3. Робота з базами даних у середовищі Microsoft Excel

Для роботи з масивами даних використовують БД.

База даних - впорядкована інформація, об'єднана в єдине ціле.

Рядки в БД є записами, а стовпці - полями. За­пис - це група взаємозв'язаних полів, що має однако­ву структуру, тобто однакові кількість полів, типи да­них відповідних полів. Поле БД - мінімальний еле­мент запису, який обов'язково має ім'я. Перехрестя стовпця і рядка утворює комірку БД. У загальному вигляді можна подати у наступному вигляді:

	Поле 1	Поле 2	...	Поле M
Запис 1
Запис 2
...
Запис N

Рис. 6. Формування електронної таблиці як бази даних

Фільтрування даних за допомогою команди Автофильтр. За допомогою цієї команди здійснюються по­шук та виведення на екран тільки тих даних, які задо­вольняють поставлену умову. З цією метою курсор вво­дять у БД та активізують команди Данные, Фильтр, Автофильтр. У результаті у верхній частині кожного стовпця БД з'являються кнопки списків.

Для того, щоб зазначити умови фільтрування даних, треба розкрити списки у потрібному стовпці.

Нехай, наприклад, потрібно працювати тільки з тими записами БД, в яких інвестиційні витрати перевищують 130. Розкривши список поля «Інвестиційні витрати», серед даних активізують Условие. Після цього у вікні Пользовательский автофильтр зазначають необхідну умову (больше 130) й активізують кнопку ОК.

В результаті на екрані дисплея з'являється БД у відфільтрованому вигляді. Тепер можна розраховувати відфільтровані значен­ня БД.

Для скасування команди Автофильтр треба активі­зувати знову команди Данные, Фильтр, Автофильтр. У результаті в БД з'являться всі значення, які були при­ховані після фільтрування даних.

Фільтрування даних за допомогою команди Расши­ренный фильтр. Ця команда дає змогу, користуючись значеннями існуючої БД, створювати іншу базу, зна­чення якої задовольняють поставлену умову.

Нехай, наприклад, треба створити БД із записами, в яких поточні витрати менше 40.

Для цього спочатку створюють критерій пошуку да­них, який розміщується поза значеннями БД. Він скла­дається із назв полів та умови, записаної під відповід­ною назвою поля. Копіюють назви полів у вільний ря­док (наприклад, 10), під назвою «Поточні витрати» створюють умову (<40).

Далі вводять курсор у БД й активізують команди Данные, Фильтр, Расширенный фильтр. В екранному вікні зазначають відповідні параметри:

• активізують параметр - Скопировать результат в другое место;

• у полі Исходный диапазон зазначають діапазон значень всієї БД, включаючи назви полів (A1:F8);

• у полі Диапазон условий зазначають діапазон ко­мірок, в яких створено критерій (A10:F11);

• у полі Поместить результат в диапазон зазнача­ють адресу вільної комірки (А13).

Після цього активізують кнопку ОК.

Починаючи із зазначеної комірки (в наведеному прикла­ді - А13), з'являється нова БД, значення якої відповідають поставленій умові (поточні витрати менше 40).

Сортування значень БД. Для розміщення записів БД у встановленому порядку використовується функція сорту­вання. Сортування може буде проведено за одним, двома і більше ключами. При сортуванні за більш як одним клю­чем дані наступного ключа впорядковуються тільки в ме­жах однакових даних попереднього ключа.

Нехай, наприклад, треба відсортувати БД за таки­ми критеріями:

• перший ключ (поле «Фірма») — за зростанням;

• другий ключ (поле «Поточні витрати») — за спаданням

Для виконання цієї операції курсор установлюють у будь-яку комірку БД й активізують команди Дан­ные, Сортировка. В результаті на екрані дисплея з'яв­ляється відповідне вікно Сортировка дан­ных.

У вікні Сортировка диапазона в списку поля Сор­тировать по вибирають перший ключ сортування (поле «фірма») та зазначають вид сортування (по возраста­нию); аналогічно встановлюють параметри другого клю­ча. Після цього активізують кнопку ОК.

