Матричные операции.
ЛЕКЦИИ
Семестр: ТРЕТИЙ
ИНФОРМАТИКА
ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД
Джеймс Гибсон
Вся информация о внешней среде есть в структуре оптического потока, приходящего из внешней среды.
Восприятие – процесс непосредственного вычерпывания информации об окружающей среде, которая необходима для организации поведения.
Основу восприятия окружающего мира составляют поверхности, события и возможности.
Стимуляция:
- Стимуляция – объемлющий оптический поток света, приходящий в каждую потенциальную точку наблюдения.
- Он структурирован поверхностями, окружающими наблюдателя
- Структура оптического потока меняется для различных событий – перемещений наблюдателя, движения объектов, их заслонения и т.д.
Инварианты несут информацию о свойствах объекта – это то что остается неизменным при изменении свойств объемлющего оптического потока.
Факультет: ПГС
Курс: ВТОРОЙ
Часов: 16 (8 лекций)
1. MICROSOFT OFFICE. Пакет Прикладных Программ
2. WORD. Текстовый редактор
3. EXCEL. Электронная таблица
4. EXCEL. Графики и Диаграммы
5. EXCEL. Функции и Матрицы
6. EXCEL. Регрессия. Статистические функции. Численное интегрирование
7. ACCESS. Базы данных и запросы
8. ACCESS. Формы и отчёты
ЛЕКЦИЯ 1
MICROSOFT OFFICE. Пакет Прикладных Программ
ППП MICROSOFT OFFICE работает под управлением операционной системы WINDOWS. Для использования ППП он должен быть установлен на ПК в стандартной конфигурации. Пакет состоит из нескольких приложений, которые взаимосвязаны между собой, имеют схожие оформления и инструменты. Однако каждое приложение предназначено для решения определённого класса задач и может работать самостоятельно. Наименования документов в каждом приложении также отличаются друг от друга. Это позволяет работать одновременно с документами в различных приложениях, используя многооконный режим операционной системы. Всего существует 6 приложений:
WORD – текстовый редактор.
EXCEL – электронные таблицы.
ACCESS – базы данных.
POWER POINT – презентации.
OUTLOOK – управление документами.
FRONT PAGE – редактор HTML-документов.
Для решения инженерных задач наиболее важным является приложение EXCEL, которому будет уделено основное внимание.
Запуск приложений
Обычно для запуска приложений используются их ярлыки на Рабочем столе или ярлыки любого документа. Если ярлыки отсутствуют, можно открывать документы и приложения через Главное меню.
Открываем Главное меню кнопкой ПУСК. В подменю Программы (Programs) имеются значки всех приложений, позволяющие открывать эти приложения. Кроме того, в Главном меню присутствуют разделы: Создать документ Office (New Office Document) и Открыть документ Office (Open Office Document), с помощью которых выполняются соответствующие задачи. Если открыть одновременно два или больше приложений, можно работать в многооконном режиме. При этом регулируются размеры вложенных друг в друга окон. В полноэкранном режиме можно видеть только одно рабочееокно. Переключение окон осуществляется либо щелчком по заголовку окна, которое необходимо сделать активным, либо сочетанием клавиш Alt + Tab.
Любой файл отождествляется с некоторым типом, который идентифицируется расширением файла - символами, расположенными после точки в имени файла. Для документов Office также имеются стандартные символы расширений: для WORD это .doc, для Excelэто .xlsи т.д. Подробно расширения будут рассмотрены в соответствующих разделах. Расширения позволяют операционной системе обращаться к соответствующему приложению. Поэтому для запуска приложения с одновременным открытием документа нужно дважды щёлкнуть по его значку в окне папки или на рабочем столе.
Если файла нет на рабочем столе, его можно найти с помощью команды Файл/Открыть (File/Open) в строке меню приложения. Список появится в открывшемся окне диалога Открытие документа. Для поиска можно использовать перечень типов файлов. В стандартной папке Открытие документа также имеются подразделы, позволяющие быстро найти требуемый файл. С помощью режима Представления(Views) имеется возможность изменения расположения файлов по одному из признаков, что облегчает поиск. Если найти файл не удаётся, через команды Сервис/Найти(Tools/Find) откроется окно диалога, позволяющее сформулировать любые условия поиска.
Текст
Текст является основой большинства документов. В Приложениях имеется набор разнообразных элементов ввода и редактирования, построенных по единому принципу. Так, перенос строки осуществляется автоматически, без нажатия клавиши Enter. Она используется при создании нового абзаца. Корректировка текста основана на принципе «выделить – применить», т.е. любые преобразования в тексте возможны только при предварительном выделении фрагмента текста. Выделение осуществляется преимущественно протаскиванием указателя мыши при нажатой левой клавише. Другие методы, а также приёмы форматирования текста, будут подробно рассмотрены при изучении текстового редактора WORD.
ОС позволяет вставлять объекты, созданные одними программами, в документы других программ. Это позволяет создавать тексты, содержащие таблицы WORD, книги EXCEL, графики, диаграммы, рисунки и любые другие объекты, создаваемые приложениями OFFICE, или импортируемыми из внешних источников.
В то же время, для простых текстов, не содержащих дополнительных объектов, целесообразно использовать программу Блокнот(Notepad), документы которой занимают значительно меньше места, чем в редакторе WORD.
Сохранение и закрытие документа
Создав документ и заполнив его содержанием, необходимо записать его на жёсткий диск. Это предотвратит потерю информации в случаях сбоя работы системы или отключения питания. Это правило не относится к приложениям
ACCESS и OUTLOOK, где обновление данных в документе производится автоматически при внесении изменений. Созданный документ не имеет имени, а определяется порядковым номером создания в данном сеансе. Для сохранения необходимо выполнить команды Файл/Сохранить как (File/SaveAs) и в открывшемся окне диалога ввести имя файла и открыть папку, в которой сохранить данный документ. Следует обратить внимание и на возможное изменение наименования типа файла.
