TermNSI/SQL/Cours_SQL.md

# Cours : Le langage SQL

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## 1. Introduction

### 1.1. Historique

**SQL** (*Structured Query Language*) est un langage de requêtes créé en 1974 par IBM, puis normalisé en 1986. Il permet d'interagir avec les **bases de données relationnelles**.

SQL est aujourd'hui le standard universel pour :
- Créer et modifier la structure des bases de données
- Insérer, modifier et supprimer des données
- Interroger les données (requêtes)

### 1.2. Les SGBD

Un **SGBD** (*Système de Gestion de Base de Données*) est un logiciel qui permet de stocker, organiser et manipuler des données. Exemples :

| SGBD | Type | Utilisation |
|------|------|-------------|
| SQLite | Léger, fichier local | Applications mobiles, embarqué |
| MySQL / MariaDB | Serveur | Sites web, applications |
| PostgreSQL | Serveur avancé | Applications complexes |
| Oracle | Entreprise | Grandes entreprises |
| Microsoft SQL Server | Entreprise | Environnement Windows |

En NSI, nous utilisons principalement **SQLite** avec l'outil **DB Browser for SQLite**.

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## 2. Structure d'une base de données

### 2.1. Tables, attributs et enregistrements

Une base de données relationnelle est composée de **tables**. Chaque table contient :
- Des **colonnes** (ou **attributs**) : les caractéristiques des données
- Des **lignes** (ou **enregistrements**) : les données elles-mêmes

**Exemple : Table LIVRES**

| id | titre | auteur | ann_publi | note |
|----|-------|--------|-----------|------|
| 1 | 1984 | Orwell | 1949 | 10 |
| 2 | Dune | Herbert | 1965 | 8 |
| 3 | Fondation | Asimov | 1951 | 9 |

### 2.2. Types de données

| Type SQL | Description | Exemple |
|----------|-------------|---------|
| `INT` ou `INTEGER` | Nombre entier | 42, -7, 2024 |
| `REAL` ou `FLOAT` | Nombre décimal | 3.14, -0.5 |
| `TEXT` ou `VARCHAR` | Chaîne de caractères | 'Bonjour', 'Alice' |
| `DATE` | Date | '2024-01-15' |
| `BOOLEAN` | Booléen | TRUE, FALSE |

### 2.3. Clés primaires et étrangères

- **Clé primaire** (`PRIMARY KEY`) : Identifiant unique de chaque enregistrement
- **Clé étrangère** (`FOREIGN KEY`) : Référence vers la clé primaire d'une autre table

```
Table AUTEURS                    Table LIVRES
+----+--------+                  +----+--------+-----------+
| id | nom    |                  | id | titre  | id_auteur |
+----+--------+                  +----+--------+-----------+
| 1  | Orwell |<─────────────────| 1  | 1984   | 1         |
| 2  | Asimov |<─────────────────| 2  | Robots | 2         |
+----+--------+                  +----+--------+-----------+
     PK                               PK        FK
```

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## 3. Création et modification de tables

### 3.1. Créer une table : CREATE TABLE

```sql
CREATE TABLE LIVRES (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    titre TEXT,
    auteur TEXT,
    ann_publi INTEGER,
    note INTEGER
);
```

### 3.2. Créer une table avec clé étrangère

```sql
CREATE TABLE LIVRES (
    id INTEGER PRIMARY KEY,
    titre TEXT,
    id_auteur INTEGER,
    ann_publi INTEGER,
    FOREIGN KEY (id_auteur) REFERENCES AUTEURS(id)
);
```

### 3.3. Supprimer une table : DROP TABLE

```sql
DROP TABLE LIVRES;
```

⚠️ **Attention** : Cette opération est irréversible !

### 3.4. Modifier une table : ALTER TABLE

```sql
-- Ajouter une colonne
ALTER TABLE LIVRES ADD COLUMN editeur TEXT;

-- Supprimer une colonne (selon le SGBD)
ALTER TABLE LIVRES DROP COLUMN editeur;
```

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## 4. Manipulation des données

### 4.1. Insérer des données : INSERT INTO

```sql
-- Insérer un enregistrement
INSERT INTO LIVRES (id, titre, auteur, ann_publi, note)
VALUES (1, '1984', 'Orwell', 1949, 10);

-- Insérer plusieurs enregistrements
INSERT INTO LIVRES (id, titre, auteur, ann_publi, note)
VALUES
    (2, 'Dune', 'Herbert', 1965, 8),
    (3, 'Fondation', 'Asimov', 1951, 9);
```

### 4.2. Modifier des données : UPDATE

```sql
-- Modifier tous les enregistrements correspondant à la condition
UPDATE LIVRES
SET note = 10
WHERE auteur = 'Asimov';

-- Modifier plusieurs colonnes
UPDATE LIVRES
SET note = 9, ann_publi = 1950
WHERE id = 3;
```

⚠️ **Attention** : Sans clause `WHERE`, tous les enregistrements seront modifiés !

