Методические рекомендации к лабораторной работе на тему Многомерний анализ данных OLAP в Excel, НУГНСУ

 Термины многомерного анализа данных

Большинство экономистов слышали термины «многомерные данные», «виртуальный куб», «OLAP-технологии» и т.п. Но при детальном разговоре обычно выясняется, что почти все не очень представляют, о чем идет речь. То есть люди подразумевают нечто сложное и обычно не имеющее отношение к их повседневной деятельности. На самом деле это не так.

Многомерные данные, измерения

Можно с уверенностью утверждать, что экономисты практически постоянно сталкиваются с многомерными данными, но пытаются представить их в предопределенном виде с помощью электронных таблиц. Под многомерностью здесь подразумевается возможность ввода, просмотра или анализа одной и той же информации с изменением внешнего вида, применением различных группировок и сортировок данных. Например, план продаж можно проанализировать по следующим критериям:

• виды или группы товаров;

• бренды или категории товаров;

• периоды (месяц, квартал, год);

• покупатели или группы покупателей;

• регионы продаж

• и т.п.

Каждый из приведенных критериев в терминах многомерного анализа данных называется «измерением». Можно сказать, что измерение характеризует информацию по определенному набору значений. Специальным типом измерения многомерной информации являются «данные». В нашем примере данными плана продаж могут являться:

• объем продаж;

• цена продажи;

• индивидуальная скидка

• и т.п.

Теоретически данные могут также являться стандартным измерением многомерной информации (например, можно сгруппировать данные по цене продажи), но обычно все-таки данные являются специальным типом значений.

Таким образом, можно сказать, что в практической работе экономисты используются два типа информации: многомерные данные (фактические и плановые числа, имеющие множество признаков) и справочники (характеристики или измерения данных).

OLAP

Аббревиатура OLAP (online analytical processing) в дословном переводе звучит как «аналитическая обработка в реальном времени». Определение не очень конкретное, под него можно подвести практически любой отчет любого программного продукта. По смыслу OLAP подразумевает технологию работы со специальными отчетами, включая программное обеспечение, для получения и анализа как раз многомерных структурированных данных. Одним из популярных программных продуктов, реализующих OLAP-технологии, является SQL Server Analysis Server. Некоторые даже ошибочно считают его единственным представителем программной реализации данной концепции.

Виртуальный куб данных

«Виртуальный куб» (многомерный куб, OLAP-куб) - это специальный термин, предложенный некоторыми поставщиками специализированного программного обеспечения. OLAP-системы обычно готовят и хранят данные в собственных структурах, а специальные интерфейсы анализа (например, сводные отчеты Excel) обращаются к данным этих виртуальных кубов. При этом использование подобного выделенного хранилища совсем не обязательно для обработки многомерной информации. В общем случае, виртуальный куб – это и есть массив специально оптимизированных многомерных данных, который используется для создания сводных отчетов. Он может быть получен как через специализированные программные средства, так и через простой доступ к таблицам базы данных или любой другой источник, например к таблице Excel.

Сводная таблица

«Сводный отчет» (сводная таблица, Pivot Table) - это пользовательский интерфейс для отображения многомерных данных. С помощью данного интерфейса можно группировать, сортировать, фильтровать и менять расположение данных с целью получения различных аналитических выборок. Обновление отчета производится простыми средствами пользовательского интерфейса, данные автоматически агрегируются по заданным правилам, при этом не требуется дополнительный или повторный ввод какой-либо информации. Интерфейс сводных таблиц Excel является, пожалуй, самым популярным программным продуктом для работы с многомерными данными. Он поддерживает в качестве источника данных как внешние источники данных (OLAP-кубам и реляционным базам данных), так и внутренние диапазоны электронных таблиц. Начиная с версии 2000 (9.0), Excel поддерживает также графическую форму отображения многомерных данных – сводная диаграмма (Pivot Chart).