Розрахунок проміжних підсумків. Проміжні під­сумки розраховуються для полів, які мають значення, що повторюються. Такими підсумками можуть бути су­ма, кількість значень, мінімальне значення, максималь­не значення тощо. Перед виконанням цієї операції БД має бути відсортована за значеннями поля, які повто­рюються.

Нехай, наприклад, треба знайти мінімальне значен­ня поля «Термін окупності» для кожної фірми. З цією метою спочатку слід упорядкувати дані в полі з назва­ми фірм («Фірма»). Далі, ввівши курсор у БД, активізу­ють команди Данные, Итоги.

У вікні, що з'являється на екрані дисплея, зазначають такі параметри:

• у полі При каждом изменении в: у списку виби­рають поле, що має дані, які повторюються і які були заздалегідь відсортовані. Це поле «Фірма»;

• у полі Операция в списку вибирають відповід­ну функцію для розрахунку. Це функція Ми­нимум;

• у полі Добавить итоги по активізують перемикачі ліворуч від тих полів, значення яких необхідно розрахувати. Це поле «Термін окупності».

При розрахунку двох і більше операцій (поле Опе­рация) знову активізують команди Данные, Итоги. В екранному вікні зазначають відповідні параметри, при цьому перемикач Заменить текущие итоги має бути не­активним.

Для вилучення розрахованих проміжних підсумків слід установити курсор в БД й активізувати команди Данные, Итоги та кнопку Убрать все.

Підбір параметрів. Ця операція використовується для прогнозування зна­чення однієї комірки при зміні значення іншої; такі комірки мають бути пов'язані формулою.

Нехай, наприклад, треба визначити, при яких зна­ченнях інвестиційних витрат фірми «Concord» (тут-129) термін окупності інвестицій становив би 1 (у таб­лиці - 0,6).

Для цього спочатку встановлюють курсор у комірку F3, після чого активізують команди Сервис, Подбор па­раметра. В результаті на екрані дисплея з'являється вік­но Подбор па­раметра. У ньому в полі Установить в ячейке визначають значення (це - 1), яке потрібно знай­ти для активної комірки (F3), а в поле Изменяя значе­ние ячейки вводять адресу комірки (ВЗ), значення якої необхідно змінити, й активізують кнопку ОК.

Після цього в наступному вікні виводиться результат виконання операції. Якщо рішення знайде­но, то при активізації кнопки ОК нове значення зали­шається в комірці (F3), при активізації кнопки Отмена попереднє значення відновлюється.

Пошук рішень. Така операція застосовується тоді, коли треба знайти значення, яке залежить від інших значень. При цьому на зміну деяких значень можна накласти певні обмеження. Для реалізації цієї операції слід створити цільову комірку, значення якої має відповідати поставленим вимогам, визначити діапазон комірок, значення якого змінюються і, в разі необхід­ності, створити обмеження. Цільовою вважається така комірка, яка містить формулу з посиланнями на всі ко­мірки діапазону, включені в розрахунки.

Нехай, наприклад, сумарний термін окупності всіх інвестицій становить 7,43. Треба так змінити інвести­ційні та поточні витрати, щоб цей термін дорівнює 8. При цьому поточні витрати фірми «Concord» не можуть зменшуватися.

У цьому разі спочатку необхідно створити цільову комірку, для чого розраховують суму в полі «Термін окупності» за допомогою кнопки Автосумма. Курсор залишається в комірці F9. Після активізації команд Сервис, Поиск решения на екрані дисплея з'являється вікно Поиск решения.

Для визначення потрібного значення цільової ко­мірки активізують перемикач значення і вносять 8.

Далі для створення діапазону значень, що змінюють­ся, курсор вводять у групу Изменяя ячейки, активізу­ють кнопку Предположить і за допомогою миші та натиснутої клавіші Ctrl визначають відповідні діапазо­ни значень стовпців В і D.

