Курс_лекций_Информатика

51

стандартные функциональные возможности. Для установки таких программ используется

Мастер надстроек, который выбирается командой Надстройки... меню Сервис. При ее выполнении в одноименном диалоговом окне появляется список доступных программнадстроек. Установка флажка напротив строки Автосохранение подключает соответст-

вующую программу. При этом в меню Сервис появляется ранее отсутствующая команда Автосохранение. Выполнение этой команды приводит к появлению на экране одноимен-

ного диалогового окна. С его помощью задается временной интервал автосохранения, что сохранять (только активную или все открытые рабочие книги) и как сохранять (с предварительным запросом на разрешение сохранения или без него).

ПЕЧАТЬ СОДЕРЖИМОГО РАБОЧЕЙ КНИГИ

Процесс подготовки рабочей книги к печати включает следующие этапы:

•Задание параметров страницы и разбиение документа на страницы.

•Определение порядка и диапазона выводимых страниц, их нумерация.

Разбиение листа на страницы осуществляется либо автоматически либо вручную. при

ручной разбивке желательно перейти в режим разметки страницы через Вид\Разметка страницы.

Печать начинается выбором команды Файл\Печать (Ctrl+P).

СОЗДАНИЕ И РЕДАКТИРОВАНИЕ ТАБЛИЦ

Выделение элементов рабочей книги

Действие многих команд относится не к одному выделенному элементу (ячейке, строке, столбцу или листу рабочей книги), а к их совокупности. Такие совокупности одно-

типных элементов называются диапазонами. В пределах документа можно предвари-

тельно выделить один или несколько несмежных диапазонов. Все элементы таких диапазонов обрабатываются в рамках одной операции (например, форматируются, очищаются,

перемещаются и т. д.).

Выделение диапазонов однотипных элементов производится аналогично Word. Для выделения всех ячеек таблицы достаточно нажать кнопку в левом верхнем углу листа (на пересечении заголовков строк и столбцов). Чтобы выделить все ячейки столбца (строки) достаточно щелкнуть мышью на за-. головке этого столбца (строки). Выбор листа в книге осуществляется щелчком мыши на ярлычке с его именем.

Рассмотрим, каким образом можно выделить несколько несмежных диапазонов однотипных элементов. Процедуру выделения несмежных диапазонов ячеек можно представить следующим образом:

1.Выделить первый диапазон ячеек.

2.При нажатой клавише <Ctrl> выделить необходимые диапазоны.

Аналогично поступают при выделении столбцов и строк

Поиск ячеек

Поиск ячеек по их содержимому можно выполнить следующим образом:

1. Выделить диапазон ячеек, в котором будет осуществляться поиск ячеек, отвечающих определенному условию. Если диапазон ячеек не выделен, то будет выполнен поиск во всем рабочем листе.

3.Выполнить команду

4.Перейти... меню Правка. В появившемся диалоговом окне нажать кнопку Выделить.... В диалоговом окне Выделение группы ячеек, выбрать условие выделения ячеек

Ввод данных в таблицу

Все данные, которые обрабатывает ТП, делятся на следующие три типа: числа, формулы и текст. К числовому типу данных относятся: константа, дата, время, дата и

время.

Все числовые данные после ввода в ячейку по умолчанию выравниваются по правому краю.

52

Формула всегда начинается с символа «=», например: = А1 +$ВЗ. После ввода в

ячейку формулы производятся вычисления, результат которых отображается в ячейке. При этом в строке формул будет представлена введенная формула.

Любые данные, которые программой не распознаются в качестве числовых (кон-

станта, дата, время), интерпретируется как текстовые. Длина текста, помещенного в ячейку, не может превышать 255 символов. Признаком вводимой в ячейку текстовой ин-

формации является знак апострофа, который следует первым, например, "3.06.53 - это текстовый, а не числовой тип данных. Текстовые данные по умолчанию выравниваются по левому краю ячейки.

Данные любого типа, введенные в ячейку, могут быть представлены в определенном формате. Для этого используется команда Ячейки... меню формат (Ctrl+1). Форма-

тирование содержимого ячейки не приводит к изменению самого содержимого, а определяет внешнее представление введенного значения.

