История развития и классификация средств обработки числовой информации

1.

ПРЕДСТАВЛЕНИЕ И ОБРАБОТКА
ИНФОРМАЦИИ
В ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНЫХ СИСТЕМАХ
Тема 3 Информационные технологии
обработки числовой информации

2.

Структура лекции
История развития и классификация средств
обработки числовой информации.
2. Представление чисел в компьютере.
3. Табличный процессор MS Excel.
1.

3.

1. История развития и
классификация средств
обработки числовой информации
Тема 3 Информационные
технологии обработки
числовой информации

4.

1.1Первые счетные устройства

5.

1.1 Арифмометр

6.

1.2 Программные средства
обработки числовой информации
Электронные калькуляторы;
Табличные процессоры;
Базы данных;
Пакеты прикладных программ.

7.

1.2.1 Табличные процессоры
Табличный процессор – программа обработки
электронных таблиц;
Первую программа этого класса VisiCalc создали
в 1979 г. студенты Гарварда Д. Бриклин и
Б.Франкстон;
Современные аналоги:
Lotus 1-2-3;
MS Excel;
OpenOffice.org Calc;
Google Spreadsheets (http://spreadsheets.google.com).

8.

1.2.2 Базы данных и СУБД
База данных – большой массив однородной
информации, в том числе и числовой,
организованный специальным образом;
Система управления базой данных (CУБД) –
программное средство, обеспечивающее
целостность хранимых данных, доступ к ним.
Примеры СУБД:
Oracle;
mySQL;
IBM DB2.

9.

1.2.3 Пакеты прикладных
программ
Программные системы, содержащие в
качестве основы пакет(набор) программ;
Принцип функциональной полноты:
Пакет обеспечивает решение всех задач
некого класса.
Используются специалистами в различных
предметных областях для решения
соответствующих прикладных задач.

10.

1.2.3 Пакеты прикладных
программ
Statistica – пакет статистического анализа;
Maple – система компьютерной алгебры;
MATLAB – пакет для задач технических
вычислений:
большое количество математических функций;
свой язык программирования;
ряд расширений (toolbox) для решения
специализированных задач:
обработка изображений;
обработка сигналов;
анализ нейронных сетей.

11.

2 Представление чисел в
компьютере
Тема 3 Информационные
технологии обработки
числовой информации

12.

2 Представление чисел в ЭВМ
Представление целых значений;
Представление вещественных чисел:
Представление вещественных чисел с
фиксированной запятой;
Представление вещественных чисел с
плавающей запятой.

13.

2.1 Представление
вещественных чисел
R = (±M) * Q±P
Нормализованное представление:
0.09 < M <1

14.

3 Табличный процессор MS Excel
Тема 3 Информационные
технологии обработки
числовой информации

15.

3 Табличный процессор
MS Excel
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Структура рабочей книги
Ввод данных в ячейку
Оформление ячеек
Оформление листа для просмотра
Использование формул
Работа со списком Excel
Анализ данных при помощи сводной
таблицы
Построение диаграмм

16.

3.1 Структура документа Excel
Рабочая книга (файл .xls, .xlsx);
Рабочий лист;
Диапазон ячеек
Строка
Столбец
Произвольный диапазон
Ячейка
Активная ячейка.

17.

3.1.1 Диапазоны
Связный диапазон
Несвязный диапазон
Добавление ячейки: Ctrl + ячейка.
Выделение текущего диапазона:
CTRL+SHIFT+*

18.

Ячейка таблицы обладает
Местоположением – определяется
пересечением строки и столбца таблицы;
Ссылка на ячейку – номера столбца и строки.
Значением – хранится в ячейке. Тип значения
(тип данных) определяется автоматически;
Форматированием – внешний вид ячейки.
Должно обеспечивать удобный вид для
просмотра.

19.

3.1.2 Типы данных в ячейке
Число:
Дата и время.
Формула
Текст - все что не распознано Excel
как число или формула.

20.

3.2 Ввод данных в ячейку
Переход в режим редактирования ячейки;
Ввод формул;
Ввод чисел в виде текста;
Переход на новую строку в тексте;
Завершение ввода (переход к следующей
ячейке);
Автозаполнение группы ячеек;
Ввод последовательности значений;
Проверка вводимых значений.

21.

3.2.1 Проверка данных
Ограничение на тип и вводимые значения;
Использование списка допустимых
значений;
Использование логической формулы:
=A2>A1;
=ЛЕВСИМВ(A1)=“a”;
=СЧЕТЕСЛИ($A:$A; A1)=1 – проверка
уникальности значения.

