Прикладные программы обработки числовой информации

3.4.1. Назначение и возможности электронных таблиц

Электронные таблицы или табличные процессоры предназначаются для решения задач, данные (текст, даты, числа, формулы) которых могут быть представлены в виде таблиц.

Главное достоинство электронной таблицы - возможность мгновенного автоматического пересчета всех данных, связанных формульными зависимостями, при изменении значения любого компонента таблицы.

Программные продукты этого класса: Lotus 1-2-3, Multiplan, Quattro Pro, SuperCalc, Calc и другие. Одним из самых популярных табличных процессоров сегодня является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office.

Основные возможности электронных таблиц:

· автоматизация всех итоговых вычислений;

· над большими наборами данных можно производить однотипные расчёты;

· можно разрешать задачи с помощью подбора значений с различными параметрами;

· можно обрабатывать результаты экспериментов;

· производить табулирование функций и формул;

· получать выборку данных, удовлетворяющих определенным критериям;

· исследовать влияние факторов на данные;

· подготавливать табличные документы;

· проводить поиск наиболее оптимальных значений для выбранных параметров;

· строить графики и диаграммы по уже введённым данным.

3.4.2. Структура электронной таблицы. Основные понятия табличного процессора

Документ Excel называется рабочей книгой. Рабочая книга представляет собой набор рабочих листов, сохраняемых на диске в одном файле. Рабочая книга может содержать от 1 до 255 листов (электронных таблиц).

Каждый рабочий лист имеет название, которое отображается на ярлычке листа в нижней части окна. С помощью ярлычков можно переключаться к другим рабочим листам, входящим в ту же рабочую книгу. Чтобы переименовать рабочий лист, надо дважды щёлкнуть мышкой на его ярлычке и заменить старое имя на новое

Рабочий лист состоит из строк и столбцов. Строки нумеруются числами от 1 до 65536, а столбцы обозначаются латинскими буквами А, В.... АА, АВ...

На пересечении столбцов и строк расположен основной структурный элемент таблицы - ячейка. Каждая ячейка имеет свой адрес. Адрес ячейки состоит из имени столбца и номера строки, на пересечении которых расположена ячейка, например, A1, B5, АА325. Адреса ячеек используются при записи формул, определяющих взаимосвязь между значениями, расположенными в разных ячейках. В текущий момент времени активной может быть только одна ячейка, которая активизируется щелчком мышки по ней и выделяется рамкой. Эта рамка в Excel играет роль курсора. Операции ввода и редактирования данных всегда производятся только в активной ячейке.

Отдельная ячейка может содержать данные, относящиеся к одному из следующих основных типов: число, дата и время, текст или формула, а также оставаться пустой.

На данные, расположенные в соседних ячейках, образующих прямоугольную область, можно ссылаться в формулах как на единое целое. Группу ячеек, ограниченную прямоугольной областью, называют диапазоном. Наиболее часто используются прямоугольные диапазоны, образующиеся на пересечении группы последовательно идущих строк и группы последовательно идущих столбцов. Диапазон ячеек обозначают, указывая через двоеточие адрес первой ячейки и адрес последней ячейки диапазона, например, B5:F15. Выделение диапазона ячеек можно осуществить протягиванием указателя мышки от одной угловой ячейки до противоположной ячейки по диагонали. Рамка текущей (активной) ячейки при этом расширяется, охватывая весь выбранный диапазон.

Основными элементами рабочего окна являются:

1. Строка заголовка (в ней указывается имя программы) с кнопками управления окном программы и окном документа (Свернуть, Свернуть в окно или Развернуть во весь экран, Закрыть);

2. Строка основного меню (каждый пункт меню представляет собой набор команд, объединенных общей функциональной направленностью) плюс окно для поиска справочной информации.

3. Панели инструментов (Стандартная, Форматирование и др.).

4. Строка формул, содержащая в качестве элементов поле Имя и кнопку Вставка функции (fx), предназначена для ввода и редактирования значений или формул в ячейках. В поле Имя отображается адрес текущей ячейки.

5. Рабочая область (активный рабочий лист).

6. Полосы прокрутки (вертикальная и горизонтальная).

7. Набор ярлычков (ярлычки листов) для перемещения между рабочими листами.

8. Строка состояния.

 

РИС. (3.4)34 Основные элементы окна MS Excel

 

3.4.3 Адреса ячеек

В MS Excel имеются три способа адресации ячеек: относительная, абсолютная и смешанная.

По умолчанию, ссылки на ячейки в формулах рассматриваются как относительные. Это означает, что при копировании формулы адреса в ссылках автоматически изменяются в соответствии с относительным расположением исходной ячейки и создаваемой копии.