При внесении изменений в существующий и сохранённый документ существует две возможности. В первом случае документ с изменениями сохраняется с прежним именем командой Файл/Сохранить (File/Save). При этом предыдущая версия не сохраняется. Если нужно сохранить обе версии, новому документу присваивается новое имя, под которым он сохраняется.
Для закрытия документа выбирается команда Файл/Закрыть (File/Close), или производится щелчок по кнопке закрытия (косой крест) в правом углу заголовка окна. При этом программа напоминает о наличии несохранённых изменений и предлагает выполнить одну из процедур сохранения изменений: ДА, НЕТ, ОТМЕНА. Без выполнения одной из команд дальнейшая работа будет заблокирована.
Завершение работы со всем приложением производится аналогично.
Печать документа
Для подготовки к печати документа на принтере используется режим Предварительный Просмотр (Print Prewiew). В окне режима производится масштабирование страниц, что позволяет обнаружить и устранить ошибки размещения текста до печати. Изменять масштаб отдельных участков можно с помощью щелчков по нему левой кнопки мыши.
После просмотра следует настроить параметры печати командой Файл/Печать (File/Print). В окне диалога можно отметить номера нужных страниц, количество копий и другие параметры печати.
Характеристика приложений
Каждое приложение пакета открывается в своём окне. Окно приложения имеет системные элементы управления и поддерживает операции перемещения и изменения размера. Щелчок по заголовку окна делает окно активным, а перемещение окна по экрану возможно в неразвёрнутом виде путем перетаскивания за заголовок.
Изменение размера окна приложения возможно двумя способами. Если окно не развёрнуто, то плавное изменение его размера осуществляется с помощью установки мыши на границу окна и протаскивание этой границы. Если установить курсор на нижний правый угол окна, протаскивание его позволяет изменять одновременно ширину и высоту окна. Кроме того, в правой части заголовка имеется расположенная между кнопками закрытия и сворачивания кнопка Развернуть (Maximize). Она позволяет увеличить размер окна до полной величины экрана. Левая кнопка Свернуть (Minimize) позволяет убрать окно с экрана и переместить его символ на панель задач внизу экрана. Таким образом, окно остаётся загруженным и находится в «горячем резерве». Возврат окна на экран осуществляется щелчком по его символу на панели задач. Такая возможность быстрого переключения окон приложений существенно ускоряет работу. Правая кнопка Закрыть (Close) закрывает приложение, и для дальнейшей работы его нужно загрузить снова.
Строковые меню и дублирующие их инструменты в верхней части окна обеспечивают любые манипуляции внутри каждого окна приложений.
Аналогично выглядят и окна документов, открываемые в окнах выбранных приложений. Здесь существует возможность одновременного нахождения нескольких окон документов в одном окне приложения. Для этого используется команда Окно/Разделить (Window/Split). Однако в приложениях OUTLOOK и ACCESS такая процедура невозможна, но каждый объект файла рассматривается как отдельный документ, находящийся в своём окне.
Рассмотрим кратко назначение каждого приложения.
WORD – мощный текстовый редактор. С его помощью можно не только отформатировать и оформить многостраничный текст, но и полностью сверстать небольшую книгу.
EXCEL – создаёт электронные таблицы для расчётов с табличными данными, обеспечивает построение на их основе диаграмм и вывод полученной информации на печать в виде листов с таблицами, заголовками и пояснительными надписями. Главным достоинством приложения является наличие обширного встроенного математического аппарата и автоматический перерасчёт результата при изменении любого значения в исходной таблице.
ACCESS – работает с базами данных, похожими на электронные таблицы. Отличие заключается в том, что базы данных предназначены для хранения больших объёмов информации, сортировки и поиска запрашиваемых выборочных данных. Создаваемая интерактивная оболочка базы данных позволяет также оперативно изменять структуру таблиц, форм и отчётов.
POWER POINT – современный способ представления разнообразной информации. Презентация состоит из серии слайдов с определённым содержанием. Их можно распечатать или показать на экране в виде электронного слайд-шоу. Большие возможности приложения обеспечивают яркость и наглядность подачи материала.
OUTLOOK – выполняет множество полезных функций. Основными являются работа с электронной почтой, планирование расписания и
управление документами. Существенно ускоряет и автоматизирует рутинную канцелярскую работу.
FRONT PAGE – это редактор HTML-документов, с помощью которого можно не только наполнить содержанием Web-страницу, но и создать целый Web-узел, все компоненты которого будут иметь однотипное оформление, и опубликовать его в Интернете.
Взаимодействие с операционной системой
Для удобства активизации приложений целесообразно создать их Ярлыки на Рабочем столе. Эта процедура легко осуществляется через Главное меню, где в разделе Программы (Programs) можно скопировать Ярлык на Рабочий стол. Следует помнить, что стрелка на значке Рабочего стола является символом Ярлыка, а удаление Ярлыка не приводит к удалению соответствующей программы. В то же время, удаление других значков ведёт к потере информации.
Открытие документов на рабочем столе может быть реализовано простым перетаскиванием значка документа на Ярлык приложения, в котором надо открыть документ. Выделяя те или иные фрагменты текста и копируя или вырезая их командами Copy(Копировать) или Cut(Вырезать) в Буфер Обмена (Clipboard), можно далее вставлять их командой Paste в выбранные места любого документа. Удаление осуществляется перетаскиванием в Корзину или командой Delete, причём из Корзины документы можно либо удалить, либо восстановить в прежнем виде.
Открывая документы из окон приложений или с помощью значков Рабочего стола, необходимо помнить, что они представляют собой файлы – поименованные информационные блоки, расположенные в иерархической структуре папок или каталогов жёстких дисков компьютера или на сетевых дисках. Открыв папку Мой компьютер (My Computer) можно установить местонахождение любого файла. Внепрограммные файлы обычно хранятся в папке Мои документы (My Documents), где их и следует искать.
