Электронные таблицы Excel. Работа с данными и расчеты в Excel

Для представления данных в удобном виде используют таблицы. Компьютер позволяет представлять их в электронной форме, а это дает возможность не только отображать, но и обрабатывать данные. Класс программ, используемых для этой цели, называется электронными таблицами. Электронная таблица — компьютерный эквивалент обычной таблицы. Табличный процессор — комплекс программ, предназначенный для создания и обработки таблиц.

Электронные таблицы Excel — это самая распространенная и мощная технология для работы с данными. В ячейках таблицы могут содержаться числа, текст, даты, формулы, функции. Главное достоинство электронных таблиц — возможность мгновенного автоматического пересчета всех данных, связанных формульными зависимостями, при изменении значения любого компонента таблицы. В Excel возможности вычисления объединены с богатым набором функций, присущих текстовому, графическому редакторам и другим приложениям пакета MS Office.

Табличный процессор Excel позволяет:

• • решать математические задачи: выполнять табличные вычисления, вычислять значения и исследовать функции, строить графики функций, решать уравнения, работать с матрицами и комплексными числами;
• • осуществлять математическое моделирование и численное экспериментирование;
• • проводить статистический анализ, осуществлять прогнозирование и оптимизацию;
• • реализовывать функции базы данных — ввод, поиск, сортировку, фильтрацию и анализ данных;
• • вводить пароли либо устанавливать защиту некоторых ячеек или всех ячеек, скрывать фрагменты таблицы или всю таблицу;
• • наглядно представлять данные в виде диаграмм и графиков;
• • вводить и редактировать тексты, создавать рисунки;
• • импортировать, экспортировать и обмениваться данными с другими программами (например, вставлять текст, рисунки, таблицы, приготовленные в других приложениях);
• • осуществлять многотабличные связи;
• • подготавливать выступления, доклады и презентации.

Версии Excel: Excel 5.0 для Windows 3.11, Excel 7.0 для

Windows 95, Excel 97 для Windows 98, Excel 2000 для Windows 2000, Excel для Windows XP и Windows Vista.

Excel находится в файле ...VProgram FilesVMS Office excel.exe. Все файлы, созданные программой Excel, имеют расширение .xls. При запуске Excel без указания имени файла процессор по умолчанию предлагает начать создание нового документа под названием «Книга 1». Меню программы Excel (рис. 5.5) отличается от Word тем, что вместо вкладки Таблица

Рис. 5.5. Окно рабочего листа Excel появляется вкладка Данные. На панели инструментов имеются специальные кнопки для форматирования числовых данных: денежный, процентный, разделитель тысяч, уменьшение или разделение разрядности числа. Под панелью инструментов идет строка Функция. Слева раскрывается список. В поле имени указывается адрес активной ячейки. Кнопки XV = используются для управления процессом ввода и редактирования. На пересечении столбца и строки с обозначением столбцов находится кнопка без надписи для выделения всей таблицы. Затем идет рабочее поле. Ниже него располагается строка с ярлыком рабочих листов. Excel — многооконная программа, т. е. можно одновременно открывать несколько документов. В строке состояния высвечивается режим работы, дополнительная информация и находится поле для автовычисления. Окно можно разделить на 2 или 4 части и одновременно работать с разными частями одной таблицы. Для этого нужно использовать команды Окно -> Разделить. Чтобы снять разделение: Окно —> Снять разделение.

Основные понятия Excel. Рабочая книга — это совокупность рабочих листов, сохраняемых на диске в одном файле. В каждом файле может размещаться одна книга, а в книге от 1 до 255 рабочих листов. По умолчанию в каждой книге 3 листа. Рабочий лист имеет табличную структуру и может состоять из любого числа страниц, ярлыки активного листа выделяются цветом, а надпись — полужирным текстом. Электронная таблица состоит из 65 536 строк и 256 столбцов. Строки нумеруются числами, а столбцы латинскими буквами. Заголовок столбца или строки служит не только для обозначения, но и для изменения.

Ячейка — это область электронной таблицы, находящаяся на пересечении столбца и строки, это наименьшая структурная единица на рабочем листе. Формат и размеры ячеек можно изменить с помощью мыши или команд меню. Каждая ячейка имеет адрес, который используется при ссылке на ячейку, например Al, АВ2.

Ссылка — это способ указания адреса. Адрес и содержимое текущей ячейки выводятся в строке Функция. Адреса ячеек могут быть относительными и абсолютными, ячейки могут иметь собственные имена. Блок может состоять из одной ячейки, строки или ее части, столбца или его части, а также последовательности строк и столбцов. Блок ячеек может быть выделен с помощью мыши, а также непосредственным набором с клавиатуры начального и конечного адресов. Для отмены выделения есть команда Разгруппировать листы.