Ввод числовых и текстовых данных

Если при вводе данных в ячейки не был задан определенный числовой формат, то по умолчанию применяется формат Общий.

При недостаточной ширине ячейки для вводимого числа, но с использованием числового формата, отличного от формата Общий, ТП представит вместо числа несколько

символов номера, например: #####. В этом случае чтобы отобразить содержимое ячейки, необходимо увеличить ширину столбца.

При вводе в ячейку значения даты для разделения ее частей используется наклон-

ная черта (/), точка или дефис (-), например, 1.02.1998 или 1/02/98.

Значения времени также можно ввести непосредственно с клавиатуры, отделяя друг от друга часы, минуты и секунды двоеточием.

Если в ячейке одновременно должны быть указаны значения даты и времени, то при вводе их необходимо разделить пробелом, например:

1-ФЕВ-98 17:09

ТП представляет и обрабатывает значения даты и времени как десятичные числа.

Каждой дате из диапазона 01.01.1900 по 31.12.2078 ставится в соответствие десятичное

число от 1 до 65380. Поэтому дате 01.02.1900 в формате Числовой соответствует целое число 32. Аналогично любому значению времени суток ставится в соответствии десятичная дробь из интервала от 0 до 1. Например, значение времени суток 23:45:36, представленное в числовом формате, есть десятичная дробь 0.99.

Длинный текст можно разбить в ячейке на несколько строк нажатием комбинации

клавиш <Alt> + <Enter>.

Ввод и использование формул

Формула представляет собой сочетание констант, операторов, ссылок, функций, имен диапазонов и круглых скобок, используемых для изменения последовательности вычислений. Пример записи формулы:

=СУММ(А1:А15)/$С$3+ЦЕНА*(150+КОЛИЧ)

Вэтом примере СУММ - имя функции; А1, А15, $С$3 - ссылки; А1 : А15 - диапазон

(массив) ячеек; ЦЕНА, КОЛИЧ - имена диапазонов ячеек; 150 - константа.

Вформулах могут использоваться арифметические операторы +; -; *; /; % (опреде-

ление значения процента); А (возведение в степень); операторы сравнения •"; <; >; <~;>='; ,<> (не равно) и оператор объединения текстовых данных &. Кроме того, ТП распознает три адресных оператора для указания диапазонов ячеек:

1. Оператор диапазона (двоеточие). Например, по формуле =СУММ(В1:D1) вычис-

ляется сумма содержимого ячеек В1, С1 и D1, входящих в состав диапазона В1 :D1. Опе-

ратор диапазона можно использовать для указания ссылок на ячейки всего столбца (например, А:А), на ячейки всей строки (например, 1:1), на ячейки всего рабочего листа

(1:16384).

2. Оператор объединения диапазонов (точка с запятой). Например, по формуле

=СУММ(С5:С7;АЗ:СЗ) вычисляется сумма двух несмежных диапазонов С5:С7 и АЗ:СЗ.

53 3. Оператор пересечения диапазонов (пробел). Например, по формуле

=СУММ(А5:В11 В8:С10) вычисляется сумма содержимого ячеек диапазона В8:В10. Используемые в формулах ссылки на ячейки могут быть трех типов: абсолютные,

относительные и смешанные.

Абсолютная ссылка задает абсолютные координаты ячейки в рабочем листе. При перемещении или копировании формулы из одной ячейки в другие такая ссылка в

формуле не изменяется и всегда указывает на одну и ту же ячейку таблицы. Для записи абсолютной ссылки в стиле « А1» используется знак $, например, $В$5, $С$4 и т. д. Ссылка, записанная в стиле «R1C1» без квадратных скобок, является абсолютной, например,

R5C2, R4C3.

Относительная ссылка в стиле « А1» записывается без знака $, например: А1, В5, J3 и т. д. При вычислении формулы такие ссылки, так же как и абсолютные, указывают на координаты ячеек таблицы, участвующих в операции. Отличие заключается в том,

что при копировании формулы с относительными ссылками в другое место последние изменяются. Изменения определяются новым положением формулы в таблице. При этом действует следующее правило: относительная ссылка изменяется таким образом, что

маршрут (направление движения и расстояние) к адресуемой ячейке относительного нового положения формулы сохраняется. Чтобы задать относительную ссылку в стиле

«R1C1», используются квадратные скобки.

