2.2Методы анализа данных в Ms Excel

2.2.1Средства анализа «что-если»

С помощью в Microsoft Excel можно экспериментировать с различными наборами значений в одной или нескольких формулах для изучения всех возможных результатов.

Анализ «что-если» предполагает изменение значений ячеек для выяснения того, как эти изменения повлияют на результаты выполнения формул на листе.

В Ms Excel предусмотрены средства анализа «что-если» трех типов:

• сценарии;

• таблицы данных;

• подбор параметров.

Сценарии и таблицы данных принимают наборы входных значений и определяют возможные результаты.

Средство подбора параметров принимает результат и определяет возможные входные значения, обеспечивающие получение этого результата.

Запустить средство анализа данных «что-если» можно с вкладки Данные Ms Excel.

Рис.11. Вкладки Данные, содержащей средство анализа «что-если»

Кроме этих трех средств можно установить дополнительные надстройки, помогающие выполнять анализ «что-если», например «Поиск решения». Надстройка «Поиск решения» похожа на средство подбора параметров, но поддерживает большее число переменных. Также можно составлять прогнозы, используя маркер заполнения и различные команды, встроенные в Ms Excel. Для реализации более сложных моделей можно использовать надстройку «Пакет анализа».

Использование сценариев для анализа данных

Сценарий — это набор значений, которые сохраняются в приложении Ms Excel и могут автоматически подставляться в ячейки листа.

Сценарий – это модель «что – если», в которую входят переменные ячейки, связанные одной или несколькими формулами.

Сценарий можно создать для любой таблицы. Для каждого сценария обязательно указываются изменяемые ячейки и используемые значения. При переключении между сценариями, Ms Excel модифицирует значения только в изменяемых ячейках. Соответственно, значение в ячейке результата будет изменяться, отражая различные значения изменяющихся ячеек.

Можно создавать новые и просматривать существующие сценарии для решения задач, и отображать консолидированные отчеты.

Ms Excel сохраняет сценарии вместе с листом текущей книги, и их просмотр возможен только при открытии данного листа.

Сравнивать различные сценарии можно, переходя от сценария к сценарию, но иногда возникает необходимость в создании отчета с обобщенной информацией о различных сценариях листа.

Отчет может быть двух видов:

• отчет типа структура - представляет собой форматированную таблицу, которая выводится на отдельном листе.

• отчет сводная таблица - является специальной таблицей, которую можно настраивать за счет перестановки столбцов и строк.

Анализ данных с использованием Таблицы данных

Неотъемлемой процедурой обработки статистической, финансово-экономической информации, результатов опытов является многократное повторение расчетов по одним и тем же формулам для серий изменяющихся значений. При обработке такой информации в среде электронных таблиц Excel обычно используется операция копирования формул с учетом относительной и абсолютной адресации ячеек рабочей книги.

Одним из средств повышающих эффективность обработки данных являются таблицы данных.

В Ms Excel таблицой данных выполняются множественные пересчеты книги, каждый управляется различными значениями в таблице. В Ms Excel книга сначала рассчитывается обычным образом. Затем для каждой пары значений строки и столбца значения подставляются и пересчитываются и результаты сохраняются в таблице данных.

Таблицы данных удобны для вычисления нескольких вариантов, просмотра и сравнения результатов этих вариантов.

Каждый раз, когда создается формула, можно получить единственный результат.

Таблицы данных позволяют изучить набор возможных результатов. В отличие от сценариев, в Таблицах данных все результаты отображаются в одной таблице на одном листе. Применение Таблиц данных облегчает и ускоряет изучение возможных вариантов. Поскольку внимание сосредоточено только на одной или двух переменных, результаты легко воспринимаются, ими просто обмениваться в табличной форме.

Таблица данных не может принимать более двух переменных. Если необходимо проанализировать больше переменных, вместо таблиц данных лучше использовать сценарии.

Несмотря на то, что работа с Таблицей данных ограничена только одной или двумя переменными (одна для подстановки значений по столбцам, а другая — по строкам), при этом можно использовать любое количество различных значений переменных. Сценарий же поддерживает только 32 различных значения, но количество сценариев может быть любым.

