Bases de données relationnelles : Ce qu’elles sont et comment elles fonctionnent

Les bases de données relationnelles sont l’un des modèles de base de données les plus utilisés au monde. Elles sont conçues pour stocker et gérer efficacement des données structurées. Elles organisent les données en tableaux, ce qui facilite la récupération, la mise à jour et la manipulation des informations à l’aide du langage de requête structuré (SQL). Les bases de données relationnelles sont essentielles pour les entreprises, les sites web et les applications qui nécessitent une gestion complexe des données et des performances élevées.

Dans cet article, nous verrons ce que sont les bases de données relationnelles, comment elles fonctionnent et quels sont leurs principaux avantages et caractéristiques.

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

Une base de données relationnelle est un type de base de données qui organise les données dans des tables structurées (également appelées relations) composées de lignes et de colonnes. Chaque table contient des données sur un type d’entité spécifique, comme les clients, les produits ou les commandes. Ces tables sont liées par des relations, ce qui permet à la base de données d’extraire et d’organiser efficacement des informations connexes.

Par exemple, dans une base de données relationnelle pour un magasin en ligne :

• Une table peut contenir des informations sur les clients (par exemple, l’identifiant du client, son nom, son adresse).
• Une autre table peut stocker les commandes (par exemple, l’identifiant de la commande, l’identifiant du client, l’identifiant du produit, la date de la commande).

L’identifiant du client dans les tables des clients et des commandes permet à la base de données de relier les informations sur les clients aux commandes correspondantes.

Concepts clés des bases de données relationnelles

Plusieurs concepts fondamentaux définissent la structure et la fonctionnalité des bases de données relationnelles :

1. Tables

Une base de données relationnelle se compose de plusieurs tables, chaque table représentant une entité spécifique (utilisateurs, produits ou transactions, par exemple). Chaque table se compose de colonnes (champs) et de lignes (enregistrements).

• Colonnes : Définissent les types de données stockées (par exemple, le nom, l’âge, l’adresse électronique).
• Lignes : Contiennent des enregistrements individuels avec des valeurs pour chaque colonne.

2. Clés primaires

Une clé primaire est un identifiant unique pour chaque enregistrement d’une table. Cela permet de s’assurer qu’aucune ligne n’a la même valeur de clé primaire. La clé primaire est essentielle pour identifier les enregistrements de manière unique.

Exemple :

• Dans une table de clients, l’identifiant du client peut être la clé primaire, ce qui permet d’identifier chaque client de manière unique.

3. Clés étrangères

Une clé étrangère est un champ d’une table qui est lié à la clé primaire d’une autre table. Les clés étrangères établissent des relations entre les tables, ce qui permet à la base de données de relier des données connexes.

Exemple :

• Dans une table de commandes, l’identifiant du client pourrait être une clé étrangère liée à la clé primaire (identifiant du client) de la table de clients.

4. Relations

Les bases de données relationnelles sont nommées d’après les relations qu’elles gèrent entre les différentes tables. Il existe plusieurs types de relations :

• De un à un : un enregistrement d’une table correspond à un enregistrement d’une autre table.
• Une à plusieurs : Un enregistrement d’une table correspond à plusieurs enregistrements d’une autre table (par exemple, un client peut passer plusieurs commandes).
• Plusieurs à plusieurs : Plusieurs enregistrements d’une table correspondent à plusieurs enregistrements d’une autre table (par exemple, plusieurs produits peuvent faire partie de plusieurs commandes).

5. SQL (Langage de requête structuré)

SQL est le langage standard utilisé pour interagir avec les bases de données relationnelles. Il permet d’interroger, d’insérer, de mettre à jour et de supprimer des données. SQL fournit des commandes puissantes pour extraire des données de plusieurs tables à la fois, ce qui permet d’effectuer des tâches complexes de gestion des données.

Exemple de requête SQL simple :

Cette requête permet de récupérer toutes les informations concernant le client dont l’ID est 1.

Fonctionnement des bases de données relationnelles

Les bases de données relationnelles stockent les données de manière à garantir l’efficacité, la cohérence et l’évolutivité. Voici comment elles fonctionnent :

1. Saisie des données Les données sont saisies dans des tables, manuellement ou par le biais d’applications, et stockées dans des lignes. Chaque ligne représente un enregistrement unique et chaque colonne correspond à un attribut spécifique de l’enregistrement (par exemple, le nom, la date de naissance).
2. Relations entre les données Les relations entre les tables sont établies à l’aide de clés primaires et étrangères. Ces relations permettent de relier les données de différentes tables, créant ainsi un réseau d’informations interconnectées.
3. Extraction des données Les requêtes SQL sont utilisées pour extraire des données en fonction de conditions spécifiques. Les requêtes peuvent être simples (par exemple, récupérer tous les enregistrements d’une table) ou complexes (par exemple, joindre plusieurs tables sur la base de relations de clés étrangères).
4. Intégrité des données Les bases de données relationnelles garantissent l’intégrité des données grâce à des règles, des contraintes et des relations. Par exemple, si vous essayez de supprimer l’enregistrement d’un client, la base de données peut vous en empêcher si le client a des enregistrements de commandes connexes, ce qui garantit qu’il n’existe pas de données orphelines.

