Лекция 1

Введение в курс

Мы приступаем к курсу «ПЭВМ в геодезических расчетах», что означает «Применение персональных ЭВМ в геодезических расчетах». Данный курс очень небольшой, всего лишь 16 часов лекций, т.е. 8 лекций, и 32 часа или 16 лабораторных работ. Поскольку вы уже третьекурсники, то вы должны понимать, что за такое количество лекций и лабораторных работ вряд ли что можно глубоко изучить. Поэтому наш курс носит скорее обзорный или ознакомительный характер, целью которого является познакомить вас с некоторыми программными средствами, которые вы можете использовать в дальнейшем как в процессе учебы в университете, так и в дальнейшей своей практической работе на производстве. Более глубокое освоение работы с этими и другими программными средствами зависит уже от вас. Эту работу надо выполнять будет в дальнейшем самостоятельно.

В предлагаемом вам курсе мы рассмотрим два таких мощных программных продукта, как программа для работы с электронными таблицами, которая входит в программный пакет MS Office и называется MS Office Excel, и программный пакет для выполнения математических вычислений MathSoft MathCAD.

С помощью электронных таблиц MS Excel очень хорошо выполняются вычисления и расчеты в численном виде. Но в нем невозможно выполнять вычисления в символьном виде. Программный пакет MathCAD лишен этого последнего недостатка, но MathCAD не является электронными таблицами. Поэтому эти два пакета как бы взаимно дополняют друг друга, и знание этих двух пакетов будет весьма полезным, как для вашей нынешней учебы, так и в будущей работе.

Разумеется, есть, пусть немного, но все-таки они есть, другие подобные программы. Другие электронные таблицы, другие символьные математические редакторы и процессоры. Например, вместо MathCAD можно использовать MathLAB, возможно Maple. Но всего изучить в учебные часы невозможно, приходится останавливаться на чем-то одном. Наша кафедра отдает предпочтение данным пакетам.

На изучение указанных пакетов отводится примерно равное количество часов. Учебной программой предусмотрено, что студенты специальности «Инженерная геодезия» должны выполнить одну индивидуальную работу. Студенты других специальностей индивидуальную работу не выполняют.

Вы уже знаете, что работе на компьютере и работе с программными средствами нельзя научиться на лекциях. 4-х или 8-ми лабораторных работ для этого недостаточно. На лекциях я буду останавливаться только на ключевых моментах работы, а на лабораторных работах вы будете разбирать только основные вопросы. Поэтому большую часть материала вам придется осваивать самостоятельно. Для этого я подготовил вам список литературы, которую вы можете использовать при изучении рассматриваемых пакетов.

Это следующие первоисточники.

MS Office Excel

1. Бондаренко С., Бондаренко М. Excel 2003. Популярный самоучитель. – СПб.: Питер, 2005. – 320 с.

2. Веденеева Е.А. Функции и формулы Excel 2007. Библиотека пользователя. - СПб.: Питер, 2008. – 384 с.

3. Гарбер Г.З. Основы программирования на Visual Basic и VBA в Excel 2007. – М.: СЛОЛН-ПРЕСС, 2008, 192 с.

4. Кузьмин В. Microsoft Office Excel 2003. Учебный курс. – СПб.: Питер. Киев: Изд. Группа: BHV? 2004. - 493 с.

5. Лавренов С.М. Excel. Сборник примеров и задач. – М.: Финансы и статистика, 2003. – 336 с.

6. Пащенко И. Excel 2007. Шаг за шагом. – 493 с.

7. Рудикова Л.В. Microsoft Excel для студента. – СПб.: БХВ - Петербург, 2005. – 368 с.

8. Шитов В.Н. Excel. Единый справочник. – М.: ГроссМедиа, 2005. – 512 с.

9. Уокенбах Дж. Microsoft Office Excel 2007. Библия пользователя.: Пер. с англ. – М.: ООО «И.Д. Вильямс», 2008, 816 с.

10. Уокенбах Дж. Подробное руководство по созданию формул в Excel 2002.: Пер. с англ. – М.: Изд. дом. Вильямс», 2002. - 624 с.

11. Уокенбах Дж. Диаграммы в Excel 2007.: Пер. с англ. – М.: Изд. дом. Вильямс», 2003. - 448 с.

12. Уокенбах Дж. Профессиональное программирование на VBA в Excel 2002.: Пер. с англ. – М.: Изд. дом. Вильямс», 2003. - 784 с.

MathSoft MathCAD

13. Бидасюк Ю.М. Mathsoft MathCAD 12. Самоучитель. – М.: Изд. Дом «Вильямс», 2006. – 224 с.

14. Васильев А.Н. MathCAD 13 на примерах. – СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 528 с.

15. Гурский Д.А., Турбина Е.С. Вычисления в MathCAD 12. - СПб.: БХВ-Питер, 2006. – 544 с.

