Информационные технологии

Помимо редактирования данных на уровне ячейки, в электронной таблице реализуется редактирование на уровне объектов таблицы. К объектам таблицы, помимо уже упомянутых столбцов, строк и ячеек, относятся диапазоны столбцов и строк, блоки ячеек, таблица в целом.

Диапазоном столбцов (строк) называется последовательность нескольких подряд идущих столбцов (строк) таблицы. Обычно диапазон обозначается именами (номерами) первого и последнего элементов с двоеточием между ними (например, C:F для диапазона столбцов и 6:8 для диапазона строк).

Блок клеток представляет собой прямоугольный фрагмент таблицы, образованный пересечением нескольких подряд идущих столбцов с несколькими подряд идущими строками. Обозначается блок клеток адресами ячеек, стоящих в верхнем левом и правом нижнем углах прямоугольного фрагмента, с двоеточием между ними (например, H12:J15).

Примеры различных видов фрагментов электронной таблицы (диапазонов строк и столбцов, блока ячеек) представлены в табл. 10.3.

Таблица 10.3

Примеры фрагментов электронной таблицы

	A	B	C	D	E	F	G	H	I	J
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15

Для объектов электронной таблицы определены следующие операции редактирования, объединенные в одну группу: удаление, очистка, вставка, копирование. Операция перемещения фрагмента сводится к последовательному выполнению операций удаления и вставки. Перед выполнением конкретной операции редактирования необходимо определить объект, над которым выполняется действие. По умолчанию таким объектом является текущая ячейка. Остальные объекты должны быть выбраны (выделены). Это обычно выполняется с помощью мыши или клавиатуры.

Операция очистки содержимого фрагмента электронной таблицы удаляет данные из его ячеек, оставляя на месте сами ячейки. В табл. 10.4 иллюстрируется выполнение очистки блока ячеек В2:СЗ.

В отличие от очистки операция удаления приводит не только к очистке содержимого ячеек фрагмента, но и к удалению из электронной таблицы самих ячеек. Однако при этом надо указать направление сдвига соседних с удаляемым фрагментом ячеек для заполнения освободившегося места. Обычно указываются направления влево и вверх. В табл. 10.5 иллюстрируются результаты удаления блока ячеек В2:СЗ из табл. 10.4 с различными направлениями сдвига.

Таблица 10.4

Операция очистки содержимого фрагмента электронной таблицы

До выполнения очистки		После выполнения очистки
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	22	23	24		2	21			24
3	31	32	33	34		3	31			34
4	41	42	43	44		4	41	42	43	44

Таблица 10.5

Результаты удаления фрагмента электронной таблицы

Со сдвигом влево		Со сдвигом вверх
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	24				2	21	42	43	24
3	31	34				3	31			34
4	41	42	43	44		4	41			44

Удаление строк и столбцов (равно как и их диапазонов) приводит к смыканию соответствующих соседних строк и столбцов. При удалении фрагментов электронной таблицы происходит присвоение новых адресов ячейкам по результатам сдвига на место удаленных фрагментов.

Операция копирования фрагмента электронной таблицы предполагает указание фрагмента-оригинала и фрагмента-копии. Необходимо иметь в виду, что после выполнения копирования старое содержимое ячеек фрагмента-копии будет уничтожено. При этом должно соблюдаться определенное соответствие между указанными фрагментами.

В самом простом случае имеет место однозначное соответствие вида и размеров фрагмента-оригинала и фрагмента-копии (ячейка в ячейку, строка в строку, столбец в столбец, блок в блок того же размера). В этом случае для фрагмента-оригинала достаточно указать его начальную ячейку (для блока это ячейка в правом верхнем углу). В табл. ДО.6 иллюстрируется выполнение операции копирования блока В2:СЗ в блок C4:D5.

Таблица 10.6

Операция копирования при однозначном соответствии фрагмента-оригинала и фрагмента-копии

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	22	23	24		2	21	22	23	24
3	31	32	33	34		3	31	32	33	34
4	41	42	43	44		4	41	42	22	23
5	51	52	53	54		5	51	52	32	33

При указании в качестве фрагмента-копии компонента электронной таблицы больших размеров необходимо, чтобы его длина и высота были кратны соответствующим размерам фрагмента копии. В табл. 10.7--10.10 представлены различные варианты такого копирования.

Таблица 10.7

Операция копирования ячейки в часть строки

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	22	23	24		2	21	22	23	24
3	31	32	33	34		3	31	11	11	11
4	41	42	43	44		4	41	42	43	44
5	51	52	53	54		5	51	52	53	54

Таблица 10.8

Операция копирования ячейки в часть столбца

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	11	14
2	21	22	23	24		2	21	22	11	24
3	31	32	33	34		3	31	32	11	34
4	41	42	43	44		4	41	42	11	44
5	51	52	53	54		5	51	52	11	54

Таблица 10.9

Операция копирования блока ячеек в блок большего размера

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	22	23	24		2	21	22	23	24
3	31	32	33	34		3	31	11	11	11
4	41	42	43	44		4	41	21	21	21
5	51	52	53	54		5	51	52	53	54

Таблица 10.10

Операция копирования блока ячеек в блок большего размера

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	22	23	24		2	21	22	23	24
3	31	32	33	34		3	31	32	33	34
4	41	42	43	44		4	11	12	11	12
5	51	52	53	54		5	21	22	21	22

Операция вставки фрагмента предполагает указание места вставки (ячейки, определяющей начало фрагмента) и направление сдвига ячеек для освобождения места вставляемому компоненту электронной таблицы. Обычно указывают направления вправо и вниз. Таблица 10.11 иллюстрирует результаты выполнения операции вставки блока ячеек из двух строк и двух столбцов по адресу В2 табл. 10.4 с различными направлениями сдвига.

Таблица 10.11

Результаты вставки фрагмента электронной таблицы

Со сдвигом вправо		Со сдвигом вниз
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21			22		2	21			24
3	31			32		3	31			34
4	41	42	43	44		4	11	22	23	12

10.5 Форматирование элементов таблицы

Для правильного оформления таблицы в соответствии с требованиями, изложенными в подразд. 10.1, для отдельных элементов (объектов) таблицы могут быть установлены различные параметры формата.

