Обобщенная технология работы в табличном процессоре

Под технологией понимается определенная последовательность действий, приводящая к решению поставленной задачи.

Хотя работа в каждом табличном процессоре имеет свои особенности, можно сформулировать обобщенную, усредненную технологию. По этой технологии работа с таблицей состоит из 4-х этапов:

1. формирование таблицы,
2. исследование таблицы,
3. графическое представление,
4. печать.

Каждый из этапов в свою очередь может состоять из частей. Обобщенная технология представлена на рис.

На этапе 1 выбирается расположение таблицы, вводятся заголовки, исходные данные и формулы.

На этапе 2 данные исследуются с помощью математических моделей одновременной работы с несколькими таблицами, методов работы с базами данных.

Математическая модель – упрощенное, формальное описание части окружающего мира.

Математические модели на основе имеющихся данных позволяют получить новую информацию.

Задача типа «Что будет, если» дает возможность узнать значения выходных данных при известных значениях входных данных. Задача типа «Как сделать, чтобы» является обратной и позволяет подобрать исходные данные, которые обеспечивают заданный уровень выходных данных.

Анализ чувствительности – получение скоростей изменения (производных) зависимых данных при изменении независимых данных.

Оптимизация – выбор наилучшего решения из множества возможных решений. Понятие наилучшего предполагает использование некоторого критерия, целевой функции, для которой достигнуто наибольшее или наименьшее значение.

Иногда электронные таблицы составляются разными сотрудниками в разных подразделениях фирмы. В таких условиях появляется необходимость объединения таблиц в единую информационную структуру.

База данных более широкое понятие, чем электронная таблица. В табличном процессоре реализуются некоторые операции баз данных: поиск, сортировка, фильтр.

На этапе 3 данные представляются в виде диаграмм и графиков.

На этапе 4 полученные результаты выводятся на печать.

Разработка любой электронной таблицы начинается с постановки цели и постановок задач. Постановка цели - это ответ на вопрос «зачем». Зачем таблица? Для чего данные? Цель таблицы обычно записывается в ее заголовке, например: «Бюджетный отчет прошлого года».

Постановка задачи – это ответы на вопросы: что и как? Задачи содержат и дают средства для достижения цели (построить диаграмму, составить прогноз).

Объединение электронных таблиц

Часто информация о деятельности фирмы представлена в нескольких таблицах. Для объединения нескольких таблиц в единую структуру существует три механизма:

- межтабличные связи;

- консолидация таблиц;

- объединение файлов.

Межтабличные связи

Связи между таблицами организуются с помощью внешних ссылок, которые кроме адреса ячейки содержат имя листа и имя файла, данные из которых используются.

Например: [Продажи]Выксунский!С4.

Таблица, внутри которой находятся внешние ссылки, называется основной. Таблица, на которую ссылки указывают, называется дополнительной. Вначале должны быть загружены дополнительные таблицы, а затем основные таблицы.

Консолидация таблиц

Режим консолидации содержит команды для объединения таблиц и частей. Таблицы могут располагаться на разных листах и в разных файлах. Например, в одну таблицу можно свести таблицы от разных фирм.

Объединение файлов

Объединение файлов формирует одну таблицу из нескольких исходных. Команда объединения имеет три формы:

- копирование

- суммирование

- вычитание

Перед объединением подготавливается шаблон результирующей таблицы. При копировании данные из исходных таблиц переносятся без изменений, при суммировании – складываются (итоги), при вычитании – вычитаются (приросты).

Макросы в табличном процессоре

Макрос – последовательность команд табличного процессора, записанная ранее под общим названием.

Макросы автоматизируют часто повторяющиеся этапы подготовки таблицы. Создание макроса состоит из 4-х этапов:

1. определение цели макроса, например, объединение данных от разных магазинов.
2. определение последовательности команд по достижению цели. Команды задаются или нажатием клавиш и кнопок или записью операторов внутреннего алгоритмического языка.
3. набор с клавиатуры,
4. присвоение макросу имени и горячей клавиши.

Для облегчения 2-го и 3-го этапов в табличном процессоре имеется средство макрорекордер, который позволяет сразу видеть результаты нажатий клавиш.

Система управления базами данных

База данных (БД) – поименованная совокупность данных вместе со способом их организации (структурирования).

Система управления базой данных (СУБД) – программное средство, предназначенное для создания, хранения и обработки БД.

К числу СУБД относятся такие программные средства как: Oracle, Access, FoxPro, Clarion, SQL Server, Sybase, Informix, Paradox, Interbase, Pervasive и другие.

