Обработка числовой информации

Министерство образования  Иркутской области

 

ОГБОУ СПО "ИАТ"

 

 

 

Реферат по предмету "Информационные технологии"

Тема: "Обработка  числовой информации"

 

 

 

Преподаватель:

Пашкевич В.В.

 

Студенты:

Лебедева А.А.

Константинов Д.А.

Пономарева Е. Д.         

 

 

 

 

 

 

 

Иркутск 2013

Содержание

1. Введение…………………………………………………………………….3
2. Электронные калькуляторы……………………………………………….4       
3. Электронные таблицы……………………………………………………..4
4. Математические пакеты…………………………………………………...8
5. Заключение………………………………………………………………..12

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

В процессе профессиональной деятельности часто приходится выполнять  различные расчеты. Их можно выполнить посредствам встроенного калькулятора, но гораздо проще использовать формулы. Причем, как правило, расчет по одинаковым формулам выполняется для различных исходных данных. Например, бухгалтер рассчитывает зарплату для разных людей в зависимости от числа отработанного времени. Технолог общественного питания рассчитывает стоимость различных блюд в зависимости от содержащихся в них продуктов. Такие расчеты удобно выполнять, если поместить исходные данные и расчетные формулы в таблицы.

Для решения подобных задач  были созданы табличные процессоры, наиболее известными из которых являлись VisiCalc, SuberCalc, Lotus 1-2-3. В настоящее время наиболее широко используемым табличным процессором является MS Excel.

Но помимо табличных процессоров  также существуют специализированные математические пакеты прикладных программ, таких как Eureka, Mathcad, Maple и др.

Далее мы постараемся более  подробно рассмотреть каждый из вариантов.

 

 

Электронные калькуляторы

Электронные калькуляторы являются специализированными программными приложениями, предназначенными для произведения вычислений.

Электронные калькуляторы по своим функциональным возможностям соответствуют аппаратным микрокалькуляторам.

Электронный Калькулятор  является стандартным приложением  операционной системы Windows. С его помощью можно:

1. производить арифметические действия над целыми и дробными числами;
2. переводить числа из одной системы счисления в другую;
3. вычислять значения математических функций;
4. вычислять значения статистических функций;
5. вычислять значения финансовых функций и др.

Электронные калькуляторы позволяют  проводить сложные многоступенчатые вычисления с записью промежуточных  результатов в ячейки памяти калькулятора. По мере необходимости такие результаты можно извлекать из памяти и использовать в дальнейших вычислениях.

Электронные калькуляторы позволяют  обмениваться числовыми данными  с другими приложениями с использованием буфера обмена операционной системы.

Электронные таблицы

Электронная таблица –  работающее в диалоговом режиме приложение, хранящееся и обрабатывающее данные в прямоугольных таблицах. Наибольшее распространение получили электронные  таблицы Microsoft Excel и StarCalc.

Электронная таблица состоит  из столбцов и строк. Заголовки столбцов обозначаются буквами и сочетаниями  букв (А, В, АВ и т. п.), заголовки строк  – числами (1, 2, 3 и т. д.). Ячейка –  место пересечения столбца и строки.

Каждая ячейка таблицы  имеет свой собственный адрес. Адрес  ячейки составляется из заголовка столбца  и заголовка строки, например А1, В3, Е6. Ячейка, с которой производятся какие-то действия, выделяется рамкой и называется активной.

Электронные таблицы, с которыми работает пользователь в приложении, называются рабочими листами. Можно  вводить и изменять данные одновременно на нескольких рабочих листах, а  также выполнять расчеты на основе данных из нескольких листов. Документы  электронных таблиц могут включать несколько рабочих листов и называются рабочими книгами.

В работе с электронными таблицами можно выделить три  основных типа данных: число, текст  и формула. В зависимости от решаемой задачи возникает необходимость  применять различные форматы  представления данных. В каждом конкретном случае важно выбрать наиболее подходящий формат.