Пусть, например, в ячейке В2 имеется ссылка на ячейку A3. В относительном представлении можно сказать, что ссылка указывает на ячейку, которая располагается на один столбец левее и на одну строку ниже данной. Если формула будет скопирована в другую ячейку, то такое относительное указание ссылки сохранится. Например, при копировании формулы в ячейку Е27 ссылка будет продолжать указывать на ячейку, располагающуюся левее и ниже, в данном случае на D28.

Признаком абсолютной адресации является знак $.

Если знак $ предшествует имени столбца и номеру строки $C$12, $A$2:$d$24, то это будет абсолютный адрес ячейки или диапазона ячеек. Абсолютная адресация применяется в случаях, когда в формулах необходимо осуществлять ссылку на одну и ту же ячейку (один и тот же диапазон ячеек).

Если знак $ предшествует имени столбца $B7, то это будет абсолютный адрес столбца. Если знак $ предшествует номеру строки D$23, то это будет абсолютный адреса строки. Это примеры смешанной адресации.

Для изменения способа адресации при редактировании формулы надо выделить ссылку на ячейку и нажать клавишу F4. Элементы номера ячейки, использующие абсолютную адресацию, предваряются символом $. Например, при последовательных нажатиях клавиши F4 номер ячейки А1 будет записываться как А1, $А$1, А$1 и $А1. В двух последних случаях один из компонентов номера ячейки рассматривается как абсолютный, а другой – как относительный.

3.4.4. Формулы и стандартные функции для автоматизации вычислений.

Вычисления в таблицах программы Excel осуществляются при помощи формул.

Формулы - это выражение, начинающееся со знака равенства.

Формула может содержать числовые константы, ссылки на ячейки и функции Excel, соединенные знаками математических операций. Скобки позволяют изменять стандартный порядок выполнения действий.

Правило использования формул в программе Excel состоит в том, что, если значение ячейки действительно зависит от других ячеек таблицы,всегда следует использовать формулу, даже если операцию легко можно выполнить в «уме». Это гарантирует, что последующее редактирование таблицы не нарушит ее целостности и правильности производимых в ней вычислений.

Результатом выполнения формулы является значение, которое выводится в ячейке, а сама формула отображается в строке формул. Если значения в ячейках, на которые есть ссылки в формулах, изменяются, то результат изменится автоматически.

Для ускорения и упрощения вычислительной работы Excel предоставляет в распоряжение пользователя мощный аппарат функций рабочего листа, позволяющих осуществлять практически все возможные расчёты.

Функции Ехсеl -- это специальные, заранее созданные формулы для сложных вычислений, в которые пользователь должен ввести только аргументы.

Функции состоят из двух частей: имени функции и одного или нескольких аргументов. Имя функции описывает операцию, которую эта функция выполняет, например, СУММ.

Аргументы функции Ехсеl - задают значения или ячейки, используемые функцией, они всегда заключены в круглые скобки. Открывающая скобка ставится без пробела сразу после имени функции. Например, в формуле «=СУММ(А2;А9)», СУММ -- это имя функции, а А2 и А9 -- ее аргументы.

Эта формула суммирует числа в ячейках А2, и А9. Даже если функция не имеет аргументов, она все равно должна содержать круглые скобки, например функция ПИ(). При использовании в функции нескольких аргументов они отделяются один от другого точкой с запятой. В функции можно использовать до 30 аргументов

В целом MS Excel содержит более 400 стандартных функций рабочего листа (встроенных функций). Все они в соответствии с предназначением делятся на 11 групп (категорий):

1. финансовые функции;

2. функции даты и времени;

3. арифметические и тригонометрические (математические) функции;

4. статистические функции;

5. функции ссылок и подстановок;

6. функции баз данных (анализа списков);

7. текстовые функции;

8. логические функции;

9. информационные функции (проверки свойств и значений);

10. инженерные функции;

11. внешние функции.

Запись любой функции в ячейку рабочего листа обязательно начинается с символа равно (=). Если функция используется в составе какой-либо другой сложной функции или в формуле (мегаформуле), то символ равно (=) пишется перед этой функцией (формулой). Обращение к любой функции производится указанием её имени и следующего за ним в круглых скобках аргумента (параметра) или списка параметров.

Правила вычисления формул, содержащих функции, не отличаются от правил вычисления более простых формул. Ссылки на ячейки, используемые в качестве параметров функции, также могут быть относительными или абсолютными, что учитывается при копировании формул методом автозаполнения.

MS Excel обладает обширной справочной системой, где можно найти полное описание всех функций..

Возможные ошибки при использовании функций в формулах

В ячейке Excel вместо ожидаемого вычисленного значения можно увидеть ####### (решетки). Это лишь признак того, что ширина ячейки недостаточна для отображения полученного числа.

Следующие значения, называемые константами ошибок, Excel отображает в ячейках, содержащих формулы, в случае возникновения ошибок при вычислениях по этим формулам:

1. #ИМЯ? – неправильно введено имя функции или адрес ячейки.