Реализованный в Excel интерфейс сводных таблиц позволяет расположить измерения многомерных данных в области рабочего листа. Для простоты можно представлять себе сводную таблицу, как отчет, лежащий сверху диапазона ячеек (на самом деле есть определенная привязка форматов ячеек к полям сводной таблицы). Сводная таблица Excel имеет четыре области отображения информации: фильтр, столбцы, строки и данные. Измерения данных именуются полями сводной таблицы. Эти поля имеют собственные свойства и формат отображения.

Еще раз хочется обратить внимание, что сводная таблица Excel предназначена исключительно для анализа данных без возможности редактирования информации. Ближе по смыслу было бы повсеместное употребление термина «сводный отчет» (Pivot Report), и именно так этот интерфейс и назывался до 2000го года. Но почему-то в последующих версиях разработчики от него отказались.

Редактирование сводных таблиц

По своему определению OLAP-технология, в принципе, не подразумевает возможность изменения исходных данных при работе с отчетами. Тем не менее, на рынке сформировался целый класс программных систем, реализующих возможности как анализа, так и непосредственного редактирования данных в многомерных таблицах. В основном такие системы ориентированы на решение задач бюджетирования.

Используя встроенные средства автоматизации Excel, можно решить множество нестандартных задач. Пример реализации редактирования для сводных таблиц Excel на основе данных рабочего листа можно найти на нашем сайте.

Подготовка многомерных данных

Подойдем к практическому применению сводных таблиц. Попробуем проанализировать данные о продажах в различных направлениях. Файл pivottableexample.xls состоит из нескольких листов. Лист Пример содержит основную информацию о продажах за определенный период. Для простоты примера будем анализировать единственный числовой показатель – объем продажи в кг. Имеются следующие ключевые измерения данных: продукция, покупатель и перевозчик (транспортная компания). Кроме того, имеются несколько дополнительных измерений данных, являющихся признаками продукта: тип, бренд, категория, поставщик, а также покупателя: тип. Эти данные собраны на листе Справочники. На практике подобных измерений может быть гораздо больше.          

Лист Пример содержит стандартное средство анализа данных – автофильтр. Глядя на пример заполнения таблицы, очевидно, что нормальному анализу поддаются данные о продажах по датам (они расположены по столбцам). Кроме того, используя автофильтр можно попробовать просуммировать данные по сочетаниям одного или нескольких ключевых критериев. Совершенно отсутствует информация о брендах, категориях и типах. Нет возможности сгруппировать данные с автоматическим суммированием по определенному ключу (например, по покупателям). Кроме того, набор дат зафиксирован, и просмотреть итоговую информацию за определенный период, например, 3 дня, автоматическими средствами не удастся.

Вообще, наличие предопределенного расположения даты в данном примере – главный недостаток таблицы. Расположив даты по столбцам, мы как бы предопределили измерение этой таблицы, таким образом, лишив себя возможности использовать анализ с помощью сводных таблиц.

Во-первых, надо избавиться от этого недостатка – т.е. убрать предопределенное расположение одного из измерений исходных данных. Пример корректной таблицы – лист Продажи. 

Таблица имеет форму журнала ввода информации. Здесь дата является равноправным измерением данных. Также следует заметить, что для последующего анализа в сводных таблицах совершенно безразлично относительное положение строк друг относительно друга (иначе говоря, сортировка). Этими свойствами обладают записи в реляционных базах данных. Именно на анализ больших объемов баз данных ориентирован в первую очередь интерфейс сводных таблиц. Поэтому необходимо придерживаться этих правил и при работе с источником данных в виде диапазонов ячеек. При этом никто не запрещает использовать в работе интерфейсные средства Excel – сводные таблицы анализируют только данные, а форматирование, фильтры, группировки и сортировки исходных ячеек могут быть произвольными.

