Автоматизированный лабораторный практикум по информатике. Освоение работы в MS Excel 2007

ВПР

ВПР() и ГПР() популярные поисковые функции. Они осуществляют поиск и копирование данных в определенных направлениях.

ВПР() – функция вертикального поиска. Она применяется для нахождения определенной строки в большой таблице данных. ВПР() сканирует значения в отдельном столбце сверху вниз. После нахождения искомого значения, она может извлечь другую информацию из той же строки.

ГПР() – функция горизонтального поиска. Действие ее аналогичны ВПР().

ВПР() и ГПР() – функции четырёх аргументов:

ВПР (искомое_значение; таблица; номер_столбца; [интервальный просмотр])

ГПР (искомое_значение; таблица; номер_строки; [интервальный просмотр]).

Искомое_значение – содержимое ячейки одной таблицы, которое надо найти в другой таблице.

Таблица – это прямоугольная область ячеек, содержащая данные в которых осуществляется поиск.

Номер_столбца, номер_строки – смещения, определяющие положение столбца (строки) в которой надо найти данные, относительно исходной позиции. После того как ВПР() или ГПР() находит запрошенные данные смещение указывает EXCELL, на сколько ячеек надо сместиться вправо или вниз, для того чтобы найти связанные данные, которые вы хотите извлечь.

Интервальный просмотр - необязательный аргумент имеет значение 1 (истина) – для нахождения примерного (приблизительного) соответствия и 0 (ложь) – для точного соответствия.

Пример использования функции поиска.

Допустим, таблица на первом листе содержит перечень товаров, поставляемых в магазин. На втором листе таблица с ценами за единицу товара. Чтобы подсчитать общую стоимость доставленного товара при помощи ВПР() ищем в первой таблице товар и для него из второй таблицы из столбца цена получаем нужные для вычислений данные. Если мы ищем конкретные значения, то интервальный просмотр нужно задать равный нулю.

41

СВОДНЫЕ ТАБЛИЦЫ

Сводная таблица – это итог заданного вида, построенный на основании данных списков, других сводных таблиц, внешних баз данных, нескольких разрозненных областей данных, расположенных или на одном листе, или на разных рабочих листах, или в разных рабочих книгах. Такая таблица обеспечивает различные способы объединения информации.

Создание сводной таблицы является удобным средством для обработки списков с большим количеством данных. В сводных таблицах все рассмотренные ранее операции (сортировка, фильтрация, подведение итогов) выполняются одновременно, в результате чего они позволяют быстро извлекать необходимую информацию из огромных баз данных.

Построение сводной таблицы производится с помощью команды меню: Вставка – Таблицы – Сводная таблица – Сводная таблица, которая выводит на экран окно Создание сводной таблицы.

Выберите переключатель На новый лист и нажмите Ок.

Excel вставит сводную таблицу в виде пустого шаблона с со списком возможных полей сводной таблицы.

Для построения сводной таблицы надо просто перетаскивать мышью столбцы из Списка полей сводной таблицы и помещать их в один из четырех списков, расположенных ниже.

Сводная таблица включает четыре области.

Значения. Это поля, для которых вы хотите вычислить промежуточные итоги.

Названия строк. Эти поля позволяют разбить данные на категории. В данном случае, сводная таблица помещает информацию для каждой группы в одну строку.

Название столбцов. Также для создания группы, которые помещаются в столбцах.

Фильтр отчета. Эти поля играют роль фильтра в таблицах и служат для определения ограничений на отображение данных.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 6

1. Разработать на новом рабочем листе структуру базы данных, содержащую сведения о сдаче студентами сессии со следующими полями: Шифр; Математика; Информатика; Экономика; Англ.язык;

42

2.Ввести значения записей в созданный список: первый столбец следует скопировать из базы данных с рабочего листа СТУДЕНТ, четыре следующих столбца содержат произвольные значения оценок.

3.Дать название созданному рабочему листу, например, СЕССИЯ 1.

4.В справочной системе MS Excel ознакомиться с описанием и аргументами функции ГПР, относящейся к категории функции ссылок.

5.На рабочем листе СТУДЕНТ заполнить поле Средний балл, введя расчетные формулы с использованием функции ссылки ВПР на рабочий лист СЕССИЯ 1.

