Технологии автоматизации расчетов

Множество задач, которые предстоит решать фирмам и предприятиям, носят учетно-аналитический характер и требуют табличной компоновки данных с подведением итогов по различным группам и разделам данных, например при составлении баланса, справок, финансовых отчетов и т.п. Для хранения и обработки информации, представленной в табличной форме используют электронные таблицы (ЭТ).

Электронная таблица - компьютерная программа, позволяющая проводить вычисления с данными, представленными в виде двумерных массивов, имитирующих бумажные таблицы.

Любая электронная таблица состоит из следующих элементов: заголовка таблицы, заголовка столбцов (шапки таблицы), информационной части (исходных и выходных данных, расположенных в соответствующих ячейках).

Основные типы данных, используемые в ЭТ:

- числа, как в обычном, так и экспоненциальном формате;

- текст – последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов;

- формулы. Формулы должны начинаться со знака равенства, и могут включать в себя числа, имена ячеек, функции (математические, статистические, финансовые, текстовые, дата и время и т.д.) и знаки математических операций.

Процесс проектирования электронной таблицы состоит из следующих этапов:

- формирования заголовка электронной таблицы;

- ввода названий граф документа;

- ввода исходных данных;

- ввода расчетных формул;

- форматирования электронной таблицы с целью придания ей профессионального вида;

- подготовки к печати и ее печать.

При необходимости электронные таблицы могут сопровождаться различными пояснительными комментариями и диаграммами.

Программные средства для проектирования называют табличными процессорами.

Изначально табличные редакторы позволяли обрабатывать исключительно двухмерные таблицы, прежде всего с числовыми данными, но затем появились продукты, обладавшие помимо этого возможностью включать текстовые, графические и другие мультимедийные элементы. Они позволяют не только создавать таблицы, но и автоматизировать обработку табличных данных.

Кроме того, с помощью электронных таблиц можно выполнять различные экономические, бухгалтерские и инженерные расчеты, а также строить разного рода диаграммы, проводить сложный экономический анализ, моделировать и оптимизировать решение различных хозяйственных ситуаций и многое другое.

Функции табличных процессоров весьма разнообразны и включают:

- создание и редактирование электронной таблицы;

- оформление и печать электронной таблицы;

- создание многотабличных документов, объединенных формулами;

- построение диаграмм, их модификацию и решение экономических задач графическими методами;

- работу с электронными таблицами как с базами данных (сортировка таблиц, выборка данных по запросам);

- создание итоговых и сводных таблиц;

- использование при построении таблиц информации из внешних баз данных;

- решение экономических задач типа «что — если» путем подбора параметров;

- решение оптимизационных задач;

- статистическую обработку данных;

- разработку макрокоманд, настройку среды под потребности пользователя и т.д.

Табличные процессоры различаются в основном набором выполняемых функций и удобством интерфейса.

Основное свойство электронных таблиц заключается в том, что при изменении содержания любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержания во всех прочих ячейках, связанных с измененным соотношением, заданным математическим или логическими выражениями (формулами).

Особенность табличных процессоров состоит в том, что с их помощью можно не только вводить данные в ячейки таблицы, редактировать и форматировать их, но и применять формулы для описания связи между значениями, хранящимися в различных ячейках.

Применение электронных таблиц упрощает работу с данными и позволяет получать результаты без проведения расчетов вручную или специального программирования. Их можно эффективно использовать, для: автоматической обработки зависящих друг от друга данных; автоматизации итоговых вычислений; создания сводных таблиц; ведения простых баз данных; обработки записей баз данных; совместной работы с экономическими или бухгалтерскими документами; подготовки табличных документов; построения диаграмм и графиков по имеющимся данным.

Современные табличные процессоры практически являются интегрированными системами, так как они содержат средства для работы с текстами, таблицами, графикой, а также различные дополнения для моделирования, анализа и прогнозирования.

На рынке программных продуктов наиболее популярными представителями этого класса являются табличные процессоры различных версий Lotus 1-2-3 фирмы Lotus Development Inc., Calc и Excel корпорации Microsoft.

Все они представляют собой компоненты соответствующих офисных пакетов – Lotus SmartSuit, Open Office.org, Microsoft Office.

Наибольшее признание получил табличный процессор Microsoft Excel. Функциональные возможности этого пакета позволяют широко его использовать для финансовой обработки данных, научных расчетов, инженерно-технических расчетов, автоматизации учетно-контрольной деятельности, эффективной обработки больших объемов информации, заданных в табличном виде.

