Билеты / Билет8

Билет № 8

Вопрос 1. основы сайтостроения.

Вопрос 2.

Табличные процессоры.

2. Области применения электронных таблиц.

3. Запись формул, относительная адресация.

4. Основные типы расчетных задач.

Для организации вычислений на компьютере помимо языков программирования используются различные высокоуровневые средства. К их числу относятся электронные таблицы, а также математические пакеты ( MathCAD , Maple и др). В базовом курсе информатики учащиеся осваивают работу с электронными таблицами (см. Приложение 10).

Появление электронных таблиц исторически совпадает с на чалом распространения персональных компьютеров. Первая про грамма для работы с электронными таблицами — табличный про цессор — была создана в 1979 г., она предназначалась для компьютеров типа Apple II и называлась VisiCalc . В 1982 г. появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1—2 — 3, предназначен ный для IBM PC . Lotus объединял в себе вычислительные возможности электронных таблиц, 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 информаци онных технологий, позволяющее решать комплекс задач.

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

2. Математическое моделирование. Использование математиче ских формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между раз личными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ — мгновенный пересчет формул при изменении зна чений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству табли ца представляет собой удобный инструмент для организации чи сленного эксперимента: подбор параметров, прогноз поведения моделируемой системы, анализ зависимостей, планирование. До полнительные удобства для моделирования дает возможность гра фического представления данных.

3. Использование электронной таблицы в качестве базы дан ных. Конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы име ют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые опе рации 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 ко торой является изучение среды, режимов работы, системы ко манд, данных (см. [11]).

19.6.2. Рекомендации по организации практической работы

Главная задача для учащихся на минимальном уровне изуче ния данной темы: научиться основным методам организации расчетов с помощью электронных таблиц. Для этого они должны ос воить следующие практические приемы работы в среде электрон ной таблицы:

• осуществлять перемещение табличного курсора, устанавли вать курсор в нужную ячейку;

• вводить данные — числа, тексты, формулы;

• редактировать данные в ячейках;

• копировать информацию в ячейках;

• вставлять и удалять строки и столбцы.

Теоретические вопросы, которые на первом этапе вызывают наибольшие затруднения, это правила записи формул и понимание принципа относительной адресации. Их отработку следует проводить на задачах и упражнениях.

Принцип относительной адресации — это один из базовых прин ципов функционирования электронной таблицы. Адреса ячеек, используемых в формулах, определяются относительно места рас положения формулы. Смысл этого принципа следует пояснить на примерах. В табл. 19.1 формулу в ячейке Cl табличный процессор воспринимает так: сложить значение, из ячейки, расположенной на две клетки левее, со значением из ячейки, расположенной на одну клетку левее данной формулы.

Здесь и в последующих примерах формулы в таблицах будут записываться по правилам MS Excel .

При переносе этой формулы в любую другую ячейку любым способом (копированием, вследствие вставки или удаления фраг ментов) сохранится сформулированный ранее смысл формулы. Вследствие этого изменятся ссылки на ячейки. Например, при копировании формулы из ячейки С1 в ячейку С2 формула примет вид: А2 + В2. При копировании в ячейку F 6 примет вид: F 4 + F 5.

Для закрепления понимания принципа относительной адреса ции следует выполнить несколько заданий. Условия предлагаемых задач должны быть следующего типа: дан фрагмент электронной таблицы (например такой, как приведен ранее). Какие формулы занесутся в ячейки блока D 1: F 1, если в них скопировать формулу из ячейки С2? Результат выполнения этого задания в режиме ото бражения формул и в режиме отображения значений показаны в табл. 19.2. Здесь заливкой отмечены ячейки, в которые произведе но копирование.

Основные типы расчетных задач, которые учащиеся должны научиться решать на электронных таблицах:

1) получение несложных расчетных ведомостей;

2) статистическая обработка числовых таблиц;

3) построение диаграмм по табличным данным;

4) сортировка таблицы по значениям параметра (столбца);

5) табулирование функций.

Рассмотрим основные методические проблемы, возникающие при решении задач первого типа на примере следующего задания: построить таблицу расчета ежемесячной оплаты за расход элект роэнергии по данным показаниям счетчика и стоимости 1 КВт/ч.

Начать решение задачи следует с проектирования таблицы. Это наиболее сложный этап для учеников. Во-первых, необходимо пояснить алгоритм подсчета оплаты за электричество (не всем детям это очевидно). Показания счетчика снимаются в конце каждого месяца. Расход электроэнергии за месяц определяется как разность показания счетчика в данном месяце и в предыдущем. Затем опла та подсчитывается как произведение расхода на цену 1 КВт/ч. Для расчета платы за январь необходимо знать показания счетчика в декабре прошлого года. Из всего сказанного нужно сделать вывод: какие величины являются исходными данными, какие — вычи сляемыми по формулам. Исходные данные — показания счетчика каждый месяц и стоимость 1 КВт/ч, а вычисляемые — ежемеся чный расход электроэнергии и сумма оплаты.