Наступний крок - визначення обмежень для комі­рок, що змінюються. У наведеному прикладі це - зна­чення поточних витрат фірми «Concord». Після активі­зації кнопки Добавить на екрані дисплея з'являєть­ся вікно Изменение ограничения, де в полі Ссылка на ячейку визначають адресу комірки (або діапазону ко­мірок), на значення якої накладається обмеження.

У наступному полі, відкриваючи список, вибира­ють відповідну логічну умову, а в поле Ограничение вносять значення обмеження. Далі для продовження створення обмежень активізують кнопку Добавить, для виходу у попереднє вікно - кнопку ОК.

Після визначення всіх параметрів вікна Поиск реше­ния активізують його кнопку Выполнить.

Якщо рішення знайдено, то на екрані дисплея з'яв­ляється вікно з відповідним повідомленням, в якому пропонується вибір збереження чи відновлення попе­редніх значень (перемикачі Сохранить найденное ре­шение та Восстановить исходные значения). У перелі­ку Тип отчета можна вибрати тип звіту Результаты, після чого слід активізувати кнопку ОК.

На окремому робочому листку з'являється звіт за результатами, який відкривають, клацнувши мишею на ярлику в нижній частині екрана.

У звіті виводяться перелік початкових і знайдених значень комірок, які змінюються, а також створені об­меження та значення цільової комірки.

Звіт дає змогу детально проаналізувати здобуті ре­зультати виконання операції пошуку рішень, завдяки якій автоматично підбираються значення, максимально наближені до початкових.

Функції БД. Ці функції використовуються для розра­хунку значень, що задовольняють певну умову. Існує 12 таких функцій (БДСУММ, ДМАКС, БСЧЕТ, ДСРЗНАЧ то­що). Всі вони мають три аргументи:

• База_данных - тут зазначають весь діапазон БД, включаючи назви полів;

• Поле - це поле, стосовно значень якого прова­диться розрахунок. Поле може бути визначено його порядковим номером (1, 2, ...), назвою поля («По­датки») або адресою комірки, де зберігається назва поля (А1);

• Критерий - інтервал комірок, що складається у першому рядку з імені (імен) поля, а в другому - з умови для пошуку значень. Критерій потрібно створити перед початком розрахунку операцій.

Якщо, наприклад, треба знайти максимальне значення поля «Податки» для фірми «Geroy», то слід виконати такі дії:

• створити критерій, виділивши рядок із назвами стовпців (рядок 1), скопіювавши його під табли­цею з даними у вільний рядок (рядок 10), а під назвою стовпця («Фірма») створити умову для по­шуку відповідних значень («Geroy»);

• встановити курсор у вільну комірку (D13), акти­візувати кнопку Вставка функции, у переліку ка­тегорій вибрати категорію Работа с базой данных, функцію ДМАКС, активізувати кнопку OK;

• у наступному вікні зазначити такі параметри:

• База_данных - діапазон A1:F8;

• Поле -комірку Е1, де вміщено назву поля, для якого виконується розрахунок;

• Критерий - діапазон комірок, в якому створено критерій (A10:F11) й активізувати кнопку ОК.

Після цього в комірці D13 з'являється розраховане значення, а на панелі формул можна побачити створе­ну функцію.

Аналогічно відбувається робота з іншими функціями БД.

Динамічний обмін даними (принцип DDE). Прин­цип DDE (Dynamic Data Exchange) дає змогу вставити Частину файла іншого додатка Windows з установлен­ням зв'язку між даними двох додатків. Зміна даних у додатку-джерелі автоматично зумовлює зміну даних додатка з уставленим блоком.

Нехай, наприклад, треба вставити відфільтровану сто­совно фірми «Concord» частину таблиці Excel у Word. Для цього виконують відповідні дії в Excel (за допомогою команд Данные, Фильтр, Автофильтр), виділяють потрі­бну частину таблиці Excel, копіюють її в буфер обміну за командами Правка, Копировать, після чого вводять кур­сор у визначене місце документа Word та активізують команди Правка, Специальная Вставка.

У вікні, що з'являється на екрані дисплея активізують параметр Связать, який після внесення змін у таблицю Excel дає змогу автоматично виконувати їх у відпо­відній вставленій частині Word. Серед переліку типів виби­рають Текст в форматі RTF і активізують кнопку ОК.