22.

3.3 Оформление ячеек
Диалог Формата ячейки (Ctrl+1):
Формат отображения числа;
Создание своего формата отображения.
Выравнивание в ячейке;
Перенос по словам.
Использование стилей;
Формат по образцу;
Условное форматирование.

23.

3.3.1 Диалог формата ячейки

24.

3.3.2 Задание своего формата
представления числа
Секции формата:
Положительные числа;
Отрицательные числа;
Нулевые значения;
Текст.
Спецсимволы:
# - цифра;
0 – цифра или ноль;
? – пробелы вместо
отсутствующих цифр;
пробел – разделитель разрядов;
; - разделитель секций;
Примеры:
[цвет] – цвет текста;
0;[красный]0;;@"-”
[условие] – применяется по
#,#00;;0;@
условию
#,#??;;;@
[Красный][<=100];[Синий][>1 “текст” – текст, добавляемый в
ячейку;
00]
@ - введенный текст.

25.

3.4 Оформление рабочего
листа для просмотра
Сквозная шапка страниц
Excel 2003: меню Файл > Параметры страниц > Лист, Сквозные
строки или столбцы;
Excel 2007: вкладка Разметка страницы > Параметры страницы и
т.д.
Фиксация строк и столбцов при прокрутке
Excel 2003: меню Окно > Закрепить области;
Excel 2007: вкладка Вид > Окно > Закрепить области.
Сокрытие столбцов и строк;
Разбиение окна для просмотра различных частей
листа;
Группировка и структура
Excel 2003: меню Данные > Группа и структура;
Excel 2007: вкладка Данные > Структура > Группировать.

26.

3.5 Использование формул
Структура формулы
Операторы
Ссылки на ячейки и диапазоны
Функции Excel
Возможные ошибки и их отладка

27.

3.5.1 Основные элементы
формул:
Признак начала формулы - знак =;
Операторы;
Ссылки на ячейки или диапазоны;
Проблема циклических ссылок.
Константы;
Функции и их аргументы;
Скобки.

28.

3.5.2 Операторы формул
Арифметические: +, -, *, /, ^;
Логические: =, >, <, >=, <=, <>;
Оператор % (число перед делится на
100);
Оператор & (объединение строк);
Операторы ссылок.

29.

3.5.3 Ссылки на ячейки и
диапазоны ячеек таблицы
Стиль ссылки A1: столбцы
обозначаются латинскими буквами,
строки – числами. Например, A1, B2,
A3:C3, (A1;B2;C3).
Стиль ссылки R1C1: числовая
нумерация и строк, и столбцов.
Например, R1C1, R2C2.
Задание имени.

30.

Достоинства стиля R1C1
Легкость сравнения формул;
Визуализация взаимосвязей между
ячейками;
Матричная система нумерация –
сначала строки, потом столбцы;
Единая система нумерации – цифры.

31.

3.5.4 Имена ячеек
Преимущества:
Содержательное наименование данных;
Ссылка по имени не меняется от вставки или удаления
строк или столбцов.
Область действия:
Глобальное имя (Книга!Имя);
Локальное имя (Лист!Имя).
Создание имени:
Excel 2003: меню Вставка>Имя>Создать;
Excel 2007: вкладка Формулы>Имена>Присвоить имя;
Автоматическое создание имен по названиям
столбца.

32.

3.5.5 Связи между ячейками
Влияющая ячейка – это ячейка, на
которую ссылаются в формуле;
Зависимая ячейка – это ячейка, в
которой находится формула со ссылкой;
Просмотр связей между ячейками:
Excel 2003: меню Сервис >Зависимости
формул.
Excel 2007: вкладка Формулы > Зависимости
формул

33.

3.5.6 Виды ссылок на ячейки
Абсолютная ссылка. При копировании
формулы не меняется. Например, $A$1 или
R1C1;
Относительная ссылка. При копировании
формулы влияющая ячейка смещается точно
также как скопированная формула.
Обозначается как A1 или R[1]C[1];
Смешанная ссылка. «Закреплен» или столбец
или строка ссылки. Например, $A1 или R[2]C1.

34.

3.5.6 Виды ссылок на ячейки
Преобразование ссылок (по нажатию F4):
А1 → $A$1 → $A1 → A$1 → A1
Трехмерная ссылка:
[Имя книги]ИмяЛиста!Ячейка
Лист2:Лист13!B5

35.

3.5.7 Операторы ссылок
: (двоеточие) – задание диапазона;
; (точка с запятой) – объединение
нескольких ссылок в одну;
(пробел) – оператор пересечения
множеств, ссылка на общие ячейки
двух диапазонов (A1:D2 C1:C5);
Неявное пересечение:
Ячейка C5: =A1:A7+1.

36.

Примеры ссылок в двух стилях
A10
A10:A20
B15:E15
5:5
5:10
H:H
H:J
A10:E20
(A1:A3; B7)
R10C1
R10C1:R20C1
R15C2:R15C5
R5
R5:R10
C8
C8:C10
R10C1:R20C5
(R1C1:R3C1; R7C2)

37.

3.5.8 Ввод функций
Ввод вручную
Подсказка по аргументам (Ctrl + Shift + A);
Вызов Мастера функций(Shift + F3):
Просмотр категорий;
Поиск по имени;
Поиск по ключевым словам.

38.

Категории функций в Excel
Финансовые функции;
Функции даты и времени;
Математические функции;
Статистические функции;
Функции ссылок и массивов;
Функции работы с базой данных;
Текстовые функции;
Логические функции;
Проверка свойств и значений;
Функции пользователя.

39.

Примеры математических
функций
ROUND (округл число, кол-во знаков):
COUNTIF(диапазон проверки, условие):
=СЧЁТЕСЛИ(A2:A7, “>=30”);
SUMIF(диап.проверки, усл., диап.суммы):
=ОКРУГЛ(B1, 2);
=СУММЕСЛИ(A2:A6, “бюдж.”, C2:C6);
SUMPRODUCT(диап.1, диап.2, …):
=СУММПРОИЗВ(B2:B6, C2:C6).

40.

Примеры функций
даты и времени
TODAY ():
=СЕГОДНЯ();
WEEKDAY(дата):
=ДЕНЬНЕД(СЕГОДНЯ()) = 5
MONTH():
(четверг, т.к. Воскресенье = 1);
=МЕСЯЦ();
DAY():
=ДЕНЬ().

41.

Примеры текстовых функций
& - объединение строк:
MID(строка, начало, число символов):
=B1&”,”&C1 или СЦЕПИТЬ();
=ПСТР(A1, 2, 3);
SEARCH(текст, образец поиска, начало):
=НАЙТИ(A1, B2, 1).

42.

Примеры логич. функций
IF(условие, рез_истина, рез_ложь):
=ЕСЛИ(B5>4, “БОЛЬШЕ”, “МЕНЬШЕ”);
=A1=B1.
AND(усл1, усл2,…) и OR(усл1, усл2,…):
=ЕСЛИ(И(B4>3, B5<B4), …, …).

43.

Примеры функций проверки
свойств и значений
ISNUMBER(выражение):
=ЕЧИСЛО(B5);
ISERROR(выражение):
= ЕОШИБКА(A1).

44.

3.5.9 Ошибки в формулах
#ДЕЛ/0! – произошло деление на 0.
#ИМЯ? – формула содержит неопределенное имя
ячейки, диапазона или функции.
#Пусто! – формула пытается использовать
пересечение диапазонов, которое является пустым.
#Число! – не задан числовой аргумент; какое-то число
стало слишком маленьким или большим.
#Ссылка! – используется ошибочная ссылка на ячейку.
Ячейка может быть удалена или в результате
копирования формулы ссылка стала недействительной.
#Знач! – в качестве аргументов функции использованы
неверные значения.

45.

3.6 Список (таблица) Excel
Список – набор строк электронной таблицы со
взаимосвязанными, однородными данными.
Первая строка списка содержит заголовки.
Список не должен содержать пустых
строк/ячеек.
Создание списка:
Excel 2003: меню Данные > Список > Создать список;
Excel 2007:
вкладка Вставка>Таблицы>Таблица или
вкладка Главная > Стили > Форматировать как таблицу.

46.

3.6.1 Ввод данных в список
Excel
Выбор уже введенных ранее значений;
Использование формы ввода;
Ввод значений в последнюю строку
списка.

47.

3.6.2 Фильтрация и
сортировка
Автофильтр
Пользовательский фильтр
Расширенный фильтр
Excel 2003: меню Данные > Фильтр >
Расшир.фильтр
Excel 2007: вкладка Данные > Сортировка и
фильтр > Дополнительно.
Сортировка данных.

48.

3.7 Анализ данных в
сводных таблицах

49.

