Bases de données et réseaux

Le SGBD est un middleware qui gère les données de façon centralisée et assure le contrôle de l'utilisation simultanée par plusieurs utilisateurs et programmes, le maintien de la cohérence, l'authentification et la gestion des droits d'accès. La création de documents relève des logiciels applicatifs, la sélection d'itinéraires du routeur et la compression d'images des logiciels de traitement d'images : ce ne sont pas des descriptions du SGBD.

NoSQL est l'appellation générique des bases qui ne reposent pas sur le modèle relationnel (RDB) : types clé-valeur, document, etc., souvent adaptées au traitement distribué de gros volumes. La base tabulaire fondée sur le modèle relationnel décrit la RDB, et la HDB est une autre catégorie, hiérarchique. L'affirmation « uniquement en SQL » est également fausse.

Le schéma conceptuel est la couche qui définit la structure logique de l'ensemble de la base. Le schéma externe définit les vues perçues par les utilisateurs et les programmes, et le schéma interne le mode de stockage physique sur les supports. Il n'existe pas de couche appelée « schéma physique » dans la terminologie de l'architecture à trois schémas. Cette séparation en trois couches renforce l'indépendance des données.

Le diagramme E-R représente les entités et leurs attributs, les associations (relationships) entre entités et leurs correspondances — un-à-plusieurs, etc. (cardinalités) ; il sert à la conception conceptuelle des bases de données. L'ordre des traitements se représente par un organigramme, la configuration des équipements par un schéma de réseau et les entrées-sorties logiques par une table de vérité.

La clé primaire est la colonne (ou combinaison de colonnes) qui identifie de façon univoque les lignes d'une table : ni doublon ni NULL n'y sont admis, donc les propositions les acceptant sont fausses. Référencer la clé primaire d'une autre table est le rôle de la clé étrangère, distincte de la clé primaire. L'identifiant patient de la table des patients en est l'exemple type.

La clé étrangère est une colonne qui référence la clé primaire d'une autre table : la contrainte d'intégrité référentielle interdit d'y placer une valeur absente de la table référencée et maintient ainsi la cohérence entre tables. L'identification univoque des lignes est le rôle de la clé primaire, l'accélération des recherches celui de l'index et l'interdiction des doublons celui de la contrainte d'unicité.

La normalisation divise les tables de façon à éliminer la redondance des données et à prévenir les contradictions (incohérences) lors des mises à jour. La division des tables imposant des jointures, la recherche peut même devenir plus lente : l'amélioration de la vitesse comme objectif est fausse. Le chiffrement et le raccourcissement des sauvegardes sont des techniques distinctes de la normalisation.

La première forme normale élimine les groupes répétitifs où un champ contient plusieurs valeurs. La séparation des dépendances partielles envers la clé primaire mène à la deuxième forme normale, celle des dépendances transitives via des colonnes non clés à la troisième forme normale, et la création d'index n'a rien à voir avec la normalisation.

La condition de la clause WHERE « âge >= 65 » est satisfaite par 3 lignes : Satō (72), Takahashi (65) et Tanaka (80) ; COUNT(*) renvoyant le nombre de lignes satisfaisant la condition, le résultat est 3. Attention : Takahashi, qui a exactement 65 ans, est inclus par « >= ». 2 correspond à l'oubli de Takahashi et 4 à l'inclusion erronée de Suzuki (45).

La clause GROUP BY regroupe les lignes par valeur de service : le résultat compte autant de lignes qu'il y a de services distincts. La table contient 3 services — médecine interne, chirurgie, ophtalmologie — donc le résultat fait 3 lignes (3 en médecine interne, 2 en chirurgie, 1 en ophtalmologie). 6 est le nombre de lignes d'origine sans GROUP BY : la question porte sur l'effet du regroupement.

L'INNER JOIN ne renvoie que les couples de lignes dont la condition de jointure (identifiant patient) correspond. Les 3 lignes de la table des prescriptions ont toutes une ligne correspondante dans la table des patients (1 pour P001, 2 pour P003) : le résultat fait 3 lignes. Suzuki (P002), sans prescription, n'apparaît pas. 2 correspond à compter les 2 prescriptions de Takahashi comme une seule, et 5 à confondre avec la simple somme des lignes.

ORDER BY âge DESC trie par âge décroissant (du plus grand au plus petit) : le plus âgé, Takahashi (80), vient en tête. Satō (72) est deuxième. En confondant avec l'ordre croissant (ASC), on choisirait le plus jeune, Suzuki (45). Retenir avec certitude que DESC signifie décroissant et ASC croissant.