Avantages des bases de données relationnelles

Les bases de données relationnelles sont populaires en raison de plusieurs avantages clés :

1. Précision et intégrité des données

Les bases de données relationnelles assurent l’intégrité des données grâce aux relations entre les clés primaires et étrangères, ce qui garantit que les données sont toujours exactes et cohérentes. Les contraintes, telles que NOT NULL ou UNIQUE, garantissent que des données non valides ne peuvent pas être saisies.

2. Facilité d’utilisation

Le langage SQL offre un moyen simple et puissant d’interagir avec la base de données. Même les requêtes complexes peuvent être écrites avec une relative facilité, ce qui permet aux utilisateurs d’extraire et de manipuler les données de manière efficace.

3. Évolutivité

Les bases de données relationnelles peuvent gérer de grandes quantités de données et des relations complexes. Les systèmes modernes de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) sont conçus pour évoluer verticalement (en mettant à niveau le matériel) ou horizontalement (en ajoutant des serveurs supplémentaires).

4. Flexibilité dans l’extraction des données

Les bases de données relationnelles sont très souples lorsqu’il s’agit d’interroger des données. Vous pouvez extraire des informations de plusieurs tables à la fois, joindre des données connexes, filtrer les résultats et agréger des données (par exemple, en calculant des moyennes ou des sommes) en toute simplicité.

5. Gestion des transactions

Les bases de données relationnelles prennent en charge les propriétés ACID (atomicité, cohérence, isolation, durabilité), qui garantissent que toutes les transactions (par exemple, les mises à jour, les suppressions) sont achevées entièrement ou pas du tout. Cela permet de protéger l’intégrité des données et de garantir la fiabilité.

Systèmes de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) populaires

Il existe plusieurs systèmes de gestion de bases de données relationnelles (SGBDR) largement utilisés dans différents secteurs. Parmi les plus populaires, on peut citer

1. MySQL

MySQL est l’un des systèmes de bases de données relationnelles open-source les plus populaires. Il est largement utilisé pour les applications web et alimente de nombreux sites web et applications, dont WordPress et Facebook.

2. PostgreSQL

PostgreSQL est un SGBDR open-source avancé, connu pour sa conformité aux normes, son extensibilité et ses performances. Il prend en charge des fonctionnalités avancées telles que le stockage JSON, ce qui le rend polyvalent pour les applications modernes.

3. Microsoft SQL Server

Microsoft SQL Server est un SGBDR robuste développé par Microsoft. Il est couramment utilisé dans les grandes entreprises et prend en charge un large éventail d’applications, des petites bases de données aux entrepôts de données à grande échelle.

4. Base de données Oracle

Oracle est un SGBDR commercial qui offre une grande évolutivité et des fonctionnalités avancées, ce qui le rend populaire dans les grandes sociétés et les entreprises ayant des besoins de données complexes.

5. SQLite

SQLite est un système de base de données relationnelle léger, basé sur des fichiers, couramment utilisé dans les applications mobiles, les systèmes embarqués et les logiciels à petite échelle.

Cas d’utilisation des bases de données relationnelles

Les bases de données relationnelles sont utilisées dans un large éventail d’applications, qu’il s’agisse de projets à petite échelle ou de systèmes d’entreprise. Les cas d’utilisation les plus courants sont les suivants

• Commerce électronique : Stockage des données des clients, des inventaires de produits et des informations sur les commandes.
• Banque : Gestion des comptes clients, des transactions et des dossiers financiers.
• Soins de santé : Suivi des dossiers des patients, de leurs rendez-vous et de leurs antécédents médicaux.
• Planification des ressources de l’entreprise (ERP) : gestion des données organisationnelles telles que les dossiers des employés, les finances et les stocks.
• Systèmes de gestion de contenu (CMS) : ils alimentent des plateformes comme WordPress, où les articles, les données des utilisateurs et les commentaires sont gérés dans une base de données relationnelle.

Conclusion

Les bases de données relationnelles constituent une solution puissante et flexible pour gérer des données structurées dans divers cas d’utilisation. En organisant les données dans des tables et en exploitant les relations entre elles, les bases de données relationnelles garantissent l’exactitude, la cohérence et l’évolutivité des données. Grâce à SQL, les utilisateurs peuvent facilement récupérer, manipuler et gérer les données, ce qui fait des bases de données relationnelles un outil essentiel pour les entreprises et les applications modernes. Qu’il s’agisse de développer une application web, de gérer les dossiers des clients ou de créer un logiciel d’entreprise, les bases de données relationnelles constituent le fondement d’une gestion efficace et fiable des données.