Главное меню обеспечивает доступ ко всем инструментам и приложениям ПК. Для разделов Создать документ Office (New Office Document) и Открыть документ Office (Open Office Document) имеются вкладки, содержащие полный набор шаблонов и Мастеров создания различных документов Office. Значки вкладки Общие (General) позволяют запустить любое из 6 приложений и открыть в нём пустой документ. Остальные вкладки содержат значки следующих объектов:
Базы данных (Databases) – мастера построения стандартных баз данных
ACCESS
Шаблоны оформления (Design Templates) – шаблоны, на основе которых
создаются презентации
POWER POINT
Ходатайство (Legal Pleadings) – мастер построения шаблона официального
ходатайства и наполнения его содержанием
Письма и факсы (Letters & Faxes) – стандартные шаблоны для WORD
Записки (Memos) – докладные записки и небольшие письма
Презентации (Presentations) – презентации POWER POINT
Публикации (Publications) – шаблоны текстов для публикации
Отчёты (Reports) – отчёты для WORD
Электронные таблицы (Spreadsheet Solutions) – шаблоны для EXCEL
Web-страницы (Web Pages) – мастер построения Web-страниц и шаблоны
файлов формата HTML
Другие документы (Other Documents) – дополнительные мастера и шаблоны.
Вывод документов OFFICE на печать или внешний носитель осуществляется обычными способами, описанными выше (Печать документов).
Общие черты приложений OFFICE
Строка меню обеспечивает доступ ко всем командам программы. Панель инструментов содержат кнопки и раскрывающиеся списки, с помощью которых можно выполнять любые операции. Поскольку стандартная панель инструментов и панель форматирования могут содержать большое количество элементов, не помещающееся в строке, имеется возможность добавления и уменьшения числа активных кнопок панелей.
Поиск объектов производится с помощью инструментов прокрутки – клавиш Page Up и Page Down и ползунков окна. Если необходимо быстро найти определённый текст, можно воспользоваться командой Правка/Найти(Edit/Find), в окно диалога которой помещается требуемый текст.
Во всех приложениях предусмотрено множество способов редактирования содержания, основанных на выделении редактируемого фрагмента. Буфер обмена (Clipboard) для временного хранения фрагментов имеет несколько ячеек, что увеличивает его возможности. Когда все ячейки Буфера заняты, очередная команда копирования в буфер приводит к удалению фрагмента из первой ячейки. Пользователю предоставляется возможность ответить на вопрос, согласен ли он с такой операцией. Удаление из буфера производится командой Очистить буфер обмена (Clear Clipboard).
Справочная система Officeреализуется несколькими способами и включает следующие основные компоненты:
- Помощник по Office – интерактивный инструмент, позволяющий вводить вопрос и выбирать ответ из списка близких к вопросу тем. При этом пользователю предлагаются полезные подсказки.
- Окно справочной системы – база данных с возможностью поиска информации по названию темы или ключевому слову.
- Что это такое? – инструмент, позволяющий указать элемент окна диалога и получить краткое описание назначения выбранного объекта.
- Microsoft на Web – система поиска справочной информации на Web –страницах компании Microsoft.
Таковы общие черты приложений OFFICE и взаимодействие их с операционной системой WINDOWS. Далее приложения будут рассмотрены более подробно.
ЛЕКЦИЯ 2
WORD. Текстовый редактор
Текстовый редактор WORD позволяет создавать и редактировать документы, добавлять в них таблицы и рисунки, изменять оформление абзацев и вид шрифта, готовить документ к печати. Дополнительные модули позволяют проверять орфографию, формировать оглавления и указатели, осуществлять слияние с базой данных.
Создание документа
Создание документов существенно упрощается за счёт применения шаблонов и мастеров создания.
Использование шаблонапозволяет создавать документы с заранее введёнными заголовками (например, логотип фирмы) и стандартными элементами оформления, в которые каждый раз при использовании вставляются конкретные данные. Для создания шаблона из имеющегося документа необходимо:
1. В окне Сохранение документа (Save As) выбрать Тип Файла – Шаблондокумента (Document Templates) и сохранить его в выбранной папке со своим именем. После закрытия сохраняется шаблон документа.
2. Для поиска шаблонов выберите команду Сервис/ Параметры (Tools/Options). В окне диалога кликните Расположение (File Locations)
3. Кликните Шаблоны пользователя (User Templates) и Изменить (Modify). Откроется окно диалога для выбора папки
4. В папке Мои документы кликните Шаблоны. После OK вернитесь на Расположение, где в строке Шаблоны пользователя теперь появится имя нужной вам папки. Далее закройте окно параметров.
5. Теперь можно создавать на базе созданного шаблона новые документы, используя команды: Файл/ Создать (File/ New), причём в окне Созданиедокумента (New) на вкладке Общие (General) появится значок шаблона
6. Переключателем Создать (Create New) можно выбрать тип файла – Документ (Document) или Новый шаблон (New)
Мастер создания документов является интеллектуальным шаблоном, изменяющим конфигурацию по командам пользователя. Например, для создания профессионального резюме для службы подбора персонала необходимо выполнить следующие процедуры.
1. Кликнуть Файл/ Создать (File/ New), в окне создания документа кликнуть Другие документы (Other Documents) и дважды кликнуть по Мастер резюме (Resume Wizard). Откроется первое окно мастера.
2. Кликнуть Далее (Next), во втором окне установить переключатель на выбранный стиль и перейти к следующему окну кликом Далее
3. Следуя указаниям Мастера,продолжать вводить или выбирать свои параметры, в конце работы нажав Готово (Finish). Мастер сгенерирует созданный документ, который надо сохранить для дальнейшего использования.
Режимы просмотра
Документ можно отображать в четырёх режимах просмотра:
- Обычный (Normal) – для ввода и форматирования непрерывного текста;
- Разметка страницы (Print Layout) – для оценки расположения текста относительно физических страниц документа;
- Структура (Outline) – для задания и редактирования структуры разделов;
- Web-документ (Web Layout) – для формирования страниц неограниченной длины.
Обычный режимиспользуется при первичном создании текста. Документ имеет неограниченную длину, а ширина определяется размером страницы. Графические объекты на экране не отображаются.
Строка состояния (нижняя в окне) во всех режимах выводит информацию о номере текущей страницы, номере раздела, через дробь – номер страницы и общее число страниц документа, расстояние от левого края до положения курсора и номер текущей строки и столбца.
