Une base de données permet de stocker et de retrouver des données structurées, semi-structurées ou des données brutes ou de l'information, souvent en rapport avec un thème ou une activité ; celles-ci peuvent être de natures différentes et plus ou moins reliées entre elles.
Leurs données peuvent être stockées sous une forme très structurée (base de données relationnelles par exemple), ou bien sous la forme de données brutes peu structurées (avec les bases de données NoSQL par exemple). Une base de données peut être localisée dans un même lieu et sur un même support informatisé, ou répartie sur plusieurs machines à plusieurs endroits.
La base de données est au centre des dispositifs informatiques de collecte, mise en forme, stockage et utilisation d'informations. Le dispositif comporte un système de gestion de base de données (abréviation : SGBD) : un logiciel moteur qui manipule la base de données et dirige l'accès à son contenu. De tels dispositifs comportent également des logiciels applicatifs, et un ensemble de règles relatives à l'accès et l'utilisation des informations Carlos Coronel, Steven Morris et Peter Rob, Database Systems: Design, Implementation, and Management, Cengage Learning - 2012 ..
La manipulation de données est une des utilisations les plus courantes des ordinateurs. Les bases de données sont par exemple utilisées dans les secteurs de la finance, des assurances, des écoles, de l'épidémiologie, de l'administration publique (notamment les statistiques) et des médias.
Lorsque plusieurs objets nommés « bases de données » sont constitués sous forme de collection, on parle alors d'une banque de données.
Description Une base de données est une collection organisée d'objets structurés tels que des nombres, des textes, des dates, des images, et généralement des objets structurés etc., pouvant être traités par des moyens informatiques pour produire une information ; par exemple, des chiffres et des noms assemblés et triés pour former un annuaire. Les traitements sont des combinaisons de recherches, de choix, de tris, de regroupements, de concaténations, etc. Nick Dowling, Database Design And Management Using Access, Cengage Learning EMEA - 2000,.
C'est la pièce centrale d'un système d'information ou d'un système de base de données (ou base de données tout court), qui régit la collecte, le stockage, le traitement et l'utilisation de données. Ce dispositif comporte souvent un logiciel moteur (cf. paragraphe suivant), des logiciels applicatifs, et un ensemble de règles relatives à l'accès et l'utilisation des informations.
Le système de gestion de base de données est une suite de programmes qui manipule la structure de la base de données et dirige l'accès aux données qui y sont stockées. Une base de données est composée d'une collection de fichiers ; on y accède par le SGBD qui reçoit des demandes de manipulation du contenu et effectue les opérations nécessaires sur les fichiers. Il cache la complexité des opérations et offre une vue synthétique sur le contenu. Le SGBD permet à plusieurs usagers de manipuler simultanément le contenu, et peut offrir différentes vues sur un même ensemble de données.
Le recours aux bases de données est une alternative au stockage de données, dans lequel une application place les données qu'elle utilise dans ses propres fichiers. Il facilite le partage des informations, permet le contrôle automatique de la cohérence et de la redondance des informations, la limitation de l'accès aux informations et la production plus aisée des informations synthétiques à partir des renseignements bruts. La base de données a de plus un effet fédérateur : dans une collectivité utilisant une base de données, une personne unique organise le contenu de la base d'une manière bénéfique à l'ensemble de la collectivité, ce qui peut éviter des conflits dus à des intérêts divergents entre les membres de la collectivité Philip J. Pratt et Joseph J. Adamski, Concepts of Database Management, Cengage Learning - 2011,.
Une base de données nécessite généralement plus d'espace disque, le large éventail de fonctions offertes par les SGBD rend les manipulations plus complexes, et les pannes ont un impact plus large et sont plus difficiles à rattraper.
Terminologie thumb|right|Modèle de données relationnel.
Modèle de données Le schéma ou modèle de données, est la description de l'organisation des données. Il se trouve à l'intérieur de la base de données, et renseigne sur les caractéristiques de chaque type de donnée et les relations entre les différentes données qui se trouvent dans la base de données. Il existe plusieurs types de modèles de données (relationnel, entité-association, objet, hiérarchique et réseau) P.S. Gill, Database Management Systems, I. K. International Pvt Ltd - 2008,.
Modèle de données logique et physique Le modèle de données logique est la description des données telles qu'elles sont dans la pratique, tandis que le modèle de données physique est un modèle dérivé du modèle logique qui décrit comment les données seront techniquement stockées dans la base de données.
Entité Une entité est un sujet, une notion en rapport avec le domaine d'activité pour lequel la base de données est utilisée, et concernant lequel des données sont enregistrées (exemple : des personnes, des produits, des commandes, des réservations…) Colin Ritchie, Database Principles and Design, Cengage Learning EMEA - 2008, .
Attribut Un attribut est une caractéristique d'une entité susceptible d'être enregistrée dans la base de données. Par exemple, une personne (entité), son nom et son adresse (des attributs). Les attributs sont également appelés des champs ou des colonnes. Dans le schéma les entités sont décrites comme un lot d'attributs en rapport avec un sujet.
