Построение диаграмм и графиков

В программе Excel термин «диаграмма» используется для обозначения всех видов графического представления числовых данных. Построение графического изображения производится на основе ряда данных. Так называют группу ячеек с данными в пределах отдельной строки или столбца. На одной диаграмме можно отображать несколько рядов данных.

Диаграмма представляет собой вставной объект, внедренный на один из листов рабочей книги. Она может располагаться на том же листе, на котором находятся чанные, или на любом другом листе (часто для отображения диаграммы отводят отдельный лист). Диаграмма сохраняет связь с данными, на основе которых она построена, и при обновлении этих данных немедленно изменяет свой вид.

Для построения диаграммы обычно используют окно Вставка диаграммы, запускаемое командой Вставка ► Диаграммы ► Создать диаграмму. Элементы управления для создания отдельных видов диаграмм доступны в группе Вставка ► Диаграммы.

Часто удобно заранее выделить область, содержащую данные, которые будут отображаться на диаграмме, но задать эту информацию можно и после вставки диаграммы.

Выбор типа диаграммы

При использовании окна Вставка диаграммы выбор ее типа осуществляется именно в этом окне. При использовании кнопок быстрой вставки диаграмм выбор осуществляется при вставке, без вывода отдельного окна.

Выбор данных

Если диапазон данных был выбран заранее, то в книгу будет добавлена диаграмма, визуализирующая выбранные данные. Если же данные выбраны не были, их можно задать командой контекстного меню диаграммы Выбрать данные.

Кроме того, задать набор данных для диаграммы можно командой группы Работа с диаграммами Конструктор ► Данные ► Выбрать данные. При выборе данных для диаграммы появляется окно Выбор источника данных.

Если данные не образуют единой группы, то информацию для обрисовки отдельных рядов данных задают, добавляя новые ряды в поле этого окна Элементы легенды (ряды).

Вставленную диаграмму можно изменить. Она состоит из набора отдельных элементов, таких как сами графики (ряды данных), оси координат, заголовок диаграммы, область построения и пр. При щелчке на элементе диаграммы он выделяется маркерами, а при наведении на него указателя мыши — описывается всплывающей подсказкой.

 

Оформление диаграммы

Следующий этап работы состоит в выборе оформления диаграммы. В частности, используя контекстное меню диаграммы и ее элементов, а также вкладки группы Работа с диаграммами.

При настройке оформления диаграммы обычно задаются:

· название диаграммы, подписи осей (вкладка Макет ► Подписи);

· отображение и маркировка осей координат (вкладка Макет ► Оси ► Оси);

· отображение сетки линий, параллельных осям координат (вкладка Макет ► Оси ► Cетка);

· описание построенных графиков (вкладка Макет ► Подписи ► Легенда);

· отображение надписей, соответствующих отдельным элементам данных на графике (вкладка Макет ► Подписи ► Подписи данных);

· Представление данных, использованных при построении графика, в виде таблицы (вкладка Макет ► Подписи ► Таблица данных).

Чтобы удалить диаграмму, можно удалить рабочий лист, на котором она расположена (команда Удалить в контекстном меню листа), или выбрать диаграмму, внедренную в рабочий лист с данными, и нажать клавишу DELETE.

Тема 3. Разработка и реализация информационной модели

Предметной области

 

ВВЕДЕНИЕ В БАЗЫ ДАННЫХ

Современные информационные системы характеризуются большими объемами хранимых данных, их сложной организацией, а также высокими требованиями к скорости и эффективности обработки этих данных. Это становится возможным при использовании специальных программных средств - систем управления базами данных.

База данных – это поименованная совокупность данных, относящихся к определенной предметной области.

Система управления базами данных – это комплекс программных и языковых средств, необходимых для создания, обработки баз данных и поддержания их в актуальном состоянии.

