Wykład 3. Część pierwsza: Obliczenia i arkusze kalkulacyjne

I. Trochę historii Pierwsze komputery i obliczenia Komputery osobiste i arkusze

II. Specyfika arkuszy kalkulacyjnych Ogólna struktura i typowe zastosowania Przykładowe parametry

III. Microsoft Excel Podstawowe cechy aplikacji Wybrane funkcje obliczeniowe Wybrane możliwości pracy z arkuszami

I.1 Pierwsze komputery i obliczenia

Zaczęło się od obliczeń … Automatyzacja obliczeń ideą prehistorii komputerów Rozwój komputerów w czasie II Wojny Światowej

motywowany obliczeniami dla potrzeb militarnych;np. krzywych balistycznych pocisków

Pierwsze języki programowania „wysokiego poziomu” (lata 50-te XX w.) Fortran, Algol – obliczenia numeryczne Cobol – obliczenia ekonomiczne

Rozwój dziedzin matematyki dotyczących obliczeń Metody numeryczne – rozwiązywanie problemów

matematycznych drogą obliczeń (całki, układy równań…) Teoria obliczeń – obliczalność, złożoność obliczeniowa

I. 2 Komputery osobiste i arkusze

Pierwszy arkusz kalkulacyjny VisiCalc opracowany dla komputerów osobistych firmy Apple (1978) zrewolucjonizował sposób prowadzenia obliczeń w firmach przyczynił się do wzrostu sprzedaży komputerów

Arkusz kalkulacyjny Lotus 1-2-3 opracowany dla systemu operacyjnego DOS (1983) wiodący arkusz kalkulacyjny dla PC-tów w trybie tekstowym znalazł wielu naśladowców, m.in. Quattro Pro firmy Borland później w graficznym środowisku Windows, w pakiecie

biurowym Lotus SmartSuite, obecnie IBM Lotus Symphony

II.1 Ogólna struktura i typowe zastosowania arkuszy obliczeniowych

Struktura arkusza Dane i obliczenia w regularnej strukturze tabeli Numerowane wiersze i kolumny oznaczane literami Komórki na przecięciu wierszy i kolumn Zawartość komórek powiązana przez formuły obliczeniowe Adresowanie względne i bezwzględne

Zakresy zastosowań Obliczenia ekonomiczne i księgowe Tabelaryczne zestawienia informacji Praca z danymi: wyszukiwanie, filtrowanie, prezentacja Wspomaganie decyzji biznesowych

II.2 Przykładowe parametry arkuszy

Arkusz VisiCalc Lotus 1-2-3 Excel 1.0 Excel 2003

Rok wydania1979

(1981 na PC)1983

1985(1987 na PC)

2002

Platformy Apple II, … PC PC (DOS)Macintosh,

PC (Windows)PC

Rozmiary arkusza

(kolumny × wiersze)

63 × 254 256 × 2048 256 × 16384 256 × 65536

Liczba funkcji 28 41 114 235Liczba typów

wykresów 0 5 7 14+20

Cena (~) 99$ 495$ 395$ 229$

II.3 Relacyjne bazy danychJO

III.1 Microsoft Excel

Wiodąca, wszechstronna aplikacja arkusza kalkulacyjnegoz graficznym interfejsem użytkownika

Geneza i pierwsze wersje Sukcesor DOS-owego arkusza Microsoftu MultiPlan (1982) Najpierw dla komputerów Apple Macintosh (1985) Wersja dla Windows (1987) zaważyła na ich sukcesie Wygrana konkurencja z Lotus 1-2-3

Kolejne wersje w minionych dwóch dekadach Szereg wersji dla komputerów McIntosh (ostatnia w 2008) 10 wersji dla PC z systemem Windows (od roku 1993 związane

z pakietem MS Office, przyczyniły się do jego powodzenia) najnowsza wersja dla Windows w pakiecie MS Office 2007

