7.2. Средства табличной обработки информации
Табличное представление данных имеет свои особенности. Многие виды данных намного удобнее хранить и обрабатывать в табличной форме, особенно числовые. Автоматизация табличных расчетов во много раз повышает эффективность и качество работы. Компьютерные программы, предназначенные для хранения и обработки данных, представленных в табличном виде, называют электронными таблицами или табличными процессорами.
Области применения электронных таблиц. Появление исторически совпадает с началом распространения персональных компьютеров. Первая программа для работы с ЭТ - табличный процессор, была создана в 1979 г., предназначалась для компьютеров типа Apple II и называлась VisiCalc. В 1982 г. появляется знаменитый табличный процессор Lotus 1-2-3, предназначенный для IBM PC. Lotus объединял в себе вычислительные возможности 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.
Рис. 7. Рабочее окно табличного процессора Microsoft Excel
Электронные таблицы позволяют решать целый комплекс задач.
Выполнение вычислений. Издавна многие расчеты выполняются в табличной форме, особенно в области делопроизводства: многочисленные расчетные ведомости, табуляграммы, сметы расходов и т.п. Кроме того, решение численными методами целого ряда математических задач удобно выполнять в табличной форме. Электронные таблицы представляют собой удобный инструмент для автоматизации таких вычислений. Решения многих вычислительных задач на ЭВМ, которые раньше можно было осуществить только путем программирования, стало возможно реализовать на электронных таблицах.
Математическое моделирование. Использование математических формул в ЭТ позволяет представить взаимосвязь между различными параметрами некоторой реальной системы. Основное свойство ЭТ - мгновенный пересчет формул при изменении значений входящих в них операндов. Благодаря этому свойству, таблица представляет собой удобный инструмент для организации эксперимента: подбор параметров, прогноз поведения моделируемой системы, анализ зависимостей, планирование. Дополнительные удобства для моделирования дает возможность графического представления данных.
Использование электронной таблицы в качестве базы данныx. Конечно, по сравнению с СУБД электронные таблицы имеют меньшие возможности в этой области. Однако некоторые операции манипулирования данными, свойственные реляционным СУБД, в них реализованы. Это поиск информации по заданным условиям и сортировка информации.
При работе с табличным процессором на экран выводится рабочее поле таблицы и панель диалога. Электронная таблица представляется в виде матрицы, состоящей из строк и столбцов. Строки нумеруются сверху вниз, начиная от 1. Столбцы именуются латинскими буквами (одно- и двухбуквенными именами) в алфавитном порядке в направлении слева направо. Число строк и столбцов зависит от конкретного типа ТП.
На пересечении строк и столбцов образуются ячейки (клетки), каждая из которых имеет свое обозначение (имя, адрес), состоящее из имени столбца и номера строки: А1, С5, АВ356 и т.п. На экране дисплея видна не вся электронная таблица (документ), а только ее часть (рис. 12.4). Документ в полном объеме хранится в оперативной памяти.
Важный элементом электронной таблицы является табличный курсор - прямоугольник, выделенный цветом или рамкой. Ячейка, которую в данный момент занимает курсор, называется текущей ячейкой. При перемещении курсора по таблице происходит перемещение "окна" по документу, в результате чего становятся видны различные его части. Часть таблицы, заполненная информацией, называется активной таблицей. У разных табличных процессоров может различаться расположение на экране рабочего поля и панели диалога.
Строка ввода(строка формул) предназначена для отражения вводимых в текущую ячейку данных. В этой строке можно просмотреть и отредактировать хранимую в ячейке формулу; в самой ячейке пользователь видит результат вычисления по формуле.
Основные режимы работы
Режим готовности. В этом режиме происходит выбор текущей ячейки или выделение блока ячеек.
Режим ввода данных. Происходит посимвольный ввод данных с клавиатуры в текущую ячейку.
Режим редактирования. Используется при необходимости отредактировать содержимое ячейки без полной его замены.
Командный режим. Режим выбора и исполнения команд из иерархической системы меню. После выполнения команды происходит возврат к режиму готовности.
Режимы отображения таблицы. В ячейках, хранящих формулы, отображаться результаты вычисления по формулам или сами формулы. Первый режим называется режимом отображения значений, второй- режимом отображения формул. Рабочим состоянием таблицы является режим отображения значений. Режим отображения формул использоваться при формировании и отладке таблицы.
Режим управления вычислениями. Табличный процессор производит вычисления по формулам, сканируя таблицу в определенном порядке. Такое сканирование всегда начинается с клетки A1. Порядок вычислений может быть установлен по строкам или столбцам. Некоторые ТП позволяют устанавливать этот порядок по желанию пользователя.При каждом вводе новых данных в ячейку вся таблица автоматически пересчитывается заново (режим автоматического счета). В некоторых ТП существует возможность установки режима ручного пересчета, т.е. таблица заново пересчитывается после подачи специальной команды.
Система команд. Команды ТП организованы в иерархическую систему, верхним уровнем которой является главное меню. Кроме того, выполнение команд может инициироваться через панель инструментов, контекстное меню, "горячие клавиши".
