I. Основы применения программы Excel

Широкое распространение компьютерной техники, а также достижения информатики позволяют использовать персональные компьютеры, оснащенные прикладным программным обеспечением с целью подготовки, хранения и обработки данных медико-биологических исследований. Для решения таких задач разработаны специализированные программы статистического анализа экспериментальных данных, однако большинство из них сложны в применении либо недоступны медицинским работникам. В то же время, современные пакеты офисных программ включают основные модули статистической обработки данных, что позволяет применять их для целей сбора и анализа медицинской информации. Такими возможностями обладают программы, относящиеся к группе «Электронные таблицы» или «Табличные редакторы». Они предназначены для работы с таблицами данных и выполнения относительно несложных расчетов, например, бухгалтерских, а также изготовления рисунков деловой графики (диаграмм).

В России наибольшее распространение получил табличный редактор Microsoft Excel. Он имеет ряд существенных преимуществ, одним из которых является исключительно богатые графические возможности. Благодаря тому, что Excel входит в Microsoft Office, значительно облегчается оформление деловой документации, так как таблицы и рисунки диаграмм могут быть перенесены в текстовый редактор Microsoft Word с сохранением форматирования.

Запуск программы Excel выполняется с помощью кнопки «Пуск» из раздела «Все программы» выбором в списке меню «Microsoft Office» команды «Microsoft Office Excel». Программа открывается в стандартном окне системы Windows, и содержит в верхней части кнопки панелей инструментов, а также типовые элементы управления окном: заголовок, кнопки действий с окном, полосы прокрутки, основное меню программы и др. Рис. 1.

Рис. 1. Окно программы Excel.

Работа в программе Excel предъявляет высокие требования к внимательности и аккуратности пользователя. Необходимо строго соблюдать всю последовательность действий выполняемой команды, не пропуская и не добавляя лишних элементов и действий, например пробелов или дополнительных нажатий на клавиши клавиатуры и кнопки мыши.

Данные, вводимые пользователем в программе Excel, сохраняются в файле, который называется «Табличный документ». При создании нового файла этого типа именем документа, которое по умолчанию присваивается таблице и отображается в заголовке окна, является «Книга1». Такие файлы обозначаются расширением «xls» или «xlsx». Файл табличного документа может быть защищен от изменений, как в целом, так и по отдельным частям. С целью защиты части рабочей книги применяется режим «Рецензирование». Защита табличного документа с назначением пароля на его открытие выполняется методом шифрования выбором в меню кнопки «Office», режима «Подготовить», командой «Зашифровать документ».

Рабочая область окна программы Excel, в которой размещаются данные пользователя, называется «ЛИСТ». Он состоит из сетки таблицы разделенной на отдельные ячейки, которые предназначены для хранения данных. Максимальный размер каждого листа зависит от версии программы. Например, в Excel 2003 он составляет 256 столбцов и 64 тысячи строк, а для версий 2007 и 2010 – около 16 тысяч столбов и более 1-го миллиона строк.

Файл, созданный этой программой, может содержать несколько листов. Их названия отображаются в закладках (ярлычках) расположенных в нижней части окна. Переключение к следующему листу производится щелчком левой клавиши мыши на ярлычке листа. Изменение названия листа выполняется двойным щелчком левой клавиши мыши на его корешке. Для создания нового листа служит кнопка «Вставить лист», расположенная справа от списка лисов в нижней части окна.

Совокупность листов Excel составляет рабочую книгу, в которой может быть составлено несколько статистических таблиц. При этом текстовая, числовая и другие виды информация должны размещаться в отдельных ячейках.

На рабочем листе размещаются основные структурные элементы таблицы: «Столбцы», «Строки», «Ячейки».

Столбцы – это вертикальные составляющие экранной сетки Excel. Они обозначены буквами латинского алфавита (A, B, C, AA, AB и т.д.) в верхней части листа.

Строки – горизонтальные составляющие экранной сетки Excel. Каждая строка обозначена цифрой (1, 2, 3 и т.д.) и располагаются слева.

Ячейки – места пересечения столбцов и строк в таблице. Каждая ячейка обозначена адресом, состоящим из латинской буквы столбца, и цифры номера строки. Ячейка является основной рабочей единицей таблицы Excel.

Ввод данных осуществляется в активную ячейку, обозначенную табличным курсором – «жирным» прямоугольником по ее границам. Для завершения ввода требуется нажать клавишу Enter или кнопку «Ввод» в строке формул программы. Смена активной ячейки производится с помощью клавиш клавиатуры управления курсором (стрелок) или щелчком левой клавиши мыши.