III.2 Środowisko programu Excel

Prototypowe GUI MS Office, zintegrowane z innymi aplikacjami Skoroszyt i arkusze

Arkusz ma 216(220) wierszy 28(214) kolumn w wersji 2003 (2007) Skoroszyt zawiera dowolną liczbę arkuszy (domyślnie 3) Dowolna liczba otwartych skoroszytów w aplikacji Excel

Specyficzne pozycje menu Widok / Podgląd podziału stron; Wstaw / Wiersze, Kolumny,

Arkusz, Funkcja, Nazwa; Format / Komórki, Wiersz, Kolumna,Formatowanie warunkowe

Dane / Sortuj, Filtr, Grupy i konspekt, Sumy częściowe, Tabele przestawne, Importuj dane zewnętrzne

Specyficzne paski narzędziowe do pracy z danymi, formularzy, formuł, tabeli przestawnych

III.3 Zawartość komórek arkusza

Wartości wpisywane przez użytkownika (lub importowane) format ogólny: domyślna interpretacja zależnie od treści formaty liczb: liczbowy, naukowy; procentowy, ułamkowy;

walutowy, księgowy; data, czas tekstowy: dowolna zawartość interpretowana jako tekst formaty specjalne i niestandardowe

Formuły – wartości wyliczane (wyrażenia po znaku =) Zwykłe: ich argumentami są wartości pobrane z innych komórek,

funkcje lub stałe; argumenty mogą być połączone operatorami Tablicowe: wynik i / lub argumenty w postaci zakresu komórek

(czyli tablicy), np. operacje na macierzach Przykład: prosta formula tablicowa

III.3.1 Przykłady

Formuła: =1/3

wyświetlana w różnych formatach

Formuły tablicowe: (Ctrl+Shift) {=B8:C12/10} {=B8:C12+G8:H12}

III.4 Funkcje obliczeniowe i narzędzia interakcyjne, „kreatory”

Bogaty zestaw funkcji różnych kategorii Matematyczne, Statystyczne, Finansowe Daty i czasu Logiczne Bazy danych, Tekstowe, Informacyjne, Wyszukiwania i adresu

Liczne narzędzia wspomagające pracę ze skoroszytem, m.in.: Wstawianie funkcji – specyfikacja argumentów, podgląd wyniku,

tekst pomocy (opis funkcji i argumentów) Kreator wykresów – wybór rodzaju wykresu, formatowanie

elementów, powiązanie z seriami danych arkusza Rejestracja i organizacja makr – zapis powtarzalnych sekwencji

czynności do wielokrotnego wykorzystania Kreator tabel i wykresów przestawnych – agregacja danych

III.5 Przykłady użycia funkcji: obliczanie lat pracy w tabeli KADRY (w kolumnie G data zatrudnienia)

Formuły z funkcjami daty i funkcją zaokrąglenia liczby Wersja A (zgrubna): rok bieżący – rok daty zatrudnienia

=ROK(DZIŚ())-ROK($G18) Wersja B (przybliżona): liczba dni zatrudnienia / liczba dni w roku

=LICZBA.CAŁK((DZIŚ()-$G18)/365)

Formuła z funkcjami daty i funkcjami logicznymi Wersja C (dokładna): pełne lata kalendarzowe

o 1 rok mniej, jeżeli w bieżącej dacie jest wcześniejszy miesiąc, lub w ten sam miesiąc oraz wcześniejszy dzień, niż w dacie zatrudnienia

=ROK(DZIŚ())-ROK($G18) - JEŻELI(LUB(MIESIĄC(DZIŚ())<MIESIĄC($G18);

ORAZ(MIESIĄC(DZIŚ())=MIESIĄC($G18); DZIEŃ(DZIŚ())<DZIEŃ($G18))) ; 1 ; 0 )

III.6 Formaty warunkowe do przykładów z III.5

Formatowanie warunkowe umożliwia zróżnicowanie formatów w zakresiekomórek na podstawie warunków logicznych przez: nałożenie warunku na wartość wskazanej komórki lub wpisanie formuły zmianę czcionki, obramowania, deseniu komórek spełniających warunek.