Таблиця вставлена, тепер будь-яка зміна даних у таблиці Excel автоматично передається в таб­лицю Word.

Аналогічно вставляється частина документа Word в Excel.

Упровадження об'єктів (принцип OLE). Ця опера­ція забезпечує вставлення файлів з інших додатків Windows, при цьому можна також встановити зв'язок між даними двох додатків.

Нехай, наприклад, треба вставити створений у Word файл, що містить список, у таблицю Excel. Для цього у потрібну комірку Excel (BIO) вводять курсор, активізують команди Вставка, Объект, розкривають вкладку Из файла й активізують кнопку Обзор.

Серед переліку файлів (або папок) вибирають по­трібний, активізують кнопку Вставить. У наступному вікні активізують параметр Связь с файлом і кноп­ку ОК, після чого на екрані дисплея з'являється потрібне нам вікно.

Для редагування вставленого об'єкта, слід двічі клацнути мишею на ньому.

Зведені таблиці використовують для виведення під­сумкових значень таблиці.

Якщо, наприклад, треба розрахувати максимальні зна­чення в полі «Виручка від реалізації продукції» для кожної фірми і визначити відсоткове відношення суми поля «Інвестиційні витрати» кожної фірми до загаль­ної суми в цьому полі, то для створення зведеної табли­ці слід виконати такі дії:

• встановити курсор у будь-яку комірку таблиці й активізувати команди Данные, Сводная таблица. Після цього у першому екранному вікні потрібно активізувати перемикач В списке или базе дан­ных Microsoft Excel і кнопку Далее;

• у наступному вікні ввести (або перевірити) діа­пазон комірок (тут - A1:F8), на основі значень яких будується таблиця, й активізувати кнопку Далее;

• у вікні, що з'явиться на екрані дисплея, активізувати перемикач (существующий лист) і визначити комірку, в якій починає створюватися зведена таблиця (наприклад, All);

• активізувати кнопку Макет для визначення діа­пазонів значень.

В наступному вікні для формування стовпців, які матиме зведена таблиця, необхідно:

• мишею «перетягнути» кнопку з назвою стовпця із набору у частину вікна Столбец (в наведено­му прикладі - це поле «Фірма»);

• у частину Данные «перетягнути» кнопки з назва­ми стовпців, значення яких розраховуються (це по­ля «Виручка від реалізації продукції» та «Інвес­тиційні витрати»;

• за замовчуванням підсумок, який буде розрахову­ватися, - це функція Сума, для визначення ін­шої функції треба двічі клацнути мишею на кно­пці з назвою поля в частині Данные - поля «Ви­ручка від реалізації продукції»;

• після появи наступного вікна у пере­ліку Операция вибрати потрібну функцію (Мак­симум);

• за допомогою кнопки Дополнительно активізувати перелік Дополнительные вычисления з іншими додатковими функціями. Для поля «Інвестиційні витрати» вибрати опера­цію Доля от суммы по строке й послідовно акти­візувати кнопки ОК, Далее, Готово.

Для роботи з матрицями використовують різні функції.

Матриця - числовий масив з однаковою кількістю рядків та стовпців.

Матриці можна перемножувати між собою, множити на вектор, транспонувати, створювати обернеш матриці тощо.

Спочатку створюють матрицю А у діапазоні комі­рок А2:С4, наприклад

Після цього над елементами матриці можна вико­нувати різні дії.

Множення матриці на число. Нехай, наприклад, тре­ба помножити дану матрицю на число 3. Для цього виділяють область вільних комірок розміром, що від­повідає заданій матриці (наприклад D2:F4). Далі у ряд­ку формул вводять формулу: =А2:С4*3 і натискують на клавіші Ctrl+Shift+Enter. У виділеному діапазоні комірок з'являються значення початкових даних, по­множені на 3.