Enregistrement Un enregistrement est une donnée composite qui comporte plusieurs champs dans chacun desquels est enregistrée une donnée. Cette notion a été introduite par le stockage dans des fichiers dans les années 1960.
Association Les associations désignent les liens qui existent entre différentes entités, par exemple, entre un vendeur, un client et un magasin.
Cardinalité La cardinalité d'une association est le nombre de A pour lesquelles il existe un B et inversement. Celle-ci peut être un-à-un, un-à-plusieurs ou plusieurs-à-plusieurs. Par exemple, un compte bancaire appartient à un seul client, et un client peut avoir plusieurs comptes bancaires (cardinalité un-à-plusieurs).
Modèle de données relationnel C'est le type de modèle de données le plus couramment utilisé pour la réalisation d'une base de données. Selon ce type de modèle, la base de données est composée d'un ensemble de tables (les relations) dans lesquelles sont placées les données ainsi que les liens. Chaque ligne d'une table est un enregistrement. Ces modèles sont simples à mettre en œuvre, fondés sur les mathématiques (la théorie des ensembles), ils sont très populaires et fortement normalisés.
Base de données relationnelle Base de données organisée selon un modèle de données de type relationnel, à l'aide d'un SGBD permettant ce type de modèle.
Modèle de données entité-association Ce type de modèle est le plus couramment utilisé pour la conception de modèles de données logiques Sikha Bagui et Richard Earp, Database Design Using Entity-Relationship Diagrams, CRC Press - 2011,. Selon ce type de modèle, une base de données est un lot d'entités et d'associations. Une entité est un sujet concret, un objet, une idée, pour laquelle il existe des informations. Un attribut est un renseignement concernant ce sujet . À chaque attribut correspond un domaine : un ensemble de valeurs possibles. Une association désigne un lien entre deux entités .
Modèle de données objet Ce type de modèle est fondé sur la notion d'objet de la programmation orientée objet. Selon ce type de modèle, une base de données est un lot d´objets de différentes classes. Chaque objet possède des propriétés , et des méthodes qui sont des opérations en rapport avec l'objet. Une classe est une catégorie d'objets et reflète typiquement un sujet concret.
Modèle de données hiérarchique Ce type de modèle de données a été créé dans les années 1960 ; c'est le plus ancien modèle de données. Selon ce type de modèle, les informations sont groupées dans des enregistrements, chaque enregistrement comporte des champs. Les enregistrements sont reliés entre eux de manière hiérarchique : à chaque enregistrement correspond un enregistrement parent.
Modèle de données réseau Ce type de modèle de données est semblable au modèle hiérarchique. Les informations sont groupées dans des enregistrements, chaque enregistrement possède des champs. Les enregistrements sont reliés entre eux par des pointeurs. Contrairement aux modèles hiérarchiques, l'organisation des liens n'est pas obligatoirement hiérarchique, ce qui rend ces modèles plus polyvalents.
Null Dans les modèles de données relationnels, un attribut peut avoir une valeur nulle, indiquant que la donnée est absente, non disponible ou inapplicable.
Clé primaire Dans les modèles de données relationnels, la clé primaire est un attribut dont le contenu est différent pour chaque enregistrement de la table, ce qui permet de retrouver un et un seul enregistrement
Clé étrangère Dans les modèles de données relationnels, une clé étrangère est un attribut qui contient une référence à une donnée connexe .
Intégrité référentielle Dans les modèles de données relationnels, il y a situation d´intégrité référentielle lorsque toutes les données référencées par les clés étrangères sont présentes dans la base de données.
Bancarisation La bancarisation de données est l'opération consistant à réunir des données dans une banque de donnée. Dans la plupart des pays, elle est encadrée par la loi, au moins dans le cas de données environnementales, publiques ou personnelles.
Typologie L'usage qui est fait des données diffère d'une base de données à l'autre. Les bases de données peuvent être classifiées en fonction du nombre d'usagers, du type de contenu, notamment s'il est faiblement ou fortement structuré, ainsi que selon l'usage qui est fait de la base de données, notamment l'utilisation opérationnelle ou à des fins d'analyse :
Les bases de données peuvent être classifiées en fonction du nombre d'usagers . Une base de données de bureau est installée sur un ordinateur personnel au service d'un seul usager. Tandis qu'une base de données d’entreprise est installée sur un ordinateur puissant au service de centaines d'utilisateurs. Une base de données centralisée est installée dans un emplacement unique, tandis qu'une « base de données distribuée » est répartie entre plusieurs emplacements.
La manière la plus populaire de classer les bases de données est selon l'usage qui en est fait, et l'aspect temporel du contenu :
Bases opérationnelles ou OLTP (de l'anglais online transaction processing) sont destinées à assister des usagers à tenir l'état d'activités quotidiennes. Elles permettent en particulier de stocker sur le champ les informations relatives à chaque opération effectuée dans le cadre de l'activité : achats, ventes, réservations, paiements. Dans de telles applications l'accent est mis sur la vitesse de réponse et la capacité de traiter plusieurs opérations simultanément.
Bases d'analyse dites aussi OLAP (de l'anglais online analytical processing)