System simulating technological processes
Download
Report
Transcript System simulating technological processes
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 ROR komercyjna
pseudo
-”2008 relacyjny
DB2
IBM
1983
2009
PostgreSQL
U.C.Berkeley
1988
MS SQL Server Microsoft
MS Access
MySQL
-”-
2009
ROR
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)