6.Консолидация. Создать еще два листа с результатами сессий: СЕССИЯ 2 и СЕССИЯ 3 Объединить таблицы СТУДЕНТ и СЕССИЯ 1, СЕССИЯ 2 и СЕССИЯ 3 с помощью команды Консолидация с подсчетом средних оценок, исключив из итоговой таблицы поля: Пол и Год рождения.

7.На основе исходных таблиц СТУДЕНТ и СЕССИЯ 1 создать несколько сводных таблиц, например, для анализа успеваемости по отдельным группам или отдельно для юношей и девушек.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ К РАБОТЕ №6

1.Для чего используются межтабличные связи?

2.Как организовать связь между различными таблицами?

3.Что такое консолидация данных? Как она производится?

4.Как построить сводную таблицу в MS Excel?

5.Для чего нужны функции поиска? Как они работают?

43

ПОДБОР ПАРАМЕТРА

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ И ЭТАПЫ ЕЕ РЕШЕНИЯ

Огромные вычислительные способности программы MS Excel позволяют решать с ее помощью самые разнообразные задачи. Помимо прямого использования формул и функций для выполнения расчетов, MS Excel может выполнять и более сложные вычисления. Например, при проектировании объектов часто требуется найти начальные значения параметров при заданных конечных результатах. В этом случае следует задать программе желаемые конечные данные, после чего она сама должна рассчитать исходные значения, требуемые для достижения заданных результатов.

I способ.

Для решения подобных задач используется команда меню Данные – Работа с данными – Анализ «что-если» - Подбор параметра. При ее активизации на экране появляется диалоговое окно Подбор параметра, в котором задаются данные для проведения вычислений.

Поиск определенного результата для выбранной ячейки с помощью подбора значения другой ячейки производится следующим образом:

В поле Установить в ячейке вводится ссылка на ячейку с формулой, которая будет использоваться в процессе решения.

В поле Значение вводится заданный конечный результат, который необходимо получить.

В поле Изменяя значение ячейки вводится ссылка на ячейку, которая используется в формуле и значение которой может варьироваться в качестве подбираемого параметра задачи.

44

Щелчок по кнопке ОК запускает программу подбора параметра, которая, имея желаемое конечное значение и формулу для его расчета, начинает подставлять в эту формулу различные числа.

Такой итерационный процесс продолжается до тех пор, пока не будет найден искомый параметр – число, обеспечивающее получение заданного итогового значения. По окончании вычислений на экране появляется диалоговое окно Результат подбора параметра. Этот же алгоритм можно использовать для поиска и устранения ошибок на рабочих листах.

Следует отметить, что команда Подбор параметра может работать только с одной искомой переменной.

II способ: Таблица данных.

ВMS Excel существует и другой способ решения таких задач. При этом используется Таблица данных.

Данные – Работа с данными – Анализ, «что-если» – Таблица данных. Таблицей данных называется динамический диапазон результирующих

ячеек, в котором по заданным формулам, зависящим от значений входных ячеек, выполняются определенные вычисления, т.е. как изменение значений подстановки влияет на результат вычислений по формуле.

Этапы работы с Таблицей данных с одним входом (подбирается одно значение):

1. На рабочем листе создаются исходные зависимости, так же как и при подготовке к Подбору параметра.

2. Подготавливается таблица данных: в верхнюю строку (левый столбец) вводится подбираемое значение с определенным интервалом. Соответственно, в левый столбец (верхнюю строку) ссылки на формулы.

3. Запускается команда Данные – Работа с данными – Анализ, «чтоесли» - Таблица данных.

4. В окне Таблицы данных указывается, где располагается подбираемое значение в строке или в столбце.

5. Ок.

Ячейка на пересечении столбца и строки не заполняется.

Вготовой таблице можно найти необходимые данные при помощи: Функций ПОИСКПОЗ (искомое_значение;просматриваемый_вектор;

тип_сравнения) для нахождения позиции значения совпадающего (тип сравнения 0, или меньшего (-1), большего (1) чем искомое значение) с искомым;

ИНДЕКС(массив; номер_строки; номер_столбца) – для получения значения из нужного столбца(стоки) соответствующего найденной позиции.