Для представления чисел  по умолчанию электронные таблицы  используют числовой формат, который  отображает два десятичных знака  после запятой (например, 187,40).

Экспоненциальный формат применяется, если число, содержащее большее  количество разрядов, не умещается  в ячейке (например, число 15 000 000 000 в  экспоненциальном формате будет  записано в следующем виде: 1,50Е+10).

По умолчанию числа  выравниваются в ячейке по правому  краю. Это объясняется тем, что  при размещении чисел друг под  другом (в столбце таблицы) удобно иметь выравнивание по разрядам (единицы  под единицами, десятки под десятками  и т. д.).

Формула должна начинаться со знака равенства и может  включать в себя числа, имена ячеек, функции и знаки математических операций. В формулу не может входить  текст.

При вводе формулы в  ячейке отображается не сама формула, а результат вычислений по этой формуле. При изменении исходных значений, входящих в формулу, результат пересчитывается  немедленно.

Для представления данных можно использовать также специализированные форматы: денежный формат (4000,00р.) удобен для бухгалтерских расчетов, форматы  дата и время позволяют хранить  значения временных данных (24.09.2013; 23:39:48).

В формулах используются ссылки на адреса ячеек. Существуют два основных типа ссылок: относительные и абсолютные. Различия между ними проявляются  при копировании формулы из активной ячейки в другую ячейку.

Относительные ссылки в формулах используются для указания адреса ячейки, вычисляемого относительно ячейки, в  которой находится формула. При  перемещении или копировании  формулы из активной ячейки относительные  ссылки автоматически обновляются  в зависимости от нового положения  формулы. Относительные ссылки имеют  вид: А1, В4.

Абсолютные ссылки в формулах используются для указания фиксированного адреса ячейки. При перемещении или  копировании формулы абсолютные ссылки не изменяются. В абсолютных ссылках перед неизменяемыми  значениями адреса ячейки ставится знак доллара (например, $A$2).

Если символ доллара стоит  перед буквой (например, $A1), то координата столбца абсолютная, а строки – относительная. Если символ доллара стоит перед числом (например, A$1), то, наоборот, координата столбца относительная, а строки – абсолютная. Такие ссылки называются смешанными.

Формулы могут состоять не только из арифметических операторов и адресов ячеек. Часто в вычислениях  приходится использовать формулы, содержащие функции. Электронные таблицы имеют  несколько сотен встроенных функций, которые подразделяются на категории: Математические, Статистические, Финансовые, Дата и время и др.

При вводе в формулу  функций удобно использовать Мастер функций.

Электронные таблицы позволяют  осуществлять сортировку данных, то есть производить их упорядочение. Данные в электронных таблицах можно  сортировать по возрастанию или  убыванию. При сортировке по возрастанию  данные выстраиваются в следующем  порядке:

1. числа сортируются от наименьшего отрицательного до наибольшего положительного числа;
2. текст сортируется в следующем порядке: числа, знаки, латинский алфавит, русский язык;
3. пустые ячейки всегда помещаются в конец списка.

В электронных таблицах можно  осуществлять поиск данных (строк) в  соответствии с заданными условиями. Такие условия называются фильтром. В результате поиска будут найдены  строки, удовлетворяющие заданному  фильтру.

Условия задаются с помощью  операций сравнения. Для числовых данных это операции равно (знак =), меньше (знак <), больше (знак >), меньше или равно (знак <=), больше или равно (знак >=). Для задания условия необходимо выбрать операцию сравнения и задать число.

Электронные таблицы позволяют  визуализировать данные, размещенные  на рабочем столе, в виде диаграммы  или графика. Диаграммы и графики  наглядно отображают зависимости между данными, что облегчает восприятие и помогает при анализе и сравнении данных.

Диаграммы могут быть различных  типов и соответственно представлять данные в различной форме. Для  каждого набора важно правильно  подобрать тип создаваемой диаграммы. Для наглядного сравнения различных  величин используются линейчатые диаграммы. Для отображения величин частей от целого применяется круговая диаграмма. Для отображения изменения величин  в зависимости от времени и  построения графиков функций используются диаграммы типа «график».