Табличный процессор Microsoft Excel обеспечивает:

- быстрое построение таблиц любой формы одноразового и многоразового пользования;

- возможность обработки типов данных, таких как числа, даты, формулы;

- возможен ввод текстовой и вставка графической информации;

- поддержку форматов файлов самых разнообразных программных продуктов;

- импорт и экспорт табличных данных из внешних баз данных;

- возможность корректировки уже созданной таблицы;

- использование большой библиотеки стандартных функций (математических, тригонометрических, статистических, бухгалтерских и др.);

- возможность выбора цветового оформления таблицы, а также выбора различных шрифтов и стилей, включая автоформатирование;

- импорт графических объектов в таблицу (поддержка OLE-технологии);

- защиту таблицы от несанкционированного доступа;

- средства формирования профессиональных отчетов, а также возможность использования форм Microsoft Access для этих целей;

- наличие механизма мастеров, которые позволяют автоматизировать выполнение операций (мастер диаграмм, мастер функций);

- представление таблицы в виде двух- и трехмерных графиков и диаграмм;

- упорядочивание, удаление, копирование, нахождение по условию данных в таблице;

- связку таблиц, т.е. автоматический перенос информации из одной таблицы в другую;

- автоматизированную обработку таблиц с помощью макрокоманд; анализ структуры таблицы;

- прогнозирование различных экономических процессов;

- реализацию матричных и оптимизационных вычислений;

- интеллектуальное реагирование на действия пользователя – система предугадывает действия пользователя и помогает выполнить их;

- поддержку технологии drug-and-drop (перетащи и отпусти).

Базы данных и СУБД

В настоящее время любой специалист, независимо от сферы деятельности, в той или иной мере занимается сбором и накоплением данных, их корректировкой и сортировкой, отбором, группировкой и представлением заинтересованным лицам. Для эффективного выполнения всех этих процедур информацию целесообразно хранить в организованном и структурированном виде, т.е. в виде баз данных.

База данных (БД) – это структурированный организованный набор данных, описывающий характеристики какой-либо физической или виртуальной системы.

Организация структуры БД формируется исходя из следующих соображений:

- адекватность описываемому объекту/системе – на уровне концептуальной и логической модели;

- удобство использования для ведения учёта и анализа данных – на уровне физической модели.

Для создания и манипулирования базой данных используется специализированная программа, называемая системой управления базой данных (СУБД).

Основные функции СУБД:

- управление данными во внешней памяти (на дисках);

- управление данными в оперативной памяти;

- журнализация изменений и восстановление базы данных после сбоев;

- поддержка языков БД (язык определения данных, язык манипулирования данными).

Характеристиками СУБД являются:

- производительность;

- обеспечение целостности данных на уровне базы данных;

- обеспечение безопасности данных;

- возможность работы в многопользовательском режиме;

- возможность экспорта и импорта данных;

- обеспечение доступа к данным с помощью SQL;

- возможность составления запросов;

- наличие инструментальных средств разработки прикладных программ.

Производительность СУБД оценивается:

- временем выполнения запросов;

- скоростью поиска информации;

- временем импортирования базы данных из других форматов;

- скоростью обновления операций (обновление, вставка, удаление);

- временем генерации отчета.

По архитектуре организации хранения данных СУБД подразделяются на локальные (все части локальной СУБД размещаются на одном компьютере) и распределенные (части СУБД могут размещаться на двух и более компьютерах).

По способу доступа к базе данных СУБД разделяются на файл-серверные и клиент-серверные. Архитектура «файл-сервер» не имеет сетевого разделения компонентов диалога и использует компьютер для функции отображения, что облегчает построение графического интерфейса. «Файл-сервер» только извлекает данные из файлов, так что дополнительные пользователи добавляют лишь незначительную нагрузку на центральный процессор и каждый новый клиент добавляет вычислительную мощность сети. Минусом этой архитектуры является высокая загрузка сети при передаче данных.

На данный момент файл-серверные СУБД считаются устаревшими. Клиент-серверная СУБД позволяет обмениваться клиенту и серверу минимально необходимыми объёмами информации. При этом основная вычислительная нагрузка ложится на сервер. Клиент может выполнять функции предварительной обработки перед передачей информации серверу, но в основном его функции заключаются в организации доступа пользователя к серверу.

В большинстве случаев клиент-серверная СУБД менее требовательна к пропускной способности компьютерной сети, чем файл-серверная СУБД, особенно при выполнении операции поиска в базе данных по заданным пользователем параметрам, т.к. для поиска нет необходимости получать на клиент весь массив данных: клиент передаёт параметры запроса серверу, а сервер производит поиск по полученному запросу в локальной базе данных. Результат выполнения запроса, который обычно на несколько порядков меньше по объёму, чем весь массив данных, возвращается клиенту, который обеспечивает отображение результата пользователю.