Przykład zastosowania dla zaznaczenia różnic Warunek określony na wartości komórki:

Wartość komórki jest nierówna $J18wyróżni formatem czcionki te wyniki wyliczeń lat pracy metodą B i C, które różnią się od umieszczonego w kolumnie J wyliczenia metodą A.

Przykład zastosowania dla szybkiego pokolorowania komórek w zakresie Warunek określony przez formułę:

Formuła jest =MOD(WIERSZ();2)=0zmieni kolor parzystych wierszy zakresu; funkcja WIERSZ() zwraca numer wiersza, funkcja MOD(x;2) zwraca wartość 0 dla parzystych wartości x.

III.7 Wybrane możliwości Excela

Import danych Obsługa licznych formatów i źródeł danych Wspomaganie tworzenia kwerend, tj. zapytań do baz danych

Analiza danych Poszukiwanie oczekiwanych wyników, symulacje Grupowanie, sumy częściowe list danych; tabele przestawne

Prezentacja danych Wykresy danych – bogata galeria typów i podtypów Raporty i wykresy dla tabeli przestawnych; formularze

Programowanie Makra, moduły Visual Basic for Applications

Współpraca z otoczeniem Praca grupowa, w sieci, współpraca z innymi aplikacjami

Część druga: Aplikacje z bazami danych

IV. Bazy danych Geneza i podstawowe pojęcia Zalety systemów baz danych Klasyfikacja baz danych

V. Przykład projektu aplikacji z bazą danych Projekt struktury bazy danych Tabele i kwerendy SQL

VI. Microsoft Access Ogólne cechy programu Access Składniki aplikacji z bazą danych

IV.1 Geneza i podstawowe pojęcia

Technologie baz danych (od lat 60/70 XX w.) rosnąca objętość gromadzonych informacji postęp środków technicznych informatyki (w tym pamięci masowych na taśmach i dyskach

znaczenie informacji w zarządzaniu potrzeba sprawniejszych metod przetwarzania

DBdatabase

DBMSmanagement

system

Baza danych zorganizowany (ustrukturalizowany) zbiór wzajemnie powiązanych danych

System zarządzania bazą danych zakładanie i aktualizacja bazy dostęp do danych wiarygodność, bezpieczeństwo i spójność danych

SZBD

IV.2 Zalety systemów baz danych

Mechanizmy strukturalizacji danych Niezależność danych od programów

dostęp do danych za pośrednictwem języka zapytań aktualizacja bazy przez język manipulacji danymi

Scentralizowana kontrola spójności danych jednoznaczność i sensowność danych jednokrotna aktualizacja danych zachowanie warunków ograniczających kontrola równoległego (równoczesnego) dostępu do danych

Scentralizowana ochrona niezawodności systemu i bezpieczeństwa danych

IV. 3 Klasyfikacja baz danych

Ze względu na model danych (logiczną strukturę danych i zachodzących między nimi związków) rozróżnia się bazy danych: Relacyjne: dane w tabelach, ustanowione relacje między danymi Sieciowe: związki między jednostkami danych

tworzą strukturę grafu Hierarchiczne: związki między jednostkami danych

tworzą strukturę drzewa Obiektowe: dane o strukturze obiektów programowych

Multimedialne: dane w formatach grafiki, dźwięku itp. Ze względu na konfigurację występują systemy baz danych:

scentralizowane: centralnie zarządzane w jednym węźle sieci rozproszone: spójnie zarządzane bazy danych w wielu węzłach sieci

Ze względu na dostępność występują systemy baz danych: wielodostępne: dostępne dla wielu użytkowników i aplikacji lokalne: dostępne na jednym komputerze