Команды редактирования таблицы позволяют манипулировать с фрагментами таблицы: удалять, копировать, перемещать, вставлять. Вставки и удаления столбцов или строк приводят к сдвигу других строк или столбцов таблицы. При этом действующая в таблице относительная адресация автоматически модифицирует формулы в соответствии с их изменившимися адресами. Прием копирования позволяет быстро строить большие таблицы, содержащие однотипные элементы.
Команды форматирования позволяют изменять внешний вид таблицы, ее оформление. К элементам формата относят:
направления выравнивания данных относительно границ ячейки;
высота строки и ширина столбца;
тип, начертание и размер шрифта;
формат представления чисел (обычный, экспоненциальный, разрядность);
вид разлиновки таблицы;
цвет фона и пр.
Команды работы с файлами включают в себя стандартный набор команд, позволяющих открывать и сохранять файлы организовывать вывод на печать полученного документа.
Команды работы с таблицей как с базой данных. Способность ТП искать и выбирать данные из таблицы позволяет использовать электронную таблицу в качестве несложной базы данных, При работе с базами данных имеют дело с записями и полями. В электронных таблицах базой данных является сама таблица, записями - строки таблицы, полями - клетки таблицы. В ТП реализованы команды поиска и сортировки. Чтобы организовать поиск и извлечение данных, необходимо задать
входной блок, т. е. диапазон ячеек, в котором хранятся данные (записи и поля); важное требование: все строки в этом блоке должны быть однородны;
блок критериев, т.е. диапазон клеток, содержащий условие, в соответствии с которым осуществляется поиск и выборка данных из входного блока;
выходной блок, т. е. диапазон клеток, в который будут извлечены данные из входного блока в соответствии с условием, содержащимся в блоке критериев. Задание этих блоков осуществляется специальными командами.
Сортировка строк таблицы производится по значениям определенного столбца. В команде указывается порядок сортировки: - по возрастанию или убыванию значений (в том же смысле, что и БД)
Команды графической обработки данных дают возможность отображать числовую информацию в графическом виде, чаще всего - в виде диаграмм. Команды графического режима можно разбить на две группы:
команды описания диаграмм (задают данные, которые будут выведены в графическом виде, задают тип диаграмм и т.д.);
команды вывода диаграмм.
Табличные данные
Данные для табличных процессоров -это информация, содержащаяся в ячейках таблицы, представленная в определенной символьной форме. Содержимым ячейки электронной таблицы может быть формула или текст. Частным случаем формулы является числовая константа или переменная, более общим - арифметическое или логическое выражение.
Типы данных. Текстовый процессор должен "знать", какого типа данные хранятся в конкретной ячейке таблицы, для того чтобы правильно интерпретировать ее содержимое. Так, например, признаком текстовых данных является символ " (двойные кавычки). Тип данных определяется множеством значений, принимаемых величиной и совокупностью операций, применимых к величинам этого типа. Отсюда, например, следует, что нельзя применять арифметические операции к ячейкам таблицы, в которых хранится текстовая информация. Основными типами данных в электронных таблицах являются числовой, символьный, логический.
Структура данных. Минимальным структурным элементом данных, представленных в электронной таблице, является ячейка. Основная работа производится с ячейками: их заполняют, редактируют, очищают. Ячейки объединяются в структуры данных - столбцы и строки. Базовым структурным понятием в электронных таблица является понятие диапазона ячеек (блока). Оно используется во многих командах табличных процессоров и в некоторых функциях. Диапазон - это множество ячеек, образующих в таблице область прямоугольной формы (матрицу). Минимальный диапазон - это ячейка, строка и столбец, которые также являются блоком, максимальный диапазон - вся таблица. Некоторые табличные процессоры позволяют задавать имя для диапазона клеток, что дает возможно работать с блоком как единым целым.
Адресация. Следует обратить внимание на определенную родственность структуры электронной таблицы и оперативной памяти ЭВМ. В обоих случаях используется принцип адресации для хранения и поиска информации. Разница состоит в том, что в ОЗУ наименьшей адресуемой единицей является байт, а в таблице - клетка (ячейка). Символические имена переменных являются в то же время их адресами в таблице. В таблице может быть установлен режим относительной адресации или режим абсолютной адресации. В режиме относительной адресации всякие изменения в местоположении формулы путем копирования блока, переноса блока, вставки или удаления строк или столбцов приводят к автоматическому изменению адресов переменных в формулах, находящихся в смещенных ячейках. Иначе говоря, формулы модифицируются в соответствии со своим новым положением. При отмене режима относительной адресации устанавливается режим абсолютной адресации. В этом случае при смещении клеток модификации формул не происходит.
Очень часто в числовых таблицах подсчитываются различные итоговые данные: суммы, средние значения, наибольшие, наименьшие значения. Получение таких данных называется статистической обработкой таблицы. Во всех табличных процессорах имеются для этого соответствующие функции. Представление табличных данных в графической форме используется на практике. Графическая обработка придает наглядность, обозримость результатам расчетов. Табличные процессоры предоставляют пользователю на выбор множество типов диаграмм(гистограмм, графиков). Такие графические средства принято называть деловой графикой.