Формат ячейки (группы ячеек) представляет собой совокупность значений следующих параметров:

— формат представления значений;

— выравнивание значений внутри клетки;

— шрифтовое оформление;

— оформление границ ячейки;

— оформление фона ячейки.

Дополнительно для столбцов и строк таблицы устанавливаются соответственно ширина и высота.

Все указанные параметры форматирования устанавливаются либо с помощью операций из соответствующего меню, либо с помощью соответствующих кнопок-пиктограмм с предшествующим выделением объекта форматирования.

Формат представления значений

Формат представления значений задает вид отображения данных в зависимости от требований оформления табличного документа и интерпретации его содержимого. Обычно табличный процессор предлагает следующие форматы:

— общий;

— числовой;

— денежный;

— финансовый;

— календарный;

— временной;

— процентный;

— дробный;

— экспоненциальный;

— текстовый;

— задаваемый пользователем.

Общий формат предназначен для отображения как числовой, так и текстовой информации произвольного вида.

Числовой формат определяет способ представления числовых данных и включает в себя:

— количество выводимых разрядов после десятичной точки (запятой);

— используемый разделитель групп разрядов (его либо нет, либо запятая или пробел);

— способ представления отрицательных чисел (со знаком минус, с использованием красного цвета и т. п.).

Денежный формат определяет способ представления денежных величин и включает в себя:

— обозначение и расположение относительно числового значения (перед или после) обозначения денежной единицы;

— количество выводимых разрядов после десятичной точки (запятой);

— способ представления отрицательных чисел (со знаком минус, с использованием красного цвета и т. п.).

Финансовый формат является разновидностью денежного, в которой значения в столбце выравниваются по разделителю целой и дробной частей числового значения.

Календарный формат определяет способ представления дат и включает в себя:

— состав выводимых параметров даты (год, месяц, число);

— взаимное расположение выводимых параметров даты относительно друг друга;

— символ-разделитель выводимых параметров даты (пробел, дефис, точка, наклонная черта или др.);

— представление года (полное четырехзначное, сокращенное двухзначное, с отсутствием или наличием буквенного обозначения «г.»);

— представление месяца (числовое или текстовое; для числового -- одно- или двухразрядное представление номера месяца, меньшего десяти; для текстового -- полное или сокращенное написание);

— представление числа месяца (одно- или двухразрядное представление числа, меньшего десяти).

Временной формат определяет способ представления времени и включает в себя:

— состав выводимых параметров времени (часы, минуты, секунды);

— символ-разделитель выводимых параметров времени (обычно двоеточие);

— используемую систему отсчета времени в течение суток (12- или 24-часовая).

Процентный формат предназначен для представления числовых данных в отношении к некоторому значению и отображает их увеличенными в сто раз с последующим символом процента.

Дробный формат предназначен для представления числовых значений в виде простых дробей (целые числитель и знаменатель, разделенные символом наклонной черты) и может, помимо обычного, включать в себя:

— количество цифр в числителе и знаменателе;

— фиксированное значение знаменателя (2, 4, 8,10,16,100 и т. д.).

Экспоненциальный формат предназначен для представления

числовых значений в научной нотации с указанием мантиссы и порядка.

Текстовый формат предназначен для представления данных в том виде, в котором они вводятся с клавиатуры, т. е. как символьных строк (в том числе и числовых данных).

Форматы, определяемые пользователем, вводятся в тех случаях, когда необходимые элементы оформления отсутствуют в уже перечисленных видах формата представления данных (например, почтовые индексы, номера телефонов, табельные номера и т. п.). Для описания форматов используются маски или шаблоны, формируемые по определенным для каждого табличного процессора правилам.

Выравнивание значений внутри клетки

Выравнивание значений внутри клетки определяет положение выводимых данных относительно ее границ и задается следующими характеристиками:

— горизонтальное выравнивание (по левому краю, по правому краю, по обоим краям, по центру; табл. 10.12);

— вертикальное выравнивание (по верхнему краю, по нижнему краю, по центру; табл. 10.12);

— ориентация (горизонтальная, вертикальная с горизонтальным представлением символов в столбик, вертикальная с представлением символов с поворотом на 90° влево, вертикальная с представлением символов с поворотом на 90° вправо, с заданным углом поворота).

Таблица 10.12

Выравнивание значений клеток электронной таблицы

Вертикальное выравнивание	Горизонтальное выравнивание
	по левому краю	по центру	по правому краю
По верхнему краю	Значение	Значение	Значение
По центру	Значение	Значение	Значение
По нижнему краю	Значение	Значение	Значение

Указанные операции выравнивания справедливы и для так называемых объединений клеток, когда несколько соседних клеток рассматриваются как одна, что предоставляет широкие возможности для формирования сложных многоярусных головок (шапок) табличных документов. Кроме того, для вводимого текста возможен режим переноса слов, при котором он представляется в ячейке заданной ширины в виде многострочного при соответствующем увеличении высоты (см. табл. 10.12).

Шрифтовое оформление

Шрифтовое оформление предполагает задание вида, размера, начертания и цвета шрифта, с помощью которого выводится значение ячейки.

Вид шрифта определяется его гарнитурой и выбирается из множества, предоставляемого операционной средой, в которой работает табличный процессор.

Размер шрифта определяется его высотой в пунктах и выбирается из множества, определенного для каждого вида шрифта, или устанавливается самим пользователем.

Начертание шрифта выбирается из предлагаемого множества вариантов, которое обычно включает в себя:

— обычное;

— курсивом;

— полужирное;

— с одинарным подчеркиванием:

— с двойным подчеркиванием;

— с зачеркиванием;

— в виде верхнего индекса;

— в виде нижнего индекса;

Некоторые варианты начертания могут быть применены одновременно (например, полужирным курсивом с подчеркиванием).

Цвет шрифта выбирается из предлагаемого множества и используется для отображения некоторых значений в соответствии с правилами оформления табличных документов (например, во многих бухгалтерских документах отрицательные значения денежных сумм показываются красным цветом без указания знака минуса).