Смешанная ссылка - это ссылка, в которой адресация строки отличается от адресации столбца. Например, А$3 - смешанная ссылка с указанием относительной адреса-

ции столбца и абсолютной адресации строки.

Для выбора стиля представления ссылок необходимо в диалоговом окне Параметры на вкладке Вид установить переключатель « А1» или «R1 С1».

При записи относительных ссылок в стиле «R1C1» нулевое количество строк и столбцов

в квадратных скобках допускается не указывать. Например, ссылка RC1 равнозначна ссылке R[0]C1.

В таблице невозможно использование двух стилей записи адресов одновременно. Для ввода формулы в ячейку необходимо выполнить следующие действия:

1.Выделить нужную ячейку.

2.Указать в качестве первого символа знак равенства.

3.Ввести формулу, указывая ссылки на ячейки (передвижение до нужной ячейки, используя клавиатуру, либо щелкнув мышью на нужной ячейки)

Для любой ячейки рабочего листа можно установить такой режим отображения,

при котором можно визуально наблюдать, какие ячейки влияют на ее содержимое (вы-

явить влияющие ячейки) и на содержимое каких ячеек она сама влияет ( выявить зависимые ячейки). С этой целью выделяют нужную ячейку, например, ячейку содержащую сообщение об ошибке, и выполняют следующие действия:

•с помощью контекстного меню любой видимой панели инструментов задают отображение на экране панели Зависимости;

•щелкают по кнопке Влияющие ячейки, расположенной на этой панели. ТП отобразит в рабочем листе стрелки только от непосредственно влияющих ячеек по направлению к активной ячейке;

•еще один щелчок по этой же кнопке приводит к отображению влияющих ячеек сле-

дующего уровня (косвенно влияющих на содержимое текущей ячейки). Каждый последующий щелчок по кнопке будет приводить к отображению следующего уровня

влияющих ячеек, если таковые имеются;

•чтобы удалить стрелки к влияющим ячейкам низшего (самого дальнего) уровня, щелкают по кнопке Убрать стрелки к влияющим ячейкам. Можно убрать стрелки всех уровней сразу с помощью кнопки Убрать все стрелки.

Способ определения зависимых ячеек аналогичен рассмотренному. При этом для отображения и удаления стрелок от активной ячейки к зависимым используются две соответствующие кнопки на панели Зависимости.

По отношению к ячейке с текстом сообщения об ошибке на панели Зависимости существует кнопка с именем Источник ошибки. Щелчок по это» кнопке приводит к отображе-

нию на экране красной стрелки от ячейки, ставшей причиной возврата значения ошибки.

54

Установкой флажка Формулы на вкладке Вид диалогового окна Параметры меню Сер-

вис можно задать отображение в ячейках формул вместо результатов. Для поиска ошибок таблицу с формулами можно вывести на печать.

В формуле могут использоваться внешние ссылки - ссылки на ячейки других листов

текущей рабочей книги или на ячейки листов других рабочих книг. Например, внешняя ссылка может выглядеть следующим образом

С:\ЕХСЕL\ДОКУМЕНТЫ\[Учебн.ХLS]Каф25!$В$5,

то есть путь, имя рабочей книги и имя листа заключаются в апострофы, имя книги представляется в квадратных скобках, после имени рабочего листа ставится восклицательный

знак. Если зависимая и исходная рабочие книги находятся в одной папке, то указание пути не обязательно.

Использование функций в формулах

ТП располагает большим количеством встроенных функций, которые облегчают выполнение вычислений в таблице. Функция вызывается по имени, после которого в

большинстве случаев следуют один или несколько аргументов, заключенные в скобки. При вызове функции без аргументов круглые скобки после имени функции также необхо-

димо указывать.

Функцию в составе формулы можно записывать путем ввода символов с клавиатуры или с использованием Мастера функций.