Почти все современные СУБД основаны на реляционной модели данных. Название "реляционная" связано с тем, что каждая запись в такой базе данных содержит информацию, относящуюся (related) только к одному объекту. Кроме того, с данными о двух объектах можно работать как с единым целым, основанным на значениях связанных между собой данных. Все данные в реляционной БД представлены в виде таблиц. Каждая строка таблицы содержит информацию только об одном объекте и называется записью. Столбец таблицы содержит однотипную для всех записей информацию и называется полем.

Для успешного функционирования базы данных важна правильная организация данных в ней. При определении структуры данных в базе выделяют следующие основные понятия.

Класс объектов – совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств.

Свойство (атрибут) – определенная часть информации о некотором объекте. Хранится в виде столбца (поля) таблицы.

Связь (отношение) – способ, которым связана информация о разных объектах.

Процесс проектирования БД представляет собой последовательность переходов от неформального словесного описания информационной структуры предметной области к формализованному описанию объектов предметной области в терминах некоторой модели. Можно выделить следующие этапы проектирования.

1. Системный анализ и словесное описание информационных объектов предметной области.

2. Проектирование инфологической модели предметной области – частично формализованное описание объектов предметной области в терминах некой инфологической, например, ER-модели.

3. Даталогическое (или логическое) проектирование БД, то есть описание БД в терминах принятой даталогической модели.

4. Физическое проектирование БД, то есть выбор способа размещения БД на внешних носителях.

Системный анализ должен заканчиваться подробным описанием информации об объектах, формулировкой задач с кратким описанием алгоритмов их решения, описанием входных и выходных документов.

Инфологическая модель должна выражать информацию в виде, не зависящем от используемой системы управления базами данных (далее – СУБД). Обычно эта модель отражает описание объектов, их свойства и взаимосвязи в виде схем. В настоящий момент наиболее широкое распространение получила модель Чена (Chen), которая называется «сущность-связь» или ER-модель (Entity Relationship). В ее основе лежат следующие базовые понятия.

Сущность – это класс однотипных объектов. Сущность имеет уникальное имя. Объект имеет свой набор атрибутов – свойств объекта. Атрибут, однозначно идентифицирующий конкретный экземпляр сущности, называется ключевым.

Между сущностями могут быть установлены связи. По множественности связи делятся на три типа: один-к-одному (один экземпляр одной сущности связан только с одним экземпляром другой сущности), один-ко-многим (один экземпляр одной сущности связан с несколькими экземплярами другой сущности), многие-ко-многим (один экземпляр одной сущности связан с несколькими экземплярами другой сущности и наоборот). Связь любого типа может быть обязательной, если в данной связи должен участвовать каждый экземпляр, и необязательной. Связь может быть обязательной с одной стороны и необязательной с другой.

Для реализации проекта в конкретной СУБД следует разработать даталогическую модель. На настоящий момент для этой цели используется реляционная модель данных. Основной структурой данных в модели является отношение, именно поэтому модель получила название реляционной (от англ. «relation» - «отношение»).

Существует алгоритм преобразования ER-модели в реляционную модель данных:

1. Каждой сущности ставится в соответствие отношение реляционной модели данных.

2. Каждый атрибут сущности становится атрибутом соответствующего отношения, задается тип данных и обязательность или необязательность данного атрибута.

3. Первичный ключ сущности становится ключевым полем соответствующего отношения.

4. В каждое отношение, соответствующее подчиненной сущности, добавляется атрибут основной сущности, и этот атрибут становится внешним ключом.

5. Для определения необязательного типа связи у атрибута, соответствующего внешнему ключу, устанавливается необязательность данного атрибута. При обязательном типе связи устанавливается его обязательность.

6. Если в ER-модели присутствуют связи «многие-ко-многим», то для перехода к реляционной модели данных (где такие связи не поддерживаются) вводится дополнительное связующее отношение. Оно связано с каждым исходным связью «один-ко-многим», а его атрибутами служат первичные ключи связываемых отношений.

В результате выполнения даталогического проектирования должна быть разработана схема БД, то есть совокупность отношений, которые моделируют объекты БД и связи между ними.