Теперь можно переходить к построению таблицы. Следует сра зу же сформулировать ученикам некоторые правила оформления таблицы. Во-первых, у таблицы обязательно должен быть заголо вок. Строки и столбцы таблицы должны быть поименованы. По степенно учитель должен познакомить учеников с основными сред ствами форматирования таблицы для получения оформленного документа. Начальная часть таблицы показана в табл. 19.3 (предпо лагается, что цена 1 КВт/ч равна 20 коп., а плата подсчитывается в руб.).

Во время работы с табличным процессором обязательно нужно использовать прием копирования формул. Формулы в ячейках С4, D 4 являются исходными. Все формулы, расположенные ниже них, получены путем копирования. Из этого примера ученикам станет ясен практический смысл принципа относительной адресации: он позволяет быстро создавать большие таблицы без переписыва ния формул.

Разбор этой задачи приводит к идее использования абсолютного (замороженного) адреса. Удобно цену 1 КВт/ч хранить в отдельной ячейке (например, в В16), а в ячейке D 4 записать форму лу С4*$В$16. При копировании формулы абсолютный адрес меняться не будет. Теперь, если произойдет изменение цены 1 КВт/ч, то будет достаточно внести изменения лишь в одну ячейку В16.

Очень часто в числовых таблицах подсчитываются различные итоговые данные: суммы, средние значения, наибольшие и наи меньшие значения. Получение таких данных называется стати стической обработкой таблицы. Во всех табличных процессорах име ются для этого соответствующие функции. В задачах того же типа, что рассмотрена ранее, следует добавить задание на подобную статистическую обработку данных. Например, к таблице оплаты электроэнергии добавить вычисление общей суммы денег, выплаченных за год (функция СУММ0), среднемесячного расхода электроэнергии (функция СРЗНАЧО), наибольшей и наимень шей месячной платы (функции МАКС(), МИН()).

Представление табличных данных в графической форме часто используется на практике. Графическая обработка придает нагляд ность, обозримость результатам расчетов. Табличные процессоры предоставляют пользователю на выбор множество типов диаграмм (гистограмм, графиков). Такие графические средства принято на зывать деловой графикой.

Для построения диаграммы пользователь должен указать ее тип, и сообщить табличному процессору, из каких блоков таблицы нужно выбирать всю необходимую информацию. Достаточно под робно основные типы диаграмм описаны в [12], даны рекоменда ции по их применению.

Большие возможности придает использование в электронной таблице условной и логических функций. Таблица без использования ус ловной функции реализует в себе линейный вычислительный алго ритм. Использование условной функции вносит в таблицу структуру ветвления. Потребность в ветвлении появляется при усложнении ус ловия задачи. Например, если бы правило оплаты за электроэнер гию звучало так: за первые 100 КВт/ч нужно платить по 20 коп.; за каждый КВт/ч, израсходованный выше этого, нужно платить по 30 коп. Тогда расчетная формула в ячейке D 4 выглядела бы так:

=ЕСЛИ(С4<=100; С4*0,2; 20+(С4 - 100)*0,3).

Возможность сортировки данных в таблице существует у таб личных процессоров благодаря наличию режима базы данных. Обычно сортировка организуется в выделенном блоке таблицы. Как и в базах данных, указывается столбец, по которому произ водится сортировка и порядок сортировки: по возрастанию или по убыванию значений в столбце. Например, в рассмотренной таблице можно отсортировать строки, начиная с четвертой, по убыванию размера оплаты. Тогда вначале расположится самый «дорогой» месяц, далее — по убыванию.

Табулирование функции — одна из часто решаемых прикладных задач математики. Табулирование означает построение таблицы значений функции для значений аргумента, изменяющихся в оп ределенном интервале с данным шагом. Табулирование позволяет исследовать функцию: проследить характер изменения, выделить области корней, определить экстремальные значения. Применяя прием копирования, в электронной таблице можно быстро пост роить таблицу значений функции большого размера. Для этого до статочно ввести две начальные строки таблицы и затем скопиро вать их вниз на нужное число строк. Например, таблица функции

/^т(х) = х³+0,5л/х,

вычисленной с шагом 0,2 начиная от значения х = 0, приведена в табл. 19.4.

Если нужно изменить начальное значение X в таблице, то достаточно исправить ячейку A3, а для изменения шага нужно из менить содержимое ячейки В1. Формулы записываются по прави лам, принятым в используемом табличном процессоре.