Обозначение ячейки, составленное из заголовка столбца и номера строки, называется относительным адресом. Ссылки на диапазон ячеек состоят из адреса ячейки в левом верхнем углу, двоеточия и адреса ячейки в правом нижнем углу, например А1:С5. Для обозначения адреса ячейки с указанием адреса листа необходимо ввести, например, такой текст: «Лист 2! И5» или «[Книга 1] Лист 2! В5». При копировании формул в Excel действует правило относительной адресации ячеек. Табличный процессор автоматически смещает адрес (в соответствии с относительным расположением исходной ячейки). Если же ссылка на ячейку не должна изменяться при копировании, то вводят абсолютный адрес ячейки.

Абсолютная ссылка создается из относительной путем вставки знака доллара перед заголовком столбца и номером строки ($А$4).

Смешанный адрес — это адрес, постоянным в котором является только один из компонентов ($А1, А$1). Изменение типа ссылки для редактирования адреса производится с помощью клавиши F4. Удобный способ ссылки на адрес ячейки путем присвоения ей произвольного имени. Имена используют в формулах вместо адресов.

Имена — это абсолютные ссылки. Собственными именами можно обозначить постоянные величины, коэффициенты и др. Присвоить имя ячейке можно с помощью команд Вставка Имя Присвоить или используя поле имени либо сочетание клавиш Ctrl+F3. Если требуется присвоить имя из текста, то нужно выполнить команды Вставка -> Имя -> Создать -> Используется из текста. Для быстрого перехода к ячейкам, которым присвоены имена, используют клавишу F5 и вводят нужное имя в поле имен в раскрывшемся диалоговом окне. Для быстрой вставки имени в формулу используют клавишу F3 и диалоговое окно Вставить имя.

Правила: имя не может начинаться с цифры и не должно быть похоже на адрес ячейки, нельзя использовать пробелы — только символ подчеркивания (Доходы_за_2004), длина имени должна быть не более 255 символов. Имена листов должны содержать не более 31 символа, их нельзя заключать в квадратные скобки, нельзя использовать знаки /, , ?, *. Переименовывать листы можно с помощью меню Правка.

Типы данных: текст, числа, даты, функции, формулы.

Функции — это программы с уникальными именами, для которых пользователь должен задать аргументы. Все функции имеют одинаковый формат записи:

ИМЯ ФУНКЦИИ (ПЕРЕЧЕНЬ АРГУМЕНТОВ).

Для облегчения работы со вложенными функциями используется Мастер функций (рис. 5.6), который имеет около 400 встроенных функций. Например, математические, тригонометрические, статистические, инженерные, даты и времени, финансовые, информационные, логические функции.

Рис. 5.6. Окно Мастера функций

После выбора функции открывается окно параметров, где нужно ввести необходимые аргументы.

Формулой в электронных таблицах называют арифметические и логические выражния. Начинается формула со знака =. Формулы могут содержать константу числа и текст, заключенный в кавычки, ссылки на ячейки, знаки арифметических, логических и других операций, встроенные функции, скобки, закладки и др. Для отображения формул, а не значений нужно использовать команды Сервис —> Параметры —> Вид —> Показывать -» Формула.

Функции могут вводиться в таблицу в составе формул либо отдельно.

Имена функций можно набирать в любом регистре, а формулы — только в верхнем. Тип входных данных, содержащихся в каждой ячейке, определен первым символом, который трактуется как команда переключения режима.

Режимы работы Excel: готовность ввода данных; редактирование (F2); командный (F10). Для разделения строк в ячейке используется сочетание клавиш Alt+Enter.

Особенность электронных таблиц заключается в возможности применения формул для описания связи между значениями различных ячеек. Расчет по заданным формулам выполняется автоматически. Изменение содержимого какой-либо ячейки приводит к пересчету значений всех ячеек, которые с ней связаны формульными отношениями, и тем самым к обновлению всей таблицы в соответствии с изменившимися данными.

При формировании таблицы выполняют ввод, редактирование и форматирование данных, а также формул. Наличие средств автоматизации облегчает эти операции.

Так как таблицы часто содержат повторяющиеся или однотипные данные, программа содержит средства автоматизации ввода. К числу предоставляемых средств относятся автозавершение, автозаполнение числами и автозаполнение формулами.