La sélection est l'opération relationnelle qui extrait les lignes satisfaisant une condition ; en SQL, elle correspond à la clause WHERE. La projection extrait certaines colonnes (la liste de colonnes du SELECT), et la jointure relie plusieurs tables par une colonne commune (JOIN). L'union est une opération ensembliste qui réunit les lignes de deux tables, différente du filtrage de lignes.

L'atomicité (indivisibilité) est la propriété selon laquelle le traitement d'une transaction est exécuté en totalité ou pas du tout, sans état intermédiaire inachevé. La cohérence signifie que l'intégrité est préservée, la durabilité que les résultats validés ne se perdent pas, et l'isolation que la transaction n'est pas affectée par les autres.

L'interblocage (deadlock) est l'état où deux transactions s'attendent mutuellement pour la libération des ressources verrouillées par l'autre et s'arrêtent ; on le résout en annulant de force l'une des deux (rollback). Le livelock est l'état où les traitements se cèdent mutuellement la place sans avancer, la reprise avant un traitement de récupération après incident et le point de contrôle le point de départ de la récupération : tous diffèrent.

Le rollback annule, à l'aide des informations d'avant mise à jour du journal, les mises à jour de la transaction terminée anormalement et revient à l'état antérieur au démarrage. Le commit valide les mises à jour en fin normale, le rollforward rejoue les mises à jour jusqu'juste avant l'incident à partir de la sauvegarde et du journal en cas de panne de support, et le verrouillage à deux phases est une méthode de contrôle d'exclusion.

Le rollforward restaure l'état au moment de la sauvegarde puis applique dans l'ordre les informations d'après mise à jour enregistrées dans le journal, pour revenir à l'état précédant immédiatement l'incident. Le rollback est le traitement inverse, qui annule les mises à jour, le commit la validation des mises à jour, et l'interblocage un état d'attente mutuelle des verrous : aucun n'est la récupération après panne de support.

ETL, initiales d'Extract (extraction), Transform (transformation) et Load (chargement), désigne la chaîne de traitements qui importe les données des systèmes opérationnels dans le DWH d'analyse. L'OLAP est l'agrégation et l'analyse multidimensionnelles des données accumulées, le nettoyage de données la correction des erreurs et variantes de graphie, et le tableau de bord l'écran de visualisation d'un outil BI : la chaîne allant jusqu'au chargement, c'est l'ETL.

La couche réseau effectue la sélection d'itinéraire (routage) vers la destination à l'aide des adresses IP ; IP en est le protocole représentatif et le routeur l'équipement représentatif. La transmission des trames relève de la couche 2 (liaison de données), la conversion des formats de représentation de la couche 6 (présentation) et la conversion en signaux de la couche 1 (physique).

TCP est un protocole de la couche transport orienté connexion, qui assure des communications de haute fiabilité par accusés de réception et contrôle de retransmission. UDP, sans connexion, ne fait ni confirmation ni retransmission mais est léger et convient au temps réel — voix, vidéo. L'affirmation que TCP relève de la couche physique et celle qu'UDP retransmet sont toutes deux fausses.

L'adresse MAC est l'adresse physique de 48 bits attribuée à l'interface réseau ; elle identifie les équipements en Ethernet et en Wi-Fi. Le DHCP attribue des paramètres comme l'adresse IP, l'adresse logique de 32 bits est l'adresse IPv4, et ce que l'on obtient d'un nom de domaine est aussi une adresse IP (résolution DNS) : aucune de ces descriptions ne correspond à l'adresse MAC.

/26 correspond au masque 255.255.255.192 : le 4e octet se découpe par tranches de 64 (0, 64, 128, 192). 130 étant compris entre 128 inclus et 192 exclu, l'adresse réseau est 192.168.10.128. On le vérifie aussi en binaire : 130 = 10000010 ; en gardant les 2 bits de poids fort et en mettant à 0 les 6 bits de la partie hôte, on obtient 10000000 = 128.

Avec /28, la partie hôte fait 32 − 28 = 4 bits, soit 2 puissance 4 = 16 adresses. L'adresse réseau (partie hôte toute à 0) et l'adresse de diffusion (toute à 1) n'étant pas attribuables, 16 − 2 = 14 adresses restent utilisables pour les hôtes. 16 correspond à l'oubli des 2 adresses à soustraire et 30 au cas du /27.