### 4.3. Supprimer des données : DELETE

```sql
-- Supprimer les enregistrements correspondant à la condition
DELETE FROM LIVRES
WHERE ann_publi < 1950;

-- Supprimer tous les enregistrements (vider la table)
DELETE FROM LIVRES;
```

⚠️ **Attention** : Sans clause `WHERE`, tous les enregistrements seront supprimés !

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## 5. Requêtes de sélection : SELECT

### 5.1. Syntaxe de base

```sql
SELECT colonnes
FROM table
WHERE conditions
ORDER BY colonne [ASC|DESC];
```

### 5.2. Sélectionner des colonnes

```sql
-- Toutes les colonnes
SELECT * FROM LIVRES;

-- Colonnes spécifiques
SELECT titre, auteur FROM LIVRES;

-- Avec alias
SELECT titre AS "Titre du livre", auteur AS "Écrivain"
FROM LIVRES;
```

### 5.3. Filtrer avec WHERE

**Opérateurs de comparaison :**

| Opérateur | Signification |
|-----------|---------------|
| `=` | Égal à |
| `<>` ou `!=` | Différent de |
| `<`, `<=` | Inférieur (ou égal) |
| `>`, `>=` | Supérieur (ou égal) |
| `BETWEEN a AND b` | Entre a et b (inclus) |
| `IN (v1, v2, ...)` | Dans la liste |
| `LIKE` | Correspondance de motif |
| `IS NULL` | Est nul |

**Exemples :**

```sql
-- Égalité
SELECT * FROM LIVRES WHERE auteur = 'Asimov';

-- Comparaison
SELECT * FROM LIVRES WHERE ann_publi > 1960;

-- Entre deux valeurs
SELECT * FROM LIVRES WHERE ann_publi BETWEEN 1950 AND 1970;

-- Dans une liste
SELECT * FROM LIVRES WHERE auteur IN ('Asimov', 'Bradbury', 'K.Dick');

-- Correspondance de motif (LIKE)
SELECT * FROM LIVRES WHERE titre LIKE '%Robot%';
-- % = n'importe quelle suite de caractères
-- _ = un seul caractère

-- Valeur nulle
SELECT * FROM LIVRES WHERE note IS NULL;
```

### 5.4. Combiner les conditions : AND, OR, NOT

```sql
-- ET logique
SELECT * FROM LIVRES
WHERE auteur = 'Asimov' AND ann_publi > 1950;

-- OU logique
SELECT * FROM LIVRES
WHERE auteur = 'Asimov' OR auteur = 'Bradbury';

-- Négation
SELECT * FROM LIVRES
WHERE NOT auteur = 'Asimov';

-- Combinaison avec parenthèses
SELECT * FROM LIVRES
WHERE (auteur = 'Asimov' OR auteur = 'Bradbury') AND note >= 8;
```

### 5.5. Trier les résultats : ORDER BY

```sql
-- Tri croissant (par défaut)
SELECT * FROM LIVRES ORDER BY ann_publi;
SELECT * FROM LIVRES ORDER BY ann_publi ASC;

-- Tri décroissant
SELECT * FROM LIVRES ORDER BY note DESC;

-- Tri multiple
SELECT * FROM LIVRES ORDER BY auteur ASC, ann_publi DESC;
```

### 5.6. Éliminer les doublons : DISTINCT

```sql
-- Liste des auteurs (sans doublons)
SELECT DISTINCT auteur FROM LIVRES;
```

### 5.7. Limiter les résultats : LIMIT

```sql
-- Les 5 premiers résultats
SELECT * FROM LIVRES LIMIT 5;

-- Pagination : 5 résultats à partir du 10e
SELECT * FROM LIVRES LIMIT 5 OFFSET 10;
```

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## 6. Fonctions d'agrégation

Les fonctions d'agrégation effectuent des calculs sur un ensemble de valeurs.