Перелистывание и перемещение текста производится обычными методами, рассмотренными при изучении окон.
Режим Разметка страницы позволяет видеть документ таким, каким он будет после распечатки. Страницы документов отображаются белыми прямоугольниками, в которых расположен текст и любые другие объекты. Отличием окна режима разметки является наличие кроме горизонтальной ещё и вертикальной линейки. Приёмы перемещения по документу также совпадают в обоих режимах, однако в списке Масштаб (Zoom) здесь появляются три дополнительных пункта: По ширине текста (Text Width), Страница целиком (Whole Page), Две страницы (Two Pages).
В режиме разметки предварительно настраиваются размеры страницы и её полей командой Файл/ Параметры страницы (File/ Page Setup). В окне диалога заполняются нужные пункты. Поля можно настроить также с помощью линеек.
Для расстановки номеров страниц используется команда Вставка/ Номерастраниц (Insert/ Page Numbers), там же можно выполнить форматирование номеров. После редактирования текста номера переустанавливаются автоматически. Ручное изменение номеров страниц, например, обеспечение начала нового раздела с новой страницы, производится командой Вставка/ Разрыв (Insert/ Break).
Для ввода заголовков используется опция Колонтитулы (Header And Footer).
Редактирование будущего электронного документа включается командой Вид/ Web-документ (View/ Web Layout).
Режим Структурапозволяет редактировать большой документ, имеющий иерархическую совокупность вложенных друг в друга разделов. Здесь можно варьировать положение и уровень объектов, используя подсказки окна.
Оформление документа
В отличие от простых редакторов типа Блокнот, где структурной единицей является символ, в редакторе WORD элементарным блоком является абзац.
Редактор сам расставляет по смыслу слова и буквы внутри абзаца наилучшим способом на основании правил форматирования. Это исключает необходимость ручной корректировки длины строк, выделения заголовков, организации красной строки и т.д. Все операции оформления производятся относительно предварительно выделенного абзаца (или другого смыслового отрезка).
Конфигурацию абзаца можно изменять в режиме Разметка страницы как с помощью команд меню, так и с помощью маркёров линеек и кнопок панелей инструментов. Основными параметрами изменения являются отступы, интервалы и табуляция. Удобно работать с вкладкой Отступы и интервалы(Indents And Spacing), открывающейся командой Формат/ Абзац (Format/ Paragraf). С помощью панели форматирования можно из абзацев создавать также нумерованные списки и столбцы.
Кроме параметров абзацев редактор позволяет изменять размер, начертание, цвет и другие характеристики шрифтов.При этом используются инструменты панели форматирования или вкладка Формат/ Шрифт (Format/Font). Изменения касаются выделенных фрагментов текста.
Для автоматического помещения данных в определённые места страницы используется режим табуляции.
Для удобства форматирования абзацев используется режим Стиль – поименованное описание формата абзаца или символов текста. Задав стиль, можно применить его к фрагменту или всему документу. Стили бывают двух типов:
- абзацный (для оформления всего абзаца);
- символьный (задаёт шрифт, начертание и оформление фрагмента).
В списке Стилиперечислен набор доступных стилей. Возможности конструктора стилей весьма обширны.
Внедрение графических объектов осуществляется с использованием графического редактора Paintи специализированных модулей (например, WordArt), формирующих и добавляющих объекты определённого типа. Обычно пользуются и панелью Рисование (Drawing),которая активизируется в режиме разметки или электронного документа. В ней находятся инструменты рисования и набор стандартных автофигур. Кроме того, можно выбирать изображения из обширной библиотеки ClipArt.
Таблицы и графики
Редактор обладает обширным набором инструментов для построения и форматирования таблиц. Для этого отведён целый пункт Главного меню.
Имеется два режима создания таблиц. Командой Добавить таблицу (Insert Table) открывается таблица стандартного формата 3х4. Если нужно создать таблицу с другими параметрами, надо использовать команду Таблица/ Добавить/ Таблица (Table/ Insert/ Table) и в окне диалога ввести нужные параметры. Перевод курсора по ячейкам таблицы производится клавишей Tab.Предусмотрены режимы изменения размеров ячеек, добавления или удаления строк и столбцов, разбиения и объединения ячеек. Форматирование таблицы позволяет усовершенствовать её вид за счёт различных рамок, линий, цветов. Здесь также имеется механизм создания стандартных стилей командой Автоформат (Autoformat) по предлагаемым образцам.
На базе таблиц можно строить графики и диаграммы командами Вставка (Insert)/Рисунок (Picture)/ Диаграмма (Chart) и форматировать их.
Дополнительные возможности редактора
В ППП присутствует модуль автоматической проверки орфографии и грамматики. Этот модуль функционирует во всех приложениях и позволяет быстро проверять и корректировать текст, причём, в зависимости от конфигурации ОС и версии ППП, словари могут поддерживать работу с разными языками.
По мере ввода текста каждому слову назначается атрибут, определяющий язык текста. Эта информация служит для выбора словаря проверки. Смена языка происходит при переключении раскладки клавиатуры.
Если редактор замечает неверно написанное слово, он подчёркивает его волнистой линией. Автоматическая проверка текста включается командой Сервис/Правописание, и последовательно помещает ошибочные фрагменты в окно. Управление коррекцией в окне содержит команды:
- Пропустить всё (Ignore All) – не воспринимать выделенное как ошибку;
- Добавить (Add) - добавить отсутствующее слово в словарь;
- Автозамена (AutoCorrect) – настроить автокоррекцию.
Рассмотренные основные и дополнительные методы работы текстового редактора WORD не исчерпывают его содержания, которое расширяется и совершенствуется с каждой очередной версией OFFICE.