Avec le masque 255.255.255.224 (/27), le 4e octet se découpe par tranches de 32 : 66 appartient à la plage 64 à 95 (adresse réseau 192.168.1.64). 70, dans la même plage 64 à 95, est donc dans le même sous-réseau. 60 est dans la plage 32 à 63, 100 dans 96 à 127 et 130 dans 128 à 159 : tous appartiennent à d'autres sous-réseaux.

Les adresses privées couvrent 3 plages : 10.0.0.0 à 10.255.255.255, 172.16.0.0 à 172.31.255.255 et 192.168.0.0 à 192.168.255.255 ; 192.168.100.1 en fait partie. 172.32.0.1 sort de la plage qui s'arrête à 172.31 et n'en fait pas partie. 8.8.8.8 et 203.0.113.10 sont des adresses du côté public.

Le DNS est le mécanisme qui assure la correspondance entre noms de domaine et adresses IP (résolution de noms) ; les serveurs DNS répondent aux requêtes. L'attribution automatique d'adresses IP relève de DHCP, la synchronisation horaire de NTP et le transfert du courrier de SMTP : chacun est un protocole distinct. Les correspondances de rôles étant très fréquentes aux examens, il faut les distinguer avec certitude.

Le DHCP est le protocole qui distribue automatiquement, lorsque le terminal se connecte, les paramètres tels qu'adresse IP, masque de sous-réseau et passerelle par défaut. La résolution de noms relève du DNS, l'échange d'informations de routage de protocoles comme RIP ou OSPF, et la vérification d'accessibilité de ping, qui utilise ICMP.

Le port bien connu de HTTP est le 80. SMTP utilise le 25 (le 110 est celui de POP3), DNS le 53 (le 25 est celui de SMTP) et NTP le 123 (le 53 est celui de DNS) : les autres propositions décalent les correspondances. Les numéros de port des services majeurs interviennent aussi dans les réglages de sécurité : les mémoriser précisément.

SMTP est le protocole utilisé pour l'envoi du courrier électronique et son transfert entre serveurs de messagerie. POP sert à l'utilisateur pour récupérer depuis le serveur les messages qui lui sont adressés et n'est pas utilisé pour l'envoi. HTTP transfère les pages Web et NTP synchronise les horloges : sans rapport avec le transfert du courrier.

NTP est le protocole qui synchronise l'horloge des équipements du réseau sur un serveur de référence. Dans les systèmes d'information de santé, la synchronisation horaire des serveurs et terminaux est essentielle à la fiabilité des horodatages des dossiers et des journaux. Le transfert de pages Web relève de HTTP et la réception du courrier de POP ; ce n'est pas non plus un protocole de chiffrement de fichiers.

Le routeur transfère les paquets entre réseaux différents sur la base des adresses IP et de la table de routage ; le commutateur offrant la même fonction est le commutateur L3. Le HUB répète le signal reçu vers tous les ports et le commutateur L2 transfère au sein d'un même réseau local en regardant les adresses MAC. Le câble UTP est un support de transmission, pas un équipement.

Le WEP est connu pour être facilement déchiffrable : l'utilisation de WPA, et plus encore de WPA2, plus robuste, est recommandée. Le SSID est le nom identifiant le point d'accès (le réseau), pas une clé de chiffrement. Bluetooth est une norme radio de proximité distincte de 802.11. Les interférences entre canaux identiques existent en Wi-Fi, d'où la nécessité de planifier les canaux.

Le VLAN est une technique qui segmente logiquement le réseau par le paramétrage des commutateurs, sans modifier le câblage physique. Dans les établissements de santé, il sert notamment à séparer le réseau central du dossier médical électronique des réseaux administratif et visiteurs. Les normes de chiffrement sans fil sont WPA2 et autres, les types de câbles UTP et STP, et la description de ligne publique est également fausse.

Le VPN construit, grâce au chiffrement et à d'autres techniques, un réseau dédié virtuel sur des lignes publiques comme Internet ; il sert à relier des sites, aux accès distants et à protéger les communications de télémaintenance des dispositifs médicaux. Ce n'est pas une ligne dédiée physique et il se construit à moindre coût qu'une ligne dédiée. Sans rapport avec les points d'accès ni la redondance DNS.

Le NAT est la technique de conversion mutuelle entre adresses privées et adresses publiques ; le NAPT utilise en plus les numéros de port et permet à plusieurs terminaux de partager une même adresse publique. Il est utilisé quand les terminaux en adresses privées de l'établissement sortent vers Internet. La synchronisation horaire relève de NTP et le chiffrement du courrier de S/MIME et autres.