Для автоматизации ввода текстовых данных используется метод автозавершения. Его применяют при вводе в ячейки одного столбца строк, среди которых есть повторяющиеся. В ходе ввода текстовых данных в очередную ячейку программа Excel проверяет соответствие введенных символов строкам, имеющимся в этом столбце выше. Если обнаружено однозначное совпадение, введенный текст автоматически дополняется. Нажатие на клавишу Enter подтверждает операцию автозавершения, в противном случае ввод можно продолжать, не обращая внимания на предлагаемый вариант.

Лвтозаполнение числами — процедура автоматического заполнения строки или столбца, изменение последних данных или постоянного значения с перетаскиванием.

В правом нижнем углу рамки текущей ячейки имеется черный квадратик — маркер заполнения. При наведении на него указатель мыши приобретает форму тонкого черного крестика. Перетаскивание маркера заполнения рассматривается как операция «размножения» содержимого ячейки в горизонтальном или вертикальном направлении. Если ячейка содержит число (в том числе дату, денежную сумму), то при перетаскивании происходит копирование ячеек или их заполнение арифметической прогрессией. Для выбора способа Автозаполнение следует производить специальное перетаскивание с использованием правой кнопки мыши.

Например, ячейка А1 содержит число 1. Наведите указатель мыши на маркер заполнения, нажмите правую кнопку мыши и перетащите маркер заполнения так, чтобы рамка охватила ячейки Al, В1 и С1, а затем отпустите кнопку мыши. Если теперь выбрать в открывшемся меню пункт Копировать ячейки, все ячейки будут содержать число 1. Если же выбрать пункт Заполнить, то в ячейках окажутся числа 1, 2 и 3.

Автозаполнение формулами выполняется так же, как и автозаполнение числами. Его особенность заключается в необходимости копирования ссылок на другие ячейки. Относительные ссылки изменяются в соответствии с относительным расположением копии и оригинала, абсолютные остаются без изменения.

Стандартные функции используются в программе Excel только в формулах. Вызов функции состоит в указании в формуле имени функции, после которого в скобках указывается список параметров. Отдельные параметры разделяются в списке точкой с запятой. В качестве параметра может использоваться число, адрес ячейки или произвольное выражение, для вычисления которого также могут использоваться функции.

В режиме ввода формулы в левой части строки формул, где раньше располагался номер текущей ячейки, появляется раскрывающийся список функций. Он содержит десять функций, которые использовались последними, а также пункт Другие функции.

При выборе пункта Другие функции запускается Мастер функций, облегчающий выбор нужной функции. В раскрывающемся списке Категория выбирается категория, к которой относится функция (если категорию определить затруднительно, используют пункт Полный алфавитный перечень), а в списке Выберите функцию — конкретная функция данной категории. После щелчка по кнопке ОК имя функции заносится в строку формул вместе со скобками, ограничивающими список параметров. Текстовый курсор устанавливается между этими скобками. Вызвать Мастер функций можно и проще — щелчком по кнопке Вставка функции в строке формул. Как только имя функции выбрано, на экране появляется диалоговое окно Аргументы функции. Это окно, в частности, содержит значение, которое получится, если немедленно закончить ввод формулы. Правила вычисления формул, содержащих функции, не отличаются от правил вычисления более простых формул. Ссылки на ячейки, используемые в качестве параметров функции, также могут быть относительными или абсолютными, что учитывается при копировании формул методом Автозаполнение. Для вычислений в Excel применяют как основные средства программы, так и дополнительные (надстройки).

Итоговые вычисления предполагают получение числовых характеристик, описывающих определенный набор данных в целом. Например, возможно вычисление суммы значений, входящих в набор, среднего значения и других статистических характеристик, количества или доли элементов набора, удовлетворяющих определенным условиям. Проведение итоговых вычислений в программе выполняется с помощью встроенных функций. Особенность использования таких итоговых функций состоит в том, что при их задании программа пытается «угадать», в каких ячейках заключен обрабатываемый набор данных, и задать параметры функции автоматически. В качестве параметра итоговой функции обычно задается некоторый диапазон ячеек, размер которого определяется автоматически. Выбранный диапазон рассматривается как отдельный параметр (массив), и в вычислениях используются все ячейки, составляющие его.

Для итоговых вычислений наиболее типичной является функция суммирования (СУММ), для применения которой есть отдельная кнопка (Автосумма) на панели инструментов Стандартная. Диапазон автосуммирования включает ячейки с данными, расположенные над текущей ячейкой (предпочтительнее) или слева от нее и образующие непрерывный блок. При неоднозначности выбора используется диапазон, непосредственно примыкающий к текущей ячейке. Автоматический подбор диапазона не исключает возможности редактирования формулы. Можно переопределить диапазон, который был выбран автоматически, а также задать дополнительные параметры функции.