Если длинна текстовой строки или размерность числа не помещаются в установленные размеры ячейки, ширина столбцов или высота строк сетки таблицы может быть изменена. Это действие выполняется с помощью протаскивания границ между именами столбцов в верхней части окна и номерами строк слева. В каждой ячейке действуют стандартные команды изменения шрифта, выравнивания отступа и др.

Ячейки таблицы, в которых содержатся только числовые данные, могут использоваться в формулах. Для отделения целой и дробной части десятичного числа применяется знак запятой. При выполнении вычислений дробная часть числа может включать до 9 знаков после запятой. С целью уменьшения разрядности таких чисел с их округлением до требуемого количества знаков после запятой может применяться кнопка «Уменьшить разрядность», для обратного преобразования используется кнопка «Увеличить разрядность».

Когда при вводе числа или выводе результата вычислений после нажатия клавиши Enter в ячейке отображаются знаки решетки (####), это указывает на недостаточную ширину ячейки для отображения значения числа. Исправления такой ошибки для дробных чисел производится командой уменьшения разрядности. А также может быть выполнено увеличение ширины столбца перемещением границы между именами столбцов или уменьшение размера шрифта в ячейке.

Ввод в ячейку знаков алфавита служит для обозначения наименований и пояснений к таблицам, Адрес такой ячейки не применяется в вычислениях. Текстовая строка запоминается в одной ячейке, но может продолжаться, накрывая следующие.

Часть ячеек таблицы может быть выделена с целью их одновременного форматирования, копирования, перемещения или других групповых манипуляций. Выделение ячеек выполняется с помощью курса мыши помещенного в центр ячейки, нажатия левой клавиши и, при ее удержании, перемещения указателя в следующую ячейку таблицы. Выделенная область ячеек обозначается серым или светло-голубым цветом и называется «Диапазоном». Он обозначается начальным и конечным адресами ячеек, разделенных двоеточием. Например, диапазон адресов B2:D6 включает 15 ячеек.

Данные из отдельной ячейки таблицы или выделенного диапазона могут быть перемещены в другую часть листа. Основным способом перемещения данных является выполнение команд «Вырезать» и «Вставить». Кроме того перемещение данных может выполняться с помощью протаскивания ячейки или выделенного диапазона курсором мыши в форме стрелочки, которая появляется при указании на контур выделения. Однако если протаскивание или вставка выполняется в ячейку содержащую данные, появляется предупреждение о замене информации.

Одной из важных команд программы Excel является способ многократного повторения данных в соседних ячейках таблицы. Такое действие называется «Автозаполнение» ячеек. Оно выполняется протаскиванием курсора мыши в форме черного крестика, который появляется при указании в правый нижний угол контура выделения ячейки (на маркер заполнения). Применение автозаполнения ячеек, включающих формулы вычислений, позволяет выполнить однотипные расчеты в сроках или столбцах таблицы без повторного набора формул с клавиатуры.

Полная информация о данных, хранящихся в активной ячейке, отображается в специальной панели инструментов программы Excel, которая называется «Строка формул».

Строка формул предназначена для редактирования текстовых данных, чисел и формул в активной ячейке таблицы. Она расположена в верхней части окна и показывает истинное значение числа (без округления) или формулу, помещенную в ячейку, обозначенную табличным курсором.

Одной из важнейших функций электронных таблиц является создание формул, позволяющих выполнять вычисления в таблице. Результат вычисления демонстрируется в ячейке таблицы, а формула отображается в строке формул программы. Ввод и корректировка формул может выполняться с помощью строки формул или непосредственно в ячейке таблицы. При этом формула всегда должна начинаться со знака «=» (равно). Она может включать числовые данные, адреса числовых ячеек, знаки математических операций, а также названия встроенных функций. При вводе формул выполняющих вычисления недопустимо использовать текстовые данные и несуществующие адреса ячеек.

Адрес ячейки, используемый в формуле, обозначается только латинскими буквами, без пробелов. Он может быть записан в относительном и абсолютном виде с добавлением знака денежной единицы «$». Например, адрес ячейки D5 является относительным, а $D$5 – абсолютным. Преобразование относительного адреса ячейки в абсолютный выполняется вводом с клавиатуры знака $ или клавишей F4. Важно помнить, что при выполнении команды автозаполнения относительный адрес изменяется на единицу в каждой соседней ячейке. Если адрес ячейки записан в абсолютном виде, он не изменяется при выполнении указанной команды.

