лекции ЕН.02 информатика (1). Конспект лекций по дисциплине ен. 02 информатика и информационнокоммуникационные технологии (икт) в профессиональной деятельности
 Скачать 1.93 Mb.
|
|
I. Структура электронной таблицы Электронная таблица (ЭТ) - табличная форма представления информации, которая создаётся с помощью программы MS Excel. Электронную таблицу можно просматривать, изменять, записывать на различные носители для хранения, печатать на принтере. ЭТ состоит из столбцов и строк. Столбцы обозначаются буквами латинского алфавита. Строки таблицы нумеруются числами: 1, 2 и т.д. Минимальным элементом таблицы является ячейка. Ячейка – это пересечение столбца и строки.У каждой ячейки есть адрес, образованный из имени столбца и номера строки, на пересечении которых находится эта ячейка. При необходимости адрес может быть дополнен именем листа и именем книги. Адрес текущей ячейки отображается в поле имени ячейки в левом верхнем углу сразу над таблицей. Диапазон (блок) - прямоугольный фрагмент таблицы. Его адрес - адрес верхней левой ячейки, знак ":", адрес правой нижней ячейки. Например, диапазон В2:С4 содержит ячейки с адресами В2, В3, В4, С2, С3, С4. Диапазон удобно использовать для выполнения какого-либо действия над группой ячеек. Например, функция МАКС(В2:С4) найдет максимальное значение из величин находящихся в выше перечисленных ячейках. II. Типы данных в электронных таблицах Excel использует два основных типа данных. Текст, то есть последовательность символов, которая не может быть воспринята табличным процессором как число или формула. Символьные данные автоматически выравниваются по левому краю ячейки. Данные текстового типа обычно используются для обозначения названий таблиц, заголовков столбцов, текстовой информации в строках и столбцах, а также для комментариев. Для того чтобы текст в ячейке не перекрывал соседнюю, можно изменить ширину ячейки, содержащей текст, так, чтобы текст помещался полностью. Для этого достаточно навести курсор мыши на границу столбца в полосе названий столбцов и перетащить эту границу на нужное расстояние. Другой способ ‑ дважды щелкнуть на границе. В результате граница переместится на расстояние, достаточное для отображения текста. При вводе длинных текстов в ячейку можно настроить их перенос по строкам. Для этого нужно выделить ячейку - выбрать команду Формат - Формат ячеек - в диалоговом окне Формат ячеек на вкладке Выравнивание поставить флажок опции Переносить по словам. Числа, данные, которые содержат только числа или специальные символы (+, -, Е, е, $, %, /, а также скобки, точки и запятые). Числовые данные автоматически выравниваются по правому краю ячейки. Различают числовые константы, формулы, встроенные функции или даты. Данные числового типа используются для числовых величин (или ссылок на соответствующие ячейки) и связывающих их арифметических операций. Числовые константы могут быть целыми и дробными (вещественными), в качестве разделителя целой и дробной части в России используется знак ",". При вводе даты в качестве разделителя можно использовать точку или косую черту, .... например, 02.04.2005, 02/04/05. Формулой в Excel считается выражение, начинающееся со знака равенства. Формула может содержать числа, ссылки на ячейки и функции, соединённые знаками математических операций. Применение скобок позволяет изменять стандартный порядок выполнения действий. Excel вычисляет формулу каждый раз, когда изменяется содержимое таблицы, ссылающееся на данную формулу. Если результат вычислений не помещается в ячейке таблицы, Excel может вывести на экран последовательность символов «#######», говорящую о том, что необходимо увеличить ширину столбца. Функции Excel – это заранее определенные формулы, позволяющие производить расчеты в финансовой, статистической, математической, логической и других областях деятельности. Функции подразделяются на встроенные и определенные пользователем. Встроенные функции сгруппированы по категориям и имеют одинаковый синтаксис: имя функции и ее аргументы. Имя функции показывает, о каких вычислениях идет речь. Примеры имен функции – СУММ, СРЗНАЧ и др. Аргументы – значения, которые функция использует, вычисляя результат. Аргументы перечисляются в скобках следом за именем функции. В качестве аргументов могут выступать числовые значения, текст, логические значения, массивы, значения ошибок или ссылки, дата/время, а также другие функции и формулы. Аргументы функции разделяются символом ";". Функции могут быть выбраны из списка функций с помощью кнопки Вставить