Оформление границ ячейки

Оформление границ ячейки предполагает задание вида, толщины и цвета линий, образующих обрамление (рамку) ячейки по каждой ее стороне.

Вид линий, образующих рамку ячейки, может быть выбран из следующего множества вариантов:

— пунктирные с различной плотностью размещения составляющих точек;

— штриховые с различными длиной и плотностью размещения составляющих штрихов;

— штрих-пунктирные с различными длиной и плотностью размещения составляющих штрихов и точек;

— сплошные одинарные;

— сплошные двойные.

При этом для каждого вида линий может быть задана та или иная толщина.

Цвет линии выбирается из предлагаемого множества и используется для оформления некоторых фрагментов таблицы в соответствии с правилами оформления табличных документов.

Перечисленные характеристики обрамления ячейки могут быть указаны как для отдельных составляющих (левая, правая, верхняя, нижняя) ячеек фрагмента таблицы, так и для их сочетаний.

Оформление фона ячейки

Оформление фона (затенения) ячейки предполагает определение рисунка и цвета графических элементов, из которых складывается соответствующая штриховка.

Рисунок и цвет .штриховки выбирается из предлагаемого множества вариантов, достаточно богатого.

10.6 Вычисления в электронных таблицах

Каждая ячейка электронной таблицы характеризуется следующими параметрами:

— адрес ячейки;

— содержание ячейки;

— значение ячейки;

— формат ячейки.

Обычно при выполнении операций копирования фрагменту-копии передаются все свойства соответствующих ячеек фрагмента- оригинала, но возможна передача только содержания, значения или формата.

Адрес и формат ячейки уже были рассмотрены.

В качестве содержания ячейки выступают числовые и текстовые константы, а также выражения (формулы).

В качестве значения ячейки рассматриваются выводимые на экран представления числовых и текстовых констант, а также результатов вычисления выражений (формул).

Под выражением понимается совокупность операндов, соединенных знаками операций. В качестве операндов используются числовые и текстовые константы, адреса ячеек и встроенные функции. При этом числовые и текстовые константы используются непосредственно, вместо адресов ячеек используются значения соответствующих клеток таблицы, а вместо встроенных функций используются возвращаемые ими значения.

Адреса ячеек в роли операндов и аргументов встроенных функций выступают в двух формах: относительной и абсолютной. Относительный адрес указывает на положение адресуемой ячейки относительно той ячейки, в содержании которой он используется, и записывается как обычно (имя столбца и номер строки, например F7). Абсолютный адрес указывает на точное положение адресуемой ячейки в таблице и записывается со знаком $ перед именем столбца и номером строки (например, $F$7). Возможна абсолютная адресация только столбца или строки ($F7 или F$7). При редактировании объектов электронной таблицы относительные адреса соответствующим образом корректируются, а абсолютные адреса не изменяются.

Таблицы 10.13 и 10.14 иллюстрируют разницу между относительным и абсолютным адресами.

Таблица 10.13

Операция копирования ячейки В2 в ячейку D5 с использованием относительных адресов

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	33	23	22		2	21	33	23	24
3	31	32	33	32		3	31	32	33	34
4	41	42	43	44		4	41	42	43	44
5	51	52	53	54		5	51	52	53	97

Таблица 10.14

Операция копирования ячейки В2 в ячейку D5 с использованием относительного и абсолютного адресов

До копирования		После копирования
	А	В	С	D			А	В	С	D
1	11	12	13	14		1	11	12	13	14
2	21	33	23	22		2	21	33	23	24
3	31	32	33	32		3	31	32	33	34
4	41	42	43	44		4	41	42	43	44
5	51	52	53	54		5	51	52	53	65

Встроенные функции имеют тот же смысл, что и в языках программирования высокого уровня, но в табличных процессорах их набор существенно больше. Существуют следующие группы встроенных функций:

— функции для работы с базами данных и списками;

— функции для работы с датами и временными значениями;

— функции для инженерных расчетов;

— функции проверки свойств и значений;

— логические функции;

— функции для работы со ссылками и массивами;

— математические функции;

— функции для статистических расчетов;

— текстовые функции;

— финансовые функции.

Встроенная функция как операнд выражения записывается в виде

FUNCTION (список аргументов).

Здесь FUNCTION представляет собой имя встроенной функции (зарезервированное слово табличного процессора), а список аргументов задается в виде перечня объектов (числовых и текстовых констант, адресов ячеек, диапазонов строк и столбцов, блоков ячеек, имен встроенных функций), разделенных принятым в конкретной операционной среде символом-разделителем.

Для встроенных функций современных табличных процессоров характерны вложенность (задание одной встроенной функции как аргумента другой) и рекурсивность (задание в качестве аргумента встроенной функции имени такой же функции).

10.7 Вывод и сохранение данных в электронных таблицах

Созданные и заполненные электронные таблицы используются в двух направлениях:

— как табличные документы самостоятельного значения, требующие оформления в виде твердой копии на бумаге, что предполагает выполнение операции вывода на печать;

— как составные компоненты других документов или способ оперативного хранения данных, что предполагает сохранение таблиц в виде файлов различного формата на соответствующих накопителях информации.

Вывод электронных таблиц на печать

Подготовка табличных документов для вывода на печать предполагает задание соответствующих параметров страничного оформления, которые включают в себя:

— ориентацию (размещение таблицы вдоль листа или поперек);

— масштаб изображения на листе (изменение размера изображения на бумаге относительно размера изображения на экране);

— определение размера листа бумаги (либо выбор из предлагаемого множества стандартных размеров, либо установление нестандартного размера);

— определение качества печати (для тех принтеров, у которых возможен выбор);

— определение размеров отступов от края листа (верхнего, нижнего, правого, левого) и полей для верхнего и нижнего колонтитулов;

— определение содержания верхнего и нижнего колонтитулов;

— определение режимов центрирования таблицы относительно краев листа (по горизонтали и вертикали);

— определение строк и столбцов, используемых в качестве заголовков, т. е. повторяющихся на каждой странице печатаемого документа;

— установление при необходимости вывода на каждой странице имен столбцов и номеров строк;

— установление порядка вывода примечаний (либо по месту расположения, либо в конце документа).