Одним из способов ввода формул является возможность применения встроенных функций. Функцией в программе Excel называется алгоритм вычислений, который обозначен именем и содержит аргументы, заключенные в круглые скобки. В качестве аргументов функций могут применяться числа, адреса и диапазоны числовых ячеек. Например, для суммирования данных в выделенном диапазоне числовых ячеек таблицы применяется функция =СУММ(диапазон). С целью получения максимального значения числа в диапазоне ячеек используется функция =МАКС(диапазон), а минимального значения =МИН(диапазон). Ввод требуемой функции в ячейку таблицы выполняется с помощью указания ее имени с клавиатуры или выбором из списка предлагаемого «Мастером функций». Он позволяет получить информацию о назначении и правилах использования каждой стандартной функции.

Если формула содержит синтаксическую ошибку, программа Excel не выполнит вычислений и покажет сообщение в ячейке таблицы, где пользователь применил ошибочную формулу. Наиболее распространенными ошибками записи формул являются:

- ошибка #ЗНАЧ! указывает на использование недопустимого типа данных в формуле, например, адреса ячейки, содержащей текстовые данные. Для исправления этой ошибки требуется проверить содержимое ячеек, адреса которых записаны в формуле, и убедиться, что в них внесены числовые данные. А затем исправить формулу с применением адресов только числовых ячеек или ввести числовые данные в ячейки, адрес которых используется в формуле.

- если при вводе формулы в ячейке отображается ошибка #ИМЯ?, это указывает на использование несуществующего или неправильно записанного адреса ячейки. Например, лишний пробел в адресе ячейки (B2 – правильно, B 2 – ошибка) или знак русского алфавита (буква B английская - правильно, буква В русская - ошибка). Для исправления такой ошибки необходимо проверить правильность записи адресов ячеек в формуле и откорректировать ошибочные.

- появление ошибки #ДЕЛ/0 происходит при выполнении вычислений формулой, которая производит деление на ноль. Для исправления ошибки необходимо проверить правильность написания формулы и данные в адресах ячеек, указанных в знаменателе.

Кроме широких вычислительных возможностей программа Excel включает команды построения рисунков деловой графики, которые называются «Диаграммами». Диаграмма (от греч. diagramma - изображение, рисунок, чертеж) является средством наглядного представления данных с целью визуального сопоставления явлений, выявления закономерностей и тенденций. Диаграммы существенно информативнее числовых данных, так как они обеспечивают наглядное представление информации.

Диаграммы создаются на основе данных в сохраненных ячейках таблицы Excel. Для изготовления диаграммы выделяется область диапазон данных (или несколько диапазонов, возможно несмежные), на основе которых будет создан рисунок. Необходимо выделять все ячейки, которые хранят данные, отображаемые в диаграмме. Если выделяется несколько отдельных диапазонов, то число ячеек в них должны быть равными, то есть необходимо соблюдать симметричность выделенных областей. В случае использования нескольких диапазонов, изготовление диаграммы можно упростить путем копирования требуемых данных на отдельный лист, используя операции выделения, копирования и вставки.

Рисунок диаграммы включает следующие основные элементы: «Ряды данных», «Категории», «Легенда» (рис. 2).

Рис. 2. Основные элементы диаграммы.

Ряд данных - это столбец или строка числовых значений, отображаемых на оси Y диаграммы. Каждому ряду данных соответствует отдельный цвет или способ обозначения, указанный в легенде диаграммы. Диаграммы всех типов, кроме круговой, могут содержать несколько рядов данных.

Категории - (аргументы функции на оси Х) служат для упорядочения значений в рядах данных, которые изображены на диаграмме.

Легенда - это условные обозначения рядов данных на диаграмме. Она содержит текстовые пояснения о цветовых или узорных обозначениях, используемых в рисунке.

Команды создания диаграммы расположены в режиме «Вставка» и требуют выбора вида рисунка. Основными видами диаграмм, которые могут создаваться пользователем в программе Excel, являются: «Гистограмма», «Линейчатая», «График», «Круговая», «С областями» и «Точечная».

Гистограмма (столбиковая диаграмма) представляет собой набор вертикальных столбиков, высота которых определяется значениями данных. Она является одним из самых распространенных типов диаграмм. Применяется для сравнения значений числовых данных в одном или нескольких рядах, а также представления изменения данных во времени. Одним из вариантов представлений гистограммы является внутристолбиковая диаграмма, которая демонстрирует высотой столбика уровень явления в целом, в его части показывают доли этого явления.