2. #ДЕЛ/0! – значение знаменателя в формуле равно нулю (деление на нуль).

3. #ЧИСЛО! – значение аргумента функции не соответствует допустимому. Например, ln(0), ln(-2), .

4. #ЗНАЧ! – параметры функции введены неправильно. Например, вместо диапазона ячеек введено их последовательное перечисление.

5. #ССЫЛКА! – неверная ссылка на ячейку.

 

3.4.5. Формат ячеек

 

Форматирование ячеек – это одно из основных отличий Excel от калькулятора. Умелое форматирование позволяет разношерстный набор данных привести к удобному для осмысления виду: выделить итоговую строку, шапку, убрать «лишние» знаки после запятой, добавить границы и т.д. В общем, форматирование позволяет набор «серой массы данных» превратить в структурированную и читабельную информацию.

 

Формат ячейки включает в себя параметры, которые определяют:

· вид представления числового значения ячейки;

· выравнивание и ориентацию содержимого ячейки;

· вид шрифта;

· обрамление ячейки; заполнение (фон) ячейки.

Кроме этого, можно установить параметры защиты данных, записанных в ячейку. Обычно ячейки форматируются путем изменения отдельных параметров. Перед тем как изменить формат ячейки, необходимо установить на нее табличный курсор. Если же требуется установить формат для нескольких ячеек одновременно, следует предварительно выделить эти ячейки.

В Excel имеется шесть стандартных форматов (наборов параметров) ячеек, которые 'могут применяться во всех документах. В начале работы с новой таблицей все ячейки имеют одинаковый стандартный формат, используемый по умолчанию. Этот формат называется Обычный. Он имеет следующие параметры:

· изображенное значение повторяет истинное;

· выравнивание по горизонтали зависит от типа данных;

· выравнивание по вертикали выполняется по нижнему краю;

· текст без переноса слов;

· ориентация изображенного значения горизонтальная;

· для отображения содержимого используется стандартный шрифт без выделения и эффектов;

· обрамления вокруг ячеек нет;

· заполнения нет.

Остальные стандартные форматы отличаются от формата Обычный только отображением чисел в ячейках:

- Финансовый (или С разделителями) — число округляется до двух знаков после десятичного разделителя, например, число 43,569 представляется в виде 43,57;

- Финансовый (0) — число округляется до целого, например число 43,569 представляется в виде 44;

- Денежный — число округляется до двух знаков после десятичного разделителя и добавляется знак денежной единицы, например число 43,569 на «российском» компьютере представляется в виде 43,57р.;

- Денежный (0) — число округляется целого и добавляется знак денежной единицы, например, число 43,569 представляется в виде 44р.;

- Процентный — если в ячейку после установки формата введено число от 0 до 1, то оно умножается на 100, затем число (независимо от величины) округляется до целого и к нему добавляется знак %, в результате этого, например, числа 0,43569 и 43,569 будут представляться одинаково 44%. Если в диалоговом окне Параметры на вкладке Правка выключить переключатель Автоматический ввод, процентов, то на 100 будут умнйжаться все числа, а не только от 0 до 1. В результате этого, например, числа 0,43569 и 43,569 будут представляться как 44% и 4357%. То же самое будет происходить, если этот переключатель включен, однако числа были введены в ячейки до того, как им был присвоен формат Процентный.

При использовании финансовых и денежных форматов между разрядами единиц, тысяч, миллионов и т. д. устанавливается разделитель, заданный в настройках Windows: вкладка Числа в программе Язык и стандарты на Панели управления. Обычно это пробел. При настройке Windows задается и знак денежной единицы валюты: вкладка Денежная единица в программе Язык и стандарты на Панели управления. Используемый разделитель разрядов можно изменить, не изменяя при этом общую настройку Windows.

 

3.4.6. Поиск и обработка данных в электронных таблицах.

Список представляет собой электронную таблицу с большим объемом взаимосвязанной информации (список товаров на складах или список номеров телефонов и адресов абонентов). Список - это набор строк электронной таблицы со взаимосвязанными однотипными данными постоянного формата.

К спискам в Ехсеl предъявляются более строгие требования, чем к обычным электронным таблицам. Количество столбцов в списке должно быть постоянным, а количество строк переменным. Это позволяет добавлять, удалять или переставлять строки таблицы или записи списка (базы данных).

Наличие пустых строк и столбцов в списке является недопустимым. Данные в списке должны иметь постоянный формат. Первая строка в списке содержит названия столбцов или имена полей как в базах данных.

Для поиска, обработки и анализа данных в списке относятся команды из меню Данные: Сортировка, Фильтр, Форма, Итоги, Проверка. При выполнении этих команд, редактор автоматически распознает список как базу данных и осуществляет обработку и анализ данных в списке как в базе данных.