Математические  пакеты

Математические пакеты 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.

На сегодняшний день самым  популярным пакетом является Maple. Рассмотрим его более подробно.

Ну и как это всегда полагается, рассмотрение начнется с  интерфейса.

Интерфейс Maple

Рабочие окна (листы) системы  Maple могут быть использованы либо как интерактивные среды для решения задач, либо как система для подготовки технической документации. Исполнительные группы и электронные таблицы упрощают взаимодействие пользователя с движком Maple, выполняя роль тех первичных средств, при помощи которых в систему Maple передаются запросы на выполнение конкретных задач и вывод результатов. Оба эти типа первичных средств допускают возможность ввода команд Maple.

Система Maple позволяет вводить электронные таблицы, содержащие как числа, так и символы. Они совмещают в себе математические возможности системы Maple с уже знакомым форматом из строк и столбцов традиционных электронных таблиц. Электронные таблицы системы Maple можно использовать для создания таблиц формул.

Для облегчения документирования и организации результатов вычислений имеются опции разбиения на параграфы  и разделы, а также добавления гиперссылок. Гиперссылка является навигационным средством. Одним  щелчком мыши по ней вы можете перейти  к другой точке в пределах рабочего листа, к другому рабочему листу, к странице помощи, к рабочему листу  на Web-сервере или к любой другой Web-странице.

Рабочие листы можно организовать иерархически, в виде разделов и  подразделов. Разделы и подразделы можно как расширять, так и  сворачивать.

Вычисления  в Maple

Систему Maple можно использовать и на самом элементарном уровне ее возможностей — как очень мощный калькулятор для вычислений по заданным формулам, но главным ее достоинством является способность выполнять арифметические действия в символьном виде, то есть так, как это делает человек. При работе с дробями и корнями программа не приводит их в процессе вычислений к десятичному виду, а производит необходимые сокращения и преобразования в столбик, что позволяет избежать ошибок при округлении. Для работы с десятичными эквивалентами в системе Maple имеется специальная команда, аппроксимирующая значение выражения в формате чисел с плавающей запятой. Система Maple вычисляет конечные и бесконечные суммы и произведения, выполняет вычислительные операции с комплексными числами, легко приводит комплексное число к числу в полярных координатах, вычисляет числовые значения элементарных функций, а также знает много специальных функций и математических констант (таких, например, как «е» и «пи»). Maple поддерживает сотни специальных функций и чисел, встречающихся во многих областях математики, науки и техники.

Приведем лишь некоторые  из них:

1. функция ошибок;
2. эйлерова константа;
3. экспоненциальный интеграл;
4. эллиптическая интегральная функция;
5. гамма-функция;
6. зета-функция;
7. ступенчатая функция Хевисайда;
8. дельта-функция Дирака;
9. бесселева и модифицированная бесселева функции.

Система Maple предлагает различные способы представления, сокращения и преобразования выражений, например такие операции, как упрощение и разложение на множители алгебраических выражений и приведение их к различному виду. Таким образом, Maple можно использовать для решения уравнений и систем.

Maple также имеет множество мощных инструментальных средств для вычисления выражений с одной или несколькими переменными. Программу можно использовать для решения задач дифференциального и интегрального исчисления, вычисления пределов, разложений в ряды, суммирования рядов, умножения, интегральных преобразований (таких как преобразование Лапласа, Z-преобразование, преобразование Меллина или Фурье), а также для исследования непрерывных или кусочно-непрерывных функций.

Maple может вычислять пределы функций, как конечные, так и стремящиеся к бесконечности, а также распознает неопределенности в пределах. В этой системе можно решать множество обычных дифференциальных уравнений (ODE), а также дифференциальные уравнения в частных производных (PDE), в том числе задачи с начальными условиями (IVP) и задачи с граничными условиями (BVP).