16. Кирьянов Д.В. Самоучитель MathCAD 11. - СПб.: БХВ-Петербург, 2003. – 560 с.

17. Кирьянов Д.В. MathCAD 13. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. – 608 с.

18. Макаров Е.Г. Инженерные расчеты в MathCAD. Учебный курс. - - СПб.: БХВ-Питер, 2005. – 448 с.

Додаткова література

19. Duane Birnbaum. Microsoft Excel VBA Professional Projects – Team LiB, 2003. 744 p.

20. E. Joseph Billo. Excel for Scientists and Engineers. Numerical Methods – WILEY-INTERSCIENCE. A John Wiley & Sons, Inc., Publication. Hoboken, New Jersey. 2007. – 454 p.

21. Jacobson R. Microsoft Office Excel 2007 Visual Basic for Applications. Step by Step – Microsoft Press, 2007. – 384 p.

Почти все из указанных первоисточников имеются на нашем кафедральном сервере на диске M, в каталоге «ПЭВМ в геодезических расчетах». Особо обращаю ваше внимание на книги, автором которых является Джон Уокенбах или, как его еще называют, «мистер электронная таблица». В его книгах наиболее полным образом изложен материал по электронным таблицам Excel. Поэтому читайте, пробуйте, работайте.

Начинаем наш курс со знакомства с программным пакетом Microsoft Office Excel.

1 Общие сведения о ms Office Excel

Microsoft Excel — ведущая программа обработки электронных таблиц. Первая версия MS Excel появилась в 1985 году и обеспечивала только простые арифметические операции в строку или в столбец. В 1993 году вышла пятая версия Excel, ставшая первым приложением Microsoft Office, которое включало язык Visual Basic for Applications (VBA). Начиная с Office 97 фирма Microsoft включает VBA во все приложения пакета Microsoft Office.

В настоящее время MS Excel представляет собой достаточно мощное средство разработки информационных систем, которое включает как электроннные таблицы (со средствами финансового и статистического анализа, набором стандартных математических функций, доступных в компьютерных языках высокого уровня, рядом дополнительных функций, встречающихся только в библиотеках дорогостоящих инженерных подпрограмм), так и средства визуального проектирования (Visual Basic for Applications).

Следует отметить, что MS Excel, будучи составной частью популярного пакета Microsoft Office, по массовости своего использования уступает, пожалуй, только другому приложению этого же пакета текстовому редактору MS Word.

Электронные таблицы позволяют производить обработку чисел и текста, задавать формулы и функции для автоматического выполнения, прогнозировать бюджет на основе сценария, представлять данные в виде диаграмм, публиковать рабочие листы и диаграммы в Интернете. С помощью VBA можно автоматизировать всю работу, начиная от сбора информации, ее обработки до создания итоговой документации как для офисного пользования, так и для размещения на Web-узле.

Чего однозначно не удастся сделать с помощью электронных таблиц — это выполнить аналитические вычисления (к примеру отыскать производные или вычислить интегралы в символьном виде). Хотя, надо отметить, численно эти задачи в Excel решаются. Кроме того, приложение Excel может использоваться вместе с другими программными продуктами, такими, например, как Maple или MathCAD, благодаря чему эффективность работы существенно повышается.

Немаловажен и тот факт, что существуют достаточно широкие возможности по оформлению рабочих книг Excel (именно так называются документы, создаваемые этим приложением). Поэтому нет ничего удивительного в том, что наряду с редактором Word, электронные таблицы Excel являются одним из наиболее популярных приложений для ведения электронной документации.

В самых общих чертах принцип работы с электронными таблицами Excel состоит в следующем.

В рабочей области, которая разбита на ячейки, пользователь вводит данные (как правило, численные). Преобразование этих данных осуществляется посредством встроенных утилит Excel и результат такого преобразования отображается в ячейках электронной таблицы. Какие данные и как именно их преобразовывать, равно как и те ячейки, где должен выводиться результат, определяет пользователь.

Удобство такого подхода состоит в том, что впоследствии, если входные, анализируемые данные изменяются, результат автоматически обновляется и отображается в соответствующей ячейке. Эта исключительно полезная концепция находит все более широкое признание в умах инженеров-практиков, поскольку достаточно всего-навсего внести изменения в начальные параметры, и можно сразу увидеть практический эффект — нет необходимости часами повторять однотипные вычисления.

Кроме непосредственно численных данных в таблицах можно использовать текст и прочие визуальные эффекты, аналогичные тем, что доступны при работе с текстовыми редакторами.

Популярность табличного процессора MS Excel позволяет предположить, что интерес к нему будет расти и дальше. Поэтому рассмотрение тех или иных задач, которые можно решить с использованием его возможностей, будет расширять области применения MS Excel как в учебном процессе, так и для автоматизации многих расчетов в производственной сфере.