Для правильного установления параметров страничного оформления табличный процессор предлагает режим предварительного просмотра, в котором на экране отображаются формируемые страницы для вывода на печать.

При реализации самой процедуры вывода на печать возможно установление типа используемого устройства (принтера) с определением его свойств (с привлечением соответствующих средств операционной среды), задание диапазона выводимых страниц, задание числа копий печатаемого документа.

При отсутствии или неисправности печатающего устройства возможно сохранение табличного документа в виде файла соответствующего формата, содержимое которого может быть распечатано при появлении возможностей.

Сохранение электронных таблиц

Сохранение подготовленных и заполненных электронных таблиц на накопителе информации предполагает установление следующих параметров:

— имени накопителя информации (имени накопителя на гибких магнитных дисках, имени логического устройства в рамках накопителя на жестких магнитных дисках, имени другого накопителя);

— имени каталога или папки файловой системы выбранного накопителя информации;

— имени файла, в котором сохраняется электронная таблица (точнее книга или блокнот, в состав которого включена сохраняемая таблица);

— формата сохранения (документ данного табличного процессора, документ более ранних версий того же табличного процессора, документ другого табличного процессора, текстовый документ, документ формата базы данных, другие стандартизированные форматы обмена информацией);

— условий последующего доступа (пароля при открытии файла, режим внесения изменений).

Глава 11. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ

11.1 Сущность и основные понятия систем управления базами данных

Практически в любой сфере человеческой деятельности приходится в той или иной мере собирать, хранить и использовать различные данные. При этом используются разные способы и технологии работы с ними: внешне бессистемные (но понятные владельцу) записи в личных записных книжках, упорядоченная регистрация информации в журналах, ведение систематизированных картотек, обработка документов в организованном комплексе делопроизводства и т. п.

При всем разнообразии упомянутых методов и средств можно выделить общие признаки, характеризующие работу с данными:

— собираемые, хранимые и обрабатываемые данные относятся к определенной и ограниченной области деятельности, характерной для людей, их использующих, и называемой предметной областью',

— сами данные разбиты на определенные компоненты, различным образом связанные друг с другом, т. е. они структурированы и упорядочены;

— имеются определенные методы поиска и извлечения (выборки) необходимой информации и ее представления.

Совокупность структурированных и упорядоченных данных, относящихся к определенной предметной области, называется базой данных (БД), а система методов и средств сбора, регистрации, хранения, упорядочения, поиска, выборки и представления информации в БД называется системой управления базой данных (СУБД).

При значительных объемах информации, хранящейся в БД, или при существенной ее значимости для деятельности возникает проблема надежности и скорости обработки данных. Эта проблема во многом может быть решена за счет использования компьютерных технологий. Соответствующие СУБД получили довольно широкое распространение, и значительную их часть составляют системы, основывающиеся на реляционном подходе.

В рамках этого подхода объекты, составляющие предметную область, описываются как совокупности атрибутов (свойств), находящихся в определенных отношениях (связях) друг с другом (отсюда и название реляционный: от англ. relation -- отношение). Конкретная форма представления этой совокупности часто принимает вид таблицы.

Рассмотрим пример. Данные о сотрудниках некоторой проектной организации включают в себя:

— табельный номер сотрудника;

— фамилию, имя и отчество;

— дату рождения;

— домашний адрес;

— домашний телефон;

— дату поступления на работу;

— место работы;

— служебный телефон;

— должность;

— оклад;

— надбавку за стаж работы;

— проект, в котором участвует сотрудник;

— надбавку за участие в проекте.

Эти данные можно представить в виде таблицы, в которой каждому виду данных соответствует свой столбец, а каждому конкретному сотруднику -- строка (табл. 11.1).

Каждая строка этой таблицы (отношения) называется записью, а ее отдельный элемент, соответствующий тому или иному столбцу, -- полем.

Таблица 11.1 представляет собой лишь небольшой фрагмент БД, но его свойства весьма показательны.

Во-первых, некоторые поля являются достаточно сложными и содержат данные, которые можно (и нужно) разбить на более мелкие компоненты (это поля, содержащие фамилию, имя и отчество, даты, адрес, место работы).

Во-вторых, по отдельным полям данные в различных записях дублируются, что не оправдано с точки зрения затрат на хранение (сведения о надбавках).

Так, второе поле должно быть разбито на три компонента, со- держащиё по отдельности фамилию, имя и отчество сотрудника; третье и шестое поля с датами также необходимо разбить на три -- с числом, месяцем и годом; в поле с домашним адресом надо выделить первый компонент, указывающий на регион (Москва или Московская область); а поле с указанием места работы разделить на два -- номер отдела и номер помещения.

Для исключения хранения излишней информации из табл. 11.1 необходимо убрать поля, касающиеся свойств объектов, отличных от персонала, и создать для них свои отношения: «Отдел» (табл! 11.3) и «Проект» (табл. 11.4), «Надбавки» (табл. 11.5). Тогда отношение «Персонал» будет описано табл. 11.2.

Описанные действия по представлению данных в теории и практике создания БД называют нормализацией.

В каждом отношении (таблице) одно из полей должно играть роль первичного ключа, однозначно идентифицирующего конкретную запись, т. е. имеющего уникальное значение для каждой записи. В отношении «Персонал» это табельный номер, в отношении «Отдел» -- номер отдела, в отношении «Проект» -- наименование проекта, в отношении «Надбавки» -- стаж работы.

Некоторые из остальных полей отношений могут выполнять роль вторичных ключей, по значениям которых могут осуществляться различные операции: поиск и выборка данных.

Представленные в табл. 11.2--11.5 отношения связаны друг с другом через отдельные поля: отношения «Персонал» и «Отдел» -- через поле «Номер отдела» (соответственно вторичный и первичный ключи); отношения «Персонал» и «Проект» -- через поле «Название проекта» (соответственно вторичный и первичный ключи). Связь отношений «Персонал» и «Надбавки» осуществляется через поля «Дата поступления на работу» (составной вторичный ключ) и «Стаж работы» (первичный ключ), но не непосредственно, а через процедуру вычисления стажа работы по значению даты поступления на работу.