IV.4 Popularne przykłady SZBD

Nazwa Producent Pierwszewydanie

Ostatniewydanie Typ Licencja

Oracle Oracle Corp. 1979 2009 ROR komercyjna

dBase Ashton-Tate 1980 2008 pseudo relacyjny -”-

DB2 IBM 1983 2009 ROR -”-

PostgreSQL U.C.Berkeley 1988 2009 OR darmowa

MS SQL Server Microsoft 1989 2008 R komercyjna

MS Access Microsoft 1992 2007 R -”-

MySQL MySQL AB 1995 2010 R darmowa, komercyjna

R – relacyjny, OR – obiektowo-relacyjny

SZBD

V.1 Przykład aplikacji z bazą danych do obsługi biblioteki

F1: Katalog książek

Dane oksiążkach

F3: Wypożyczenia

Dane o wypożyczeniach

F4: Zwroty

Dane o zwrotach

F2: Rejestr czytelników

Dane oczytelnikach

K: Książki C: Czytelnicy

W: Wypożyczenia

KC

W1

1 n

n

Krotności związków między danymi 1:1, 1:n, (m:n). W przykładzie 1:n - jeden do wielu - związek jednej pozycji zbioru danych C (czytelnicy) z wieloma pozycjami zbioru W (wypożyczenia)

V.2 Trzy aspekty projektowania struktury bazy danych

Funkcje aplikacjibazy danych

Funkcjonalnastruktura b.d.

Logiczna struktura b.d.

Fizyczna struktura b.d.

Zewnętrzne modele danych

Pojęciowy model danych

Wewnętrzny model danych

CWK C CWWKCW KCW

F1 F2 F3 F4

V.3 Model danych bazy relacyjnej

Tabele zawierają rekordy danych o jednorodnej strukturze Rekordy danych zawierają nazwane pola np.

CZYTELNICY (Nr karty, Nazwisko, Imię, Adres, Kod, Miasto, Telefon) KSIĄŻKI (Sygnatura, Autor, Tytuł, Dział, Rok wydania) WYPOŻYCZENIA (Numer#, Nr karty, Sygnatura , Data wyp, Data zwr)

klucz podstawowy identyfikuje rekordy klucz obcy reprezentuje związek (relację) z inną tabelą Symbol # oznacza automatyczne numerowanie pól kolejnych

rekordów przez SZBD

V.4 Kwerendy w języku SQL

SQL (Structured Query Language) to standardowy język relacyjnych baz danych obsługiwany przez wszystkie liczące się systemy RDBMS pozwala tworzyć zapytania do bazy danych, definiować tabele danych i manipulować danymi w tabelach

Przykład zapytania wybierającego dane o aktualnie wypożyczonych książkach:

SELECT KSIĄŻKI.Tytuł, Date()-WYPOŻYCZENIA![Data wyp] AS [Ile dni]

FROM KSIĄŻKI INNER JOIN WYPOŻYCZENIA ON KSIĄŻKI.Sygnatura=WYPOŻYCZENIA.Sygnatura

WHERE (((WYPOŻYCZENIA.[Data zwr]) Is Null));

R=Relational

VI.1 Ogólne cechy programu MS Access

Program do tworzenia aplikacji z bazami danych Bazy danych w programie Access

Relacyjny model danych Obsługa języka SQL Dane liczbowe i tekstowe, obiekty binarne (np. obrazy) Konfiguracja lokalna i wielodostępna Komunikacja z innymi systemami baz danych

„Obiekty” MS Access reprezentują struktury danych, środki prezentacji danych oraz elementy oprogramowania

Narzędzia GUI wspomagające pracę z aplikacją MS Access

VI.2 Składniki aplikacji programu Access

Baza danych Tabele z danymi połączone przez tzw. relacje Kwerendy w języku SQL (zapytań i manipulacji danymi)

wybierające dają selektywny dostęp do danych krzyżowe tworzą zagregowane postacie danych

(np. podsumowania) funkcjonalne usuwają,  aktualizują, dołączają dane, tworzą

nowe tabele – pozwalają manipulować danymi w bazie Obiekty graficznej prezentacji danych

Formularze, raporty, a także strony dostępu w sieci Web Programowanie

Makra i moduły w języku VBA (Visual Basic for Access)