Банк данных = БД+СУБД.

Предметная область – часть окружающего мира, информация о которой хранится в БД.

В разных БД хранится данные о разных предметных областях и наоборот.

Отличительные признаки СУБД

Все СУБД, в той или иной степени, обладают следующими пятью свойствами:

1. Сепаратность доступа.

Сепаратность (раздельность) понимается в двух аспектах:

а) сепаратность по пользователям, с БД могут работать несколько пользователей одновременно и независимо;

б) сепаратность по данным, каждый пользователь работает не со всей, а только с частью БД.

1. Целостность данных.

Данные в БД не должны противоречить друг другу. Целостность еще называют непротиворечивостью данных. Например, в БД не должно быть информации о продвижении по службе сотрудника, данных о котором в БД не представлено. Итог, записанный в приходном ордере, должен быть равен сумме по строкам соответствующей ведомости.

3. Секретность.

С помощью шифров и паролей ограничен доступ к модулям СУБД и частям БД.

1. Синхронизация.

Запросы к данным должны быть упорядочены во времени. Например, запросы на изменение подразделения сотрудника при его переводе должны происходить в определенном порядке.

1. Защита от отказов.

С помощью избыточности данных и их дублирования после сбоев аппаратуры, программ и пользователя данные не теряются и восстанавливаются.

Требования к организации базы данных

Комитет CODASYL (COnference DAta SYstems Languages), Организация пользователей IBM, Ассоциация вычислительных машин (ACM) сформулировали следующие требования к организации баз данных.

1. Установление многосторонних связей

Метод организации данных должен обеспечивать получение требуемого варианта данных из существующей структуры данных и их связей.

1. Производительность

БД должна обеспечивать требуемую пропускную способность запросов и требуемое время отклика.

1. Минимальные затраты

Выбираются методы организации, которые минимизируют требования к внешней памяти.

1. Минимальная избыточность

Целью организации БД должно быть уменьшение избыточных данных и контроль за теми противоречиями, которые вызываются их наличием.

1. Возможности поиска

Пользователь БД может обращаться к ней со множеством запросов некоторого типа.

1. Целостность

Хранение данных, их обновление, процедуры изменения должны быть такими, чтобы при сбоях и ошибках данные восстанавливались без потерь.

1. Безопасность и секретность

Под безопасностью данных понимают защиту данных от случайного или преднамеренного доступа к ним лиц, не имеющих на это право, от неавторизованной модификации данных или их уничтожения.

Секретность определяют как право отдельных лиц или организаций определять, когда, как и какое количество информации может быть передано другим лицам или организациям.

1. Связь с прошлым

Новое программное обеспечение должно быть совместимо с существующими программами. Проблема связи с прошлым, однако, не должна сдерживать развития БД.

1. Связь с будущим

БД должна быть запланирована таким образом, чтобы ее изменения не требовали изменения прикладных программ.

1. Простота использования

Интерфейс СУБД должен предполагать, что конечный пользователь не имеет необходимых знаний по теории баз данных.

Классификация БД

По технологии обработки БД делятся на централизованные и распределенные.

Централизованная БД хранится в одной ЭВМ.

Распределенная БД хранится на нескольких ЭВМ.

По способу доступа к данным БД разделяется на БД с локальным и удаленным доступом.

При локальном доступе запрос к данным поступает с того же компьютера, где данные хранятся. При удаленном доступе запрос к данным производится с другого компьютера. Удаленный доступ еще называют сетевым.

Компьютер, на котором данные хранятся, называется сервером. Компьютер, с которого данные запрашиваются, называется рабочей станцией.

Чаще всего применяются централизованные базы данных с удаленным доступом. Для таких систем разработаны две технологии:

1. файл сервер

2. клиент сервер.

При технологии «файл сервер» данные в основном обрабатываются на рабочих станциях, для чего станции запрашивают у сервера необходимые файлы данных.

Сервер только хранит данные и может быть не мощным. Недостатком технологии файл-сервер является большой объем переносимой информации по сети (трафик). Например, для получения списка сотрудников отдела станция запрашивает и получает по сети список сотрудников всей организации. Схема технологии представлена на рис 11.1.

Сервер Сервер хранение обработка     Файлы БД Извлеченные данные   Рабочие станции Рабочие станции   Рис.4.1.Технология «Файл-сервер». Рис.4.2.Технология «Клиент-сервер»

При технологии «клиент-сервер» рабочая станция посылает на сервер текст запроса к данным. Обработку запроса производит сервер, после обработки данные посылаются на рабочую станцию. В большинстве операций обработки (фильтр, обобщение) объем данных сокращается. Поэтому сокращается объем переносимой по сети информации (трафик) сокращается.