 

ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ ПРОЕКТИРОВАНИЯ БАЗ ДАННЫХ

Основным структурным компонентом базы данных является таблица. При определении состава таблиц следует руководствоваться правилом: в каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов. Например, в одной таблице нельзя хранить анкетные данные студента и фамилии преподавателей, которым он сдавал экзамены, т.к. это свойства разных классов объектов.

Если в базе данных должна содержаться информация о разных классах объектов, то она должна быть разбита на отдельные таблицы. Связь между таблицами осуществляется с помощью общих полей.

Связи между любыми двумя таблицами относятся к одному из трех типов: один-к-одному, один-ко-многим и много-ко-многим.

Связь типа “один-к-одному”: При этом типе связи каждой записи в одной таблице соответствует не более одной записи в другой таблице. Этот вид связи встречается довольно редко. В основном в тех случаях, когда часть информации об объекте либо редко используется, либо является конфиденциальной. (Такая информация хранится в отдельной таблице, которая защищена от несанкционированного доступа).

Связь типа “один-ко-многим”: При таком типе связи каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в связанной таблице. Этот наиболее распространенный тип связей. Для его реализации используются две таблицы. Одна из них представляет сторону "один", другая - сторону "много".

Связь типа “много-ко-многим”: При таком типе связи множеству записей в одной таблице соответствует множество записей в связанной таблице. Большинство современных СУБД непосредственно не поддерживают такой тип связи. Для его реализации такая связь разбивается на две связи типа один-ко-многим. Соответственно, для хранения информации потребуется уже три таблицы: две со стороны "много" и одна со стороны "один". Связь между этими тремя таблицами также осуществляется по общим полям.

 

СУБД MS ACCESS

 

Первая версия MS Access была создана в 1993 г. фирмой Microsoft. MS Access – это функционально полная реляционная СУБД, работающая в среде Windows. Access позволяет создавать сложные базы данных, определяя структуру таблиц, связи между ними. Access обладает совершенной системой создания запросов, отчетов и форм любой сложности. В Access, как любом приложении Windows, можно использовать все возможности обмена данными между приложениями (DDE и OLE), что позволяет включить в базу данных графическую и (или) звуковую информацию.

В Access база данных включает в себя все объекты, связанные с хранимыми данными (таблицы, формы, отчёты, запросы, макросы, модули). Все объекты Access хранятся в одном файле с расширением.mdb. В таблицах хранятся данные, которые можно просматривать, редактировать, добавлять. Используя формы, можно выводить данные на экран в удобном виде, просматривать и изменять их. Запросы позволяют быстро выбирать необходимую информацию из таблиц. С помощью отчётов можно создавать различные виды документов для вывода на печать. Макросы и модули позволяют автоматизировать работу с базой данных.

Запуск Access осуществляется щелчком мыши по Пуск\Microsoft Access. После запуска на экране появится рабочий экран программы MS Access, в верхней строке которого расположено Главное меню, а под ним панель инструментов. Она содержит кнопки, дублирующие действия команд главного меню. С помощью команды Вид\Панели инструментов можно самостоятельно определить, которые из них будут отображены на экране.

В средней части расположено начальное окно Microsoft Access, состоящее из двух полей. Верхнее поле предлагает создать новую БД и содержит кнопки для выбора способа ее создания: с помощью конструктора (Новая база данных) или с помощью Мастера баз данных (Запуск мастера). Нижнее поле этого окна предлагает открыть уже созданную ранее БД.

После нажатия кнопки Новая база данных Access запрашивает имя для файла, в котором будет храниться база данных и открывает окно новой базы данных.

Нажав кнопку Запуск Мастера, Access приглашает создать базу данных, используя некоторые стандартные темы приложений из своей библиотеки. Эти приложения включают в себя весь необходимый набор объектов: таблицы, запросы, формы, отчеты, макросы, модули. Из предложенных примеров можно выбрать подходящий и на его основе создать свою БД. После этого пользователю остается только ввести в таблицы нужные данные.