В зависимости от числа переменных и формул, которые нужно протестировать, различают два вида Таблиц данных:

Таблицы данных с одной переменной. Такую таблицу рекомендуется использовать для просмотра влияния различных значений одной переменной в одной или нескольких формулах на результаты этих формул. Значения переменной вводятся в одном столбце или строке, а результаты отображаются в соседнем столбце или смежной строке.

Таблицы данных с двумя переменными. Такую таблицу можно использовать для просмотра влияния различных значений двух переменных в одной формуле на результаты этой формулы.

Проведение расчетов методом Подбора параметра

Если результат, который необходимо получить при вычислении формулы, известен, но неясно, какое входное значение формулы требуется для получения этого результата, можно использовать средство Подбора параметров.

Средство Подбора параметров поддерживает только одно входное значение переменной.

Чтобы использовать функцию Подбор параметра, необходимо предоставить Ms Excel три блока информации:

• Целевая ячейка. Содержит формулу для вычисления необходимой информации.

• Значение. Задает числовое значение цели, которая вычисляется в целевой ячейке.

• Переменная ячейка. Задает исходную ячейку, которая изменяется в Ms Excel, пока в значение целевой ячейке не станет равно цели, указанной в ячейке значения.

При подборе параметра Ms Excel использует итерационный процесс. Он проверяет для изменяемой ячейки одно значение за другим, пока не получит нужное решение.

По умолчанию команда Подбор параметра прекращает вычисления, когда выполняется 100 итераций, или при получении результата, который находится в пределах 0,001 от заданного целевого значения.

Команда Подбор параметра находит только одно решение, даже если задача имеет несколько решений.

Решение задач оптимизации с использованием Поиска решения

Поиск решений может применяться для решения задач, которые включают много изменяемых ячеек, и помогает найти комбинацию переменных, которые максимизируют или минимизируют значение в целевой ячейке. Он также позволяет задать одно или несколько ограничений условий, которые должны выполняться при поиске решений.

Общие свойства, которые характерны для задач, решаемых с помощью надстройки Поиск решения:

• существует единственная целевая ячейка, содержащая формулу, значение которой должно быть сделано максимальным, минимальным или же равным, какому-то конкретному значению;

• формула в целевой ячейке содержит ссылки на ряд изменяемых ячеек. Поиск решения заключается в том, чтобы подобрать такие значения переменных в изменяемых ячейках, которые бы обеспечили оптимальное значение для формулы в целевой ячейке;

• может быть задано некоторое количество ограничений — условий или соотношений, которым должны удовлетворять некоторые из изменяемых ячеек.

Поиск решений может представлять свои результаты в виде трех отчетов: Результаты, Устойчивость и Пределы. Каждый отчет сохраняется на отдельном листе текущей книги, а имена отчетов отображаются на ярлычках.

Отчет по устойчивости содержит информацию о том, насколько целевая ячейка чувствительна к изменениям ограничений и переменных. В отчете показывается, как целевая функция реагирует на увеличение значений изменяемых ячеек на единицу и на увеличение значения ограничения на единицу.

Отчет по результатам содержит целевую ячейку, список изменяемых ячеек и ограничений. В этом отчете для каждого ограничения выводятся «статус» и «разница». Разница — это разность между значением, выводимым в ячейке ограничения при получении решения, и числом, заданным в правой части формулы ограничения. Статус может принимать три состояния: «Связанное» (ограничение, для которого значение разницы равно 0), «Не связанное» (ограничение, которое было выполнено с ненулевым значением разницы) и «Не выполненное».

Отчет по пределам сообщает о том, в каких пределах значения изменяемых ячеек могут быть увеличены или уменьшены без нарушения ограничений задачи. Для каждой изменяемой ячейки этот отчет содержит оптимальное значение, а также наименьшее и наибольшее значения, которые ячейка может принимать без нарушения ограничений.

Поиск решений может решить не каждую предложенную задачу. Если оптимальное решение не найдено, в окне диалога Результаты поиска решений выводится сообщение о неуспешном завершении.