Base de données

Un cluster PSG peut hébrger plusieurs bases de données
Une connexion est réalisée dans le contexte d'une seule base de données

Schéma
Une base peut contenir de 1 à N schéma
Un objet ne peut appartenir qu'à un seul schéma
Les objets de schémas différents peuvent être accédés au sein d'une même connexion

Cluster PostgreSQL
L'organisation du stockage physique est gérée au niveau du cluster
Le point de montage par défaut est défini via la variable $PGDATA

Tablespace
La notion de tablespace permetde répartir les données sur des points de montage distincts.
Dans la majorité des cas, le tablespace par défaut 'pg_default' suffit

Fichier
Les données des tables et index sont stockées dans des fichiers séparés (au moins 1 fichier par objet)

Les objets d'une base PostgreSQL

Schéma de données (Table, Domaine, Type)
Schéma externe (Vue, Règle)
Traitements (Séquenceur, Déclencheur, fonction)
Optimisation (Index, Partition, Vue Matérialisée)
Sécurité (Utilisateur, Rôle, Politique)

Le catalogue Postgresql

Le catalogue est un schéma de tables et de vues qui recense l'ensemble des objets d'une base et leurs métadonnées
Organisation :
System Catalog => Tables et vues du catalogue spécifique Postgresql
(pg_class, pg_attribut, pg_constraint, pg_sequence, pg_views, pg_indexes)
Information schema => Vues du catalogue normalisé
(standard SQL : tables, columns, table_constraints, sequences, views)

Processus de modélisation

Trois niveaux d'abstraction

Modèle Conceptuel
Modèle Logique
Modèle Physique

Modèle Relationnel

Les composantes de ce modèle :

Modèle de représentation des données

Departement(num_dpt,lib_dpt)
Relation : Comme Departement
Attribut : num_dpt, lib_dpt
Domaine : numdpt integer[0;9999] et lib_dpt varchar(40)

Contraintes d'intégrité

Règles appliquées aux relations et ou attributs pour garantir la coherence des données.

Domaine : Un attribut est associé à un type et puise ses valeurs dans un domaine
Clé primaire: Identifiant primaire d'une relation compos d'un ou de plusieurs attributs à valeur non nulle.
Clé unique : Identifiant secondaire d'une relation composé d'un ou de plusieurs attributs.
Clé étrangère : Contrainte de référence des attributs identifiants d'une relation par des attributs d'une autre relation.
De gestion : Autre contraintes de cohérence entre des attributs d'une même relation.

Formes normales

Règles appliquées au modèle de données pour éliminer les redondances de données en stockage et éviter les incohérences lors des mises à jour.

La relation R avec les attributs a,b,c,d où ab est l'identifiant et c et d les attributs R(a,b,c,d)

1FN : La valeur des attributs est atomique et la relation doit avoir un identifiant => R(a,b,c,d) et pas R(a,b,c1,c2,d)
2FN : 1FN + Un sous-ensemble des attributs de l'identifiant ne doit pas être lui-même identifiant d'autres attributs. => dans la relation R(a,b,c,d) il faut pas avoir b identifiant de c
3FN : 2FN + Un attribut qui ne compose pas l'identifiant ne doit pas être lui-même identifiant d'autres attributs => dans la relation R(a,b,c,d) il faut pas avoir c identifiant de d.

Opérateurs relationnels

L'algèbre relationnelle définit les opérations de base pour manipuler les relations, voici les principales opérations :
Projection, Produit Cartésien, Union, Restriction, Jointure, Différence...

Les bases de données relationnelles orientées objet

Très peu utilisé, en plus des propriétés des bases relationnelles, des exntesions sont ajoutées :
Type et collection orientés objet (tables), l'héritage entre tables, Type orionté document (XML, JSON)

Langage SQL et catégories d'ordres

DQL : Select
DML : Insert, Update, Delete
DDL : Create, Alter, Drop
DCL : Grant, Revoke
TCL: Set Transaction, commit, rollback et savepoint

Langage Procédural

Avantages : Interprété, Intégration avec le langage SQL et Portabilité
Limites : Pas de norme commune, Adherence au SGBD (DB2:SQLPL, Oracle:PL/SQL, PG:PL/pgSQL)

Traitements stockés :

Procédure : unité de traitement
Fonction : unité de traitement
Package : ensemble de procédure d'un domaine fonctionnel
Déclencheur : unité de traitement basée sur une logique de déclenchement événementielle

Spécificité des traitements stockés dans Postgresql :

Plusieurs langages peuvent être utilisés
Une fonction est tout ou partie d'une transaction
Seules les procédures peuvent invoquer les ordres de gestion des transactions

Mécanisme Transactionnel

Une transaction est un ensemble de mise à jour atomique (ACID). elle permet de garantir la cohérence des données par rapport aux éventuelles défaillances systèmes, applicatives et humaines.

Mécanisme de verrouillage

Le mécanisme de verrouillage permet de protéger les données contre des tentatives de modifications concurrentes.
Granularité : Enregistrement, Page et Objet

Multi-Version Concurrency Control

Son implémentation est propre à chaque SGBD

MVCC gère plusieurs versions d'une donnée afin de garantir la logique transactionnelle tout en limitant au max les latences induites par les mécanismes de verrouillage.
Il permet de rendre les opérations de lectures non bloquantes

MVCC PostgreSQL

Création d'une nouvelle version de la ligne de données avec prise en compte des modifications
La version précédente de l'enregistrement sert d'image avant pendant la durée de la transaction
En cas de validation de la transaction, la version précédente est considérée comme 'morte' et son espace sera libéré à la prochaine opération 'VACUUM'.

MVCC DB2

DB2 est différent :

Les lectures posent un verrou de lecture
Les MAJ posent un verrou de mise à jour
les verrous de lecture et de MAJ sont incompatibles entre eux

Si une donnée est vérouillée en MAJ, DB2 ne proposera pas son image avant aux lecteurs, qui devront attendre la levée du verrou.
Si la lecture se fait en 'Uncommitted Read' alors DB2 pourra restituer une donnée en cours de modification mais pas encore commitée... et qui ne le sera peut être jamais!

BDD PostgreSQL