При технологии клиент-сервер нужен мощный сервер. Однако нагрузка на сеть гораздо меньше, чем при технологии файл-сервер.

Развитием технологии «клиент-сервер» является технология «тонкий клиент». В этой технологии на сервере проводятся не только стандартные операции обработки данных (сортировка, фильтр, обобщение, поддержка целостности), но и все другие операции обработки. Рабочая станция служит только для приема команд пользователя и для отображения результатов и совершенно не обрабатывает данных. Станции даже могут не иметь жестких дисков.

Объектами хранения в текстовых БД являются тексты. Под текстом понимаются неструктурированные данные, состоящие из слов. Основной целью текстовой БД является хранение, поиск и выдача документов, соответствующих запросу пользователя. Такие документы называются релевантными.

По степени универсальности различают:

- Специализированные СУБД,

- СУБД общего назначения.

Специализированные СУБД ориентированы на какую-либо предметную область и для другой области неприменимы. К таким СУБД, например, можно отнести программы бухгалтерии, банковские системы, расчет смет.

СУБД общего назначения охватывают широкий класс задач. Они обладают языковыми средствами настройки на конкретную область и являются, по сути, инструментальным средством для создания специализированных СУБД.

Из СУБД общего назначения выделяются хранилища данных. Они предназначены только для хранения данных, обеспечения сепаратности, целостности, секретности, синхронизации и защиты от отказов. Они не содержат средств для создания интерфейса пользователя.

Понятие объекта данных

Под сущностью понимается предмет, явление, процесс, событие окружающего мира, например склад, выдача зарплаты, приходная накладная. Сущность описывается некоторыми характеристиками.

Атрибут – логически неделимый параметр, характеристика, свойство сущности, способный принимать значение (быть чему то равным).

Объект данных – описание представителя некоторой сущности реального мира, в виде логически связанных атрибутов. Объект данных хранится в БД.

Следующие два положения принимаются в теории БД как аксиома отличия: «Значениями атрибутов один объект данных отличается от другого. Не может быть двух объектов данных, у которых попарно равны значения всех атрибутов.»

Объекты данных могут объединяться в наборы объектов по некоторому общему признаку. Этот общий признак обычно выносится в название набора объектов, например, Начисления, Платежи.

Структурные элементы БД

В описании объекта данных нужно выделить 2 составляющие: структуру и экземпляр.

Структура – перечень атрибутов объекта и характеристики атрибутов.

Экземпляр – совокупность значений атрибутов.

Структура изменяется крайне редко. Экземпляр подвержен изменениям.

При хранении в ЭВМ базе данных соответствует группа файлов и папок, набору объектов соответствует файл. Каждому объекту соответствует запись в файле. Каждому атрибуту соответствует поле записи.

Для описания атрибута используются следующие характеристики:

1. имя, например, nContract, cStudent;

2. тип, например, символьный, числовой;

3. длина, например, 15 байт;

4. точность, для числовых данных.

5. описание, комментарий;

6. формат изображения на экране и бумаге;

7. подсказка;

8. формат ввода;

9. начальное значение;

10. диапазон значений.

Ключ – это средство упорядочивания объектов в наборе. Ключ содержит ключевое выражение, составляемое из атрибутов объектов. По возрастанию значения ключевого выражения объекты предъявляются для просмотра и обработки.

Для одного набора можно задать несколько ключей. Например, для набора Работники можно задать ключ по алфавиту фамилий, работники будут предъявляться по алфавиту.

Ключ называется первичным, если по одному значению его выражения из набора выделяется 0 или 1 объект. Например, для набора работников ключ «По табельному номеру» первичный, так как по одному значению табельного номера выделяется или ни одного, или только один работник.

Ключ называется вторичным, если по одному значению его выражения из набора выделяются 0 и более объектов. Например, ключ для набора работников ключ «По алфавиту фамилий» вторичен, так как среди работников могут быть однофамильцы.

По аксиоме отличия у каждого набора существует первичный ключ. В крайнем случае в его выражение включает все атрибуты объекта в наборе.

Хорошей практикой служит введение для объекта данных искусственного атрибута «Порядковый № в наборе», который автоматически присваивается и уникален. Ключ по такому атрибуту называется суррогатным.

Заметим, что понятия первичного и вторичного ключа не зависят от количества и значений объектов в наборе. Первичные и вторичные ключи бывают для пустых наборов.