Introduction aux bases de données et leurs applications

Bases de données : conception et implémentation

Cette partie du cours est un sous-ensemble de INFO0009-2. Les numéros de chapitres mentionnés ci-dessous correspondent à ceux du INFO0009-2. Les étudiant.e.s intéressé.e.s par des aspects plus techniques des bases de données (relationnelles) (stockage sur systèmes de fichiers, techniques d'indexation, optimisation des requêtes, etc.) peuvent demander l'accès aux autres chapitres.

Le contenu du cours est divisé en 6 chapitres organisés en 3 parties.

Partie 1 : Introduction aux bases de données et conception des bases de données

Chapitre 01 : Introduction et Modèle Entité-Relation. 

• Définition d'une base de données et l'introduction au jargon.
• Le modèle entité-relation pour représenter un univers de discours.

• Le modèle relationnel comme base théorique des bases de données relationnelles.
• Une traduction du modèle entité-relation en modèle relationnel.
• L'algèbre relationnelle comme langage de requête du modèle relationnel

• Définitions des anomalies de mise à jour, des dépendances fonctionnelles et des formes normales.
• Processus de normalisation pour éviter les anomalies de mise à jour.

• Modèle relationnel et algèbre relationnelle en pratique
• SQL Data Query Language (DQL) pour interroger des données
• SQL Data Manipulation Language (DML) pour manipuler les données

• SQL Data Definition Language (DDL) pour créer les schémas.

• Définition des transactions et accès simultanés aux bases de données
• SQL Transaction Control Language (TCL) pour déclarer et gérer les transactions.

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Cette unité vise à sensibiliser les étudiant.e.s aux usages concrets des bases de données en sciences humaines, en particulier la philologie, la linguistique, l'histoire de l'art et la sémiotique. À travers trois séances dispensées par des expert.e.s de domaines variés, les étudiant.e.s découvriront des exemples de projets scientifiques reposant sur l'exploitation de bases de données dans des contextes spécifiques.

Bases de données : conception et implémentation

L'objectif du cours est l'acquisition des connaissances et des maîtrises techniques nécessaires à la réalisation de systèmes informatiques centrés sur une base de données. A l'issue du cours vous : 

• Maîtriserez la terminologie et le jargon liés aux bases de données (relationnelles),
• Serez capable de réaliser une base de données à petite ou moyenne échelle,
• Serez capable de réaliser une application exploitant une base de données.

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

À l'issue de cette unité d'enseignement, l'étudiant.e sera capable de :

• Identifier les usages pertinents des bases de données dans plusieurs disciplines, en particulier la philologie, la linguistique, l'histoire de l'art et la sémiotique. des sciences humaines, en particulier la philosophie, la philologie et les disciplines connexes.
• Analyser les enjeux spécifiques liés à la structuration et à l'exploitation de données dans un contexte disciplinaire particulier.
• Comprendre les principes méthodologiques qui sous-tendent l'utilisation de bases de données dans des projets de recherche, en particulier la philologie, la linguistique, l'histoire de l'art et la sémiotique.
• Établir des liens entre les concepts fondamentaux et techniques abordés dans la première partie du cours (modélisation, requêtes, intégrité des données, etc.) et leurs applications concrètes dans des projets scientifiques interdisciplinaires.
• Comparer le modèle relationnel avec d'autres modèles logiques de représentation des données (XML, graphes, modèles orientés documents, etc.) à partir des cas d'usage présentés, et justifier les choix techniques en fonction des besoins spécifiques des disciplines concernées.
• Développer une réflexion critique sur les potentialités et les limites de l'usage des bases de données dans le domaine des humanités numériques.

Bases de données : conception et implémentation

Les bases de données s'appuient sur de nombreux domaines de l'informatique : la logique formelle, les structures de données, les systèmes d'exploitation, les langages de programmation, etc. Pour suivre ce cours de bases de données, il est impératif que vous :

• Maîtrisiez l'algèbre booléenne ;
• Maîtrisiez l'usage des systèmes d'exploitation (e.g., utiliser un terminal) ;
• Ayez une connaissance des systèmes d'exploitation ; et 
• Maîtrisiez la programmation (procédurale). 