функцию из группы Библиотека функций на вкладке Формулы, или с помощью нажатия пиктограммы fx в строке формул. После выбора требуемой функции подключается Мастер функций, позволяющий пользователю последовательно заполнять ее аргументы. В Ехсеl существует целый ряд стандартных числовых форматов. Изменение формата числа производится в пункте меню Формат/ Ячейка, вкладка Число. Список доступных форматов будет доступен в левой части диалогового окна. III. Типы адресации Для того, чтобы при перемещении или копирование формул их смысл и результаты вычислений оставались верными в электронной таблице реализовано два типа адресации для имён (адресов) ячеек, которые используются при вычислении. Относительная адресация - адреса ячеек, используемые в формулах, определены не абсолютно, а относительно ячейки, в которой располагается формула. Любое изменение месторасположения формулы ведёт к автоматическому изменению адресов ячеек в этой формуле в соответствии с идентификатором столбца или строки. Абсолютная адресация - при изменении местоположения формулы адреса ячеек не изменяются. Адрес можно сделать абсолютным поместив символ доллара "$" в строке формул перед именем столбца и номером ячейки, например, $A$5, введя его непосредственно с клавиатуры, или установить курсор в строке формул на адресе ячейки и нажать клавишу F4. В формулах можно использовать смешанные адреса ячеек, например, Е$7 или $Е7. В смешанных ссылках при перемещении или копировании формулы изменяется только относительная часть адреса. IV. Рабочие книги и листы Документы, создаваемые в редакторе Excel, называют Книгами. Каждая книга состоит из Листов. Рабочий лист – это одна электронная таблица. Рабочий лист в Excel 2007 состоит из 13384 столбцов и 1048576 строк. При запуске Excel автоматически создаётся новая книга и на экран выдаётся первый её лист. В нижней строке окна книги слева размещается список листов книги, содержащий имена (ярлыки) листов. По умолчанию рабочим листам присваивается имена Лист1, Лист2, Лист3, имя активного листа выделяется инверсным цветом. Для того чтобы сделать активным другой лист книги, нужно щёлкнуть левой кнопкой мыши по ярлыку этого листа. Для переименования Листа можно выполнить двойной щелчок левой кнопкой мыши по ярлыку этого листа, после появления курсора набрать нужное имя. Другой вариант – щелчок правой кнопкой мыши по ярлыку переименовываемого листа вызывает список команд для работы с Листами. С помощью кнопки в конце списка Листов можно вставить новый лист. V. Деловая графика Microsoft Excel предоставляет пользователю большой набор возможностей для графического представления данных в виде диаграмм. Для построения диаграмм необходимо знать следующие понятия: ряды данных - это наборы значений, которые требуется изобразить на диаграмме (значения функции расположены на оси Y); категории (аргументы функции расположены на оси Х) служат для упорядочения значений в рядах данных; легенда - это условные обозначения значений различных рядов данных (функций) на диаграмме. В Excel имеется около 20 типов двухмерных и трехмерных диаграмм, каждая из которых имеет несколько разновидностей. Например: линейчатые диаграммы и гистограммы могут быть использованы для иллюстрации соотношения отдельных значений или показа динамики изменения данных за определенный период времени; график отражает тенденции изменения данных за определенные промежутки времени; круговые диаграммы предназначены для наглядного отображения соотношения частей и целого; точечная диаграмма отображает взаимосвязь между числовыми значениями нескольких рядов данных и представляет две группы чисел в виде одного ряда точек, часто используется для представления данных научного характера; диаграмма с областями подчеркивает величину изменения данных во времени, показывая сумму введенных значений, а также демонстрирует вклад отдельных значений в общую сумму; кольцевая диаграмма показывает вклад каждого элемента в общую сумму, но, в отличие от круговой диаграммы, может содержать несколько рядов данных (каждое кольцо – отдельный ряд); Для построения диаграмм в Excel нужно выделить на рабочем листе ячейки с данными, после чего на вкладке Вставка в группе Диаграммы раскрыть меню кнопки с названием одного из типов диаграмм и выбрать наиболее подходящую диаграмму. Если ячейки, по данным которых требуется построить диаграмму, не являются смежными, нужно выделить первую группу ячеек с данными, а затем нажать и, удерживая нажатой клавишу Ctrl, выделить все остальные ячейки, значения которых