О применение электронных таблиц для решения задач математического моделирования сказано в подразд. 17.4.

В результате обучения учащиеся должны:

• знать (понимать): понятия «электронная таблица», «табли чный процессор»; основные информационные единицы (ячейки, строки, столбцы, блоки) и способы их идентификации; типы данных электронной таблицы;

• уметь: создавать и использовать различные формы представ ления информации (формулы, графики, диаграммы, таблицы) в динамических электронных таблицах;

• использовать приобретенные знания и умения в практической деятельности и повседневной жизни: для создания информацион ных объектов, простейших моделей объектов и процессов при выполнении индивидуальных и коллективных проектов, в учебе, дальнейшем освоении профессий, востребованных на рынке труда.

Электронные таблицы

Электронная таблица — это программа обработки числовых данных, хранящая и обрабатывающая данные в прямоугольных таблицах.

Электронная таблица состоит из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначаются буквами или сочетаниями букв (A, G, АВ и т. п.), заголовки строк — числами (1, 16, 278 и т. п.). Ячейка — место пересечения столбца и строки.

Каждая ячейка таблицы имеет свой собственный адрес. Адрес ячейки электронной таблицы составляется из заголовка столбца и заголовка строки, например: Al, B5, E7. Ячейка, с которой производятся какие-то действия, выделяется рамкой и называется активной.

Электронные таблицы, с которыми работает пользователь в приложении, называются рабочими листами. Можно вводить и изменять данные одновременно на нескольких рабочих листах, а также выполнять вычисления на основе данных из нескольких листов. Документы электронных таблиц могут включать несколько рабочих листов и называются рабочими книгами.

Типы данных.

Электронные таблицы позволяют работать с тремя основными типами данных: число, текст и формула.

Числа в электронных таблицах Excel могут быть записаны в обычном числовом или экспоненциальном формате, например: 195,2 или 1.952Ё + 02. По умолчанию числа выравниваются в ячейке по правому краю. Это объясняется тем, что при размещении чисел друг под другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы под единицами, десятки под десятками и т. д.).

Текстом в электронных таблицах Excel является последовательность символов, состоящая из букв, цифр и пробелов, например запись «32 Мбайт» является текстовой. По умолчанию текст выравнивается в ячейке по левому краю. Это объясняется традиционным способом письма (слева направо).

Формула должна начинаться со знака равенства и может включать в себя числа, Имена ячеек, функции (Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и т.д.) и знаки математических: операций. Например, формула «=А1+В2» обеспечивает сложение чисел, хранящихся в ячейках А1 и В2, а формула «=А1*5» — умножение числа, хранящегося в ячейке А1, на 5. При вводе формулы в ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений по этой формуле. При изменении исходных значений, входящих в формулу, результат пересчитывается немедленно.

Абсолютные и относительные ссылки.

В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа ссылок: относительные и абсолютные. Различия между ними проявляются при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительная ссылка в формуле используется для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в которой находится формула. При перемещении или копировании формулы из активной ячейки относительные ссылки автоматически обновляются в зависимости от нового положения формулы. Относительные ссылки имеют следующий вид: А1, ВЗ.

Абсолютная ссылка в формуле используется для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемым значением адреса ячейки ставится знак доллара (например, $А$1).

Если символ доллара стоит перед буквой (например: $А1), то координата столбца абсолютная, а строки — относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например, А$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки — абсолютная. Такие ссылки называются смешанными.

Пусть, например, в ячейке С1 записана формула =А$1+$В1, которая при копировании в ячейку D2 приобретает вид =В$1+$В2.

Относительные ссылки при копировании изменились, а абсолютные — нет.

Сортировка и поиск данных.

Электронные таблицы позволяют осуществлять сортировку данных. Данные в электронных таблицах сортируются по возрастанию или убыванию. При сортировке данные выстраиваются в определенном порядке. Можно проводить вложенные сортировки, т. е. сортировать данные по нескольким столбцам, при этом назначается последовательность сортировки столбцов.

В электронных таблицах возможен поиск данных в соответствии с указанными условиями — фильтрами. Фильтры определяются с помощью условий поиска (больше, меньше, равно и т. д.) и значений (100, 10 и т. д.). Например, больше 100. В результате поиска будут найдены те ячейки, в которых содержатся данные, удовлетворяющие заданному фильтру.

Построение диаграмм и графиков.

Электронные таблицы позволяют представлять числовые данные в виде диаграмм или графиков. Диаграммы бывают различных типов (столбчатые, круговые и т. д.); выбор типа диаграммы зависит от характера данных.