Имена диапазонов ячеек и формул

Любой ячейке или диапазону ячеек можно присвоить имя, которое в дальнейшем удобно использовать в качестве ссылок в составе формул и функций. Это существенно

облегчает контроль за обработкой данных при использовании часто встречающихся диа-

пазонов ячеек, Присвоение имени формуле целесообразно в случае её неоднократного исполь-

зования в рабочем листе. Для вставки поименованной формулы в ячейку достаточно указать только ее имя

Имя диапазона или формулы должно удовлетворять следующим требованиям:

•первым символом имени должна быть буква, символ подчеркивания или наклонная

черта (\);

•имя не должно превышать 255 символов;

•в именах можно использовать цифры, но они не должны совпадать с адресами ячеек

стиля « А1».

Присвоить имя диапазону ячеек можно двумя способами: через поле имени в строке

формул или путем выполнения команды Присвоить меню Вставка. Первый способ при-

своения имени можно реализовать следующим образом:

•выделить диапазон ячеек, которому будет присваиваться имя;

•поместить щелчком мыши курсор ввода в поле имени строки формул и заменить указанный здесь адрес ячейки именем диапазона;

•нажать клавишу <Enter>.

Способ присвоения имени формуле аналогичен рассмотренному. Так же с помощью команды Присвоить подменю Вставка \ Имя вызывается диалоговое окно Присво-

ить имя. В поле Имя этого окна задается имя формулы, а в поле формула - сама форму-

ла.

Присвоенные в рабочей книге имена диапазонов и формул могут быть использованы в качестве ссылок на соответствующие компоненты при вводе в ячейку новых формул. Такую подстановку легче всего выполнить с использованием открывающегося списка в поле имени строки формул. Подстановка выполняется следующим образом:

•вводится часть формулы до того места, в котором должно быть указано имя (диапазо-

на, формулы);

•щелчком мыши открывается список существующих в книге имен;

•выбирается нужное имя;

•завершается ввод формулы.

55

Действия с ячейками

Кроме ввода данных и редактирования содержимого с ячейками рабочей книги ТП можно выполнять следующие действия: копирование, перемещение, вставка, удаление ,

и очистка содержимого.

При выполнении операций копирования и перемещения содержимого ячеек рассмотренными способами содержимое копируемых ячеек замещает значения в ячейках

по месту вставки. Замена производится без вывода предупреждающего сообщения. Можно выполнить операции копирования и перемещения без потери содержимого ячеек по месту вставки. Содержимое этих ячеек сдвигается в задаваемом направлении и остаёт-

ся неизменным.

Сиспользованием буфера обмена это можно выполнить следующим образом:

•скопировать или вырезать нужные ячейки в буфер обмена;

•поместить указатель мыши на левую верхнюю ячейку целевого диапазона и сделать

ееактивной;

•выполнить команду Скопированные ячейки (Вырезание ячейки) меню Вставка. В поя-

вившемся диалоговом окне выбрать направление смещения прилегающих ячеек при вставке содержимого буфера обмена и нажать ОК.

Того же результата можно достичь при перемещении или копировании ячеек с по-

мощью мыши. В этом случае необходимо при перемещении указателя мыши к позиции вставки удерживать нажатой клавишу <Shift>. « Вытесненные» по месту вставки ячейки будут сдвинуты вниз.

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ДИАГРАММ

В ТП имеется возможность графического представления данных в виде диаграммы. Диаграммы связаны с данными листа, на основе которых они были созданы, и изме-

няются каждый раз, когда изменяются данные на листе. Диаграммы могут использовать

данные несмежных ячеек.

Создание диаграммы

Можно создать либо внедренную диаграмму, либо лист диаграммы.

Типы диаграмм (через Help, Предметный указатель, "диаграммы, разновидно-

сти"): гистограмма; линейчатая; график; круговая; точечная; с областями; кольцевая; лепестковая; поверхность; пузырьковая; биржевая; коническая; Цилиндрическая и Пирами-

дальная. Для создания диаграммы:

1.Выделите ячейки, содержащие данные, которые должны быть отражены на диаграмме. Если необходимо, чтобы в диаграмме были отражены и названия строк или столбцов, выделите также содержащие их ячейки.