III способ: Графически.

45

ПРИМЕР ПОДБОРА ПАРАМЕТРА

В качестве примера задачи подбора параметра разработаем модель производства, дающего определенную прибыль. В упрощенной форме формула для определения заданной прибыли записывается следующим образом:

Прибыль = Общие доходы - Общие расходы (1)

Исходными данными служат: цена производимой продукции, все издержки, связанные с ее производством, и величина желаемой прибыли. Неизвестным (подбираемым) параметром является количество проданного товара.

Рассмотрим отдельные составляющие функции прибыли: Общие доходы = Цена единицы товара*Колич.товара (2)

Общие расходы = Постоянные расходы + Переменныерасходы*Колич.товара (3)

Постоянными расходами называют издержки, которые не зависят от количества производимой продукции (затраты на оборудование, арендная плата, зарплата администрации). Переменными расходами называют издержки, которые меняются в прямой зависимости от объема производства (стоимость сырья, зарплата рабочих).

Таким образом, формула прибыли принимает вид:

Прибыль = Цена единицы товара*Колич.товара - Постоянные расходыПеременные расходы*Колич.товара (4)

В поставленной задаче требуется определить, какое количество товара надо продать для покрытия всех затрат производства и получения заданной прибыли.

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ ПОДБОРА ПАРАМЕТРА

Задача: требуется определить, какое количество товара надо продать для покрытия всех затрат производства и получения заданной прибыли2 500 000р

1. На новом рабочем листе создать таблицу для решения поставленной задачи. Для этого ввести в ячейки название таблицы и названия следующих статей:

46

2.Выделить ячейки, которые должны содержать денежные значения (статьи: доходы, расходы, прибыль), и применить к ним денежный формат.

3.Ввести исходные числовые данные в ячейки таблицы: в статью доходы вводится цена единицы товара (например, 50 000 р.); в статью расходы вводятся издержки на производство единицы товара (например, 20 000 р.) и общие (постоянные) расходы (например, 1 700 000 р.)

4.Ввести формулу (2) для общих доходов и формулу (4) для определения прибыли в соответствующие ячейки таблицы с использованием адресов конкретных ячеек.

5.Дать название созданному рабочему листу, например, ПОДБОР.

6.Выбрать команду меню Данные – Работа с данными – Анализ «чтоесли» - Подбор параметра и в диалоговом окне Подбор параметра задать данные для проведения вычислений:

в поле Установить в ячейке вводится ссылка на ячейку с формулой

(4);

в поле Значение вводится заданное значение прибыли (например,

2 500 000 р.);

в поле Изменяя значение ячейки вводится ссылка на ячейку, обозначенную буквой х, адрес которой используется в формуле (4), а значение которой может варьироваться в качестве подбираемого параметра задачи;

выполнить щелчок по кнопке ОК.

7.Провести анализ информации, полученной в окне Результат подбора параметра.

47

ПОИСК РЕШЕНИЯ

НАЗНАЧЕНИЕ И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОЦЕДУРЫ ПОИСКА РЕШЕНИЯ

Для решения задач с несколькими переменными в MS Excel используется команда меню: Данные – Анализ – Поиск решения. При этом программа дает возможность определить значения выбранной ячейки в тех случаях, когда необходимо изменить значения в нескольких ячейках и удовлетворить несколько наложенных ограничений. Команда Поиск решения использует очень мощное вычислительное средство, так называемый Solver, достаточно сложное в практическом применении.

При первичном использовании этой команды, вам понадобится включить ее:

1.Office – Параметры Excel.

2.Выбрать Надстройки.

3.В поле Управление выбрать Надстройки Excel и нажать кнопку Перейти.

4.Установите флажок около Поиск решения и ОК.

Вобщем случае этот способ используется для решения различных задач оптимизации, когда требуется найти наибольшее или наименьшее значение выбранного критерия оптимальности (целевой функции) и соответствующие значения параметров оптимизации, обеспечивающие экстремум целевой функции. Процедура поиска решения позволяет найти оптимальное значение формулы в ячейке, называемой целевой.