ЛЕКЦИЯ 3
EXCEL. Электронная таблица
Таблица(spreadsheet) – разграфлённый по вертикали и горизонтали лист, образующий сетку, состоящую из строк и столбцов. В ячейки таблицы заносится информация и формулы. Основным достоинством электронных таблиц является автоматический пересчёт результата при изменении информации в любой ячейке. Областью применения являются задачи, оперирующие с массивами данных. Ценным свойством является возможность представления результатов в виде графиков и диаграмм, а также наличие огромного количества встроенных функций. С помощью таблиц удобно решать задачи прогнозирования и оптимизации.
В ППП Microsoft Office программа Excelявляется одним из приложений, имеющих общий интерфейс со всеми другими приложениями. Запуск производится либо кликом по ярлыку Excel или значку любого документа в этом приложении, либо командой Главного меню Создать документ Office. В открывшемся окне выбирается раздел Новая Книга (Blank Workbook) – так называются файлы и документы в Excel.
Рассмотрим структуру окна Excel.
В верхней части окна расположена Строка заголовка (Title Bar). Она содержит название программы. За эту строку можно перетаскивать окно по экрану. Справа расположены обычные кнопки сворачивания и закрытия.
Ниже находится стандартная для ППП Строка меню, содержащая раскрывающиеся списки команд и установок.
Под строкой меню расположен ряд кнопок, называемый Стандартной панелью инструментов. Кнопки дублируют команды меню, обеспечивая быстродействие. Для изменения содержания панели используются команды Вид/ Панели инструментов/ Настройки.
Далее находится Панель инструментов Форматирование. В полях этой панели указаны свойства текущей активной ячейки (выделенной в таблице жирной рамкой), отображаемые либо в окне раскрывающегося списка, либо в виде названия переключающей кнопки.
Под панелью форматирования расположена Строка формул. В левом её окне отображается имя активной ячейки. Здесь также можно раскрыть и применить список ранее использованных функций.
Справа от указателя ячейки после знака равенства находится окно, в котором отображается содержание активной ячейки, т.е. информация вводится либо в ячейку, либо в строку формул и автоматически дублируется в одном из этих мест.
Внизу таблицы на корешке, имеющем вид закладки, написаны номера листов (по умолчанию их три, но можно добавлять и больше). Кликом правой клавиши можно производить процедуры с листами. Набор листов называется Рабочей книгой, которая обычно является единым файлом со своим именем. В многооконном режиме можно работать с несколькими книгами, изменяя их размеры на экране. В самой нижней части основного окна находится Строка состояния, показывающая режим работы окна.
Рассмотрим основные приёмы работы с таблицами.
При запуске Excel на экране отображается пустая структура таблицы. Каждый элемент (ячейка) имеет номер, состоящий из буквы столбца и цифры строки. Двойным кликом выбранная ячейка становится активной, получая жирное обрамление. В активную ячейку можно вводить метку (текст), число или формулу. Текст должен начинаться с буквы или одиночной кавычки. Число отображается в реальном виде. Для записи формулы в начале ставится знак равенства (=), являющийся символом того, что введена формула.
При вводе формул необязательно набирать все данные. Если они ранее использовались в ячейках, то после введения знака равенства достаточно кликнуть по нужной ячейке и её содержимое продублируется в данной ячейке и строке формул. При редактировании ячейки выделяются бегущим пунктиром («муравьями»). Ввод информации в ячейку или строку формул завершается нажатием клавиши ввода Enter.
Для повторных вычислений формулы можно копировать в выбранный диапазон ячеек. Для обозначения диапазона между именами начала и конца диапазона ставится двоеточие (:). Копирование производится командами Правка/ Копировать и Правка/ Вставить или соответствующими кнопками стандартной панели инструментов. Удобным является использование маркёра заполнения. Это маленький квадратик в правом нижнем углу активной ячейки. Если подвести к нему курсор так, чтобы образовался крестик, то, удерживая нажатой левую клавишу можно перетащить ячейку с формулой в ячейки требуемого диапазона, после чего в них отобразится вычисленный результат.
При копировании адреса ячеек автоматически преобразуются, т.е. имеет место относительная адресация. Если необходимо сохранить исходную адресацию (например, для какого-нибудь постоянного значения), то в адрес его компоненты (букву или цифру) необходимо вставить символ американского доллара $. Быстро вставить этот символ можно клавишей F4.
Теперь адрес останется неизменным при копировании в любую ячейку, т.е. будет иметь место абсолютная адресация.
Программа позволяет также присваивать ячейкам или диапазонам имена, которые можно использовать вместо адресов ячеек. Имя вводится в поле, расположенное слева от строки формул.
Чтобы изменить содержимое активной ячейки, её нужно переключить в режим редактирования двойным кликом по ней, или нажатием клавиши F2. После внесения изменений нужно нажать Enter. Формулы можно редактировать как в самой ячейке, так и в строке формул. Для включения или отключения режима редактирования используется команда Сервис/Параметры, в окне которой открывается вкладка Правка. Флажок устанавливается или снимается в ячейке, расположенной под заголовком Параметры.
В электронных таблицах имеется большое число встроенных функций, автоматизирующих работу. Аргументами таких функций являются диапазоны ячеек. Имена встроенных функций строго фиксированы, узнать их можно, открыв список функций.Примером таких функций может являться статистическая функция вычисления среднего значения. После знака равенства в ячейку, предназначенную для записи результата, вводится имя функции =СРЗНАЧ (D2: D52), а в круглых скобках записывается аргумент, представляющий собой диапазон ячеек с значениями, для которых вычисляется среднее значение. Вместо ручного ввода значения диапазона или отдельной ячейки вводятся в текст формулы путём клика по ним. Результат вычисления функции появляется в выбранной ячейке после нажатия Enter.
В случаях нарушения правил орфографии или синтаксиса при написании формул, программа помещает в соответствующую ячейку сообщение об ошибке. Основные сообщения об ошибках следующие:
#ДЕЛ/0 - попытка деления на 0
#ЗНАЧ! - возможно, в качестве аргумента выбрано значение неправильного типа, или объекты не являются числовыми значениями (напр., строки)
#ИМЯ? - программа не может распознать имя
#Н/Д - значение недоступно из-за ошибок поиска
#ССЫЛКА - используется недопустимая ссылка на ячейку
#ЧИСЛО - число слишком велико или слишком мало, или функция
не может найти решение
Сообщения об ошибках сигнализируют о необходимости смысловых корректив. Но иногда возникают и опечатки, о которых программа сообщает в информационном окне. Там же приводятся варианты исправления опечаток, которые можно выбрать кликом по кнопке Да информационного окна.