Представленное в описанном примере структурирование и упорядочивание данных в целом характерно для всех систем управления БД и для различных программ отличается в деталях.

Сведения о персонале проектной организации

Табельный номер

Фамилия, имя, отчество

Дата рождения

Домашний адрес

Домашний телефон

Дата поступления на работу

Место работы

Служебный телефон

Должность

Оклад, руб.

Надбавка за стаж работы, %

Проект

Надбавка за участие в проекте, %

1075

Соловьев Георгий Иванович

13 июня 1955 г.

Москва, Вешняковская ул., 13, кв. 54

3754432

1 сентября 1975 г.

17 отдел, к. 29

1924354

Конструктор

2500

30

Башня

20

1283

Николаев Сергей Алексеевич

15 января 1960 г.

Московская обл., г. Люберцы, Шосейная ул., 5, кв. 42

5598308

12 июня 1984 г.

15 отдел, к. 32

1924468

Инженер

2000

20

Мост

25

1193

Архипова Валентина Сергеевна

1'7 марта 1970 г.

Москва, Волгоградский просп., 78, кв. 32

2727021

10 октября 1993 г.

15 отдел, к. 32

1924468

Техник

1200

10

Башня

20

1096

Державин Михаил Петрович

30 мая 1960 г.

Москва, Ферганская ул., 16, кв. 4

3723407

23 августа 1987 г.

17 отдел, к. 29

1924354

Конструктор

2400

15

Мост

25

1174

Иванова Елена Михайловна

23 января 1975 г.

Московская обл., г. Мытищи, Центральная ул., 14, кв. 7

7 февраля 1996 г.

17 отдел, к. 29

1924354

Лаборант

1000

0

Мост

25

1279

Егоров Александр Тихонович

18 декабря 1952 г.

Москва, Ленинский просп., 43, кв. 109

1378632

11 августа 1972 г.

15 отдел, к. 32

1924468

Технолог

2700

30

Мост

25

1093

Карпов Евгений Анатольевич

27 октября 1969 г.

Москва, 2-я Хуторская ул., 11, кв. 187

2139556

15 января 1985 г.

15 отдел, к. 32

1924468

Инженер

2100

20

Башня

20

Таблица 11.2

Отношение «Персонал»

Табельный №

Фамилия

Имя

Отчество

Дата рождения

Место жительства

Домашний телефон

Дата поступления на работу

Номер отдела

Должность

Оклад

Название проекта

День

Месяц

Год

Регион

Адрес

День

Месяц

Год

Таблица 11.3 Отношение «Отдел» Номер отдела Расположение отдела (номер помещения) Телефон	Таблица 11.4 Отношение «Проект» Название проекта Надбавка за участие в проекте
Таблица 11.5 Отношение «Надбавки» Стаж работы Надбавка за стаж работы

11.2 Компьютерные системы управления базами данных

Системой управления базами данных называют программную систему, предназначенную для создания на ЭВМ общей БД, используемой для решения множества задач. Подобные системы служат для поддержания БД в актуальном состоянии и обеспечивают эффективный доступ пользователей к содержащимся в ней данным в рамках предоставленных пользователям полномочий.

К наиболее популярным СУБД для вычислительных систем класса персональных компьютеров относятся dBASE IV, Microsoft Access, FoxPro, Paradox. Для более мощных систем предназначены СУБД Oracle, Informix. В определенной степени возможности управления данными имеются и у большинства современных табличных процессоров.

По степени универсальности различают два класса СУБД:

— системы общего назначения;

— специализированные системы.

СУБД общего назначения не ориентированы на какую-либо предметную область или на информационные потребности какой- либо группы пользователей. Каждая система такого рода реализуется как программный продукт, способный функционировать на некоторой модели ЭВМ в определенной операционной системе.

Специализированные СУБД создаются в редких случаях при невозможности или нецелесообразности использования СУБД общего назначения.

СУБД общего назначения -- это сложные программные комплексы, предназначенные для выполнения всей совокупности функций, связанных с созданием и эксплуатацией БД информационной системы. Используемые в настоящее время СУБД обладают средствами обеспечения целостности данных и надежной безопасности, что дает возможность разработчикам гарантировать большую безопасность данных при меньших затратах сил на низкоуровневое программирование. Продукты, функционирующие в среде Windows, выгодно отличаются удобством пользовательского интерфейса и встроенными средствами повышения производительности.

Рассмотрим основные характеристики некоторых СУБД -- лидеров на рынке программ, предназначенных как для разработчиков информационных систем, так и для конечных пользователей.

Производительность СУБД

Производительность СУБД оценивается:

— временем выполнения запросов;

— скоростью поиска информации в неиндексированных полях;

— временем выполнения операций импортирования БД из других форматов;

— скоростью создания индексов и выполнения таких массовых операций, как обновление, вставка, удаление данных;

— максимальным числом параллельных обращений к данным в многопользовательском режиме;

— временем генерации отчета.

На производительность СУБД оказывают влияние два фактора:

— СУБД, которые следят за соблюдением целостности данных, несут дополнительную нагрузку, которую не испытывают другие программы;

— производительность собственных прикладных программ сильно зависит от правильного проектирования и построения БД.

Обеспечение целостности данных на уровне БД

Эта характеристика подразумевает наличие средств, позволяющих удостовериться, что информация в БД всегда остается корректной и полной. Должны быть установлены правила целостности, и они должны храниться вместе с БД и соблюдаться на глобальном уровне. Целостность данных должна обеспечиваться независимо от того, каким образом данные заносятся в память (в интерактивном режиме, посредством импорта или с помощью специальной программы).

К средствам обеспечения целостности данных на уровне СУБД относятся:

— встроенные средства для назначения первичного ключа, в том числе средства для работы с типом полей с автоматическим приращением, когда СУБД самостоятельно присваивает новое уникальное значение;

— средства поддержания ссылочной целостности, которые обеспечивают запись информации о связях таблиц и автоматически пресекают любую операцию, приводящую к нарушению ссылочной целостности.