3.7.1 Что такое сводная таблица?
Сводная таблица – это один из
инструментов анализа данных,
предоставляемых Excel.
Он позволяет сгруппировать записи по
различным признакам и вычислить
общие значения по группе данных;
Полученный отчет может быть легко
видоизменен.

50.

3.7.2 Подготовка исходных
данных для сводной таблицы
База данных Excel:
Каждый столбец должен иметь имя;
Из
списка необходимо удалить все
автоматически рассчитанные суммы;
При
создании
сводной
таблицы
используются все поля, даже скрытые
из-за фильтров;
Строки списка не должны быть пустыми.
Внешняя база данных.

51.

3.7.3 Мастер сводных таблиц
Шаг 1: Выбор типа источника данных
и результата работы;
Шаг 2: задание диапазона исходных
данных;
Шаг 3: задание параметров сводной
таблицы и ее расположения.

52.

3.7.4 Понятие поля
Поле - набор значений внутри записи
исходных данных.
Поля бывают:
Соответствующие столбцам исходной
таблицы;
Вычислимые поля;
Поля, полученные при помощи
группировки данных.

53.

3.7.5 Макет сводной таблицы
СТРАНИЦА
СТОЛБЕЦ
СТРОКА
ДАННЫЕ

54.

3.7.6 Операции с данными
сводной таблицы.
Обновление данных;
Порядок элементов поля;
Группировка данных:
Автоматические диапазоны;
Выделение диапазонов вручную.
Построение сводной диаграммы.

55.

3.8 Диаграммы в Excel

56.

3.8.1 Диаграммы
Диаграмма – визуальное представление
числовых значений.
Позволяет:
Проиллюстрировать взаимоотношения
числовых рядов;
Сделать наглядным обзорное соотношение
данных.

57.

3.8.2 Сравнение таблиц и
диаграмм
Точность информации - таблицы;
Объем информации - таблицы;
Наглядность представления информации
- диаграммы.

58.

3.8.3 Порядок построения
диаграмм
Определить идею, которую мы хотим
проиллюстрировать;
Определить тип сравнения данных,
который используется;
Выбрать подходящий тип диаграммы для
иллюстрации сравнения.

59.

3.8.4 Идеи для диаграммы:

60.

Идея 1. С января объем
продаж устойчиво рос

61.

Идея 2. В мае продажи продукции
А значительно превысили продажи
продукции Б и В

62.

Идея 3. В мае доля продукции А
была наибольшей в общем объеме
продаж компании

63.

Заголовок диаграммы
подсказывает основную идею
Заголовок- данные
Динамика объема
продаж компании
Распределение
активов по
подразделениям
Возрастная структура
штата компании
Заголовок-идея
Объем продаж
компании удвоился
В подразделении Б
сконцентрировано 30 %
всех активов
Большинству
сотрудников компании
от 35 до 45 лет

64.

3.8.5 Основные типы
сравнения
Любую идею можно выразить при помощи:
ПОКОМПОНЕНТНОГО СРАВНЕНИЯ
ПОЗИЦИОННОГО СРАВНЕНИЯ
ВРЕМЕННОГО СРАВНЕНИЯ
ЧАСТОТНОГО СРАВНЕНИЯ
КОРРЕЛЯЦИОННОГО СРАВНЕНИЯ

65.

Покомпонентное сравнение
Показывает размер каждого компонента
в процентах от некоего целого:
В мае продажи продукции А составили
наибольшую долю в общем объеме продаж
компании.
Половина студентов учатся на платном
отделении.
Ключевые слова: "доля", "проценты
от целого", "составило X %" .

66.

Покомпонентное сравнение
Круговая диаграмма;
5-6 компонентов на диаграмме;
Нормированная линейчатая диаграмма;
Нормированная гистограмма.
сравнение нескольких целых.

67.

Покомпонентное сравнение

68.

Позиционное сравнение
Показывает как объекты соотносятся друг
с другом - одинаковы ли они, больше или
меньше других:
В мае продажи продукции А превысили
продажи продукции Б и В.
Текучесть кадров в шести подразделениях
примерно одинакова.
Ключевые слова: "больше чем",
"меньше чем", "равно".

69.

Позиционное сравнение
Линейчатая диаграмма;
Гистограмма;

70.

Позиционное сравнение

71.

Временное сравнение
Показывает как определенные
показатели изменяются со временем:
Продажи в январе неуклонно росли.
Рентабельность инвестиций за последние
пять лет резко сократилась.
Ключевые слова: "изменяться",
"расти", "убывать", "возрастать",
"снижаться", "колебаться" .