необходимо отразит на диаграмме. Диаграмма сохраняет связь с данными, на основе которых она построена, и при обновлении этих данных немедленно изменяет свой вид. Лекция 10. Базы данных, возможность использования базы данных в учебном процессе начальной школы. Программное обеспечение систем управления базами данных. Интерфейс MicrosoftOfficeAccess / OpenOffice.org (Base), настройка параметров Возросший интерес к использованию баз данных в учебном заведении можно объяснить следующими причинами: базы данных являются хранилищем специально организованных и логически связанных информационных элементов; состоят из самих данных и их описания; представляют собой сконструированную совокупность фактов, относящихся к определенному предмету. База данных (БД) — поименованная целостная совокупность данных, которая отображает состояние объектов и их отношений в данной предметной области. Базы данных предназначены для хранения различной информации: текстовой, графической, аудио, видео. В развитые базы данных включаются архивы, содержащие справочный и статистический материал за длительный промежуток времени. Базы данных обеспечивают использование одних и тех же данных в различных приложениях, допускают решение задач планирования, проектирования, исследования, причем информация, хранящаяся в базах данных, связана между собой. Например, если имеются список обучаемых, учителей, родителей, результаты контроля знаний по разным темам и предметам, посещаемости занятий, результаты учебной деятельности обучаемых по различным дисциплинам, информация об имеющейся методической документации, можно провести анализ данной информации . В процессе функционирования баз данных для систематизации, хранения и представления информации используются специальные сервисные программные средства — системы управления базами данных (СУБД). Системы управления базами данных играют центральную роль в их функционировании как хранилища специально организованных и логически связанных информационных элементов. В настоящее время термины «база данных» и «система управления базами данных» употребляются как относящиеся к компьютерами в общем смысле термин «база данных» можно применить к любой совокупности связанной информации, объединенной по определенному признаку. Например, в качестве базы можно рассматривать расписание занятий или посещаемости учеников в школе. Существует огромное количество программ, которые позволяют организовать информацию и поместить ее в таблицу. Однако это не означает, что любая из программ предоставляет широкие возможности по эффективному управлению базой данных. Например, программы подготовки текстов имеют очень ограниченные возможности при их использовании в качестве систем управления базами данных. Основное назначение баз данных — быстрый поиск содержащейся в них информации. Компьютерные базы данных обеспечивают высокую скорость поиска информации. В таких базах данных пользователь может выполнить поиск как по фамилии, так и по адресу абонента. Кроме того, компьютерные базы данных обладают высокой компактностью. База данных, содержащая несколько тысяч записей, может поместиться на одной дискете. Педагогу полезно знать о том, что базы данных могут использоваться в учебном процессе в целях оперативного управления учебным заведением, для самостоятельной работы всех участников учебного процесса с разнообразной информацией, контроля за ходом учебного процесса и анализа данных. С развитием цифровых технологий развиваются базы данных, в которых учитель и ученик могут найти и переписать короткие видео- или аудиозаписи, а затем представить их на уроке. Ведя поиск материалов в Интернете, учитель может потерять время и в конце концов ничего не найти, тогда как на образовательных порталах, специально сделанных для конкретного предмета, значительно проще найти нужный для урока материал. Рассмотрим, каким образом база данных позволяет учителю Решать различные административные вопросы. База данных представляет собой ряд модулей для регистрации оценок, посещаемости и дисциплины. Они могут работать независимо друг Друга или в режиме интеграции, исключая повторяющиеся входные данные. Существует также гибкая система безопасности. Каждому учителю предоставляется доступ к разрешенной только ему информации. Доступ устанавливается администрацией школы. Управления школой может быть установлена для большого количества пользователей, связанных между собой школьными локальными сетями. База данных может содержать информацию о накопленном практическом опыте педагогов, методистов