 |
Программные средства для вычислительных работ
|
|
|
|
Электронные таблицы, пакеты прикладных программ (ППП) для статистической обработки данных, специализированные математические ППП. Электронные таблицы (SuperCalc, Excel, Lotus, Quattro Pro, SDSS Spreadsheet, VistaCalc, GS-Calc и др.) относятся к классу систем обработки числовой информации, называемых Spreadsheet. Буквальный перевод термина "spreadsheet" c английского языка означает "расстеленный лист (бумаги)". Области применения электронных таблиц: бухгалтерский и банковский учет; планирование распределения ресурсов; проектно-сметные работы; инженерно-технические расчеты; статистическая обработка больших массивов информации; исследование динамических процессов.
Табличный процессор - это комплекс взаимосвязанных программ, предназначенный для обработки электронных таблиц.
Электронная таблица - это компьютерный эквивалент обычной таблицы, состоящей из строк и граф, на пересечении которых располагаются клетки, в которых содержится числовая информация, формулы или текст.
Электронные таблицы представляют комплексные средств для хранения типов данных и их обработки. В некоторой степени они аналогичны системам управления базами данных, но основной акцент смещен не на хранение массивов данных и обеспечение к ним доступа, а на преобразование данных, причем в соответствии с их внутренним содержанием.
В отличие от баз данных, которые обычно содержат широких спектр типов данных (от числовых и текстовых до мультимедийных), для электронных таблиц характерна повышенная сосредоточенность на числовых данных.
Основное свойство электронных таблиц состоит в том, что при изменении содержания любых ячеек таблицы может происходить автоматическое изменение содержания во всех прочих ячейках, связанных с изменениями соотношением заданным математическими или логическими выражениями (формулами). Простота и удобство работы с электронными таблицами снискали им широкое применение в сфере бухгалтерского учета, в качестве универсальных инструментов анализа финансовых, сырьевых и товарных рынков, доступных средств обработки результатов технических испытаний, то есть всюду, где необходимо автоматизировать регулярно повторяющиеся вычисления достаточно больших объемов числовых данных.
|
|
|
Самые популярные табличные процессоры - Microsoft Excel, Access и Lotus 1-2-3. В Microsoft Excel автоматизированы многие рутинные операции, специальные шаблоны помогают создавать отчёты, импортировать данные и многое другое.
Lotus 1-2-3 - профессиональный процессор электронных таблиц. Широкие графические возможности и удобный интерфейс пакета позволяют быстро ориентироваться в нём. С его помощью можно создать любой финансовый документ, отчёт для бухгалтерии, составить бюджет, а затем разместить все эти документы в базах данных.
Основные возможности электронных таблиц: решение расчетных задач, проведение вычислений по формулам, заданным пользователем; решение оптимизационных задач; анализ и моделирование на основе результатов вычислений; оформление таблиц, отчетов; построение диаграмм требуемого вида; распространение и просмотр электронных таблиц всеми участниками рабочей группы и другое.
Элементами таблицы являются столбцы, строки, ячейки, блоки ячеек. Чаще всего строки пронумерованы (1, 2, 3, 4,...), а столбцы поименованы латинскими буквами и комбинациями букв (А, В, С,..., АА, АВ,..., IV). Элемент, находящийся на пересечении столбца и строки, называется ячейкой (клеткой).
Прямоугольная область таблицы называется блоком (диапазоном, интервалом) ячеек. Блок задается адресами верхней левой и правой нижней ячеек блока, перечисленными чаще всего через двоеточие.
|
|
|
Каждая ячейка таблицы имеет следующие характеристики: адрес; содержимое; изображение; формат; комментарий.
Адрес ячейки – имя (номер) столбца и номер строки, на пересечении которых находится ячейка. Используется в формулах в виде относительной, абсолютной или смешанной ссылки, а также для быстрого перемещения по таблице.
Содержимым ячейки может быть: число (целое со знаком или без (–345), дробное с фиксированной точкой (253,62) или с плавающей точкой (2,5362е + 2)); текст; формула.
Формула – всегда начинается со знака "=" и может содержать числовые константы, абсолютные или относительные ссылки на адреса ячеек, встроенные функции. Аргументы функций всегда заключаются в круглые скобки.
Формат ячейки – определяется форматом чисел, шрифтом, цветом символов, видом рамки, цветом фона, выравниванием по границам ячейки, наличием защиты ячейки.
Имя – употребляется как замена абсолютного адреса ячейки для использования его в формулах.
Преимущества использования ЭТ при решении задач:
1. решение задач с помощью электронных таблиц освобождает от составления подробного алгоритма решения задачи и отладки соответствующей программы.
2. при использовании однотипных формул используется копирование формулы в нужные ячейки.
3. изменение содержимого любой ячейки приводит к автоматическому пересчету значений всех ячеек таблицы, в которых есть ссылки на данную.
4. исходные данные и результаты расчетов можно анализировать как в числовом виде, так и представить их с помощью деловой графики. Изменение данных, по которым строились графики, автоматически отразится в изменении графического образа.
Помимо рассмотренных выше коммерческих продуктов существует альтернативное свободное программное обеспечение для работы с электронными таблицами: OpenOffice.org Calc, Gnumeric.