Функции для итоговых вычислений выбираются обычным образом, с помощью раскрывающегося списка в строке формул или с использованием Мастера функций. Все эти функции относятся к категории статистических. В их число входят функции ДИСП (вычисляет дисперсию), МАКС (максимальное число в диапазоне), СРЗНАЧ (среднее арифметическое значение чисел диапазона), СЧЕТ (подсчет ячеек с числами в диапазоне) и др.

Логические операции Excel позволяют при решении некоторых задач значение ячейки вычислять одним из нескольких способов в зависимости от выполнения одного или нескольких условий (см. раздел 5.2.2).

Использование надстроек. Надстройки — это специальные средства, расширяющие возможности программы Excel. Хотя эти средства считаются внешними, дополнительными, доступ к ним осуществляется с помощью обычных команд строки меню (обычно через меню Сервис или Данные). Команда открывает специальное диалоговое окно, оформление которого не отличается от стандартных диалоговых окон программы Excel. Подключить или отключить установленные надстройки можно с помощью команды Сервис Надстройки.

Надстройки, поставляемые вместе с программой Excel:

• 1. Пакет анализа (.Analysis Tool Рак). Обеспечивает дополнительные возможности анализа наборов данных. Выбор определенного метода анализа осуществляется в диалоговом окне Data Analysis (Анализ данных), которое открывается командами Сервис -> Data Analysis (Анализ данных).
• 2. Мастер суммирования (Conditional Sum Wizard). Позволяет автоматизировать создание формул для суммирования данных в столбце таблицы. При этом ячейки могут включаться в сумму только при выполнении определенных условий. Запуск Мастера осуществляется с помощью команд Сервис -» Conditional Sum (Частичная сумма).
• 3. Мастер подстановок (Lookup Wizard). Автоматизирует создание формулы для поиска данных в таблице по названию столбца и строки. Мастер позволяет произвести однократный поиск или предоставляет возможность ручного задания параметров поиска. Вызывается командами Сервис -> Lookup (Поиск).
• 4. Подбор параметра — надстройка, используемая для решения задач оптимизации. Пример 5.3 см. ниже.
• 5. Поиск решения (Solver Add-in). Эта надстройка используется для решения задач оптимизации. Ячейки, для которых подбираются оптимальные значения и задаются ограничения, выбираются в диалоговом окне Solver Parameters (Поиск решения), которое открывается при помощи команд Сервис Solver (Поиск решения).
• 6. Построение диаграмм и графиков. Выбор типа диаграммы, выбор данных, оформление диаграммы, размещение диаграммы, редактирование диаграммы.

Пример 5.1. Решение уравнений с помощью надстройки Подбор параметра.

Задача. Найдите решение уравнения х³ - Зх² + л: = -1.

Решение

• 1. Запустите Excel и откройте рабочую книгу, созданную ранее.
• 2. Создайте новый рабочий лист (Вставка -» Лист), дважды щелкните по его ярлыку и присвойте ему имя Уравнение.
• 3. Занесите в ячейку А1 значение 0.
• 4. Занесите в ячейку В1 левую часть уравнения, используя в качестве независимой переменной ссылку на ячейку А1. Соответствующая формула может, например, иметь вид:

=А1^Л3-3*АГ2+А1.

• 5. Выполните команды Сервис -> Подбор параметра.
• 6. В поле Установить в ячейке укажите В1, в поле Значение задайте -1, в поле Изменяя значение ячейки укажите А1.
• 7. Щелкните по кнопке ОК и посмотрите результат подбора, отображающий в диалоговом окне Результат подбора параметра. Щелкните по кнопке ОК, чтобы сохранить полученные значения ячеек.
• 8. Повторите расчет, задавая в ячейке А1 другие начальные значения, например 0,5 или 2. Совпали ли результаты вычислений? Чем можно объяснить различия? (При наличии нескольких корней результат решения уравнения зависит от того, какое число было выбрано в качестве начального приближения.)
• 9. Сохраните рабочую книгу.

Контрольные вопросы

• 1. Каковы назначение и основные функции процессора Excel?
• 2. Что такое рабочая книга и рабочие листы Excel?
• 3. Какие виды адресов ячеек имеет электронная таблица?
• 4. Что такое правило относительной адресации?
• 5. Какие вы знаете статистические и математические функции Excel?
• 6. Что называется формулой в Excel и из чего она состоит?
• 7. Какие в Excel имеются средства автоматизации?
• 8. Каково назначение Мастера функций?
• 9. Какие функции используются при решении логических задач?
• 10. Какие надстройки применяют для решения задач?