Поиск данных в электронной таблице – это отбор записей (строк), удовлетворяющих условиям поиска, заданным в форме фильтра.

Поиск данных в электронных таблицах осуществляется с помощью фильтров. Фильтр просто скрывает в исходной таблице записи, не удовлетворяющие условиям поиска.

Фильтры позволяют отбирать записи, которые удовлетворяют условиям поиска. Условия поиска записей создаются с использованием операторов сравнения (=, >, < и т. д.).

 

Электронные таблицы могут содержать сотни и тысячи записей (строк). Часто бывает необходимо их упорядочить, т. е. рас положить в определенной последовательности. Упорядочение записей называется сортировкой.

В электронных таблицах существует режим сортировки, который позволяет после выбора любого столбца расширить диапазон сортируемых данных. В этом случае по данным выделенного столбца будут сортироваться строки (записи базы данных) целиком.

Значения, содержащиеся в выбранном поле, располагаются в порядке возрастания или убывания их значений, который определяется типом поля. В процессе сортировки целостность записей сохраняется, т. е. строки таблицы перемещаются целиком.

 

Сортировка данных в электронных таблицах – это упорядочение записей (строк) по значениям одного из полей.

Командой Итоги можно упорядочить данные в списках с помощью итоговых значений.

В научно-технической деятельности программу Excel трудно рассматривать как основной вычислительный инструмент. Однако ее удобно применять в тех случаях, когда требуется быстрая обработка больших объемов данных. Она полезна для выполнения таких операций, как статистическая обработка и анализ данных, решение задач оптимизации, построение диаграмм и графиков. Для такого рода задач применяют как основные средства программы Excel, так и дополнительные (надстройки).

 

 

3.4.7. Графические возможности таблиц.

Электронные таблицы позволяют визуализировать данные, размещенные на рабочем листе, в виде диаграмм или графиков. Диаграммы и графики наглядно отображают зависимости между данными, что облегчает восприятие и помогает при анализе и сравнении данных.

Диаграммы могут быть различных типов и соответственно представлять данные в различной форме. Для каждого набора данных важно правильно подобрать тип создаваемой диаграммы

РИС. (3.4)35 Типы диаграмм: линейчатая, круговая, график

 

Диаграммы могут располагаться как на листе с данными (внедренные диаграммы), так и на отдельных листах. Диаграммы связаны с исходными данными на рабочем листе и обновляются при обновлении данных на рабочем листе. Для создания диаграмм используется Мастер диаграмм, который позволяет создавать диаграмму по шагам с помощью серии диалоговых панелей.

Создание диаграммы

Чтобы создать диаграмму, необходимо, прежде всего, ввести данные для диаграммы на лист. Затем выделите любые ячейки, которые содержат исходные данные диаграммы. Далее в меню Вставка выберите команду Диаграмма или нажмите кнопку Мастер диаграмм на стандартной панели инструментов. В любом случае Ехсеl выведет на экран первое окно мастера диаграмм. С помощью четырех окон диалога мастер диаграмм соберет всю информацию, необходимую Ехсеl для построения диаграммы.

Кроме того, можно создать диаграмму за один шаг без использования мастера диаграмм. При создании таким способом диаграммы используются стандартные тип и параметры форматирования, которые позже можно изменить.

Создание диаграммы за один шаг. Самый быстрый способ для создания листа диаграммы, использующего стандартный тип диаграммы, выделите необходимые данные и нажмите клавишу F11. В этом случае лист диаграммы - это лист книги, содержащий только диаграмму.

 

3.4.8. Сводные таблицы и консолидация данных.

Консолидация (объединение) данных позволяет создать таблицу-сводку по одной или нескольким категориям данных, используя один или несколько блоков исходных данных.

При консолидации данных могут использовать различные функции: суммирования, расчета среднего арифметического, подсчета максимального и минимального и.т.д.

Сводная таблица - это таблица, обобщающая и анализирующая данные из одной или нескольких таблиц. Исходные данные для сводной таблицы могут находиться в списке на одном листе рабочей книги, на нескольких листах, во внешней базе данных или в другой сводной таблице. Меняя структуру таблицы, можно получать различные сводные ведомости одних и тех же исходных таблиц.

Сводная таблица — это таблица, которая используется для быстрого подведения итогов или объединения больших объемов данных. Меняя местами строки и столбцы, можно создать новые итоги исходных данных; отображая разные страницы можно осуществить фильтрацию данных, а также отобразить детальные данные области.

В сводной таблице можно создавать динамические перекрестные данные в строках и столбцах, показывать данные в отсортированном виде, скрывая детали или, наоборот, со всеми подробностями.

Сводные таблицы создаются с помощью Мастера сводных таблиц.