Wykład 3

Wykład 3. Część pierwsza:
Obliczenia i arkusze kalkulacyjne
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.
I.1 Pierwsze komputery i obliczenia

Zaczęło się od obliczeń …



Pierwsze języki programowania „wysokiego poziomu”
(lata 50-te XX w.)



Automatyzacja obliczeń ideą prehistorii komputerów
Rozwój komputerów w czasie II Wojny Światowej
motywowany obliczeniami dla potrzeb militarnych;
np. krzywych balistycznych pocisków
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 wydania
1979
(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
235
Liczba typów
wykresów
0
5
7
14+20
Cena (~)
99$
495$
395$
229$
JO
II.3 Relacyjne bazy danych
III.1 Microsoft Excel
Wiodąca, wszechstronna aplikacja arkusza kalkulacyjnego
z 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




Specyficzne pozycje menu



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
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 zakresie
komórek 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 $J18
wyróżni 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)=0
zmieni 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



Analiza danych



Wykresy danych – bogata galeria typów i podtypów
Raporty i wykresy dla tabeli przestawnych; formularze
Programowanie


Poszukiwanie oczekiwanych wyników, symulacje
Grupowanie, sumy częściowe list danych; tabele przestawne
Prezentacja danych



Obsługa licznych formatów i źródeł danych
Wspomaganie tworzenia kwerend, tj. zapytań do baz danych
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
 Baza danych
DB

zorganizowany (ustrukturalizowany) zbiór
wzajemnie powiązanych danych
database  System zarządzania bazą danych
DBMS
management
system



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
Oracle
dBase
Oracle Corp.
Pierwsze Ostatnie
wydanie wydanie
Typ
Licencja
Ashton-Tate
1979
1980
2009 ROR komercyjna
pseudo
-”2008 relacyjny
DB2
IBM
1983
2009
PostgreSQL
U.C.Berkeley
1988
MS SQL Server Microsoft
MS Access
MySQL
-”-
2009
ROR
OR
darmowa
1989
2008
R
komercyjna
Microsoft
1992
2007
R
-”-
MySQL AB
1995
2010
R
darmowa,
komercyjna
R – relacyjny, OR – obiektowo-relacyjny
V.1 Przykład aplikacji z bazą danych
do obsługi biblioteki
Dane o
książkach
F1: Katalog
książek
K: Książki
Dane o
czytelnikach
Dane o
wypożyczeniach
Dane o
zwrotach
F2: Rejestr
czytelników
F3: Wypożyczenia
F4: Zwroty
C: Czytelnicy
W: Wypożyczenia
SZBD
V.2 Trzy aspekty projektowania
struktury bazy danych
Funkcje aplikacji
bazy danych



Funkcjonalna
struktura b.d.
Logiczna
struktura b.d.
Fizyczna
struktura b.d.
F1
F2
F3
C
K
C
W
WW
KC
1
K
F4
C
WW
KC
n
C
1
n
W
Zewnętrzne
modele danych
Pojęciowy
model danych
Wewnętrzny
model danych
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.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 R=Relational
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));
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)