Линейчатая диаграмма – это гистограмма, столбики которой располагаются не вертикально, а горизонтально.

График отображает данные в форме сглаженной или ломаной линии, соединяющей точки, соответствующие значениям данных.

Круговая (секторная) диаграмма является одним из самых простых видов диаграмм. Она строится по одному ряду числовых данных и показывает долю каждого числового значения в сумме значений всего явления в целом. Как правило, каждый сектор круга обозначается подписью величины доли в процентах.

Диаграмма с областями иллюстрирует величину изменений явления в зависимости от времени подобно графику, но с накоплением уровня явления изображаемого цветом под линией. Например, график прибыли предприятия по годам, отображается в диаграмме с областями, чтобы обратить внимание на величину общей прибыли.

Точечная диаграмма отображает взаимосвязь между числовыми значениями в нескольких рядах в координатах X и Y. Точечная диаграмма имеет две оси значений, при этом один набор значений выводится вдоль горизонтальной оси (оси X), а другой — вдоль вертикальной оси (оси Y). На точечной диаграмме эти значения объединяются в одну точку данных и отображаются с неравными интервалами, или кластерами. Точечные диаграммы обычно используются для представления и сравнения научных или статистических данных.

Дополнительными видами диаграмм являются: «Биржевая», «Поверхность», «Кольцевая», «Пузырьковая», «Лепестковая». Они применяются в дополнение к стандартным изображениям лишь в отдельных случаях. Например, лепестковая диаграмма используется для наглядного изображения повторяющихся циклических процессов. Благодаря внешнему виду она, также, называемая «Паутиной» или «Звездой». Лепестковая диаграмма содержит значения каждой категории вдоль радиальной оси, которая начинается в центре круга и заканчивается на внешнем кольце.

Важнейшей функциональной возможностью программы Excel является ее использование для статистического анализа данных. Хотя Excel уступает специализированным пакетам статистической обработки данных, тем не менее, программа содержит ряд методов, включающий наиболее часто используемые процедуры: средства описательной статистики, критерии проверки статистических гипотез, корреляционные и регрессионные методы и др., что позволяет выполнять статистический анализ медицинских данных.

Часть этих методов реализованы стандартными функциями программы. Например функция =СРЗНАЧ(диапазон) служит для вычисления средней арифметической величины. Большинство статистических методов сгруппированы в специальной надстройке к программе, которая называется «Пакет анализа». Он может быть вызван командой «Данные» - «Анализ данных».

Если в разделе «Данные» отсутствует указанный раздел, необходимо выполнить установку этой надстройки. Для этого требуется открыть основное меню кнопкой «Office», выбрать «Параметры Excel» -> «На д стройки» -> «Перейти» -> «Пакет анализа» -> «ОК». Модуль анализа данных в программе Excel, как правило, не подключается при типовой установке пакета программ Microsoft Office. В связи с этим перед применением программы Excel для статистической обработки данных требуется однократно выполнить установку указанного пакета.

Пример создания учетного электронного документа «Протокол работы студента» для изучения медицинской статистики.

Задача: необходимо создать табличный документ, который должен содержать результаты освоения студентом методики статистического исследования и средств обработки данных в программе Microsoft Excel. Документ должен быть защищен паролем и сохранен в общей папке локальной сети для совместного доступа к нему преподавателя и студентов.

Решение: запустите программу Excel, внесите на листе1 заголовок и название документа, ФИО студента(ов), которые будут работать с ним, срок обучения, цели и основные задачи. Пример заполнения ячеек таблицы этими данными показан на рисунке 3.

Рис. 3. Пример заполнения табличного документа протокола работы студента.

Сохраните файл на рабочем столе своего компьютера с указанием имени: Статистика‑Фамилии студентов.xlsx

Установите защиту на открытие файла с назначением пароля, для этого выполните нажатие кнопки «Office» и в основном меню программы выберите раздел «Подготовить» - > «Зашифровать документ», введите свой пароль. Внимание! Запишите пароль в рабочей тетради, если он будет потерян, преподаватель не сможет оценить работу студента. Сохраните изменения файла командой «Сохранить». Закройте программу Excel. Перенесите созданный табличный документ в общую папку своей учебной группы, покажите результат работы преподавателю.

Поиск по сайту: