Рекомендации по организации практической работы

Практические задания делятся на три типа:

1) задачи: теоретические задания для закрепления основных понятий;

2) упражнения: практические задания для работы в среде СУБД с целью отработки отдельных навыков;

3) индивидуальные работы: зачетные задания, требующие от учеников комплексного владения теоретическими знаниями и практическими навыками.

Задания трех таких типов приведены в подразделе 5.4 задачни­ка-практикума [3]. Задачи могут быть предметом коллективного разбора на уроке, использоваться в контрольных и домашних за­даниях.

Упражнения выполняются на компьютере. Учитель может ис­пользовать материал упражнений в ходе объяснений для демонст­рации приемов работы с базой данных средствами изучаемой СУБД. После такого объяснения следует предложить ученикам коллек­тивно выполнить другие упражнения того же типа. Рабочий мате­риал для упражнений (файлы с таблицами) учитель должен под­готовить заранее.

Варианты индивидуальных работ учитель распределяет среди веников по своему усмотрению. Возможен вариант, когда все Делают одно и то же задание. В таком случае учителю легче осуществлять контроль, оказывать помощь ученикам. По результатам выполнения работы каждый ученик получает оценку. Подбор практического материала в подразделе 5.4 [3] позволяет организовать изучение темы «Базы данных» на разных уровнях, использовать различные СУБД. Весь комплект заданий ориентирован на углубленное изучение темы, на использование развитых версий реляционных СУБД, в том числе MS Access. Задача учите­ля - сделать выборку заданий для организации практической работы в соответствии с поставленными целями обучения, резервом учебного времени, имеющимися техническими и программными средствами.

12.5. Электронные таблицы Методические рекомендации по изучению темы

Изучаемые вопросы:

• Области применения электронных таблиц (ЭТ).

• Среда табличного процессора (ТП).

• Режимы работы ТП.

• Система команд.

• Данные в ячейках ЭТ.

• Методы адресации в ЭТ.

Области применения электронных таблиц. Появление ЭТ исторически совпадает с началом распространения персональных компьютеров. Первая программа для работы с ЭТ - табличный процессор, была создана в 1979 г., предназначалась для компьютеров типа Apple II и называлась VisiCalc. В 1982 г. появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1-2-3, предназначенный для IBM PC. Lotus объединял в себе вычислительные возможности ЭТ, деловую графику и функции реляционной СУБД. Популярность табличных процессоров росла очень быстро. Появлялись новые программные продукты этого класса: Multiplan, Quattro Pro, SuperCalc и др. Одним из самых популярных табличных процес­соров сегодня является MS Excel, входящий в состав пакета Microsoft Office.

Что же такое электронная таблица? Это средство информационных технологий, позволяющее решать целый комплекс задач.

1. Прежде всего, выполнение вычислений. Издавна многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства: многочисленные расчетные ведомости, табуляграммы, сметы расходов и т.п. Кроме того, решение численными методами целого ряда математических задач удобно выполнять в табличной форме. Электронные таблицы представляют собой удобный инструмент для автоматизации таких вычислений. Решения многих вычислительных задач на ЭВМ, которые раньше можно было осуществить только путем программирования, стало возможно реализовать на электронных таблицах.

2. Математическое моделирование. Использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ - мгновенный пересчет формул при изменении значений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству, таблица представляет собой удобный инструмент для организации численного эксперимента: подбор параметров, прогноз поведе­ния моделируемой системы, анализ зависимостей, планирование. Дополнительные удобства для моделирования дает возможность мафического представления данных.

3. Использование электронной таблицы в качестве базы данных. Конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы имеют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.

На уроках ученикам предстоит освоить конкретный табличный процессор. Как и в предыдущих темах курса, рассматривающих информационные технологии, рекомендуется придерживаться методической схемы виртуального исполнителя, элементами которой является изучение среды, режимов работы, системы команд, данных.

Среда табличного процессора. При работе с табличным про­цессором на экран выводится рабочее поле таблицы и панель диалога. Электронная таблица представляется в виде матрицы, состоящей из строк и столбцов. Строки нумеруются сверху вниз, начиная от 1. Столбцы именуются латинскими буквами (одно- и двухбуквенными именами) в алфавитном порядке в направле­нии слева направо. Число строк и столбцов зависит от конкрет­ного типа ТП.

На пересечении строк и столбцов образуются ячейки (клетки), каждая из которых имеет свое обозначение (имя, адрес), состоя­щее из имени столбца и номера строки: А1, С5, АВ356 и т.п. На экране дисплея видна не вся электронная таблица (документ), а только ее часть (рис. 12.4). Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти, а экран можно считать «окном», через ко­торое пользователь имеет возможность просматривать его. Кроме основного раздела памяти, где хранится электронная таблица, используются еще дополнительные разделы:

• буфер для хранения копируемых фрагментов таблицы;

• раздел памяти для размещения справочной информации.

Важным элементом электронной таблицы является табличный курсор - прямоугольник, выделенный цветом или рамкой. Ячейка таблицы, которую в данный момент занимает курсор, называ­йся текущей ячейкой. При перемещении курсора по таблице про­водит перемещение «окна» по документу, в результате чего ставятся, видны различные его части. Часть таблицы, заполненная информацией, называется активной таблицей. У Разных табличных процессоров может различаться расположение на экране рабочего поля и панели диалога. На рис. 12.5 отображена среда табличного процессора SuperCalc, работающего в опе­рационной системе MS-DOS. На панели диалога меню команд по­стоянно не отражается и вызывается нажатием клавиши «\» - слеш. Для табличных процессоров, работающих в ОС Windows (в том числе Excel), свойственно наличие панели инструментов, линеек про­крутки. На рис. 12.6 показана характерная структура среды для та­ких ТП.

	A B C			D ... IT |y
1
2		Курсор
3
			Экран
	Активная таблица
9999	Полная таблица

Рис. 12.4. Структура электронной таблицы

Строка ввода предназначена для отражения вводимых в теку­щую ячейку данных. В этой строке можно просмотреть и отредак­тировать хранимую в ячейке формулу; в самой ячейке пользова­тель видит результат вычисления по формуле.

Главное меню содержит основные команды управления элект­ронной таблицей; представляет собой иерархическую систему ко­манд. Команды, вызывающие открытие подменю, можно назвать режимами. Исполняемые команды инициируют определенные дей­ствия над электронной таблицей.

Строка подсказки используется для вывода сообщений, под­сказывающих пользователю возможные действия при данном со­стоянии таблицы.

Вспомогательная область управления включает в себя панель инструментов, линейки прокрутки, строку состояния.

Основные режимы работы. Режим готовности. В этом режиме происходит выбор текущей ячейки или выделение блока ячеек.

Режим ввода данных. Происходит посимвольный ввод данных с клавиатуры в текущую ячейку.

Режим редактирования. Используется при необходимости отре­дактировать содержимое ячейки без полной его замены.

Командный режим. Режим выбора и исполнения команд из иерар­хической системы меню. После выполнения команды происходит возврат к режиму готовности.

Кроме перечисленных основных режимов работы ТП, можно говорить о режимах отображения таблицы и режимах управления вычислениями.

Режимы отображения таблицы. В ячейках, хранящих формулы, могут отображаться результаты вычисления по формулам или сами формулы. Первый режим называется режимом отображения значений, второй - режимом отображения формул. Рабочим состоянием таблицы является режим отображения значений. Режим отображения формул может использоваться при формировании и отладке таблицы.

Режим управления вычислениями. Табличный процессор производит вычисления по формулам, сканируя таблицу в определенном порядке. Такое сканирование всегда начинается с клетки А1. Порядок вычислений может быть установлен по строкам или по столбцам. Некоторые ТП позволяют устанавливать этот порядок по желанию пользователя.

При каждом вводе новых данных в ячейку вся таблица автоматически пересчитывается заново (режим автоматического пересчета). В некоторых ТП существует возможность установки режима ручного пересчета, т. е. таблица заново пересчитывается только после подачи специальной команды.

Система команд. Команды ТП организованы в иерархическую систему, верхним уровнем которой является главное меню. Кроме того, выполнение команд может инициироваться через панель инструментов, контекстное меню, «горячие клавиши».

Команды редактирования таблицы позволяют манипулировать с фрагментами таблицы: удалять, копировать, перемещать, вставлять. Вставки и удаления столбцов или строк приводят к сдвигу других строк или столбцов таблицы. При этом действующая в таблице относительная адресация автоматически модифицирует формулы в соответствии с их изменившимися адресами. Прием копирования позволяет быстро строить большие таблицы, содержащие однотипные элементы.

Команды форматирования позволяют изменять внешний вид таблицы, ее оформление. К элементам формата относятся:

• направления выравнивания данных относительно границ ячейки;

• высота строки и ширина столбца;

• тип, начертание и размер шрифта;

• формат представления чисел (обычный, экспоненциальный, разрядность);

• вид разлиновки таблицы;

• цвет фона и пр.

В электронной таблице действует некоторый набор стандартных параметров формата «по умолчанию». Командами форматирования его можно изменять как по отношению ко всей таблице, так и в отдельных ее фрагментах.

Команды работы с файлами включают в себя стандартный набор команд, позволяющих открывать и сохранять файлы, организовывать вывод на печать полученного документа.

Команды работы с таблицей как с базой данных. Способность ТП искать и выбирать данные из таблицы позволяет использовать элек­тронную таблицу в качестве несложной базы данных. При работе с базами данных имеют дело с записями и полями. В электронных таблицах базой данных является сама таблица, записями - строки таблицы, полями - клетки таблицы. В ТП реализованы команды поиска и сортировки.

Чтобы организовать поиск и извлечение данных, необходимо задать:

• входной блок, т.е. диапазон ячеек, в котором хранятся данные (записи и поля); важное требование: все строки в этом блоке должны быть однородны;

• блок критериев, т.е. диапазон клеток, содержащий условие, в соответствии с которым осуществляется поиск и выборка данных из входного блока;

• выходной блок, т. е. диапазон клеток, в который будут извлечены данные из входного блока в соответствии с условием, содержащимся в блоке критериев. Задание этих блоков осуществляется специальными командами.

Сортировка строк таблицы производится по значениям определенного столбца. В команде указывается порядок сортировки: по возрастанию или убыванию значений (в том же смысле, что и в БД).

Команды графической обработки данных дают возможность отображать числовую информацию в графическом виде, чаще всего - в виде диаграмм. Команды графического режима можно разбить на две группы:

• команды описания диаграмм (задают данные, которые будут выведены в графическом виде, задают тип диаграмм и т.д.);

• команды вывода диаграмм.

Данные в ячейках таблицы. Данные для табличных процессоров - это информация, содержащаяся в ячейках таблицы, представленная в определенной символьной форме.

Здесь мы снова встречаемся с такими свойствами данных, как тип и структура, знакомыми из темы о базах данных. Кроме того, появляются новые темы в разговоре о данных. Это понятия константы и переменной, понятие арифметического и логического выражения, понятие адресации.

Содержимым ячейки электронной таблицы может быть формула или текст. Частным случаем формулы является числовая константа или переменная, более общим - арифметическое или логическое выражение.

Типы данных. Текстовый процессор должен «знать», какого типа Данное хранится в конкретной ячейке таблицы, для того чтобы Правильно интерпретировать ее содержимое. Так, например, при­знаком текстовых данных является символ « (двойные кавычки). Гип данных определяется множеством значений, принимаемых величиной и совокупностью операций, применимых к величинам этого типа. Отсюда, например, следует, что нельзя применять ариф­метические операции к ячейкам таблицы, в которых хранится тек­стовая информация. Основной набор типов данных в электронных таблицах практически тот же, что и в базах данных: числовой, символьный, логический. В некоторых ТП (Excel) существует тип «дата». Структуры данных. Минимальным структурным элементом данных представленных в электронной таблице, является ячейка.

Основная работа производится с ячейками: их заполняют, тируют, очищают.

Ячейки объединяются в структуры данных - столбцы и строки Табличные процессоры позволяют оперировать со строками или столбцами как единым целым. Например, можно удалять или вставлять строки (столбцы), менять их местами.

Базовым структурным понятием в электронных таблицах является понятие диапазона ячеек (блока). Оно используется во многих командах табличных процессоров и в некоторых функциях. Диапа­зон -это множество ячеек, образующих в таблице область прямо­угольной формы (матрицу). Минимальный диапазон - то ячейка, строка и столбец, которые также являются блоком, максимальный диапазон - ся таблица. Некоторые табличные процессоры позво­ляют задавать имя для диапазона клеток, что дает возможность ра­ботать с блоком как единым целым.