Эта процедура работает с группой ячеек, прямо или косвенно связанных

сформулой в целевой ячейке. Для того, чтобы получить заданный результат по формуле, содержащейся в целевой ячейке процедура изменяет значения параметров во влияющих ячейках. Для сужения множества значений, входящих в целевую функцию, можно использовать ограничения, которые, в свою очередь, могут иметь ссылки на другие влияющие ячейки.

Впроцедуре поиска решения использованы алгоритмы нелинейной оптимизации, алгоритмы симплексного метода и метода «ветвей и границ» для решения линейных и целочисленных задач с ограничениями.

При активизации команды Данные – Анализ – Поиск решения на экране появляется диалоговое окно Поиск решения, в котором задаются исходные данные для решения поставленной задачи оптимизации:

В поле Установить целевую ячейку вводится ссылка на ячейку с формулой, представляющей собой целевую функцию.

48

Устанавливается переключатель, обеспечивающий поиск максимума или минимума целевой функции.

В поле Изменяя ячейки вводятся ссылки на ячейки, содержащие подбираемые значения параметров оптимизации.

В поле Ограничения вводятся значения граничных условий, которым должно удовлетворять искомое решение.

Щелчок по кнопке Выполнить запускает программу Поиск решения.

ПРИМЕР 1. ЗАДАЧИ ПОИСКА РЕШЕНИЙ

Рассмотрим варианты ежемесячного распределения времени студента вне учебных занятий. Допустим, что студент может потратить Q рублей на занятия теннисом, посещение театра и дискотеки. Стоимость часа игры в теннис для студентов составляет c1 руб, стоимость часа на дискотеке равна c2 руб., средняя стоимость часа, проведенного в театре, равна c3 руб.

Запишем функцию полезности, оценивающую количество часов игры в теннис X, время, проведенное на дискотеке Y, и время, проведенное в театре Z, следующим образом:

F = X^0.55*Y^0.15*Z^0.3 (1)

Формула общей стоимости всех рассматриваемых видов времяпровождения имеет вид:

Q = c1*X + c2*Y + c3*Z (2)

Процедуру поиска максимального значения целевой функции (1) можно использовать для определения значений влияющих ячеек, которые соответствуют экстремуму зависимой ячейки. Влияющие и целевая ячейки должны быть связаны формулой листа, иначе при изменении значения первых не будет изменяться последняя.

Формула (2) является ограничением, накладываемым на возможные расходы. дополнительным ограничением может служить то обстоятельство, что количество свободных часов студента не может превышать некоторого определенного значения S:

X + Y + Z < S (3)

АЛГОРИТМ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ №1 ПОИСКА РЕШЕНИЯ

Задача ежемесячного (50 ч.) оптимального распределения времени студента вне учебных занятий: тенниса, театра и дискотеки. При условии, что

49

стоимость часа тенниса составляет -30 р, дискотеки – 50 р. и театра – 50 р. Общие затраты в месяц не должны превысить 1000 р.

На новом рабочем листе файла ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ создать таблицу для решения поставленной задачи. Для этого ввести в ячейки название таблицы и названия следующих статей:

Алгоритм решения задачи 1 поиска решения Задача ежемесячного (50 ч.) оптимального распределения времени

студента вне учебных занятий: тенниса, театра и дискотеки. При условии, что стоимость часа тенниса составляет -30 р., дискотеки – 50 р. и театра – 50 р. Общие затраты в месяц не должны превысить 1000 р.

1. На новом рабочем листе файла ПРИМЕРЫ РАСЧЕТОВ создать таблицу для решения поставленной задачи. Для этого ввести в ячейки название таблицы и названия следующих статей:

2.Выделить ячейки, которые должны содержать денежные значения, и применить к ним денежный формат.

3.Ввести исходные числовые данные в ячейки таблицы, например, значение c 1 принять равным 30 р., c2 - 50 р., c3 - 50 р., S - 50 часов.

4.В качестве первого приближения искомого количества часов можно принять X, Y и Z равными по 1 часу.

5.Ввести функцию СУММ для расчета общего количества часов в ячейку, обозначенную Sum, записать формулу (2) для общих затрат и формулу

(1)для функции полезности в соответствующие ячейки таблицы с использованием адресов конкретных ячеек.

6.Дать название созданному рабочему листу, например, ПОИСК.

50