Программа Excel предоставляет разнообразные возможности форматирования ячеек, влияющие на отображение их содержимого.
Форматирование можно выполнить тремя способами:
- открыть для выделенных ячеек диалоговое окно Формат ячеек через команду меню Формат/ Ячейки;
- проделать ту же процедуру, открыв контекстное меню кликом правоймышки по выбранным ячейкам;
- использовать панель инструментов Форматирование.
Диалоговое окно Формат ячеек имеет 6 вкладок.
1. ЧИСЛО.
Здесь выбирается встроенный формат содержимого ячейки из следующего набора:
- общий– наиболее распространённый и рекомендуемый к применению формат чисел;
- числовой – регулирует количество отображаемых знаков после запятой; позволяет использовать знак «минус» или скобки для отрицательных чисел;
- денежный – позволяет применять символы валюты;
- финансовый – изменяет количество десятичных знаков и символы валюты путём выравнивания по символам валюты и разделителю целой и дробной части;
- процентный – преобразует число в процентный формат;
- дробный – записывает число в виде простой дроби;
- экспоненциальный – записывает очень большие или очень маленькие числа в экспоненциальной форме;
- (все форматы) – позволяет задать шаблон (маску) записи чисел.
На этой вкладке также находится формат отображения даты, времени и некоторых других параметров.
2. ВЫРАВНИВАНИЕ
Она позволяет управлять размещением текста в ячейке, выравнивая его в разных направлениях.
3. ШРИФТ
Осуществляет доступ к таким атрибутам, как гарнитура, размер, стиль и цвет шрифта, а также отображение верхних и нижних индексов.
4. ГРАНИЦА
Управляет отображением линий, обрамляющих ячейки выделенного диапазона.
5. ВИД
Устанавливает фоновый цвет и узор выбранной группы ячеек.
6. ЗАЩИТА
Сообщает о том, как нужно обрабатывать ячейки после защиты всего листа.
Для переноса выделенных элементов таблицы целиком в другое место можно использовать режим гиперссылки, открывающийся кликом правой кнопки мыши.
Поле электронной таблицы можно разбить на две или четыре области, каждую из которых можно прокручивать отдельно. Для этого используется команда Окно/ Разделить. Также можно закрепить расположение этих фрагментов командой Окно/ Закрепить.
Вывод на печатьпроизводится аналогично текстовому редактору с использованием режима предварительного просмотра.
Сохранение рабочих книг осуществляется командой Сохранить на стандартной панели инструментов, или командой меню Файл/ Сохранить. В появившемся диалоговом окне надо ввести имя файла. Расширение Приложения EXCEL -.xls – устанавливается автоматически по умолчанию. Открытиепроизводится командой Файл/ Открыть. Выход происходит при использовании команды Файл/ Выход или кнопки с крестом. При этом необходимо подтвердить или отклонить сохранение изменений.
ЛЕКЦИЯ 4
EXCEL. Графики и Диаграммы
Программа EXCEL обладает быстрыми средствами построения диаграмм и даёт возможность управлять их свойствами для облегчения анализа результатов. Наличие опции построения линии тренда позволяет автоматически определять вид и параметры линии регрессии, являющейся аналитическим описанием полученных графиков.
Для построения диаграмм используются данные, полученные непосредственно при расчётах, или импортируемые из других программ или находящиеся на внешних носителях.
Для импортирования файла в программу EXCEL необходимо открыть этот файл командой Файл/ Открыть или использовать режим Открытие документа. При попытке открытия, если файл не принадлежит Приложению EXCEL, запустится Мастер текстов, позволяющий импортировать файл за три шага:
1. Выбирается тип файла, соответствующий его данным;
2. Выбирается тип ограничителей;
3. Выбираются данные и используемые форматы данных.
Теперь импортируемый файл примет вид стандартной электронной таблицы, отформатированной в соответствии с задачей построения диаграммы.
На основе данных этой таблицы, которая, кроме импортирования, может быть создана непосредственно на рабочем листе EXCEL, строится диаграмма. Процесс построения включает следующие этапы:
1. Выбор диапазона данных
2. Запуск Мастера диаграмм
3. Выбор вида диаграммы
4. Проверка рядов данных
5. Настройка основных параметров диаграммы
6. Выбор расположения диаграммы.
1. Для построения точечной диаграммы выбираются два столбца или две строки таблицы. Значения, выбранные первыми, будут расположены на оси абсцисс x, а вторые – на оси ординат y. Столбцы или строки необходимо выделит перетаскиванием курсора при нажатой левой клавише мыши. Если столбцы или строки расположены не рядом, необходимо удерживать нажатой клавишу Ctrl.
2. Запуск Мастера диаграмм производится кликом по кнопке, изображающей столбцовую диаграмму на стандартной панели инструментов, или командой Вставка/ Диаграмма.
3. На первом шаге Мастер диаграмм предлагает выбрать вид диаграммы из предложенного списка, справа от которого приведены образцы видов диаграмм. Наиболее распространёнными являются диаграммы в декартовых координатах, называемые в EXCEL точечными. Выбрав точечную диаграмму, можно уточнить варианты её создания по приложенным образцам и их описаниям. После выполнения очередного шага Мастера нажимается кнопка Далее.
4. В диалоговом окне Мастера есть панель предварительного просмотра, на которой видно, как выглядит диаграмма с заданными по умолчанию параметрами. В этом окне следует выбрать вкладку Ряд, после чего ввести в поле Имя название набора данных по оси абсцисс, которое будет отображено на диаграмме вместо стандартного Ряд1. Переходим к следующему шагу кнопкой Далее.