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Maîtrise de notions de programmation et de l'algorithmique, incluant l'utilisation d'un environnement informatique (gestion de fichiers, navigation, traitement de texte) et la compréhension de la logique algorithmique élémentaire.

Bases de données : conception et implémentation

Le cours de bases de données organise quatre événements d'apprentissage clés, dont trois sont liés aux heures consacrées à la théorie, à la pratique et au projet. 

Théorie : Pour la théorie, les connaissances seront transmises sur base d'un exposé soutenu par des diapositives. Vous avez également accès à des alternatives qui s'appuient sur le même principe de transmission : un livre de référence et des enregistrements vidéo des cours. Des petits débats ou discussions sont sporadiquement organisés pendant les exposés afin d'approfondir la compréhension de certains aspects. Ces débats peuvent également être utilisés pour introduire un nouveau sujet dans un chapitre.

Travaux Pratiques : Chaque séance commence par un exercice simple entièrement élaboré par l'équipe pédagogique. Nous attendons de vous que vous suiviez chacune de ces étapes et que vous nous posiez des questions si nécessaire. Puis, vous effectuerez des exercices d'entraînement. Ces exercices ont pour but de de vous former à l'utilisation des techniques vues au cours. Certaines séances d'exercices vous offrent un environnement dans lequel vous pouvez tester vos solutions. Les solutions à ces exercices sont mises à votre disposition après la séance.

Projet : Le but de ce projet est de concevoir et de mettre en œuvre une base de données et de développer une application qui communique avec cette base de données. L'assistant et moi sommes ici pour vous guider et vous soutenir. Contrairement aux exercices, où des solutions sont données, vous serez uniquement guidés. Les projets sont réalisés en équipe de trois étudiant.e.s. Le projet est divisé en deux parties.

• La première partie commence début mars et se termine environ 3 semaines plus tard, et consiste en la réalisation d'un modèle entité-relation, de la conversion vers le modèle relationnel, et éventuellement de la normalisation. Cette partie sera à réaliser en équipe de 3 étudiant.e.s. Non seulement le projet est plus difficile (i.e., plus important en taille) que les exercices couverts en classe, mais vous acquerrez également une expérience pratique de la modélisation collaborative. L'un des plus grands défis sur le terrain est de s'assurer que tout le monde s'accorde sur un modèle et la signification des étiquettes que l'on choisit pour les entités, les relations et les attributs.
• La deuxième partie commence après le deadline de la première partie et se termine début mai. Il s'agit, en s'appuyant sur le travail effectué en première partie, de réaliser concrètement la base de données et une application utilisant cette base de données. Un modèle entité-relation et un ensemble de données seront fournis. Cette partie sera à réaliser en équipe de 3 étudiant.e.s. Alors que vous recevez des exemples de code qui interagissent avec une autre base de données, vous devrez copier et adapter ce code aux besoins du projet et la base de données que vous devez implémenter. Certains de ces besoins sont simples, mais d'autres requièrent l'intégration des connaissances et maîtrises acquises lors des séances théoriques et pratiques. Les tâches peuvent être facilement réparties entre vous. Vous travaillerez en équipe car cela vous permet de comprendre et d'évaluer le travail des autres. Le processus de compréhension et d'évaluation du travail des autres, et donc de collaboration vers un ensemble cohérent, est une compétence vitale dans l'industrie.

• Le premier type d'activité est le feedback global sur les projets (erreurs courantes, observations, etc.). Le feedback global inclut également des statistiques concernant les notes et la session vous invite à poser des questions ou ouvrir le débat. 
• Le deuxième type d'activité est l'interrogation d'entraînement. Des interrogations formatives auto-évaluées. Ces interrogations (non obligatoires) vous préparent à l'examen. Après cette interrogation, je partage des solutions types et nous discutons des erreurs que vous voulez partager. Vous êtes invité à discuter et à corriger les erreurs. Je vous explique comment les solutions sont évaluées et notées lors de l'examen.