Мастер баз данных не может учитывать все нюансы конкретного применения БД, поэтому созданное таким образом приложение можно откорректировать, используя режим Конструктора для нужного объекта БД.

При создании многотабличной базы данных важно правильно определить связи между таблицами и задать ключи.

Создавая таблицы с помощью Конструктора, Access может автоматически создать первичный ключ, поставив перед первым указанным в структуре полем поле Код и задав для него тип Счетчик. Для этого при сохранении таблицы в запросе на автоматическое определение ключа нужно ответить Да.

Но далеко не всегда такой автоматически определенный ключ бывает корректен. В большинстве случаев ключи должен определять сам разработчик БД.

При реализации отношений один-ко-многим и много-ко-многим данные разбиваются на несколько таблиц, определяются ключевые поля, обеспечивающие связь таблиц. После определения структуры таблиц БД нужно указать Access способ, которым эти таблицы связаны.

 

Указания.

При создании таблиц следует придерживаться следующих правил:

· каждая таблица должна содержать данные только об одном объекте, например, о журнале успеваемости или списке студентов;

· необходимо избегать повторения одинаковой информации (не используемой для связей) в разных таблицах;

· там где возможно, надо использовать коды, это поможет связать таблицы между собой и избежать ошибок при печати данных;

· после создания предварительной схемы проверьте таблицы на соответствие третьей нормальной форме.

При создании связей между таблицами следует обратить внимание на следующее:

· одной связью можно связать только 2 таблицы;

· как правило, в связи участвует одно ключевое поле, реже – два;

· связь устанавливается между двумя полями, имеющими одинаковый смысл (при этом их названия могут отличаться).

Каждый атрибут таблицы должен иметь тип, соответствующий тем данным, которые будут храниться в этом атрибуте.

В MS Access существует 9 типов данных:

· Текстовый. Может содержать любые символы, набираемые на клавиатуре. Максимальное количество символов – 255. Однако, в целях экономии памяти и ускорения поиска, число символов можно сократить;

· Числовой. Поля такого типа могут содержать различные числа. Поддерживаются различные размеры:

§ байт;

§ целое;

§ длинное целое;

§ одинарное с плавающей точкой;

§ удвоенное с плавающей точкой;

§ действительное.

· Поле MEMO. Обычный текст, который может содержать до 65535 символов;

· Дата/время. Дата и/или время;

· Денежный. Число, имеющее денежный формат;

· Счетчик. В этом поле автоматически проставляется порядковое или случайное число в каждой записи. Значения полей данного типа пользователь не может изменить;

· Логический. В этом поле может находиться одно из двух значений: «Да» или «Нет»;

· Поле объекта OLE. В таких полях можно поместить содержимое других файлов (в т.ч. картинок, звуковых и видео клипов, других баз данных и т.д.);

· Гиперссылка. Ссылка на адрес World Wide Web или электронную почту.

Кроме того, для каждого поля могут быть заданы дополнительные параметры:

· Размер поля. Максимальное количество символов, которое пользователь может ввести в данное поле;

· Формат поля. Спускающийся список форматов, которые могут быть применены к данному типу поля;

· Число десятичных знаков. Определяется число разрядов справа от десятичного разделителя;

· Индексированное поле. Поле, предназначенное для ускорения операции поиска и сортировки.

При определении размеров поля следует иметь в виду, что чем меньше размер поля, тем быстрее оно обрабатываются и требуют меньшего объема памяти.

 

ЗАПРОСЫ

При работе с таблицами можно в любой момент выбрать из базы данных необходимую информацию с помощью запросов.

Запрос – это обращение к БД для поиска или изменения в базе данных информации, соответствующей заданным критериям.

В Access существует два основных типа запросов: запросы на выборку, запросы на изменение.

Запрос на выборку выполняет отбор данных из одной или нескольких таблиц по заданным пользователем критериям, причём в самой базе данных никаких изменений не происходит.

К запросам на выборку относятся:

· групповые запросы;

· перекрёстные запросы;

· параметрические запросы.

