Системы управления базами данных

Электронные таблицы

Системой электронных таблиц называется программа, основным назначением которой является автоматизация вычислений (в большинстве случаев экономического характера), связанных с обработкой больших таблиц данных. Системы электронных таблиц предназначены для пользователей-непрофессионалов, малознакомых с программированием. Первые подобные программы (и сам термин «Электронная таблица») появились в начале 80-х годов. Наиболее употребительна сейчас программа Microsoft Excel, входящая в пакет Microsoft Office. На примере этой программы мы рассмотрим основные особенности систем электронных таблиц.

Программа Excel работает с матрицей, которая может включать до 216=65536 строк и 28=256 столбцов. Эта матрица называется листом. В ячейку листа на пересечении строки и столбца можно ввести произвольное значение или формулу. Можно сформировать из отдельных значений таблицу произвольных размеров и произвольного месторасположения (в пределах листа). Один документ Excel называется книгой и может состоять из нескольких листов. Понятие ячейки подобно понятию переменной в языке программирования. В каждую ячейку можно занести какое-либо значение и хранить его там, а в случае необходимости использовать для вычислений.

Вычисления в электронной таблице отличаются от вычислений, заданных компьютерной программой, и больше похожи на вычисления, производимые с помощью электронного калькулятора. Для результата каждого отдельного вычисления отводится своя ячейка, а само вычисление записывается в этой ячейке текстовой формулой, аналогичной выражению, записанному в языке программирования. Точнее, в каждой ячейке может храниться либо конкретное элементарное значение, либо формула, использующая содержание других ячеек книги. Пользователь может просмотреть как значение, хранящееся в ячейке или вычисленное в соответствии с записанной в ней формулой, так и саму формулу.

Для того, чтобы указать в формуле ячейку, участвующую в вычислениях по этой формуле, указывается адрес ячейки, состоящий из номера строки и номера столбца. Этот адрес играет роль имени переменной в языках программирования. В электронной таблице Excel существует два способа адресации – абсолютная и относительная. При абсолютной адресации в формуле указывается номер строки и номер столбца в листе. При копировании формулы в другую ячейку эти номера переносятся без изменения, поэтому вычисление в новой ячейке даст тот же результат. При относительной адресации при записи в текущую ячейку некоторой формулы, использующей значение в другой ячейке, адрес последней (то есть номера строки и столбца) отсчитываются от текущей ячейки. Формула читается при этом примерно так: “В текущую ячейку записать произведение числа, хранящейся в ячейке, расположенной на две строки выше и на три столбца левее текущей ячейки, на число, хранящееся в ячейке, расположенной на одну строку ниже и на пять строк правее текущей ячейки”. При копировании формулы в другую ячейку прочтение формулы не изменяется, и в результате в вычислении будут задействованы совсем другие ячейки, и результат будет тоже другой. Возможно использование в одной формуле и даже в одном адресе разных типов адресации, например, в адресе можно указать абсолютный номер столбца и смещение строки от текущей ячейки.

Следует иметь в виду, что в Excel используется два способа представления адресов. При цифровом стиле ссылок абсолютный адрес ячейки, лежащей в третьей строке и четвертом столбце, будет иметь вид R3C4 (от слов Row – строка и Column – столбец). Относительный адрес, читающийся как «на две строки ниже и один столбец левее», будет иметь вид R[2]C[-1]. При буквенном способе ссылок столбцы таблицы обозначаются буквами A, B, C, …, затем AA, AB и т.д. При этом для обозначения абсолютного адреса используется знак доллара «$». Например, абсолютный адрес R3C4 в буквенном виде будет иметь вид $D$3 (столбец D и третья строка). Относительный адрес в буквенном виде зависит от текущей ячейки. Например, если в формуле, записанной в пятой строке и восьмом столбце (адрес H5), нужно использовать относительный адрес ячейки, читающийся как «на две строки ниже и один столбец левее», он будет записываться как прямое указание адреса последней ячейки, но без знака доллара, то есть G7.

Формулы для вычислений, записываемые в ячейки электронной таблицы, могут содержать числовые и символьные константы, адреса других ячеек и знаки операций, задающие вычисления, а также названия стандартных функций, которые также можно использовать при вычислениях. Таких функций в программе Excel несколько сотен, от простых функций типа sin(x) или max(x,y) до очень сложных в написании и использовании. Фактически умение работать в электронной таблице во многом сводится к умению грамотно пользоваться всеми возможностями, предоставляемыми стандартными функциями.

Наряду с содержанием вычислений важное место в работе с электронными таблицами занимает качественное оформление результатов вычислений. Программа Excel имеет примерно те же возможности форматирования для печати результатов, что и редактор Word при работе таблицами. Можно выбрать:

¨ тип и размер шрифта и различные спецэффекты для отображения текстов и чисел в ячейках таблицы;

¨ нужное выравнивание и способ представления данных в ячейках;

¨ цвет фона и цвет текста в ячейках;

¨ тип, цвет и толщину линий, обрамляющих таблицу и разделяющих ячейки таблицы.

Вторая, кроме вычислений, функция Excel – визуальное представление аналитических данных в виде графиков и диаграмм. Для этого в программе имеется специальный режим, называемый мастером диаграмм, и специальный инструментарий. Основой построения графиков и диаграмм являются ряды данных, понимаемые как расположенные в строках или столбцах листа электронной таблицы значения некоторой числовой функции. Пользуясь этими значениями, Excel умеет строить различного типа графики функций или различного типа диаграммы (круговые, столбчатые, объемные диаграммы, гистограммы и т.д.). Возможно объединять на одном изображении несколько графиков для сравнения рядов значений. Построенный график или диаграмму можно вывести на печать.