Множення матриці на вектор. Нехай, наприклад, тре­ба помножити матрицю на вектор. Для цього використо­вують функцію МУМНОЖ (Массив1; Массив2), де Массив1, Массив2 - це масиви, які перемножуються. Кіль­кість стовпців аргументу Массив1 має бути такою, як і кількість рядків аргументу Массив2. Результатом мно­ження матриць є масив з такою самою кількістю рядків, що й масив 1, і з такою самою кількістю стовпців, що й масив 2. При множенні матриці на вектор розрахована матриця має розмірність вектора.

Спочатку створюють вектор у діапазоні G2:G4, який повинен мати стільки рядків, скільки стовпців є в ма­триці. Далі виділяють діапазон комірок, де буде ство­рюватися нова матриця (А7:А9), активізують кнопку Вставка функции, вибирають функцію МУМНОЖ і заносять відповідні значення діапазонів матриці А та вектора С.

Після цього встановлюють курсор на рядок формул, натискують на клавіші Ctrl+Shift+Enter й одержують МУМНОЖ(А2:С4;О2:О4).

Створення обернених матриць. Обернена матриця застосовується для розв'язання систем рівнянь із кіль­кома невідомими. Для цього активізують функцію МОБР, що виконує обчислення з точністю до 16-значущих цифр (для округлення таких значень слід корис­туватися функцією ОКРУГЛ).

Нехай, наприклад, треба створити обернену матрицю з елементів матриці А. Для цього виділяють діапазон комі­рок (D7:F9), де буде створюватися нова матриця, активізують кнопку Вставка функции, вибирають функцію МОБР і заносять відповідні значення елементів матриці А: МОБР(А2:С4).

Після цього встановлюють курсор на рядок формул та натискують на клавіші Ctrl+Shift+Enter.

Транспонування матриць. Для цього використову­ють функцію ТРАНСП, яка переводить вертикальний діапазон комірок у горизонтальний, і навпаки. Нехай, наприклад, треба створити транспоновану матрицю з елементів матриці А. З цією метою виділяють діапа­зон комірок, де буде створюватися нова матриця (А12:С14), активізують кнопку Вставка функции, ви­бирають функцію ТРАНСП і заносять відповідні зна­чення елементів матриці А: ТРАНСП(А2:С4).

Після цього встановлюють курсор на рядок формул та натискують на клавіші Ctrl+Shift+Enter.

Для перевірки правильності розрахунку перемножу­ють матрицю А на обернену матрицю, використовуючи функцію МУМНОЖ(А2:С4;В7:С9). У результаті дістають матрицю з елементами 1 по діагоналі.

Лекція №8

Тема: Програмні засоби роботи з базами та сховищами даних.

План

1. Поняття бази даних. Принципи побудови баз даних.

2. Технологія створення, редагування та керування об’єктами бази (таблицями, формами, запитами, звітами) даних Microsoft Access

1. Поняття бази даних. Принципи побудови баз даних.

БД - сховище даних, які відносяться до певної предметної області і забезпечує реалізацію додатків ( задач і запитів ). БД знаходиться під управлінням спеціалізованого програмного засобу – СУБД.

Для БД характерно багаторівневе представлення і опис у вигляді так званих моделей даних, для створення яких використовується теорія БД і методики проектування .

Типові проектні роботи по створенню БД під управлінням СУБД включають:

• побудову інформаційно-логічної моделі предметної області;

• вибір СУБД;

• проектування логічної структури БД;

• проектування організації БД на машинних носіях;

• розробку процедур адміністрування БД;

• розробку інформації технологій роботи з БД додатків.

Інформаційно – логічна модель розглядається як сукупність інформаційних об‘єктів, які містять набори реквізитів, і структурних зв’язків цих об‘єктів.

Проектування структури даних БД враховує особливості вибраної СУБД, а саме:

• типи і структури даних;

• способи організації і методи доступу до даних на машинних носіях;

• сервісні засоби СУБД тощо.

Розрізняють проектування логічної ( концептуальна модель ) і фізичної структури БД ( внутрішня модель ).