Групповые запросы используются тогда, когда необходимо выполнение групповых операций, например, определение количества занятых номеров в гостинице для каждого типа номеров. При создании группового запроса используется строка Групповая операция в режиме конструктора запросов.

Для выполнения групповых операций имеется следующие четыре категории функций, которые позволяют производить вычисления на основании значений полей:

· группировка – используется для указания поля, которое будет применяться в качестве группирующего;

· итоговые функции – их 9: Sum, Avg, Min, Max, Count, StDev, Var, First, Last. Каждая из этих функций выполняет вычисления над полями;

· выражение – используется для указания на создание поля, значения которого будут вычисляться;

· условие – для указания поля, записи которого выбираются на основании заданного условия отбора.

Перекрёстные запросы – специальный вид группового запроса, представляющий собой выборку данных, записанных в виде двухмерной матрицы, в качестве заголовков строк и столбцов которой используются сгруппированные значения заданных полей или выражения.

Параметрические запросы – вид запросов, при котором выбор информации из таблиц осуществляется на основании задания условий отбора записей (параметров). Вводимые параметры предварительно необходимо описать в окне, вызываемом при выполнении пункта меню Запрос-Параметры.

Запрос на изменение – это запрос, который позволяет выполнять более сложные действия по сравнению с выборкой определённых групп записей. Этот запрос можно представить как запрос на выборку, который должен выполнять определённые действия над выбранной группой записей.

Основные запросы на изменение:

· запрос на создание таблицы – позволяет создать новую таблицу с помощью условия отбора записей из других таблиц;

· запрос на добавление – позволяет добавить отобранные записи из таблицы или запроса в конец другой таблицы;

· запрос на обновление – позволяет изменить в таблице группу записей данных, удовлетворяющих определённым условиям;

· запрос на удаление – позволяет удалить группу записей данных, удовлетворяющих заданным условиям.

Запросы могут быть созданы двумя способами: с помощью мастера создания запросов и с помощью конструктора.

 

ФОРМЫ

Формы являются основным средством организации интерфейса пользователя в Access. Хорошо разработанные формы позволяют работать с приложением даже неподготовленному пользователю.

Чаще всего формы создаются в следующих целях:

· ввод и редактирование данных – это наиболее распространенный способ использования форм. Формы обеспечивают вывод на экран данных в удобном для пользователя виде.

· управление ходом выполнения приложения – в этом случае формы используются для запуска.

· вывод сообщений – с помощью форм можно вывести на экран информацию, предупреждение или сообщение об ошибках;

· печать информации – несмотря на то, что для печати информации чаще всего используются отчеты, можно напечатать информацию, содержащуюся в форме.

Формы позволяют задавать два различных набора параметров: один – для вывода формы на экран, а другой – для вывода на печать.

Существует три способа создания форм:

1) форма – позволяет быстро создать обобщённую форму, все поля которой сведены в одной таблице;

2) мастер форм – позволяет создать форму, используя для этого несколько диалоговых окон, в которых выбираются поля для будущей формы;

3) конструктор форм – наиболее гибкий способ, позволяющий создать форму «с нуля».

Панель элементов используется для размещения объектов в форме. Обычно панель элементов появляется в режиме конструктора форм автоматически. Убрать или восстановить ее на экране можно командой Вид-Панель элементов. Наиболее используемые элементы формы и соответствующие им кнопки на панели элементов:

Надпись. Размещение в форме произвольного текста.

 

Поле. Размещение в форме данных из соответствующего поля базовой таблицы/запроса, вывод результатов вычислений, а также прием данных, вводимых пользователем.

Выключатель. Создание выключателя, кнопки с фиксацией.

 

Переключатель. Создание селекторного переключателя.

 

Флажок. Создание контрольного переключателя.

 

Поле со списком. Размещение элемента управления, объединяющего поле и раскрывающийся список.

Список. Создание списка, допускающего прокрутку. В режиме формы выбранное из списка значение можно ввести в новую запись или использовать для замены уже существующего значения.