От автофильтра к сводному отчету

Теоретически на данных листа Продажи уже можно проводить анализ в трех измерениях: товары, покупатели и перевозчики. Данные о свойствах продукции и покупателей на данном листе отсутствуют, что, соответственно, не позволит показать их и в сводной таблице. В нормальном режиме создания сводной таблицы для исходных данных Excel не позволяет связывать данные нескольких таблиц по определенным полям. Обойти это ограничение можно программными средствами – см. пример-дополнение к данной статье на нашем сайте. Чтобы не прибегать к программным методам обработки информации (тем более, что они и не универсальны), следует добавить дополнительные характеристики непосредственно в форму ввода журнала – см. лист ПродажиАнализ.  

Применение функций ВПР позволяет легко дополнить исходные данные недостающими характеристиками. Теперь, применяя автофильтр, можно анализировать данные в различных измерениях. Но остается нерешенной проблема группировок. Например, отследить сумму только по брендам на определенные даты достаточно проблематично. Если ограничиваться формулами Excel, то нужно строить дополнительные выборки, используя функцию СУММЕСЛИ.

Теперь посмотрим какие возможности дает интерфейс сводных таблиц. На листе СводАнализ построено несколько отчетов на основе диапазона ячеек с данными листа ПродажиАнализ. 

Первая таблица анализа построена через интерфейс Excel 2007 Лента \ Вставка \ Сводная таблица (в Excel 2000-2003 меню Данные \ Сводная таблица).

Вторая и третья таблицы созданы через копирование и последующую настройку. Источник данных для всех таблиц один и тот же. Можете это проверить, изменив исходные данные, затем надо обновить данные сводных отчетов.  

С нашей точки зрения, преимущества в наглядности информации очевидны. Вы можете менять местами фильтры, столбцы и строки и, скрывать определенные группы значений любых измерений, применять ручное перетаскивание и автоматическую сортировку.

Свойства и форматирование

Кроме непосредственного отображения данных, имеется большой набор возможностей по отображению внешнего вида сводных таблиц. Лишние данные можно скрывать, используя фильтры. Для единичного элемента или поля проще пользоваться пунктом контекстного меню Удалить (в версии 2000-2003 Скрыть). 

Для полей данных таблицы можно задать единый формат отображения. Это делается не через формат ячейки, а через специальный диалог настройки формата поля. 

Задавать отображение других элементов сводной таблицы также желательно не через форматирование ячейки, а через настройку поля или элемента сводной таблицы. Для этого необходимо подвести указатель мыши к нужному элементу, дождаться появления специальной формы курсора (в виде стрелки), затем через одинарный клик выделить выбранный элемент. После выделения можно изменять вид через ленту, контекстное меню или вызывать стандартный диалог формата ячейки:  

Кроме формата отображения в ячейках, сводная таблица включает несколько специальных свойств, управляющих внешним видом и расположением элементов. Диалоги настройки проще всего вызываются через контекстное меню: Параметры сводной таблицы или Параметры поля сводной таблицы.            

Кроме того, в Excel 2007 появилось множество предопределенных стилей отображения сводной таблицы.                       

Сводная диаграмма

Нажав кнопку на ленте «Сводная диаграмма», можно сформировать специальный тип диаграммы, отображающей данные сводной таблицы.

Обратите внимание, что в диаграмме активны управляющие фильтры и области перетаскивания.

Доступ к внешним данным

Как уже отмечалось, пожалуй, наибольший эффект от применения сводных таблиц можно получить при доступе к данным внешних источников – OLAP-кубам и запросам к базам данных. Такие источники обычно хранят большие объемы информации, а также имеют предопределенную реляционную структуру, что позволяет легко определить измерения многомерных данных (поля сводной таблицы).

Excel поддерживает множество типов источников внешних данных:  Наибольшего эффекта от использования внешних источников информации можно добиться, применяя средства автоматизации (программы VBA) как для получения данных, так и для их предварительной обработки в сводных таблицах.

З повагою ІЦ "KURSOVIKS"!