2.Нажмите кнопку Мастер диаграмм.

•Выполните внимательно четыре шага мастера построителя диаграмм:

2.1.Выбрать тип и вид диаграммы.

2.2.Выбрать и настроить источник получения данных для диаграммы (диапазон данных, имя диаграммы, ряды данных, подписи оси Х).

2.3.Настроить параметры вывода диаграммы (заголовки, оси, линии сетки, легенда, подписи данных, таблица данных) на экран.

2.4.Выбрать имя и размещение диаграммы (на имеющемся или отдельном листе.

ЛЕКЦИЯ: ГРАФИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССОРЫ И РЕДАКТОРЫ

Графические процессоры предназначены для обработки графической информации

(изображений) на ЭВМ. К данному типу информации относят растровые и векторные изо-

бражения.

ПОНЯТИЯ КОМПЬЮТЕРНОЙ ГРАФИКИ

Компьютерная графика представляет собой одну из современных технологий создания различных изображений с помощью аппаратных и программных средств компь-

Рис. 1

56

ютера, отображения их на экране монитора и затем сохранения в файле или печати на

принтере. Существует два способа представления графических изображении: растро-

вый и векторный.

Растровое изображение представляет набор точек, расположенных на сетчатом

поле-канве. Каждая точка может принимать различные цвета, по минимуму черный и белый цвет. Область примененияобработка фотографий, рисунков, отсканированных изо-

бражений и пр. Достоинством данного вида изображений является возможность передачи большого количества информации (фотографии). Недостатком является большое количество памяти, необходимой для хранения изображения. Для решения этой проблемы

применяются способ сжатия изображений с помощью специальных форматов хранения данных (jpg, gif и пр.). К программам работы с растровой графикой относятся: Adobe Photoshop, Corel PhotoPaint (графические процессоры), Ms Paint (графический редактор).

Векторное изображение представляет набор действий по созданию рисунка с помощью различных линий, фигур, команд заполнения цветом и других команд. Область

применениясоздание схем, чертежей, рекламных плакатов и пр. Достоинство данного типа – малый объем памяти, занимаемый рисунком. Недостаток – искусственность изо-

бражения, состоящее из набора примитивов. Основные программы: Corel Draw, Visio,

AutoCad, Arhicad.

Принципы работы в данных программах аналогичны действиям в текстовых и таб-

личных процессорах. При создании нового документарисунка необходимо с помощью набора инструментов (кисть, карандаш, ластик, фигуры и линии, распылители и пр.) создать рисунок, как если бы его делали в альбоме. При этом часто можно применять раз-

личные команды преобразования, фильтрации и применения различных эффектов с по-

мощью команд в главном меню. Конкретные команды можно изучить используя справочную систему в необходимой для работы программе.

Растровая графика

Наиболее просто реализовать растровое представление изображения. Растр, или растровый массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (нулевое состояние). Состояния битов можно использовать для представления черного или белого цветов, так что, соединив на канве несколько битов, можно

создать изображение из черных и белых точек.

Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок, как показано на рис. 1.

Основным элементом растрового изображения является пиксел (pixel). Под этим термином часто понимают несколько различных понятий: отдельный элемент растрового изображения, отдельная точка на экране монитора, отдельная точка на изображении, напечатанном принтером. Поэтому на практике эти понятия часто обозначают так:

• пиксел — отдельный элемент растрового изображения;

• видеопиксел — элемент изображения на экране монитора;

• точка — отдельная точка, создаваемая принтером или фотонаборным автоматом.

Цвет каждого пиксела растрового изображения — черный, белый, серый или любой из спектра — запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цветов для каждого пиксела можно получить. Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или глубиной цвета.

Основной недостаток растровой графики состоит в том, что каждое изображение для своего хранения требует большое количество памяти. Простые растровые картинки, такие как копии экрана компьютера или черно-белые изображения, занимают до нескольких сотен килобайтов памяти. Детализированные высококачественные рисунки, например, сделанные с помощью сканеров с высокой разрешающей способностью занимают уже десятки мегабайтов. Для разрешения проблемы обработки объемных (в смысле затрат памяти) изображений используются два основных способа:

•увеличение памяти компьютера;

•сжатие изображений.