разнообразную информацию для руководителей и управленцев. Выделим возможности использования баз данных разными категориями пользователей (учениками, родителями, учителями): • доступ пользователей к программе, осуществляемый с помощью идентификационной карты и пароля; • предоставление демографической информации о родителях, учителях, об оценках учеников и их посещаемости; • предоставление списка предметов классов с фотографиями всех учеников; • предоставление информации об оценках учеников в настоящее время и сравнение их с предыдущими оценками; • сведения о посещаемости занятий; • текстовые или аудио комментарии учителя для каждого ученика, класса; • предоставление информации о достижениях учеников (грамоты, медали), копий работ учеников с оценками; • неограниченные архивы информации. В качестве примера рассмотрим базу данных учащихся школы. Здесь должны быть зарегистрированы все ученики, их оценки и даже время, которое ушло на выполнение того или иного задания, а также должна быть предусмотрена возможность просмотра письменных ответов учеников или прослушивания устных ответов. Результаты могут быть представлены в виде диаграмм или графиков, перенесены в другие документы для редактирования. Дальнейший поиск в области создания и использования баз данных в системе образования привел к появлению так называемых баз знаний. База знаний является более сложной системой, которая представляет собой организованную совокупность знаний, хранящихся в памяти компьютера. Эти знания представлены в форме, которая допускает автоматическое или автоматизированное использование данных знаний на основе реализации возможностей средств информационных технологий. База знаний учебного назначения представляет собой информационную систему, содержащую, во-первых, систематизированные сведения из определенной предметной области, во-вторых, модель конкретной предметной области (определенный объем учебной информации по этой дисциплине), а также данные о формируемых умениях обучаемого и способах использования этих умений. Учебная информация в базах знаний может быть представлена в виде текста, графиков, иллюстраций, анимационных роликов, видеофрагментов. Данные о формируемых умениях обучаемого обрабатываются в системе управления базами знаний с помощью специальных языков, что позволяет контролировать процесс обучения и управлять им. По своим возможностям базы знаний представляют собой упрощенный вариант экспертной обучающей системы или ее часть. Классификация БД. По технологии обработки данных базы данных подразделяются на распределенные и централизованные. Распределенная база данных состоит из нескольких, возможно, пересекающихся или даже дублирующих друг друга частей, которые хранятся в различных компьютерах одной вычислительной сети. Т.е. это набор логически связанных между собой совокупностей разделяемых данных (и их описаний), которые физически распределены в некоторой компьютерной сети. Работа с такой базой осуществляется с помощью распределенной системы управления базой данных. Распределенная СУБД – это программный комплекс, предназначенный для управления распределенными базами данных и обеспечивающий прозрачный доступ пользователей к распределенной информации. Из определения следует, что СУБД должна сделать распределение данных прозрачным (незаметным) для конечного пользователя. Другими словами, от пользователей должен быть полностью скрыт тот факт, что распределенная база данных состоит из нескольких фрагментов, которые могут размещаться на различных компьютерах. Цель обеспечения прозрачности состоит в том, чтобы распределенная система внешне выглядела как централизованная. Это требование называют основнымпринципом создания распределенных СУБД.  Рис. 1. Топология распределенной СУБД Централизованная база данных хранится в памяти одной вычислительной системы. Доступ к данным в этом случае обеспечивается для любого пользователя по сети. СУБД просто поддерживает распределенную обработку, но не может рассматриваться как распределенная СУБД.   