72.

Временное сравнение
Гистограммы:
Если надо показать точные значения;
Если небольшое количество значений (7-8).
Графики:
Надо показать тенденции развития;
Избегать спагетти-графиков.

73.

Временное сравнение

74.

Частотное сравнение
Показывает сколько объектов попадает в
определенные последовательные области
числовых значений:
Большая часть грузов была получена за 2-5 дней.
На специальность поданы заявления с баллами в
диапазоне от 250 до 300.
Ключевые слова: "в диапазоне от х до у",
"концентрация", "частотность" и
"распределение" .

75.

Частотное сравнение
Гистограммы
Графики.

76.

Частотное сравнение

77.

Корреляционное сравнение
Показывает наличие (или отсутствие)
зависимости между двумя переменными:
Зарплата исполнительных директоров не зависит от
размера компании.
Страховая сумма возрастает при росте доходов
индивидов.
Ключевые слова: "относится к", "возрастает
при (в случае)", "снижается в случае",
"меняется при " "не возрастает в случае"
и т.д.

78.

Корреляционное сравнение
Точечная диаграмма;
Линейчатая диаграмма;
Пузырьковая диаграмма (3 переменные).

79.

Корреляционное сравнение

80.

3.8.6 Банановое
исследование
Вопросы (http://ablohin.ru/1111):
Любите ли вы бананы?
2. С какой стороны вы начинаете очищать
банан: снизу (та сторона, которой банан
крепился к пальме) или сверху (та сторона,
которой банан не крепился к пальме)?
3. Если вы открываете сверху, то пробовали ли
вы открывать снизу?
1.

81.

Любите ли вы бананы?

82.

С какой стороны открываете
банан?

83.

Отношение к бананам –
сторона открывания

84.

3.8.7 Практикум на
зависимость
В течение следующих десяти лет
прогнозируется увеличение объема продаж
Большинство сотрудников получает от 30 до
35 тыс. долл.
Менеджер по продажам проводит с клиентами
лишь 15 % своего времени
В прошлом году наибольшая текучесть кадров
наблюдалась в возрастной группе от 30 до 35
лет
Центральный регион занимает последнее
место по производительности

85.

3.8.8 Основные элементы
диаграмм
Ряд данных;
Заголовок диаграммы;
Легенда;
Ось значений и ось категорий;
Деления осей;
Линия тренда;
Заголовки осей.

86.

3.8.9 Основные диаграммы Excel
Гистограмма
Линейчатая диаграмма;
Графики;
Круговые диаграммы;
Гистограмма с накоплением;
Гистограммы со смещением начала координат;
Кольцевые диаграммы.
Точечные диаграммы.
Диаграммы с областями;
Лепестковые диаграммы;
Поверхности;
Пузырьковые диаграммы;
Биржевые диаграммы.

87.

Спасибо за внимание!
Есть ли вопросы?

88.

Вопросы к зачету:
История развития средств обработки числовой
информации.
46. Проблемы представления целых чисел в ЭВМ.
47. Проблемы представления вещественных чисел в
ЭВМ.
48. Структура электронной таблицы Excel.
Диапазоны.
49. Типы данных ячейки. Способы ввода данных.
Проверка ввода.
45.

89.

Вопросы к зачету:
Оформление ячейки – основные
параметры. Условное форматирование.
51. Создание своего формата отображения
значений.
52. Средства оформления рабочего листа для
удобного просмотра.
53. Формулы и их структура.
54. Способы задания ссылок на ячейки.
50.

90.

Вопросы к зачету:
Виды ссылок на ячейку и диапазон. Операторы
ссылок.
56. Встроенные функции Excel. Способы ввода.
Примеры.
57. Причины ошибок в формулах. Способы отладки
формул.
58. Понятие списка Excel. Создание и ввод данных.
59. Способы фильтрации и сортировки данных в
списке Excel.
55.

91.

Вопросы к зачету:
Понятие сводной таблицы. Поле сводной
таблицы.
61. Макет сводной таблицы. Функции,
используемые в поле Данные.
62. Алгоритм создания сводной таблицы.
63. Операции над сводной таблицей.
64. Диаграмма. Виды диаграмм в Excel.
60.

92.

Вопросы к зачету:
Диаграмма. Основные элементы
диаграммы.
66. Виды сравнения данных в диаграммах.
67. Алгоритм построения диаграмм.
65.