Другим недостатком растрового представления изображений является снижение качества изображений при масштабировании.

57

Векторная графика

Векторное представление, в отличие от растровой графики, определяет описание изображения в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями, заполняемыми сплошным или градиентным цветом. Хотя это может показаться более сложным, чем использование растровых массивов, но для многих видов изображений использование математических описаний является более простым способом.

В векторной графике для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул для описания объектов. Это позволяет различным устройствам компьютера, таким как монитор и принтер, при рисовании этих объектов вычислять, где необходимо помещать реальные точки.

Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной графикой. Имеется ряд простейших объектов, или примитивов, например: эллипс, прямоугольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений. Приведем в условном упрощенном виде команды, описывающие окружность:

объект — окружность; центр — 50, 70; радиус — 40;

линия: цвет — черный, толщина — 0.50; заливка — нет.

Данный пример показывает основное достоинство векторной графики — описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этой же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти.

Кроме того, векторная графика в сравнении с растровой имеет следующие преимущества:

•простота масштабирования изображения без ухудшения его качества;

•независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения, от выбранной цветовой моде-

ли.

Недостатком векторных изображений является их некоторая искусственность, заключающаяся в том, что любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов.

Растровая и векторная графика существуют не обособлено друг от друга. Так, векторные рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Кроме того, векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга — в этом случае говорят о конвертации графических файлов в другие форматы. Достаточно просто выполняется преобразование векторных изображений в растровые.

ЛЕКЦИЯ: ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ БАЗ ДАННЫХ

БАЗЫ ДАННЫХ И ИНФОРМАЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ

Одним из важнейших условий обеспечения эффективного функционирования любой организации является наличие развитой информационной системы.

Информационная система представляет собой систему, реализующую автоматизированный сбор, обработку и манипулирование данными и включающая технические средства обработки данных, программное обеспечение и обслуживающий персонал.

Современной формой информационных систем являются банки данных, которые

включают в свой состав вычислительную систему, одну или несколько баз данных (БД), систему управления базами данных (СУБД) и набор прикладных программ (ПП). Основными функциями банков данных являются:

•хранение данных и их защита;

•изменение (обновление, добавление и удаление) хранимых данных;

•поиск и отбор данных по запросам пользователей;

•обработка данных и вывод результатов.

База данных обеспечивает хранение информации и представляет собой поименованную совокупность данных, организованных по определенным правилам, включающим общие принципы описания, хранения и манипулирования данными.

Система управления базами данных представляет собой пакет прикладных программ и совокупность языковых средств, предназначенных для создания, сопровождения и использования баз данных.

Прикладные программы (приложения) в составе банков данных служат для обработки данных, вычислений и формирования выходных документов по заданной форме.

Процесс создания информационной системы обычно включает следующие этапы:

58

1.исследование предприятия с целью выявления информационных потоков, подлеща-

щих автоматизации;

2.создание инфо-логической структуры БД;

3.создание БД (формирование и связывание таблиц, ввод данных);

4.создание СУБД :

4.1.создание окна и меню СУБД-приложения;

4.2.создание запросов - средство извлечения информации из БД, которая может содержаться в нескольких ее таблицах.;

4.3.создание форм - используются для ввода и редактирования данных в таблицах.

Формы предоставляют пользователю удобный интерфейс для доступа к хранимым данным с возможностью отображения их требуемом виде

4.4.создание отчетов - используются для отображения информации, содержащейся в

БД, и позволяют осуществлять в нем необходимую группировку данных, отображать итоговые и расчетные данные.;

4.5.генерация СУБД как исполняемой программы.

Приведенный перечень этапов не является строгим в смысле очередности и обязательности.

КЛАССИФИКАЦИЯ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ БАЗАМИ ДАННЫХ

По технологии обработки данных базы данных подразделяются на централизованные и распределенные.

Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Если эта вычислительная система является компонентом сети ЭВМ, возможен удаленный доступ к такой базе. Такой способ использования баз данных часто применяют в локальных сетях ПК.

Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, хранимых в различных ЭВМ вычислительной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью системы управления распределенной базой данных (СУРБД).

По способу доступа к данным базы данных разделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с удаленным (сетевым) доступом.

Системы централизованных баз данных с сетевым доступом предполагают различные архитектуры подобных систем:

•файл-сервер;

•терминал-сервер;

•клиент-сервер.

По характеру использования СУБД делят на персональные (СУБДП) и многополь-

зовательские (СУБДМ): сетевые (файл-сервер и терминал-сервер), клиент-сервер.

Персональные СУБД позволяют создавать персональные БД, и при необходимости

приложения, работающие с сервером БД. К персональным СУБД относятся Visual FoxPro,

Paradox, Clipper, dBase, MS Access и др.

Многопользовательские сетевые СУБД с файл-сервером предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной (сервер файлов). На такой машине хранится совместно используемая централизованная БД. Все другие машины сети выполняют функции рабочих станций, с помощью которых поддерживается доступ пользовательской системы к централизованной базе данных. Файлы базы данных в соответствии с пользовательскими запросами передаются на рабочие станции, где в основном и производится обработка. При большой интенсивности доступа к одним и тем же данным производительность информационной системы падает. Пользователи могут создавать также на рабочих станциях локальные БД, которые используются ими монопольно.

Частично ограничения архитектуры с файл-сервером можно обойти используя для обработки данных терминал-сервер. На нем могут удаленно одновременно работать с установленной СУБД и БД определенное количество пользователей с ПК любых типов,

59

включая устаревшие типы. Это позволяет гибко и эффективно внедрять новые технологии в процесс обработки данных.

Многопользовательские клиент-сервер СУБД включают сервер БД и клиентскую

часть, работающей на разных типах ЭВМ и различных операционных системах. В этой концепции подразумевается, что помимо хранения централизованной базы данных центральная машина (сервер базы данных) должна обеспечивать выполнение основного объема обработки данных. Запрос на данные, выдаваемый клиентом (рабочей станцией), порождает поиск и извлечение данных на сервере. Извлеченные данные (но не файлы) транспортируются по сети от сервера к клиенту. Спецификой архитектуры клиент-сервер является использо-

вание языка запросов SQL. Структурированный язык запросов (Structured Query Language, SQL) — обеспечивает манипулирование данными и является стандартным сред-

ством доступа к серверу БД.

Достоинством организации информационной системы по архитектуре клиентсервер является удачное сочетание централизованного хранения, обслуживания и коллективного доступа к общей корпоративной информации с индивидуальной работой над

персональной информацией. Универсальность СУБД клиент-сервер отражается соответ-

ственно на высокой цене и компьютерных ресурсах, требуемых для их поддержки.

К СУБД клиент-сервер относятся, например, Oracle SQL Server, Microsoft SQL Server, Informix SQL Server, PostGree SQL Server.

МОДЕЛИ ДАННЫХ

Основной проблемой создания баз данных является решение вопросов, позво-

ляющих исключить избыточное дублирование данных и обеспечить целостность хранимых данных в базе данных.

Избыточность данных означает, что строки с данными могут повторятся большое число раз. Это приводит к увеличению размера базы данных и возможному нарушению

целостности хранимых данных.

Обеспечение целостности БД означает выполнение ряда ограничений, соблюдение которых необходимо для поддержания непротиворечивости хранимых данных.

Выполнение этих условий при создании базы данных позволяет обеспечить модель данных. Модель данных - это определенная логическая структура информации хранимой

в базе данных, позволяющая обеспечить упорядоченное хранение данных с обеспечени-

ем условий отсутствия избыточности информации и их целостности.

Модели баз данных делятся на типы: иерархические, сетевые, реляционные и объ- ектно-ориентированные.

В иерархической модели данные представляются в виде древовидной (иерархичес-

кой) структуры. Она удобна для работы с иерархически упорядоченной информацией и

громоздка для информации со сложными логическими связями.