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Dans la seconde partie du cours, les étudiant.e.s participent à trois séances thématiques consacrées aux applications concrètes des bases de données dans différentes disciplines des sciences humaines (en particulier la philologie, la linguistique, l'histoire de l'art et la sémiotique). Ces séances, animées par des expert.e.s issus de ces domaines, présentent des projets réels mettant en œuvre divers modèles de données (relationnel, XML, graphe, orienté document). L'objectif est de permettre aux étudiant.e.s de comprendre comment la structuration de données s'adapte aux besoins spécifiques de chaque discipline, tant pour l'organisation que pour l'analyse. Ces présentations sont suivies de discussions critiques et de réflexions guidées, où les étudiant.e.s sont invité.e.s à établir des liens entre les concepts techniques étudiés en première partie et les pratiques disciplinaires observées. L'approche vise à développer une ouverture interdisciplinaire et le développement d'une pensée critique sur les enjeux méthodologiques et épistémologiques liés à l'usage des bases de données.

Bases de données : conception et implémentation

Cours donné exclusivement en présentiel

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Cours donné exclusivement en présentiel

Bases de données : conception et implémentation

Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- eCampus


Informations complémentaires:

L'engagement pédagogique, ou syllabus dans des pays anglophones, est obligatoire. Vous y trouverez des informations sur l'organisation du cours, le contenu du cours, les objectifs du cours et l'évaluation du cours sur cette ressource.

Les diapositives sont une ressource obligatoire. Chaque chapitre est accompagné de diapositives détaillées et complètes. Il est possible d'étudier ce cours en utilisant uniquement les diapositives, mais vous êtes encouragé à combiner ceci avec une présence en classe ou les enregistrements des cours. Les cours en présentiel ou les enregistrements expliquent à nouveau, ou illustrent certains points sous différents angles.

Les documents relatifs aux exercices sont fortement recommandés. Les séances théoriques introduisent des exemples et ces exemples correspondent aux (types d') exercices que nous aborderons au cours des TP. Les exercices peuvent toutefois introduire de nouveaux éléments. Ceux-ci peuvent inclure de nouveaux opérateurs, des exemples plus élaborés ou difficiles, des détails techniques ou des cas particuliers. Des solutions seront disponibles après les exercices, mais vous êtes fortement encouragés à assister et à revoir ceux en préparation de l'examen. Cet exercice vous prépare également à la réalisation de votre projet.

Les questions d'examen précédents, les exemples de questions d'examen et les grilles d'évaluation de projet sont fortement recommandés. Toutes ces ressources sont mises à disposition, en temps voulu, sur eCampus ; bien que celles-ci soient discutées en classe, vous devrez les consulter pour vous faire une idée concrète des attentes.

Le livre de référence est facultatif. "Silberschatz, Abraham, Henry F. Korth, and Shashank Sudarshan. Database system concepts. Ed. 7. New York: McGraw-Hill, 2019." ou édition précédente car nous ne couvrons que les bases des bases de données. Alors que le matériel de cours développé pour ce cours est principalement basé sur ce livre, le matériel de cours a introduit les sujets dans un ordre différent et les présente différemment. Par exemple, le livre utilise une notation schématique qui n'est pas courante dans l'industrie. Cependant, ce livre peut être utile pour les étudiant.e.s qui souhaitent apprendre la matière à leur rythme, en anglais, ou qui souhaitent revisiter des chapitres différemment. Des exemplaires de ce livre sont disponibles à la bibliothèque. Les auteurs ont également gracieusement fourni du matériel d'apprentissage basé sur ce livre sur une page Web dédiée (https://www.db-book.com/).

Les enregistrements vidéo sont facultatifs. Les différents chapitres sont divisés en parties logiques. Pour chaque partie, un enregistrement vidéo est disponible sur YouTube. Des liens vers les vidéos YouTube sont disponibles sur eCampus sous chaque chapitre. Ces vidéos constituent une alternative aux cours en direct.

Les références complémentaires partagées sur eCampus sont facultatives. Il existe, pour certains chapitres, des liens vers des ressources et des articles. Ceux-ci sont destinés à fournir des indications supplémentaires ou un contexte (historique) pour ceux qui sont intéressés.