Существуют следующие виды концептуальных и логических моделей баз данных: картотека, сетевая модель, иерархическая модель, реляционная модель, многомерная модель, объектная модель.

Картотека. Картотекой называется систематизированное хранилище информации, как правило, в форме карточек с некоторыми данными.

Встретиться с картотекой до сих пор можно, к примеру, в библиотеке: в виде картотеки зачастую представляется библиотечный каталог. Картотеками повсеместно пользовались до появления электронных баз данных, в настоящее время картотеки почти полностью вытеснены последними.

Иерархическая модель. Иерархическая модель базы данных состоит из объектов с указателями от родительских объектов к потомкам, соединяя вместе связанную информацию. Например, если иерархическая база данных содержит информацию о покупателях и заказах, то будет существовать родительский объект «покупатель» и дочерний объект «заказ».

Типичным (наиболее известным и распространенным) примером иерархической СУБД является Information Management System (IMS) фирмы IBM, первая версия которой появилась в 1968 году. Известны также Time-Shared Date Management System (TDMS) компании Development Corporation, Mark IV Multi-Access Retrieval System компании Control Data Corporation и некоторые другие.

Сетевая модель. Сетевые базы данных подобны иерархическим, за исключением того, что в них имеются указатели в обоих направлениях, которые соединяют родственную информацию. К основным понятиям сетевой модели базы данных относятся уровень, элемент (узел), связь.

Узел – это совокупность атрибутов данных, описывающих некоторый объект. В сетевой структуре каждый элемент может быть связан с любым другим элементом.

Несмотря на то, что эта модель решает некоторые проблемы, связанные с иерархической моделью, выполнение простых запросов остается достаточно сложным процессом. Также, поскольку логика процедуры выборки данных зависит от физической организации этих данных, то эта модель не является полностью независимой от приложения.

Реляционная модель. Реляционная база данных основана на реляционной модели, представляющей собой строгую формальную теорию.

Принципы реляционной модели были сформулированы в 1969-1970 годах доктором Эдгаром Коддом из компании IBM. Эта модель характеризуется простотой структуры данных, удобным для пользователя табличным представлением и возможностью использования формального аппарата алгебры отношений и реляционного исчисления для обработки данных.

Реляционная модель ориентирована на организацию данных в виде двумерных таблиц. Каждая из этих таблиц обладает следующими свойствами:

- каждый элемент таблицы – один элемент данных;

- все столбцы в таблице однородны, т.е. все элементы в столбце имеют одинаковый тип (числовой, символьный и т.д.);

- каждый столбец имеет уникальное имя;

- одинаковые строки в таблице отсутствуют;

- порядок следования строк и столбцов может быть произвольным.

Многомерная модель. Многомерная модель рассматривает данные либо как факты с соответствующими численными параметрами, либо как текстовые измерения, которые характеризуют эти факты.

Многомерный подход возник практически одновременно и параллельно с реляционным, но только с середины 1990-х годов интерес к многомерным СУБД (МСУБД) начал приобретать всеобщий характер в связи с массовым появлением информационных систем, ориентированных на аналитическую обработку данных.

Объектная модель. В объектно-ориентированной БД данные оформлены в виде моделей объектов, включающих прикладные программы, которые управляются внешними событиями. Объектно-ориентированный подход представляет более совершенные средства для отображения реального мира, чем реляционная модель, т.к. обеспечивают естественное представление данных (в реляционной модели все отношения принадлежат одному уровню, в то время как объектную модель можно рассматривать послойно, на разных уровнях абстракции), и, кроме того, имеется возможность определения новых типов данных и операций с ними.

В то же время объектной модели присущ и ряд недостатков: отсутствуют мощные непроцедурные средства извлечения объектов из базы, а вместо декларативных средств ограничений целостности приходится писать процедурный код. Последнее является основной причиной того, что СУБД, использующие объектную модель, пока уступают по распространенности реляционным СУБД. Примеры объектных СУБД: IBM Lotus Notes/Domino, Jasmine, ObjectStore.

Наиболее доступной и популярной СУБД является MS Access. Access предназначена для создания и обслуживания реляционных баз данных (вся информация в них организуется в виде таблицы или нескольких взаимосвязанных таблиц). Access предоставляет пользователям широкие возможности по обработке данных и их совместному использованию. Можно вводить в базу новые данные, сортировать и отбирать их по каким-либо признакам, определять итоговые значения, удалять и копировать данные, выводить их на экран или на принтер.

Программа полностью интегрирована с другими компонентами пакета MS Office, что обеспечивает свободный обмен данными с Word, Excel, PowerPoint. Программа позволяет защищать базы данных от несанкционированного доступа, предоставляя разным пользователям разные права по их просмотру и корректировке.