Gnumeric - это свободный табличный процессор, поддерживается на GNU/Linux, Mac OS, Microsoft Windows и других ОС. Gnumeric является частью GNOME Office, набора офисных приложений с некоторой долей интеграции. Разработчики стараются обеспечить поддержку полнофункциональных электронных таблиц и простой переход для пользователей и организаций с несвободных программ. Некоторые специалисты утверждают, что он обеспечивает больше функций и намного большую точность вычислений, чем Microsoft Excel. Gnumeric поддерживает систему подключаемых модулей, позволяющая расширять функциональность - добавлять функции, использовать иные форматы ввода-вывода и возможности обработки данных в реальном времени.
|
|
|
OpenOffice.Calc - похож на Microsoft Excel и функциональность этих редакторов примерно равна. Если Calc сравнивать с Excel, то в последнем работать удобнее и быстрее. При работе с программой Calc следует отметить один важный момент: функции в программе названы на английском языке в любой локализованной версии, тогда как в продукте от Microsoft – на русском в русскоязычной и на английском в англоязычной. При работе с диаграммами, во-первых, несмотря на отличную совместимость со многими документами MS Office, Calc отображает диаграммы и графики, созданные в Excel, некорректно. Во-вторых некоторые параметры для редактирования диаграмм недоступны – в частности это касается заливки. Для непосредственно самих полос графика можно задавать заполнение сплошным цветом, градиентом, штриховкой и каким-либо рисунком, но градиент можно выбрать только из предуставленных разработчиками - это достаточно серьёзная недоработка, но с другой стороны, для графиков можно включить прозрачность и тени. Кроме того, можно создавать трёхмерные диаграммы, где позволяется задать любой угол наклона и даже рассчитывается освещение для каждой полоски графика.
Минус программ OpenOffice - некоторая «заторможенность» при сохранении больших документов: виной всему формат файлов этого пакета. Все они сохраняются в виде XML, запакованного в ZIP-архив - преобразование и упаковка занимают достаточно долгое время.
Пакеты статистической обработки (Systat, Statistica, Stadia и др.) предназначены, как это ясно из названия, для проведения статистической обработки больших массивов данных. Заметим, что многие электронные таблицы позволяют пользователю рассчитать не только простые статистические показатели, но и произвести более сложные расчеты с использованием встроенных статистических функций: вычисление коэффициентов корреляции, характеризующих степень сходства результатов разных измерений, ранг числа в списке чисел, коэффициенты функций распределения данных и многое другое. Пакеты статистической обработки имеют развитые средства графического представления исходных данных и результатов расчета. Это не только двумерные диаграммы и графики, но и многомерные изображения.
|
|
|
Универсальные пакеты содержат такие разделы математической статистики, как описательная статистика, парные категории, анализ факторных эффектов, анализ временных рядов, многомерные методы, методы контроля качества и др. Парные критерии оценивают различия между двумя совокупностями данных (задача: определение влияния нововведения, сделанного на предприятии, на результаты работы). Многомерные методы (дискриминантный, кластерный) позволяют по экономическим показателям выделить группы сходных предприятий.
Математические пакеты (Eureka, Mathcad, Mathcad Professional, Matlab, Maple, Mathematica и др.) позволяют решить практически любую математическую задачу и представить результаты расчетов в табличном или графическом виде. Многие математические пакеты имеют развитые средства построения трехмерных поверхностей, задаваемых с помощью функций.
Mathematica разработана компанией Wolfram Research Inc, позволяет упрощать алгебраические выражения, дифференцировать, вычислять различные интегралы, суммы, произведения, решать алгебраические и дифференциальные уравнения и системы, раскладывать функции в ряды и находить пределы. Mathematica решает численными методами задачи, которые не поддаются аналитическому решению, а также задачи оптимизации и математической статистики.
В основу системы Matlab (MATrix LABoratory - матричная лаборатория) положен принцип расширяемости, позволяющей адаптировать систему под задачи пользователя. Сущность этого принципа заключается в том, что пользователь может создавать практически неограниченное число собственных функций, которые хранятся на жестком диске ЭВМ. Matlab имеет средства для расчета и проектирования аналоговых и переходных характеристик и таких же характеристик для линейных электрических цепей, средства для спектрального анализа и синтеза. Для решения задач моделирования программа Matlab дополнена пакетом Simulink c визуально-ориентированным программированием.
Maple V – универсальный математический пакет, преимущество которого заключается в поддержке символьных вычислений, мощных графических возможностей, наличием многофункционального внутреннего языка программирования. Пакет Maple дает возможность пользователю сосредоточится на решении задачи в аналитическом виде, не тратя время на численные решения частных задач. Студентам и преподавателям пакет помогает глубже понять многие математические методы и проанализировать влияние различных параметров на найденное решение.
|
|
|
Отличительной чертой Mathcad является использование в ней общепринятых в математике символов для обозначения операций интегрирования, дифференцирования, вычисления рядов и т.д. возможность использования латинских, греческих букв, верхних и нижних индексов позволяет получать формулы в привычном виде. Mathcad является интегрирующей системой, позволяющей создавать проекты, в которых данных циркулируют по системе Matlab, электронным таблицам MS Excel b пакету научной графики Axum.
|
|
|