Проектування логічної структури БД передбачає:

• вибір архітектури комп’ютерної мережі: файловий сервер, перехід від структури даних ІЛМ до структур даних БД;

• вибір форми організації БД : централізована або розподільча БД;

• сервер БД;

• деталізація структури і властивостей БД;

• створення схеми даних.

Визначають три класи СУБД:

• настільні СУБД – для створення локальних БД на окремому ПК;

• мережні СУБД – для створення мережної БД на файловому сервера баз даних;

• розподільчі СУБД – для великомасштабних портативних БД багато серверної архітектури.

Вибір СУБД повинен відповідати інформаційним системам, її масштабам і складності . При виборі враховується обсяги функції, яка зберігається, функції обробки даних, вимоги додатків до рівня достовірності, оперативності, надійності інформації БД тощо.

Важливою характеристикою СУБД є тип логічної структури БД. З кожним типом структур даних пов‘язані конкретні мовні засоби СУБД – мова описує даних і мова маніпулювання даними.

Ці мови визначають можливості представлення логічної структури БД ,а також алгоритми обробки даних.

Розрізняють СУБД з ієрархічною, мережною і реляційною структурою БД.

БД ієрархічної структури забезпечує найбільш ефективну реалізацію запитів, яким відповідає обхід структури дерев зверху-вниз і зліва на право.

В БД з мережною структурою даних забезпечена більш гнучка структура зв’язку типів даних , їх відносна незалежність одне від одного. Є великі можливості для пошуку інформації: напрямок зверху-вниз і знизу-вверх по ієрархії відношень , зліва на право або з права наліво – в порядку слідування однотипних екземплярів типів даних.

В реляційній БД основною структурною одиницею даних є таблиця даних, яка складається з полів. В загальному випадку логічна структура реляційної БД розглядається як сукупність об’єктів БД: таблиці, форми, запити, звіти, макроси і модулі.

При проектуванні реляційної БД враховують такі обмеження:

• максимальне число таблиць в БД;

• максимальне число полів і запасів в таблиці;

• типи даних для полів таблиці;

• число і види індексів тощо.

СУБД Microsoft Access (версія 10) була розроблена в 1992 р. і стала першою реляційною СУБД для ОС Microsoft Windows. В 1995 р. версія Access 95 стала першою в світі 32 – розрядною реляційною СУБД , а Access 97 – першою СУБД , яка використовувала інформаційно мережні технології для обміну даними по корпоративній інтермережі .

БД під управлінням СУБД Access – це файл з розширенням mdb , який включає в себе класи об’єктів :

• таблиці для зберігання даних;

• форми для введення і редагування БД в інтерактивному режимі;

• запитання для обробки таблиць та інших запитів ;

• макроси для автоматизації рутинних дій;

• модуль на базовій мові програмування Visual Basic для обробки даних.

Принципово новими функціями СУБД Access 2000 є:

• перетворення БД (файлів .mdb) в формати інших версій ;

• автоматична зміна імен об’єктів БД в усіх додатках ;

• умовне форматування , перевірка введених значень в таблиці БД ;

• вкладені таблиці по типу головна – підпорядкована в одному вікні ;

• зміна макету форм і звітів (групування елементів управління) ;

• створення статистичних копій звітів для їх розповсюдження електронною поштою .

Інтерфейс користувача.

Екран СУБД змістить команди головного меню, панелі інструментів і вікно БД.

БД Access включає об’єкти різних класів, які розміщуються на окремих вкладках вікна БД. Нові об’єкти конкретного класу можна створювати за допомогою кнопки Создать з вказанням способу створення (за допомогою програми Мастер , в Конструкторе об’єктів певного класу та інше ).

При переході в Конструктор об’єктів виводяться специфічні панелі інструментів, відбувається заміщення команд головного меню .

СУБД Access дозволяє створювати БД різного типу :

• новий файл (“порожня” БД);

• новий файл на основі іншої БД (БД “прототип”);

• сторінка доступу для публікації даних в Інтернеті;

• проект для великомасштабних БД під керуванням СУБД Microsoft SQL Server;

• конвертування зовнішньої бази даних (текстового формату , формату ЕТ, реляційної бази даних тощо )