La documentation MySQL est fortement recommandée pour le projet. Bien que nous couvrions de nombreuses fonctions dans le cours, avoir la documentation MySQL à portée de main peut être utile pour le projet. Vous pouvez réaliser le projet sans documentation supplémentaire, mais la documentation décrit un ensemble de fonctions qui peuvent être utiles. Si une question d'examen devait s'appuyer sur une fonction non couverte en classe, cette fonction serait décrite dans l'énoncé.

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Plate-forme(s) utilisée(s) pour les supports de cours :
- eCampus


Informations complémentaires:

Les supports de cours obligatoires incluent les présentations utilisées durant les séances, disponibles sur eCampus. Chaque intervenant.e proposera des lectures spécifiques en lien avec sa discipline et les projets présentés. Ces lectures, obligatoires ou recommandées selon les cas, seront communiquées à l'avance et constitueront une base de discussion lors des séances thématiques. L'ensemble des documents sera mis à disposition des étudiant.e.s au fur et à mesure du déroulement du cours.

Bases de données : conception et implémentation

Examen(s) en session

Toutes sessions confondues

- En présentiel

évaluation écrite ( QCM, questions ouvertes )

Travail à rendre - rapport


Informations complémentaires:

Évaluation du projet (50%); examen écrit (50%).

Parmi les 50% du projet, la première partie compte pour 40% et la seconde pour 60%.

Ce projet est obligatoire. Un.e étudiant.e qui n'aurait rien soumis pour une des deux parties obtiendra automatiquement une note d'absence (A) pour la totalité du cours.

Les étudiant.e.s qui ont échoué à la première partie du projet se verront attribuer un nouvel énoncé. Les étudiant.e.s ayant échoué à la deuxième partie du projet peuvent soumettre une version révisée.

La note finale sera déterminée à l'aide d'une moyenne pondérée de toutes les évaluations. Cependant, pour être admissibles au calcul de la moyenne pondérée, les étudiant.e.s doivent obtenir une note minimale de 8/20 à chaque évaluation. Dans le cas contraire, la note d'évaluation la plus basse de l'étudiant.e sera utilisée comme note finale pour le cours.

Bases de données : applications dans différentes disciplines de la faculté de la Philosophie et Lettres

Travail à rendre - rapport

Evaluation continue

Interrogation(s) hors session


Informations complémentaires:

L'évaluation de cette unité repose sur la participation active et sur la réflexion personnelle des étudiant.e.s autour des séances thématiques.

• Présence obligatoire aux trois séances : la participation aux séances est indispensable et constitue une condition de validation. Toute absence non justifiée entraînera l'échec à l'unité.
• Compte rendu réflexif ou (exclusif) QCM après chaque séance : à l'issue de chaque intervention, les étudiant.e.s devront rédiger un compte rendu personnel (2 pages) ou répondre à un QCM. L'expert qui donne une séance choisit la modalité d'évaluation. Dans un compte rendu réflexif, les étudiant.e.s résument les idées principales abordées et développent une réflexion critique autour d'un thème spécifique de la séance. Ces comptes rendus seront remis à l'expert.e intervenant et feront l'objet d'une évaluation qualitative (clarté, capacité de synthèse, pertinence de la réflexion). L'objectif d'un QCM administré après une leçon est d'évaluer dans quelle mesure les élèves comprennent la matière enseignée.
• Participation à une table ronde finale : à l'issue des trois séances, une table ronde est organisée, réunissant l'ensemble des participant.e.s. Les étudiant.e.s y sont invité.e.s à mettre en dialogue les contenus abordés, à identifier des problématiques transversales et à animer la discussion sur les convergences, tensions ou perspectives liées à l'usage des bases de données dans la philologie, la linguistique, l'histoire de l'art et la sémiotique.

Bases de données : conception et implémentation

Des informations additionnelles concernant ce cours peuvent être consultées à eCampus.

Bases de données : conception et implémentation

Enseignant : Christophe Debruyne (c.debruyne@uliege.be)

Bases de données : conception et implémentation

Aucun MOOC n'est associé à ce cours.