Рис. 2. Топология системы с распределенной обработкой данных По способу доступа базы данных подразделяются на базы данных с локальным доступом и базы данных с сетевым доступом. Архитектура СУБД: двухуровневая и трехуровневая. Централизованные базы данных с сетевым доступом могут иметь двухуровневую или трехуровневую архитектуру. Двухуровневая система может представлять собой технологию файлового сервера или технологию «клиент-сервер», причем первая технология является частным случаем второй. Архитектуру «файл-сервер» еще называют технологию удаленного управления данными. Она предполагает выделение одной из машин сети в качестве центральной, которая и будет файловым сервером. На нем хранится база данных, а также файлы, обеспечивающие доступ к данным. Все другие компьютеры сети выполняют функции рабочих станций и являются, строго говоря, клиентами. Данные в соответствии с пользовательским запросом передаются на рабочую станцию блоками. На клиенте СУБД анализирует полученную информацию, и если в полученном блоке не содержится ответ на запрос, то сервер передает следующую порцию данных. Процесс передачи данных с сервера на клиент продолжается до тех пор, пока не будет выполнен запрос или пока не будут переданы все данные.  Рис. 3. Технология «файл-сервер» В качестве примера такой технологии можно привести АБИС «Ирбис 32». «Клиент-серверная» архитектура – это модель удаленного доступа к данным. Здесь также база данных хранится на сервере. Но СУБД делится на 2 части: клиентскую и серверную. Серверная часть СУБД, т.е. ее ядро находится на сервере, тогда как на клиенте располагаются части приложения, отвечающие за ввод и отображение данных. В основе работы сервера БД лежит использование языка запросов SQL (structured query language). Клиент обращается к серверу БД с SQL-запросами. Сервер же принимает запросы, обрабатывает их и возвращает клиенту только результат обработки. Таким образом, количество передаваемой информации по сети уменьшается во много раз.  Рис. 4. Технология «клиент-сервер» Пример «клиент-серверной» модели – АБИС «Ирбис 64». Трехуровневая модель является расширением двухуровневой модели. В ней вводится промежуточный уровень между клиентом и сервером, который называется сервером приложений. Клиентская часть взаимодействует с пользователем и содержит функции ввода и отображения данных, а также коммуникационные функции, которые обеспечивают доступ клиенту в локальную или глобальную сеть. Это может быть HTML-страница в Web-браузере, либо Windows-приложение, взаимодействующее с Web-сервисами. Сервер баз данных в этой модели только управляет информационными ресурсами БД. Вся программная логика вынесена на сервер приложений, который обеспечивает формирование запросов к базе данных, передаваемых на выполнение серверу баз данных. Сервер приложений может быть Web-сервером или специализированной программой. Поскольку функции клиента облегчены переносом части прикладных функций на сервер, то он называется «тонким клиентом».  Рис. 5. Трехуровневая архитектура СУБД. Примером такой модели является АБИС «Opac-Global». Структурные элементы базы данных: файл, запись, поле. Атрибуты, ключи. Логическая структура баз данных не зависит от физического представления. Любая база данных состоит из одной или нескольких подбаз, а именно файлов, таблиц, массивов. Каждая такая подбаза включает в себя агрегаты данных, т.е. записи, документы. Запись (документ) – это совокупность разнотипных и разноструктурных данных, описывающих объект реального мира. Запись состоит из полей. Поле – это именованный элементарный или составной фрагмент записи (документа), содержащий информацию об определенном аспекте объекта. Например, база данных, состоящая из таблицы с данными о сотрудниках библиотеки. Запись – это совокупность разнотипных сведений о сотруднике, т.е. его фамилия, имя (строковые данные), дата рождения (тип даты), стаж работы (числовой тип данных), взятые вместе. Поле – это фрагмент записи, например, дата рождения, которая показывает возрастной аспект объекта (сотрудника). Каждый объект можно охарактеризовать с помощью атрибутов. Атрибуты бывают простыми и составными, однозначными и многозначными. Простые атрибуты не могут быть разбиты на более мелкие компоненты, т.е. сами являются атомарными. В нашем примере, простые атрибуты – это фамилия, имя, стаж. Составные атрибуты делятся на составляющие. Например, дату рождения можно разбить на год, месяц и число. Если атрибут отдельного объекта может иметь только одно значение, то его называют однозначным. В нашем примере к таким атрибутам относятся фамилия, имя. Если же атрибут может иметь несколько значений, то его называют многозначным. Например, каждый сотрудник может иметь более одного номера телефона. Среди атрибутов выделяют такие, с помощью которых можно идентифицировать экземпляр объекта. Такие атрибуты называют ключами. Ключи могут быть простыми и составными. В нашем примере, однозначно идентифицировать сотрудника можно с помощью составного ключа, т.е. фамилии, имени и даты рождения. |