Intégrité et SGBD

Un schéma relationnel décrit les noms des relations, leurs attributs, les domaines de valeurs et les contraintes. Le contenu est l’ensemble des enregistrements présents à un instant donné. Ajouter un livre change le contenu de la base, sans changer son schéma. Ajouter un attribut date_publication change la structure. Une relation est pensée comme un ensemble de tuples ; une table SQL la représente, mais SQL peut produire des lignes identiques si aucune contrainte ou opération ne les élimine.

Dans Auteur(id, nom), id est choisi comme clé primaire. Cette clé identifie un auteur sans ambiguïté : deux lignes ne doivent pas partager la même valeur de clé et l’identifiant ne doit pas être absent. Le nom ne convient pas, car deux personnes peuvent être homonymes. Une seule contrainte de clé primaire est définie par table, mais elle peut porter sur plusieurs attributs ensemble. Dans Inscription(eleve, atelier), le couple peut ainsi identifier une inscription alors que chacun de ses composants se répète.

Dans Livre(id, titre, auteur), auteur est une clé étrangère référençant Auteur(id). Plusieurs livres peuvent renvoyer au même auteur. Cette répétition est normale : l’unicité concerne la clé primaire de Livre, pas sa clé étrangère. Dans cet exemple, chaque livre a un auteur obligatoire. Une bibliothèque réelle permettant plusieurs auteurs par livre demanderait une relation supplémentaire ; il faut toujours préciser les hypothèses du modèle avant de juger sa qualité.

Une contrainte de domaine limite les valeurs acceptées : une quantité de livres disponibles doit être un entier supérieur ou égal à zéro. Une contrainte de relation porte sur les enregistrements d’une même relation, comme l’unicité d’une clé. Une contrainte de référence relie les valeurs de deux relations. Le SGBD contrôle les contraintes déclarées lors des modifications, y compris quand une autre application écrit dans la base. Une vérification uniquement placée dans un formulaire peut être oubliée par un autre programme.

SQL fournit notamment PRIMARY KEY, FOREIGN KEY, UNIQUE, NOT NULL et CHECK. NOT NULL refuse le marqueur NULL, qui représente ici une information absente ; il ne refuse pas à lui seul une chaîne de caractères vide. UNIQUE sert à imposer l’unicité d’un attribut ou d’un groupe d’attributs. Pour les valeurs NULL, les détails de certaines contraintes dépendent du SGBD. Nous utilisons donc des identifiants entiers et déclarons explicitement les références obligatoires.

Une expérience locale avec SQLite peut créer les deux tables par les instructions suivantes. CREATE TABLE Auteur (id INTEGER PRIMARY KEY, nom TEXT NOT NULL); CREATE TABLE Livre (id INTEGER PRIMARY KEY, titre TEXT NOT NULL, auteur INTEGER NOT NULL REFERENCES Auteur(id)); Avant de commencer les modifications, PRAGMA foreign_keys = ON; active le contrôle des clés étrangères pour la connexion SQLite utilisée. Ce réglage propre à SQLite n’est pas une propriété du modèle relationnel.

Une clé étrangère peut aussi référencer une clé candidate déclarée UNIQUE, sous les conditions du SGBD. Elle ne doit donc pas nécessairement viser la clé primaire. Inversement, une valeur autorisée par les contraintes peut être factuellement fausse : un titre mal orthographié reste une chaîne valide. Les contraintes garantissent des règles formalisées, pas la vérité de toute information saisie.

Supposons que chaque ligne d’une table Emprunt recopie l’identifiant du livre, son titre, le numéro de l’auteur et son nom. Si dix emprunts concernent le même auteur, son nom est répété dix fois. Une correction du nom peut ne toucher que neuf lignes : la base fournit alors deux informations contradictoires sur la même personne. C’est une anomalie de mise à jour, provoquée par une redondance évitable.

Une anomalie d’insertion apparaît si l’on ne peut pas enregistrer un nouvel auteur tant qu’aucun livre ou emprunt ne le concerne. Une anomalie de suppression apparaît si effacer le dernier emprunt d’un livre fait aussi disparaître la seule information enregistrée sur ce livre. Ces défauts viennent du mélange de plusieurs faits indépendants dans une seule relation. Séparer Auteur, Livre et Emprunt permet de conserver chaque fait à sa place, puis de retrouver les informations par une jointure.

Toute répétition n’est pas une anomalie. Répéter auteur=1 dans plusieurs livres exprime justement un lien entre les relations. Pour argumenter, demande-toi quel fait est stocké, de quel identifiant il dépend et ce que ferait une modification. Une décomposition doit préserver les informations et leurs liens : couper arbitrairement un tableau en deux sans identifiant commun empêcherait de reconstruire les correspondances.

La persistance signifie que les données enregistrées sont conservées au-delà de la fin du programme qui les utilise. Une liste Python uniquement en mémoire disparaît avec son processus ; une base stockée durablement permet de rouvrir les données. Cela ne dispense pas de sauvegardes : une suppression autorisée, une panne matérielle ou une mauvaise manipulation peuvent toujours rendre une récupération nécessaire. Une base SQLite créée en mémoire pour un exercice ne constitue pas un stockage persistant.

Deux utilisateurs peuvent lire la même donnée avant de la modifier. Le résultat d’un programme correct lorsqu’il agit seul peut devenir incorrect en présence d’un autre programme. Le SGBD fournit des mécanismes pour organiser les accès concurrents. Une transaction regroupe des opérations constituant une unité logique, par exemple vérifier la disponibilité et enregistrer une réservation. Selon le système et le mode choisi, un conflit peut entraîner une attente ou un rejet à traiter ; il ne faut pas promettre que toute transaction réussit immédiatement.

Le SGBD facilite aussi l’efficacité des requêtes, notamment grâce aux index et à l’organisation du traitement. Un index peut accélérer certaines recherches tout en prenant de la place et en ajoutant du travail lors des modifications. Enfin, la sécurisation des accès distingue les droits : consulter un catalogue ne donne pas nécessairement le droit de le modifier. Les fonctions exactes varient selon le logiciel et sa configuration ; une base n’est pas automatiquement protégée parce qu’elle utilise SQL.

S’entraîner : retrouve les activités disponibles dans la rubrique Exercices du site. Pour poursuivre, étudie comment les requêtes SQL utilisent les liens entre relations afin de sélectionner et de mettre à jour les données.