Некоторые СУБД имеют хорошо разработанный процессор СУБД для реализации таких возможностей, как уникальность первичных ключей, ограничение (пресечение) операций и даже каскадное обновление и удаление информации. В таких системах проверка корректности, назначаемая полю или таблице, будет проводиться всегда после изменения данных, а не только во время ввода информации с помощью экранной формы. Это свойство можно настраивать для каждого поля и для записи в целом, что позволяет контролировать не только значения отдельных полей, но и взаимосвязи между несколькими полями данной записи.

Обеспечение безопасности

Некоторые СУБД предусматривают средства обеспечения безопасности данных. Такие средства обеспечивают выполнение следующих операций:

— шифрование прикладных программ;

— шифрование данных;

— защиту паролем;

— ограничение уровня доступа (к БД, к таблице, к словарю, для пользователя).

Работа в многопользовательских средах

Обработка данных в многопользовательских средах предполагает выполнение программным продуктом следующих функций:

— блокировку БД, файла, записи, поля;

— идентификацию станции, установившей блокировку;

— обновление информации после модификации;

— контроль за временем и повторение обращения;

— обработку транзакций (транзакция -- последовательность операций пользователя над БД, которая сохраняет ее логическую целостность);

— работу с сетевыми системами.

Импорт-экспорт

Эта характеристика отражает:

— возможность обработки СУБД информации, подготовленной другими программными средствами;

— возможность использования другими программами данных, сформированных средствами СУБД.

Возможности запросов и инструментальные средства разработки прикладных программ СУБД, ориентированные на разработчиков, обладают развитыми средствами для создания приложений. К элементам инструментария разработки приложений можно отнести:

— мощные языки программирования;

— средства реализации меню, экранных форм ввода-вывода данных и генерации отчетов;

— средства генерации приложений (прикладных программ);

— генерацию исполнимых файлов.

Функциональные возможности доступны пользователю СУБД благодаря ее языковым средствам.

Реализация языковых средств интерфейсов может быть осуществлена различными способами. Для высококвалифицированных пользователей (разработчиков сложных прикладных систем) языковые средства чаще всего представляются в их явной синтаксической форме. В других случаях функции языков могут быть доступны косвенным образом, когда они реализуются в форме различного рода меню, диалоговых сценариев или заполняемых пользователем таблиц. По таким входным данным интерфейсные средства формируют адекватные синтаксические конструкции языка интерфейса и передают их на исполнение или включают в генерируемый программный код приложения. Интерфейсы с неявным использованием языка широко используются в СУБД для персональных ЭВМ. Примером такого языка является язык QBE (Query-By-Example).

Языковые средства используются для выполнения двух основных функций:

— описания представления БД;

— выполнения операций манипулирования данными.

Первая из этих функций обеспечивается языком описания (определения) данных (ЯОД). Описание БД средствами ЯОД называется схемой базы данных. Оно включает описание структуры БД и налагаемых на нее ограничений целостности в рамках тех правил, которые регламентированы моделью данных используемой СУБД. ЯОД некоторых СУБД обеспечивают также возможности задания ограничений доступа к данным или полномочий пользователей.

ЯОД не всегда синтаксически оформляется в виде самостоятельного языка. Он может быть составной частью единого языка данных, сочетающего возможности определения данных и манипулирования данными.

Язык манипулирования данными (ЯМД) позволяет запрашивать предусмотренные в системе операции над данными из БД.

Имеются многочисленные примеры языков СУБД, объединяющих возможности описания данных и манипулирования данными в единых синтаксических рамках. Популярным языком такого рода является реляционный язык SQL (Structured Query Language).

11.3 Организация взаимодействия пользователя с СУБД

Типовая структура интерфейса

При работе с СУБД на экран выводятся рабочее поле и панель управления. Цанель управления при этом включает меню, вспомогательную область управления и строку подсказки. Расположение этих областей на экране может быть произвольным и зависит от особенностей конкретной программы. Некоторые СУБД позволяют выводить на экран окно директив (командное окно) или строку команд.

Строка меню содержит основные режимы программы. Выбрав один из них, пользователь получает доступ к ниспадающему подменю, содержащему перечень входящих в него команд. В результате выбора некоторых команд ниспадающего меню появляются дополнительные подменю.

Вспомогательная область управления включает:

— строку состояния;

— панели инструментов;

— вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки.

В строке состояния (статусной строке) пользователь найдет сведения о текущем режиме работы программы, имени файла текущей БД и т. п. Панель инструментов (пиктографическое меню) содержит определенное количество кнопок (пиктограмм), предназначенных для быстрой активизации выполнения определенных команд меню и функций программы. Чтобы представить на экране области таблицы БД, формы или отчета, которые на нем в настоящий момент не отображены, используют вертикальную и горизонтальную линейки прокрутки.

Строка подсказки предназначена для выдачи сообщений пользователю относительно его возможных действий в данный момент.

Важная особенность СУБД -- использование буфера промежуточного хранения при выполнении ряда операций. Буфер используется при выполнении команд копирования и перемещения для временного хранения копируемых или перемещаемых данных, после чего они направляются по новому адресу. При удалении данных они также помещаются в буфер. Содержимое буфера сохраняется до тех пор, пока в него не будет записана новая порция данных.

Программы СУБД имеют достаточное количество команд, у каждой из которых возможны различные параметры (опции). Такая система команд совместно с дополнительными опциями образует меню со своими особенностями для каждого типа СУБД. Выбор определенной команды из меню производится одним из следующих способов:

— наведением курсора на выбранную в меню команду при помощи клавиш управления курсором и нажатием клавиши ввода;

— вводом с клавиатуры первой буквы выбранной команды.

Получить дополнительную информацию о командах, составляющих меню СУБД, и их использовании можно, войдя в режим помощи.

Несмотря на особенности СУБД, совокупность команд, предоставляемых в распоряжение пользователю некоторой усредненной системой управления БД, может быть разбита на следующие типовые группы:

— команды для работы с файлами;

— команды редактирования';

— команды форматирования;

— команды для работы с окнами;

— команды для работы в основных режимах СУБД (таблица, форма, запрос, отчет);

— получение справочной информации.