### 6.1. Les fonctions principales

| Fonction | Description |
|----------|-------------|
| `COUNT(*)` | Nombre d'enregistrements |
| `COUNT(colonne)` | Nombre de valeurs non nulles |
| `SUM(colonne)` | Somme des valeurs |
| `AVG(colonne)` | Moyenne des valeurs |
| `MIN(colonne)` | Valeur minimale |
| `MAX(colonne)` | Valeur maximale |

### 6.2. Exemples

```sql
-- Nombre total de livres
SELECT COUNT(*) FROM LIVRES;

-- Nombre de livres par auteur
SELECT COUNT(*) FROM LIVRES WHERE auteur = 'Asimov';

-- Note moyenne
SELECT AVG(note) FROM LIVRES;

-- Note minimale et maximale
SELECT MIN(note), MAX(note) FROM LIVRES;

-- Somme des notes (peu utile ici, mais illustratif)
SELECT SUM(note) FROM LIVRES;

-- Année du livre le plus ancien
SELECT MIN(ann_publi) FROM LIVRES;
```

### 6.3. Regrouper les données : GROUP BY

`GROUP BY` permet de regrouper les enregistrements par valeur d'une colonne.

```sql
-- Nombre de livres par auteur
SELECT auteur, COUNT(*) AS nb_livres
FROM LIVRES
GROUP BY auteur;

-- Note moyenne par auteur
SELECT auteur, AVG(note) AS note_moyenne
FROM LIVRES
GROUP BY auteur;

-- Résultat :
-- +----------+--------------+
-- | auteur   | note_moyenne |
-- +----------+--------------+
-- | Asimov   | 8.67         |
-- | Bradbury | 7.50         |
-- | K.Dick   | 8.33         |
-- +----------+--------------+
```

### 6.4. Filtrer les groupes : HAVING

`HAVING` filtre les résultats **après** le regroupement (contrairement à `WHERE` qui filtre **avant**).

```sql
-- Auteurs ayant écrit plus de 2 livres
SELECT auteur, COUNT(*) AS nb_livres
FROM LIVRES
GROUP BY auteur
HAVING COUNT(*) > 2;

-- Auteurs avec une note moyenne >= 8
SELECT auteur, AVG(note) AS note_moyenne
FROM LIVRES
GROUP BY auteur
HAVING AVG(note) >= 8;
```

**Différence WHERE / HAVING :**

```sql
-- WHERE filtre les lignes AVANT le regroupement
SELECT auteur, AVG(note)
FROM LIVRES
WHERE ann_publi > 1950      -- Filtre les livres publiés après 1950
GROUP BY auteur;

-- HAVING filtre les groupes APRÈS le regroupement
SELECT auteur, AVG(note)
FROM LIVRES
GROUP BY auteur
HAVING AVG(note) > 8;       -- Garde les auteurs avec moyenne > 8
```

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## 7. Jointures

Les jointures permettent de combiner des données provenant de plusieurs tables.

### 7.1. INNER JOIN (jointure interne)

Retourne uniquement les enregistrements qui ont une correspondance dans les deux tables.

```sql
SELECT LIVRES.titre, AUTEURS.nom, AUTEURS.prenom
FROM LIVRES
INNER JOIN AUTEURS ON LIVRES.id_auteur = AUTEURS.id;
```

**Schéma :**
```
LIVRES          AUTEURS         Résultat INNER JOIN
+----+------+   +----+------+   +------+------+
| id | id_a |   | id | nom  |   | titre| nom  |
+----+------+   +----+------+   +------+------+
| 1  | 1    |   | 1  | Orwell|  | 1984 | Orwell|
| 2  | 2    |   | 2  | Asimov|  | Fond.| Asimov|
| 3  | NULL |   | 3  | Dick  |   +------+------+
+----+------+   +----+------+   (le livre 3 est exclu car id_a est NULL)
```

### 7.2. LEFT JOIN (jointure externe gauche)

Retourne tous les enregistrements de la table de gauche, même sans correspondance.

```sql
SELECT LIVRES.titre, AUTEURS.nom
FROM LIVRES
LEFT JOIN AUTEURS ON LIVRES.id_auteur = AUTEURS.id;
```

### 7.3. Alias de tables

Pour simplifier l'écriture :

```sql
SELECT L.titre, A.nom, A.prenom
FROM LIVRES L
INNER JOIN AUTEURS A ON L.id_auteur = A.id
WHERE A.langue_ecriture = 'français';
```

### 7.4. Jointures multiples

```sql
SELECT L.titre, A.nom, E.nom_editeur
FROM LIVRES L
INNER JOIN AUTEURS A ON L.id_auteur = A.id
INNER JOIN EDITEURS E ON L.id_editeur = E.id;
```

