connectées de différentes manières, telles que :

• Un enregistrement dans une table peut être lié à un autre enregistrement dans une table différente (relation 1: 1)
• Un enregistrement dans une table peut être lié à plusieurs enregistrements dans d'autres tables (relation 1: M)
• Plusieurs enregistrements de table peuvent être liés à plusieurs enregistrements dans une table différente (relation M:N)

Cependant, avant de créer des tables, un système de gestion de base de données relationnelle doit garantir que:

• Chaque table a une clé primaire unique, qui n'a aucune valeur nulle.
• La clé étrangère, qui est utilisée pour se rapporter à 2 tables, est conservée dans une table et fait référence à la clé primaire d'une autre table.
• Aucune colonne n'a une valeur nulle (cellule vide).

Un SGBDR est généralement livré avec dictionnaires de données et des collections de métadonnées, qui sont bénéfiques pour la gestion des données. Un dictionnaire de données définit les objets de données de chaque utilisateur dans la base de données. En conséquence, il aide les utilisateurs à identifier tous les objets qui existent dans la base de données et qui peuvent y accéder.

Par exemple, il est humainement impossible de se souvenir de toutes les tables stockées dans une énorme base de données. Si vous souhaitez rechercher une table spécifique, telle que Produits, vous pouvez utiliser un dictionnaire de données pour rechercher toutes les tables nommées Produits. Ensuite, vous pouvez identifier celui dont vous avez besoin dans la liste des tables.

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Base de données relationnelle vs base de données non relationnelle

La principale différence entre les bases de données relationnelles et non relationnelles réside dans la manière dont elles stockent et structurent les données. Les bases de données relationnelles utilisent un format structuré basé sur des tables avec des schémas prédéfinis, tandis que les bases de données non relationnelles (NoSQL) utilisent des modèles de données flexibles conçus pour l'évolutivité et les cas d'utilisation hautes performances.

Bases de données relationnelles

Une base de données relationnelle organise les données en tables avec des lignes et des colonnes, en appliquant des relations strictes via des clés primaires et étrangères. Elle est conforme à ACID, garantissant l'intégrité, la cohérence et la fiabilité des données. Les requêtes sont effectuées à l'aide de SQL.

Caractéristiques:

• Basé sur un schéma : Nécessite un schéma prédéfini avec des données structurées.
• Forte consistance: Assure des transactions fiables en utilisant les principes ACID.
• Normalisation: Minimise la redondance en structurant les données entre des tables liées.
• Évolutivité: Traditionnellement, les échelles verticalement (en mettant à niveau le matériel).

Exemples : MySQL, PostgreSQL, Serveur Microsoft SQL, Oracle, IBM Db2

Bases de données non relationnelles

Une base de données non relationnelle stocke les données dans un format flexible, tel que des paires clé-valeur, des documents, des graphiques ou des magasins à colonnes larges. Elle est optimisée pour l'évolutivité et le traitement à grande vitesse, ce qui la rend adaptée aux applications à grande échelle avec des données non structurées ou semi-structurées.

Caractéristiques:

• Schéma sans schéma ou schéma flexible : S'adapte aux structures de données changeantes.
• Cohérence éventuelle : Privilégie la disponibilité et les performances plutôt qu'une stricte cohérence.
• Haute évolutivité: Généralement des échelles horizontalement (distribution des données sur plusieurs serveurs).
• Conçu pour le Big Data : Gère de grands volumes de données avec des opérations à grande vitesse.

Types de bases de données NoSQL :

• Magasins de documents – Stockez des documents JSON/XML semi-structurés (par exemple, MongoDB, CouchDB).
• Magasins de clés – Stockez les données sous forme de paires clé-valeur (par exemple, Redis, DynamoDB).
• Magasins à colonnes larges – Organiser les données en colonnes flexibles (par exemple, Apache Cassandra, HBase).
• Bases de données graphiques – Stocker les relations sous forme de nœuds et d’arêtes (par exemple, Neo4j, Amazon Neptune).

Exemples : MongoDB, Cassandra, Redis, DynamoDB, Neo4j

Avantages du système de gestion de base de données relationnelle

Les avantages d'un système de gestion de base de données relationnelle offrent une vue systématique des données, ce qui aide les entreprises à améliorer leurs processus décisionnels en améliorant différents domaines.

Divers autres avantages d'un modèle de base de données relationnelle :

Amélioration de la sécurité des données

Les fonctions d'autorisation et de contrôle d'accès du logiciel de base de données relationnelle prennent en charge le cryptage et le décryptage avancés, permettant aux administrateurs de base de données de gérer l'accès aux données stockées. Cela offre des avantages importants en termes de sécurité. De plus, les opérateurs peuvent modifier l'accès aux tables de la base de données et même limiter les données disponibles à d'autres. Cela fait des SGBDR une solution de stockage de données idéale pour les entreprises où la haute direction doit contrôler l'accès aux données pour les travailleurs et les clients.

Conserver la cohérence des données

Il est plus facile d'ajouter de nouvelles données ou de modifier des tables existantes dans un SGBDR tout en maintenant la cohérence des données avec le format existant. Ceci est principalement dû au fait qu'un SGBDR est conforme à ACID.

Meilleure flexibilité et évolutivité

Un SGBDR offre plus de flexibilité lors de la mise à jour des données car les modifications ne doivent être effectuées qu'une seule fois. Par exemple, la mise à jour des détails dans le tableau principal mettra automatiquement à jour les fichiers pertinents et vous évitera d'avoir à changer plusieurs fichiers un par un. De plus, chaque table peut être modifiée indépendamment sans déranger les autres. Cela rend les bases de données relationnelles évolutives pour des volumes de données croissants.

Entretien facile

Les bases de données relationnelles sont considérées comme nécessitant peu de maintenance car les utilisateurs peuvent rapidement tester, réguler, corriger et sauvegarder les données car l'outil d'automatisation du SGBDR aide à systématiser ces tâches.

Risque d'erreur réduit

Dans un logiciel de base de données relationnelle, vous pouvez facilement vérifier les erreurs par rapport aux données de différents enregistrements. De plus, comme chacun l'élément de données est stocké à un seul emplacement, il n'y a aucune possibilité que les anciennes versions brouillent l'image.

Conclusion

Au fil du temps, les SGBDR ont évolué pour fournir une optimisation des requêtes de plus en plus avancée et des plugins sophistiqués pour les développeurs d'entreprise. En conséquence, diverses applications d'entreprise des systèmes de gestion de bases de données relationnelles existent. Ils servent également de point focal dans de nombreuses applications, telles que la création de rapports, l'analyse et entreposage de données.

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