Кнопка. Создание командной кнопки, позволяющей осуществлять разнообразные действия в форме (поиск записей, печать отчёта, установка фильтров и т.п.).

Рисунок. Размещение в форме рисунка, не являющегося объектом OLE.

Свободная рамка объекта. Размещение в форме свободного объекта OLE, который остается неизменным при перемещении по записям.

Присоединенная рамка объекта. Размещение в форме объектов OLE. Используется для объектов, сохраненных в базовом источнике записей формы, поэтому при перемещении по записям в форме отображаются разные объекты.

Линия. Размещение в форме линии для отделения логически связанных данных.

Прямоугольник. Размещение в форме прямоугольника для группировки элементов управления или выделения логически связанных данных.

 

При размещении в форме полей из базовой таблицы/запроса удобно пользоваться Списком полей, который можно вывести командой Вид-Список полей. Он представляет собой окно, содержащее перечень всех полей базовой таблицы/запроса. Чтобы разместить поле в форме, достаточно просто перетащить его левой кнопкой мыши из списка полей в нужный раздел формы.

 

ОТЧЁТЫ

Отчёты используются для представления данных в удобном виде на экране и для вывода на печать. В них можно группировать и сортировать данные в любом порядке, получать итоговые значения, средние значения и другие статистические величины, а также помещать в него графические объекты.

Отчёты можно создавать, используя Мастер отчётов и Конструктор отчётов.

Основными типами отчётов являются:

1) ленточные отчёты – данные распечатываются в виде строк и столбцов с группировкой и итогами. Их разновидности включают отчёты с итоговым и групповым суммированием;

2) отчёты в столбец – данные распечатываются в виде формы с возможным включением итогов и графиков;

3) отчёты для рассылки – создаются как шаблоны писем;

4) почтовые наклейки – создаются наклейки для конвертов.

Различия между формами и отчётами:

§ главное различие между формами и отчётами – в их назначении. Если формы задуманы для ввода данных, то отчёты – для просмотра данных;

§ в формах можно использовать вычисляемые поля. В отчётах вычисляемые поля формируются на основе общей группы записей, страницы записей или всех записей отчёта (итоги);

§ всё, что можно сделать с формой, можно сделать и с отчётом, за исключением ввода данных;

§ форму можно сохранить в виде отчёта, а затем редактировать в окне конструктора отчётов; обратное – невозможно.

В отчётах выделяют следующие разделы:

1) заголовок отчёта – печатается один раз в начале каждого отчёта. Здесь же может быть размещена дата создания отчёта;

2) верхний колонтитул – печатается вверху каждой страницы, служат обычно в качестве заголовков столбцов для итоговых данных;

3) заголовок группы – печатается перед обработкой первой записи группы;

4) область данных – печатается каждая запись таблицы или запроса;

5) примечание группы – печатается после обработки последней записи группы, отображает итоговые данные в записях текущей группы;

6) нижний колонтитул – печатается внизу каждой страницы, содержит номер страницы и вычисляемые элементы управления. Здесь могут быть подведены итоги по страницам и по группам;

7) примечание отчёта – печатается один раз в конце отчёта после всех записей данных и примечаний групп, содержит общий итог и другие статистические данные.

Алгоритм составления отчёта:

1. В окне базы данных выбирается закладка Отчёты.

2. Выбирается Создание отчёта с помощью мастера.

3. В окне выбора таблицы или запроса выбирается нужное.

4. Выбираются интересующие поля.

5. Если необходимо, вводятся уровни группировки и задаётся порядок сортировки.

6. Выбирается макет, ориентация листа, стиль таблицы.

7. Отчёт готов.

Если необходимо внести изменения в элементы отчёта, то прибегают к помощи Конструктора.

ПРИМЕРЫ ТЕСТОВЫХ ЗАДАНИЙ ДЛЯ ПРОВЕДЕНИЯ РУБЕЖНОГО КОНТРОЛЯ