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## 8. Ordre d'exécution des clauses

L'ordre d'écriture et l'ordre d'exécution sont différents :

**Ordre d'écriture :**
```sql
SELECT ... FROM ... WHERE ... GROUP BY ... HAVING ... ORDER BY ... LIMIT ...
```

**Ordre d'exécution :**
1. `FROM` et `JOIN` : Sélection des tables
2. `WHERE` : Filtrage des lignes
3. `GROUP BY` : Regroupement
4. `HAVING` : Filtrage des groupes
5. `SELECT` : Sélection des colonnes
6. `DISTINCT` : Élimination des doublons
7. `ORDER BY` : Tri
8. `LIMIT` : Limitation du nombre de résultats

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## 9. Bonnes pratiques

### 9.1. Conventions d'écriture

- Mots-clés SQL en **MAJUSCULES** : `SELECT`, `FROM`, `WHERE`
- Noms de tables en **MAJUSCULES** : `LIVRES`, `AUTEURS`
- Noms de colonnes en **minuscules** : `titre`, `auteur`
- Indentation pour la lisibilité

```sql
SELECT L.titre,
       A.nom,
       A.prenom
FROM LIVRES L
INNER JOIN AUTEURS A ON L.id_auteur = A.id
WHERE A.langue_ecriture = 'français'
  AND L.ann_publi > 1950
ORDER BY L.ann_publi DESC;
```

### 9.2. Sécurité : Injections SQL

⚠️ Ne jamais construire des requêtes SQL par concaténation de chaînes avec des entrées utilisateur !

```python
# DANGEREUX - Injection SQL possible
requete = "SELECT * FROM USERS WHERE nom = '" + nom_utilisateur + "'"

# SÉCURISÉ - Requête paramétrée
cursor.execute("SELECT * FROM USERS WHERE nom = ?", (nom_utilisateur,))
```

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## 10. Synthèse

```
┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                        REQUÊTE SQL                              │
├─────────────────────────────────────────────────────────────────┤
│  SELECT [DISTINCT] colonnes, AGG(colonne)                       │
│  FROM table1                                                    │
│  [INNER|LEFT] JOIN table2 ON condition                          │
│  WHERE conditions                                               │
│  GROUP BY colonne                                               │
│  HAVING condition_agregation                                    │
│  ORDER BY colonne [ASC|DESC]                                    │
│  LIMIT n [OFFSET m]                                             │
└─────────────────────────────────────────────────────────────────┘

┌──────────────┬────────────────────────────────────────────────┐
│ Commande     │ Action                                         │
├──────────────┼────────────────────────────────────────────────┤
│ CREATE TABLE │ Créer une table                                │
│ DROP TABLE   │ Supprimer une table                            │
│ INSERT INTO  │ Insérer des données                            │
│ UPDATE       │ Modifier des données                           │
│ DELETE       │ Supprimer des données                          │
│ SELECT       │ Interroger des données                         │
└──────────────┴────────────────────────────────────────────────┘

┌──────────────┬────────────────────────────────────────────────┐
│ Agrégation   │ Description                                    │
├──────────────┼────────────────────────────────────────────────┤
│ COUNT(*)     │ Nombre d'enregistrements                       │
│ SUM(col)     │ Somme                                          │
│ AVG(col)     │ Moyenne                                        │
│ MIN(col)     │ Minimum                                        │
│ MAX(col)     │ Maximum                                        │
└──────────────┴────────────────────────────────────────────────┘
```

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## Pour aller plus loin

- **SQL Murder Mystery** : Un jeu pour apprendre SQL en résolvant un meurtre
  [https://mystery.knightlab.com](https://mystery.knightlab.com)

- **SQLBolt** : Tutoriel interactif
  [https://sqlbolt.com](https://sqlbolt.com)

- **W3Schools SQL** : Référence complète
  [https://www.w3schools.com/sql/](https://www.w3schools.com/sql/)

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Auteur : Florian Mathieu

Licence CC BY NC

<a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/"><img alt="Licence Creative Commons" style="border-width:0" src="https://i.creativecommons.org/l/by-nc-sa/4.0/88x31.png" /></a> <br />Ce cours est mis à disposition selon les termes de la <a rel="license" href="http://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/">Licence Creative Commons Attribution - Pas d'Utilisation Commerciale - Partage dans les Mêmes Conditions 4.0 International</a>.