Числовые константы разделяются на целые и вещественные. Вещественные константы можно записывать двумя способами: в форме с фиксированной точкой и в экспоненциальной фор­ме (в форме с плавающей точкой).

Запись числовой константы с фиксированной точкой предпо­лагает, что число содержит целую и дробную часть, разделенные десятичной точкой. Например, числовая константа - 1415 запи­сывается как - 1415 (в ТП Excel может употребляться запятая). При записи числовой константы в экспоненциальной форме сна­чала записывается мантисса, затем - латинская буква Е (пропис­ная или строчная), после нее - порядок. Мантисса может быть записана как целая константа или константа с фиксированной точкой, а порядок - только как целая двузначная константа. Чис­ловая константа в экспоненциальной форме трактуется, как ман­тисса, умноженная на 10 в степени, равной порядку. Например, числа 0,0001 и 1 000 000 могут быть записаны следующим обра­зом: IE -4 или 0.1е - 3 и 1еб или 1Е+6.

Переменные. Каждую ячейку таблицы будем интерпретировать как ячейку памяти текстового процессора. Каждая ячейка имеет свое имя, состоящее из имени столбца и номера строки. В каждой ячейке может храниться информация того или иного вида. Здесь прослеживается прямая аналогия с понятием переменной в язы­ках программирования. Переменная - это поименованное место в памяти (ячейка), куда можно записать значение. Переменная принимает различные значения определенного типа. Каждая перемен­ная обозначается символическим именем (идентификатором). Ячей­ку таблицы можно рассматривать как переменную. Следователь­но, Al, C5, G10 и пр. - имена переменных.

Выражения (формулы). В электронных таблицах используются два вида выражений: арифметические и логические. Выражение» определяющее способ вычисления некоторого числового значения по математической формуле, называется арифметическим выражением. Существуют определенные правила записи арифме­тических выражений. Эти правила аналогичны тем, что использу­ются в языках программирования.

Выражения составляются из констант, переменных, знаков операций, функций, круглых скобок. Примеры выражений:

2.5*(G5+G2) SQRT(B4^2-4*B3*B5) SUM(C10:C20)

Здесь символ «*» - знак умножения; «^» - возведение в сте­пень. В ТП SuperCalc SQRT - функция вычисления квадратного корня; SUM - функция суммирования. В русифицированных вер­сиях Excel функция квадратного корня - КОРЕНЬ, функция сум­мирования - СУММ. Порядок вычисления выражений происхо­дит в соответствии с приоритетами выполнения арифметических операций, с расстановкой скобок. Приобретение учениками на­выков записи формул требует практических упражнений. Задачи такого рода имеются в пособии [3].

Логические выражения (логические формулы) строятся с по­мощью операций отношения (<, >, =, <=, >=, <>) и логических операций (логическое «И», логическое «ИЛИ», логическое отри­цание «НЕ»). Результатом вычисления логического выражения являются логические величины «истина» или «ложь». Об особен­ностях использования логических выражений в электронных таб­лицах рассказано в подразделе 8.4 настоящего пособия.

Адресация. Следует обратить внимание учеников на определен­ную родственность структуры электронной таблицы и оператив­ной памяти ЭВМ. В обоих случаях используется принцип адреса­ции для хранения и поиска информации. Разница состоит в том, что в ОЗУ наименьшей адресуемой единицей является байт, а в таблице - клетка (ячейка).

Символические имена переменных являются в то же время их адресами в таблице. В таблице может быть установлен режим отно­сительной адресации или режим абсолютной адресации. В режиме относительной адресации всякие изменения в местоположении Формулы путем копирования блока, переноса блока, вставки или Удаления строк или столбцов приводят к автоматическому изме­нению адресов переменных в формулах, находящихся в смещен­ных ячейках. Иначе говоря, формулы модифицируются в соответ­ствии со своим новым положением.

При отмене режима относительной адресации устанавливается Режим абсолютной адресации. В этом случае при смещении клеток модификации формул не происходит.

Обычно режим относительной адресации работает в таблице по умолчанию. Абсолютная адресация применяется к отдельным ссылкам на ячейки в формулах. Для этого используется символ «замораживания» адреса - «$». С помощью этого символа можно «заморозить» как весь адрес, например $В$2, так и отдельные его части, например $В2, В$2.