5. Теперь на диаграмме можно ввести заголовки и изменить многие другие особенности и параметры. Это относится к расположению легенды(описанию параметров осей) и другим атрибутам из разделов окна Мастера. Установив все настройки, переходят к следующему шагу кнопкой Далее.
6. На последнем этапе Мастер позволяет выбрать место расположения диаграммы. По умолчанию она будет вставлена рядом или ниже исходной таблицы. При необходимости изменить расположение диаграммы следует указать выделенный диапазон ячеек и номер листа. После завершения всех процедур нажимается кнопка Готово.
Внешний вид и расположение диаграммы можно изменять и после её построения.Такой процесс называетсяредактированием.Для входа в режим редактирования надо кликнуть по диаграмме в любом месте. О доступности редактирования свидетельствуют появившиеся маркёры(квадратики), появившиеся по краям диаграммы.
Чтобы поменять размещение диаграммы на листе, нужно кликнуть по любой точке белого поля диаграммы и перетащить её в нужное место. Изменение размеров диаграммы осуществляется перетаскиванием соответствующего маркёра.
Изменить вид диаграммы можно тремя способами:
- кликнуть по ней правой клавишей мыши (откроется контекстное меню);
- дважды кликнуть левой клавишей по тому элементу, который нужно изменить (откроется диалоговое окно);
- открыть панель инструментов командой Вид/ Панели инструментов/ Диаграммы (это возможно только в режиме редактирования).
Область диаграммы, её оси и кривые обладают многими изменяемыми свойствами, отображаемыми в диалоговых окнах и панели инструментов. Например, можно увеличить или уменьшить установленные по умолчанию масштабы данных по осям, изменить линейную шкалу на логарифмическую и т.д.
Чрезвычайно полезным является режим добавления линии тренда. Линией тренда называется линия, наилучшим образом аппроксимирующая приведённые на диаграмме точки графика. Таким образом, появляется возможность автоматического определения вида и параметров уравнения, описывающего экспериментальные точки графика. Если при построении графика выбран вид диаграммы с линией, соединяющей точки, надо предварительно удалить эту линию. Для этого следует кликнуть по линии дважды и в окне Формат ряда данных выбрать вкладку Вид, в которой убрать флажок с позиции Линия. После этого надо кликнуть правой клавишей по любой точке графика и в появившемся меню выбрать команду Добавить линию тренда. В открывшемся окне надо подобрать вид аппроксимирующей линии тренда с учётом физических свойств данных диаграммы. Далее с помощью вкладки Параметры можно отобразить уравнение линии тренда непосредственно на диаграмме.
Помимо линии тренда к точкам диаграммы можно добавлять планки погрешности. Они могут быть фиксированными значениями, относительными значениями, стандартными отклонениями и стандартными погрешностями. Все эти данные вычисляются и наносятся на график автоматически в режиме Формат ряда данных/ Показать планки погрешности. Установив переключатель Величина погрешности в положение Пользовательская, можно ввести выбранные самостоятельно значения погрешности.
Для создания диаграмм с несколькими кривыми, аргументом у которых является один общий столбец, данные которого откладываются по оси абсцисс, надо выделить этот столбец и все остальные, которые будут отображены на оси ординат. Далее надо включить Мастер диаграмм и следовать его командам, причём данные столбцов функции отображаются в позициях Ряд1, Ряд2 и т.д. После построения диаграмму можно отредактировать. Для добавления кривой к имеющейся диаграмме в позицию Исходные данные/ Ряд нужно ввести новый ряд командой Добавить, в который внести адреса ячеек с информацией о дополнительной кривой.
Помимо рассмотренных подробно точечных диаграмм, можно строить и другие типы:
- линейчатые
- гистограммы и графики
- круговые диаграммы
- поверхности.
Выбор типа диаграммы зависит от исходных данных. В любом случае построение и редактирование осуществляется аналогично точечным диаграммам с помощью подсказок Мастера диаграмм.
ЛЕКЦИЯ 5
EXCEL. Функции и Матрицы
Термин «функция» используется для обозначения части программы, где выполняются определённые действия. На вход этой части программы поступают значения аргументов или параметров, выполняются вычисления по формулам, которые соответствуют имени функции, и результаты вычислений возвращаются в основную программу. Существует три варианта применения функций:
1. для однотипных повторяющихся расчётов при различных входных значениях аргументов;
2. при повторном использовании функции в другой программе для экономии времени на кодирование функции;
3. для рационального распределения частных задач между функциями в сложной программе.
В Приложении EXCEL имеется большое количество встроенных функций:
- элементарные функции
- тригонометрические функции
- сложные функции
- матричные функции
- финансовые функции
- функции для работы с датой и временем
- текстовые функции
- функции для работы с базами данных,
и многие другие. Перечни функций расположены в иерархических списках, к которым обеспечен доступ из любого места программы.
Имеется возможность написать и собственную функцию с использованием программы EXCEL или языка программирования Visual Basic.
Синтаксис функции предусматривает после знака равенства (=) наличие оригинального имени, выбранного из списка функций или записанного в ячейку с клавиатуры, и набора аргументов, помещаемого после имени в круглых скобках. Большинство функций вызывается с одним или несколькими аргументами, обычно представляющими диапазон величин. Простейшим примером является функция суммирования, записываемая в виде =СУММ(B1:B10), где в круглых скобках аргумент (диапазон).
Имя функции можно ввести в ячейку или в строку формул с клавиатуры, а также обратиться к Мастеруфункций, кликнув по кнопке fx.Диапазон можно вводить с клавиатуры или кликать по ячейкам требуемого диапазона мышью, причём несмежные ячейки выделяются с помощью нажатой клавиши Ctrl. При этом в круглых скобках один диапазон от другого отделяется точкой с запятой. Выбранный диапазон ячеек выделяется пунктирным обрамлением («муравьи»). После нажатия Enter в ячейке и строке формул появляется результат вычисления функции (в данном случае – сумма значений в ячейках выделенного диапазона).
Наиболее употребляемыми элементарными функциями являются:
КОРЕНЬ(X) - квадратный корень;
ABS (X) - абсолютное значение;
ФАКТР(X) - факториал;
СУММ(диапазон) - сумма значений ячеек в диапазоне.