Сетевая модель означает представление данных в виде произвольного графа. Достоинством сетевой и иерархической моделей данных является возможность их эффективной реализации по показателям затрат памяти и оперативности. Недостатком сетевой модели данных является высокая сложность и жесткость схемы БД, построенной

на ее основе.

Реляционная модель данных (РМД) название получила от английского термина relation — отношение. Ее предложил в 70-е годы сотрудник фирмы IBM Эдгар Кодд. При соблюдении определенных условий отношение представляется в виде двумерной таблицы, привычной для человека. Большинство современных БД для персональных ЭВМ яв-

ляются реляционными.

Достоинствами реляционной модели данных являются ее простота, удобство реализации на ЭВМ, наличие теоретического обоснования и возможность формирования

гибкой схемы БД, допускающей настройку при формировании запросов.

Реляционная модель данных используется в основном в БД среднего размера. При увеличении числа таблиц в базе данных заметно падает скорость работы с ней. Определенные проблемы использования РМД возникают при создании систем со сложными структурами данных, например, систем автоматизации проектирования.

60

Объектно-ориентированные БД объединяют в себе две модели данных, реляци-

онную и сетевую, и используются для создания крупных БД со сложными структурами данных.

ЛЕКЦИЯ: ЛОКАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ СЕТИ (ЛВС)

АРХИТЕКТУРА СЕТИ

Сеть представляет собой совокупность компьютеров, объединенных средствами передачи данных. Средства передачи данных в общем случае могут состоять из следующих элементов: связных компьютеров, каналов связи (спутниковых, телефонных,

цифровых, волоконно-оптических, радио- и других), коммутирующей аппаратуры, ретрансляторов, различного рода преобразователей сигналов и других элементов и уст-

ройств.

Архитектура сети ЭВМ определяет принципы построения и функционирования аппаратного и программного обеспечения элементов сети.

Современные сети можно классифицировать по различным признакам:

1. По удаленности компьютеров:

1.1. Локальные – сеть, где компьютеры расположены на расстоянии до нескольких километров и обычно соединены при помощи скоростных линий связи.

1.2. Глобальные – данные сети включают другие глобальные сети, локальные сети,

а также отдельно подключаемые к ней компьютеры.

2. По топологии (по тому, как соединены компьютеры между собой) :

2.1. Общая шина - предполагает использование одного кабеля, к которому подклю-

чаются все компьютеры.

2.2. Звезда - каждый компьютер через специальный сетевой адаптер подключается отдельным кабелем к центральному узлу.

2.3. Кольцо - данные передаются от одного компьютера другому по эстафете (по кругу).

3. По назначению и перечню предоставляемых услуг:

3.1. Общее использование файлов и принтеров – с помощью специальной ЭВМ (файл-сервер, принт-сервер) организуется доступ пользователей к файлам и принтерам.

3.2. Общее использование баз данных - с помощью специальной ЭВМ (сервер баз

данных) организуется доступ пользователей к базе данных.

3.3. Общее использование ЭВМ - с помощью специальной ЭВМ (терминал-сервер) организуется доступ пользователей с ЭВМ-терминалов к работе на терминалсервере.

3.4. Применение технологий Интернет – Электронная почта, Всемирная паутина, Телеконференции, Видеоконференции, Передача файлов через Интернет, Разговор в реальном времени и др.

4. По принципам управления:

4.1. Централизованные – работа в сети ведется под управлением специальных вы-

деленных ЭВМ-серверов с установленными на них сетевыми ОС.

4.2. Децентрализованные (одноранговые сети) - любая ЭВМ в сети может выступать в качестве источника данных и потребителя, и управление ресурсами в сети воз-

ложено на машину, предоставляющую этот ресурс. 5. По методам коммутации:

5.1. Без коммутации – ЭВМ связаны напрямую друг с другом.

5.2. Телефонная коммутация – в качестве коммутаторов используется АТС.

5.3. Коммутация сообщений и пакетов – коммутация передаваемых данных ведется с помощью специальной ЭВМ, выполняющей роль системы управления потоком данных.

6. По видам среды передачи:

6.1. Радио – данные передаются по радиоканалам связи (спутниковая, наземная

радиосвязь).