Команды для работы с файлами

При работе с файлами программа дает возможность пользователю:

— создавать новые объекты БД;

— сохранять и переименовывать ранее созданные объекты;

— открывать уже существующие БД;

— закрывать ранее открытые объекты;

— выводить на устройство печати объекты БД.

Процесс печати начинается с выбора драйвера принтера. Для каждого типа принтера необходим свой драйвер. Следующий шаг состоит в задании параметров страницы, формировании колонтитулов, а также в выборе вида и размера шрифта. Далее следует установить число копий, качество печати и количество или номера печатаемых страниц.

Команда предварительного просмотра позволяет получить представление об общем виде выводимой на приктер информации еще до печати. Размещение информации на странице может быть оптимально приспособлено к ее выбранным параметрам посредством масштабирования и центрирования.

В некоторых СУБД в рассматриваемую группу команд введены команды, обеспечивающие возможность экспорта-импорта и присоединения таблиц, созданных другими программными средствами.

Команды редактирования

Ввод данных и изменение содержимого любых полей таблиц БД, компонентов экранных форм и отчетов осуществляются с помощью группы команд редактирования, главными из которых являются перемещение, копирование и удаление.

Наряду с вышеуказанными операциями большая группа программ СУБД обладает возможностями вставки диаграммы, рисунка и т. п, включая объекты, созданные в других программных средах, установление связей между объектами.

Среди команд редактирования особое место занимают команды нахождения и замены определенного пользователем контекста в рамках всего документа или выделенной его части, а также отмена последней введенной команды (откатка).

Команды форматирования

Важное значение имеет визуальное представление данных при выводе. Большинство СУБД предоставляют в распоряжение пользователя большое число команд, связанных с оформлением выводимой информации. При помощи этих команд пользователь может варьировать направление выравнивания данных, виды шрифта, толщину и расположение линий, высоту букв, цвет фона и т. п. При выполнении команды форматирования следует выделить область, на которую распространяется действке команды. Если этого не сделать, то новые параметры форматирования будут определены только для активного компонента.

Выбор формата и направления выравнивания производится автоматически в зависимости от характера вводимых данных. Данные, интерпретируемые программой как текст, выравниваются по левому краю, а числа -- по правому. Автоматический выбор формата и способа выравнивания производится только в том случае, если для заполняемых ячеек пользователем предварительно не заданы другие параметры.

Команды для работы с окнами

Большинство СУБД дает возможность открывать одновременно множество окон, организуя тем самым «многооконный режим» работы. При этом некоторые окна будут видны на экране, другие -- находиться под ними. Открыв несколько окон, вы можете сразу работать с несколькими таблицами, быстро перемещаясь от одной к другой. Существуют специальные команды, позволяющие открывать новое окно, переходить в другое окно, изменять взаимное расположение и размеры окон на экране. Кроме того, у пользователя имеется возможность разделить окно на две части для одновременного просмотра различных частей большой таблицы или фиксировать некоторую часть таблицы, которая не будет исчезать с экрана при перемещении курсора в дальние части таблицы.

Система получения справочной информации

СУБД имеют в своем составе электронные справочники, предоставляющие пользователю инструкции о возможностях выполнения основных операций, информацию по конкретным командам меню и другие справочные данные. Особенностью получения справочной информации с помощью электронного справочника является то, что он выдает информацию в зависимости от ситуации, в которой оказался пользователь. Так, если в меню пользователем была выбрана определенная команда, то после обращения к справочной системе (обычно инициируется клавишей <F1>) на экране будет представлена страница справочника, содержащая информацию о выделенной команде. В некоторых СУБД возможно нахождение требуемой информации в справочнике путем задания темы поиска.

11.4 Обобщенная технология работы

Каждая конкретная СУБД имеет свои особенности, которые необходимо учитывать. Однако, имея представление о функциональных возможностях любой СУБД, можно представить обобщенную технологию работы пользователя в1 этой среде. В качестве основных этапов обобщенной технологии работы с СУБД, которая схематично представлена на рис. 11.1, можно выделить следующие:

— создание структуры таблиц БД;

— ввод и редактирование данных в таблицах;

— обработка данных, содержащихся в таблицах;

— вывод информации из БД.



Рис. 11.1 Рисунок обобщённой технологии работы с СУБД

Создание структуры таблиц БД

При формировании новой таблицы БД работа с СУБД начинается с создания структуры таблицы. Этот процесс включает определение перечня полей, из которых состоит каждая запись таблицы, а также типов и размеров полей.

Для каждого поля записи назначается его имя (идентификатор).

Практически все используемые СУБД хранят данные следующих типов:

— текстовый (символьный): для текстовой информации;

— числовой: для чисел с возможностью выполнения над ними математических операций;

— календарный: для хранения информации о дате и времени;

— логический: для хранения одного из двух возможных значений «Истина» («True») или «Ложь» («False»);

— примечание: для хранения комментариев.

Некоторые СУБД формируют поля специального типа, содержащие уникальные номера записей и используемые для определения ключа.

СУБД, предназначенные для работы в Windows, могут формировать поля типа объекта OLE, которые используются для хранения рисунков, графиков, таблиц.

Если обрабатываемая БД включает несколько взаимосвязанных таблиц, то необходимо определение ключевого поля в каждой таблице, а также полей, с помощью которых будет организована связь между таблицами.

Создание структуры таблицы не связано с заполнением таблиц данными, поэтому эти две операции можно разнести во времени.

Ввод и редактирование данных

Заполнение таблиц данными возможно как непосредственным вводом данных, так и в результате выполнения программ и запросов.

Практически все СУБД позволяют вводить и корректировать данные в таблицах двумя способами:

— с помощью предоставляемой по умолчанию стандартной формы в виде таблицы;

— с помощью экранных форм, специально созданных для этого пользователем.

СУБД, работающие с Windows, позволяют вводить в созданные экранные формы рисунки, узоры, кнопки. Возможно построение форм, наиболее удобных для работы пользователя, включающих записи различных связанных таблиц БД.