Остальные математические функции, разбитые на разделы, помещены в упомянутом ранее диалоговом окне Мастер функций fx. Там можно определить точные имена требуемых функций для ввода с клавиатуры, или вызвать их в строку формул непосредственно из списка. Рассмотрим применение некоторых из них.
Помимо функции СУММ(), позволяющей находить сумму в заданном диапазоне произвольно расположенных ячеек, на панели инструментов имеется кнопка АВТОСУММА. Она позволяет автоматически определить сумму ячеек, расположенных подряд в строке или столбце. Результат записывается в активной ячейке в конце выбранного столбца или строки.
Логарифмические и экспоненциальные функции имеют следующий вид:
EXP(X) - экспонента x;
LN(X) - натуральный логарифм x;
LOG10(X) - десятичный логарифм x;
LOG(X;ОСНОВАНИЕ) - логарифм по указанному основанию.
Тригонометрические функции используют аргумент (угол), записанный в радианах. Для преобразования радиан в градусы и наоборот используются функции РАДИАНЫ() И ГРАДУСЫ(). Имеется также функция ПИ (3,14..).
Стандартные функции записываются как SIN, COS, TAN, обратные – как ASIN, ACOS, ATAN. К именам гиперболических функций добавляется H.
Кроме того, используются логические функции, функции ошибок, функции Бесселя, функции для работы с комплексными числами, функции даты и времени, функции для работы с текстом, функции поиска, финансовые функции. Их вид и применение указаны в описаниях Мастера функций.
Для инженерных расчётов представляют интерес, в первую очередь, функции для работы с матрицами, функции регрессии и статистические функции.
Электронная таблица, состоящая из строк и столбцов, представляет собой двумерный массив – матрицу. Если массив состоит из одной строки или столбца, он называется вектором. Существует два способа работы с матрицами:
1. сложение двух матриц и умножение матрицы на скаляр осуществляется обычными арифметическими функциями, выполняемыми над содержимым ячеек;
2. транспонирование, перемножение и обращение матриц производится функциями массива.
Арифметические функции
Сложениеможет быть выполнено только для матриц одинакового размера.
Оно производится поэлементно. Для этого необходимо в одну из ячеек результирующей матрицы ввести формулу сложения с адресами складываемых элементов двух матриц, получить результат и скопировать формулу во все ячейки результирующей матрицы. Тогда в них автоматически вычислится сумма соответствующих элементов исходных матриц.
Умножение на скаляр представляет собой умножение каждого элемента матрицы на эту константу. При этом адрес ячейки скаляра должен иметь абсолютную адресацию (со знаками доллара). Введя в результирующую ячейку формулу произведения и адреса одной из ячеек матрицы и скаляра, получим произведение. Затем формула копируется во все ячейки результирующей матрицы. Эту процедуру также можно осуществить командами Копировать/ Вставить. Абсолютная адресация обеспечивает правильность копирования.
Функции массива
Перемножение матриц возможно только при условии, что количество столбцов первой матрицы равно количеству строк второй матрицы. Это значит, что внутренние размеры матриц совпадают. После ввода элементов перемножаемых матриц в ячейки электронных таблиц надо выделить диапазон ячеек для результирующей матрицы, который соответствует внешним размерам матриц, т.е. количеству строк первой матрицы и количеству столбцов второй матрицы. Выделив местоположение выбранного диапазона ячеек результирующей матрицы, в его левую верхнюю ячейку вводят функцию массива МУМНОЖ (матрица1; матрица2), выполняющую процедуру перемножения матриц. Сами параметры матриц вводятся в круглые скобки диапазонами либо с клавиатуры, либо с помощью клика мышкой. После закрывающей скобки нужно нажать не просто клавишу ENTER, а комбинацию клавиш CTRL+SHIFT+ENTER. Это обеспечивает ввод функции перемножения массивов во всеячейки результирующей матрицы. В противном случае отобразится только один элемент матрицы-произведения. Если указан неверный размер результирующей матрицы, возможны два варианта:
- выбор недостаточного количества ячеек приводит к отображению только части результата;
- ввод большего количества ячеек приводит к отображению в лишних ячейках значения #Н/Д, свидетельствующего об отсутствии в данной ячейке формулы.
Поскольку в ячейках результирующей матрицы находятся не просто значения, а формула перемножения, любые изменения значений исходных матриц приводят к автоматическому пересчёту результата.
Транспонирование матриц представляет собой перемену местами строк и столбцов. Эту процедуру можно выполнить командой меню Правка/Специальная вставка. Более удобным является использование функции транспонирования. Выделив диапазон ячеек для результирующей матрицы (в нём число строк равно числу столбцов исходной матрицы, а число столбцов равно числу строк исходной матрицы), вводят в его левую верхнюю ячейку функцию массива ТРАНСП (диапазон исходной матрицы). Далее нажимается
комбинация CTRL+SHIFT+ENTER.
Обращение матриц(нахождение обратной матрицы) применимо только к квадратным матрицам. При этом матрица должна быть несингулярной, т.е. ни одну из её строк нельзя представить в виде линейной комбинации других строк. Функция обращения имеет вид МОБР (диапазон исходной матрицы).
Вычисление детерминанта (определителя) матрицы также возможно только для квадратных матриц. Если матрица сингулярная, её детерминант равен нулю. Перед обращением следует проверить величину детерминанта, и использовать формулу обращения только для матрицы с ненулевым детерминантом. Функция определения детерминанта МОПРЕД (диапазон матрицы).
Таким образом, транспонирование, перемножение и обращение матриц, а также нахождение детерминанта, производится функциями массива и производится по следующему алгоритму:
- предварительное выделение диапазона результата с заданными параметрами;
- ввод в его левую верхнюю ячейку функции преобразования, аргументом которой служит диапазон исходных матриц, записанный в круглых скобках;
- нажатие комбинации клавиш CTRL+SHIFT+ENTER.
Результат будет находиться в выделенном диапазоне.
С помощью матричных операций осуществляется