В Excel можно также выполнять ряд функций, более характерных для систем баз данных. Если оформить таблицу на листе данных таким образом, что в ней в столбцах будут располагаться данные одинакового типа и содержания, то с такой таблицей, называемой в программе Excel списком, можно выполнять такие действия, как поиск, отбор и сортировка нужных данных. Возможно также строить формы для просмотра строк такой таблицы в отдельном окне, что актуально в случае, если строки таблицы не помещаются целиком на экране монитора.

Системы управления базами данных (СУБД) предназначены для построения действующих информационных систем. Обычно каждая конкретная система основана на определенной модели данных и содержит операции, характерные именно для этой модели. Большинство современных систем баз данных основывается на реляционной модели данных и языке SQL для представления запросов для поиска и отбора данных.

Для знакомства с реляционными базами данных воспользуемся программой Microsoft Access, входящей в пакет Microsoft Office. Эта программа позволяет совершать все основные действия, которыми принято пользоваться в реляционных базах данных. С ее помощью можно создать коммерческую информационную систему, включающую собственное главное меню, собственные панели инструментов, созданные самостоятельно бланки и таблицы вывода и т.д. Правда, для этого, возможно, придется создавать дополнительные программные модули, используя специальный язык программирования Visual Basic, встроенный в Access. Информационная система на основе Access может быть сетевой. Правда, ее возможности ограничены, и с помощью Access строятся только настольные базы данных.

Реляционная модель данных в Access позволяет представить данные в виде таблиц. Структура таблицы задается набором наименований и характеристик столбцов таблицы. Под столбцами, которые в Access называются полями, понимаются параметры описания информационных объектов. Каждая строка таблицы соответствуют одному объекту и представляет собой описание объекта в виде списка значений полей. Строка таблицы называется записью. Отдельная таблица служит для хранения описаний всех однородных объектов информационной системы, а все таблицы в совокупности образуют базу данных информационной системы.

В таблице часто выделяют одно поле, которое служит для идентификации записей в таблице. Такое поле называется ключевым. Значения ключевых полей в разных записях таблицы обязаны быть разными. Например, если хранить в базе данных списки всех налогоплательщиков, то ключевым полем может быть идентификационный номер налогоплательщика (ИНН).

В реляционной модели данных очень важна связь таблиц, которая отражает связь реальных объектов, представленных в базе данных. Связь таблиц осуществляется через отождествление полей. Поясним это на примере. Пусть одна таблица содержит информацию о ценах на товары (прейскурант). Эта таблица состоит из кода товара, его названия, назначения, единицы измерения (штуки, килограммы) и цены. Ключевым полем здесь является код товара. Другая таблица отражает продажи товаров. В ней для идентификации товара достаточно указать его код (поскольку разные товары имеют разные коды). Другие поля – дата покупки, количество товара и реквизиты покупателя. При таком подходе оказывается, что цена товара и его количество оказываются в разных таблицах, и непосредственно вычислить стоимость сделки невозможно. Чтобы это сделать, надо в первой таблице найти запись с тем кодом товара, который стоит в поле кода интересующей нас записи второй таблицы. Если подходить к вопросу формально, то надо установить связи между всеми такими парами записей обеих таблиц, у которых коды товара имеют одинаковое значение.

Если в базе данных установлены связи таблиц, то необходимо следить за соответствием одинаковых полей в разных таблицах. Эта соответствие называется ограничением целостности по ссылке. Поддержка всех ограничений целостности по возлагается на систему. Она осуществляется автоматически.

Таблицы базы данных предназначены для организации и хранения данных. Программа Access содержит средства для определения структуры (списка и свойств полей) новых таблиц и для изменения структуры существующих таблиц. Кроме того, Access может формировать на основе существующих таблиц новые, производные таблицы. Эти таблицы могут быть выведены на печать или на внешние носители или могут быть использованы как основа следующих операций обработки. Построение производной таблицы включает отбор из нескольких таблиц нужных для этой таблицы данных, их возможную обработку и затем оформление полученной информации в табличной форме. Для этих целей в реляционных базах данных служат специальные средства, называемые запросами. В запросе нужно указать:

¨ таблицы, которые содержат необходимые данные;

¨ существенные для запроса связи таблиц;

¨ поля исходных таблиц, которые будут использоваться в запросе;

¨ критерии отбора записей в этих таблицах (обычно нужны не все записи);

¨ порядок записей в образуемой таблице;

¨ атрибуты показа таблицы на мониторе или принтере.

Для того, чтобы единообразно записывать все эти сведения, используется специальный язык запросов СУБД. Наибольшее распространение получил язык SQL (Structured Query Language). Этот язык позволяет записывать все свойства запроса в текстовой форме в виде отдельных предложений, созданных из конструкций языка SQL. В настоящее время язык SQL используется для формулировки запросов в большинстве реляционных СУБД, используемых для построения информационных систем.

Программа Access включает все упомянутые выше возможности: создание таблиц, занесение и изменение данных в таблицах, составление запросов, выполнение запросов. Разнообразные средства помогают упростить эти процессы. Так, вместо составления текста SQL-запроса можно строить его с помощью мастера запросов, добавляя элементы запроса с помощью специальных операций, осуществляемых мышью и клавишами. Если запись таблицы очень длинная и не помещается на экране монитора, можно построить окно, в котором будут выведены все поля одной записи. Такое окно называется формой.

В Access есть можно пользоваться заготовками стандартных запросов определенного вида, называемых отчетами. Отчеты позволяют быстро получать требуемые данные в удобной и понятной форме. Более подробно о основы технологий баз данных обсуждаются в гл. 6.

Дата добавления: 2014-10-17