Обработка данных, содержащихся в таблицах

Обрабатывать информацию, содержащуюся в таблицах БД, можно путем использования запросов или в процессе выполнения специально разработанной программы.

Конечный пользователь получает при работе с СУБД такое удобное средство обработки информации, как запросы. Запрос представляет собой инструкцию на отбор записей.

Большинство СУБД разрешают использовать запросы следующих типов:

— запрос-выборка, предназначенный для отбора данных, хранящихся в таблицах, и не изменяющий этих данных;

— запрос-изменение, предназначенный для изменения или перемещения данных; к этому типу запросов относятся: запрос на добавление записей, запрос на удаление записей, запрос на создание таблицы, запрос на обновление;

— запрос с параметром, позволяющий определить одно или несколько условий отбора во время выполнения запроса.

Самым распространенным типом запроса является запрос на выборку. Результатом выполнения запроса является таблица с временным набором данных (динамический набор). Записи динамического набора могут включать поля из одной или нескольких таблиц БД. На основе запроса можно построить отчет или форму.

Вывод информации из БД

Практически любая СУБД позволяет вывести на экран и принтер информацию, содержащуюся в БД, из режимов таблицы или формы. Такой порядок вывода данных может использоваться только как черновой вариант, поскольку позволяет выводить данные только точно в таком же виде, в каком они содержатся в таблице или форме.

Каждый пользователь, работающий с СУБД, имеет возможность использования специальных средств построения отчетов для вывода данных. Используя эти средства создания отчетов, пользователь получает следующие дополнительные возможности вывода данных:

— включать в отчет выборочную информацию из таблиц БД;

— добавлять информацию, не содержащуюся в БД;

— при необходимости выводить итоговые данные на основе информации БД;

— располагать выводимую в отчете информацию в любом, удобном для пользователя виде (вертикальное или горизонтальное расположение полей);

— включать в отчет информацию из разных связанных таблиц БД.

Глава 12. СИСТЕМЫ ПОДГОТОВКИ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ

12.1 Графические процессоры

Потребность ввода в документы графиков, диаграмм, схем, рисунков, этикеток вызвала необходимость создания графических процессоров. Графические процессоры представляют собой инструментальные программные средства, позволяющие создавать и модифицировать графические объекты. К ним относят системы:

— научной графики;

— иллюстративной графики;

— коммерческой графики.

Системы научной графики предназначены для обслуживания задач картографии, оформления научных расчетов, содержащих химические, математические и прочие формулы. Такого рода системы могут быть выполнены как специализированные программные комплексы (геоинформационные системы), отдельные модули (Microsoft Equation, SunOffice Math), встроенные функции текстовых процессоров (Т3).

Системы иллюстративной графики дают возможность квалифицированной подготовки графических и текстовых материалов, используемых в документах и в целях демонстрации на презентациях, деловых переговорах, конференциях. Эти системы реализуются либо как отдельные графические программы подготовки иллюстраций (Microsoft Photo Draw, Corel Draw и др.) и презентаций (Microsoft Power Point, Corel Presentation, Lotus Freelance Graphics, StarOffice Impress), либо как функции офисных приложений.

Системы коммерческой графики обеспечивают отображение информации об экономических, финансовых и социальных объектах и процессах, хранящейся в электронных таблицах, БД, отдельных локальных файлах в виде двух- и трехмерных графиков различного типа. Данные системы реализованы либо как отдельные программы (Microsoft Graph, StarOffice Chart), либо как функции приложений, прежде всего табличных процессоров.

12.2 Виды диаграмм

Как правило, коммерческая графика используется для наглядной иллюстрации процессов и явлений, описанных совокупностью числовых данных, представленных в табличной форме. Представление числовых данных в виде таблиц значительно облегчает их восприятие при анализе конкретных ситуаций и принятии управленческих решений. Но простота и наглядность табличной формы представления данных утрачиваются по мере увеличения размеров таблиц. Поэтому важную роль играют иллюстрации деловой графики, подготавливаемые на основе табличных данных и существенно упрощающие качественную оценку управленческих ситуаций.

Табличные процессоры предлагают различные виды иллюстраций деловой графики (диаграмм), причем их построение существенным образом облегчено за счет использования мастеров диаграмм -- встроенных автоматизированных пошаговых процедур, позволяющих соответствующим образом для выбранного типа диаграммы выполнить все необходимые операции оформления ее различных компонентов.

Выбор конкретного вида диаграмм осуществляется на основе содержательного анализа табличных данных и преимущественной ориентации конкретного вида диаграмм на отображение определенных явлений и процессов, причем в процессе построения конкретной диаграммы возможно уточнение за счет использования тех или иных разновидностей в рамках отдельного вида.

Гистограмма показывает изменение данных за определенный период времени и иллюстрирует соотношение отдельных значений данных. Категории располагаются по горизонтали, а значения -- по вертикали. Таким образом, уделяется большее внимание изменениям во времени.

Гистограмма с накоплением демонстрирует вклад отдельных элементов в общую сумму.

Указанные виды диаграмм представлены на рис. 12.1 и 12.2 по данным табл. 12.1 (данные условны).

Таблица 12.1

Месячные расходы семьи в первом полугодии 2005 г., руб.

Месяц	Расходы на
	питание	бензин	проживание
Январь	1200	1700	1000
Февраль	1700	1100	2100
Март	2200	2900	1400
Апрель	1400	1000	1700
Май	1200	1700	1000
Июнь	1900	1500	2000

Месячные расходы семьи, руб

Рис. 12.1. Гистограмма по данным табл. 12.1

Месячные расходы семьи, руб

Рис. 12.2. Гистограмма с накоплением по данным табл. 12.1

Линейчатая диаграмма отражает соотношение отдельных компонентов. Категории расположены по горизонтали, а значения -- по вертикали. Таким образом уделяется большее внимание сопоставлению значений и меньшее -- изменениям во времени. Линейчатая диаграмма с накоплением показывает вклад отдельных элементов в общую сумму. Данные виды диаграмм по данным табл. 12.1 представлены на рис. 12.3 и 12.4.