Files dati ed esempi. esercitazione: nozioni di. Scopo dell esercitazione. Fogli di calcolo elettronico (spreadsheet) Introduzione

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1 Corso Integrato di Statistica Informatica e Analisi dei dati Informatica - Esercitazione III Dr Carlo Meneghini Dip. di Fisica E. Amaldi via della Vasca Navale 84 st. 83 I piano meneghini@fis.uniroma3.it tel.: Uso di un foglio elettronico (b) C.I. - Lab. Informatica 1 Files dati ed esempi I files con dati, esempi e possibili soluzioni: scaricare e scompattare (istallare) il file EsIIIa_files.exe nella directory di lavoro. I files sono nella directory: EsIIIa_files C.I. - Lab. Informatica 2 Scopo dell esercitazione esercitazione: nozioni di base sull'uso dei fogli elettronici Il foglio elettronico e le celle: Assegnazione e formattazione Riferimenti (assoluti, relativi e misti) Espressioni aritmetiche Funzionipredefinite Espressioni logiche Importare i dati da un file C.I. - Lab. Informatica 3 Costruzione di grafici Fogli di calcolo elettronico (spreadsheet) NOTA: MS excel è un esempio di foglio elettronico ma non è l'unico. Il pacchetto OpenOffice mette a disposizione un foglio di calcolo (e non solo) freeware, multipiattaforma (Linux, Windows) e compatibile con il software Microsoft. C.I. - Lab. Informatica 4 Introduzione matrice bidimensionale di celle in cui inserire dati o istruzioni libreria di funzioni predefinite (matematiche, logiche, statistiche) formato testo Funzioni formato dati Grafici bordi e colore celle strumenti grafici Colonne Nome cella Contenuto della cella: dati o formule Cella D8 Barra delle formule Righe Altre cartelle C.I. - Lab. Informatica 5 C.I. - Lab. Informatica 6

2 Formattazione Contenuto delle celle Il dato contenuto in una cella può essere: 1. un testo 2. un dato numerico Tipo Valore Il dato in una cella può essere: 1. una costante 2. il risultato di un'operazione che coinvolge o meno altre celle C.I. - Lab. Informatica 7 C.I. - Lab. Informatica 8 Costante di tipo testo Risultato di un'operazione Funzioni e costanti Costante numerica Le formule Ogni formula inizia con l'operatore "=" una formula può contenere: Costanti (numeri o stringhe di caratteri) Riferimenti (indirizzi di celle, incluse altre cartelle del foglio di lavoro) Espressioni aritmetiche > maggiore < minore Espressioni logiche + somma maggiore o >= Funzioni predefinite - sottrazione uguale a * prodotto minore o <= NOTA: per eseguire un'operazione o uguale / rapporto valutare una funzione è necessario < > diverso ^ potenza inserire l'operatore "=" come primo & concatenazio C.I. - Lab. carattere Informatica nella barra delle formule 9 C.I. - Lab. % Informatica percentuale ne di testo 10 Riferimenti relativi Riferimenti Assoluti I File: Esempi1.xls = B4*C4 CTRL+C Costante Risultati CTRL+V = B10*C10 Nota: Copiando e incollando una cella i valori dei riferimenti C.I. - Lab. Informatica 11 si spostano in modo relativo seguendo la cella copiata Dati = $A$5 * B5^2 = $A$5 * B8^2 Nota: i riferimenti assoluti non si spostano durante il C.I. - Lab. Informatica 12 "copia e incolla"

3 Riferimenti assoluti II File: Esempi1.xls Riferimenti ad altre cartelle =foglio3!a1 =cambio*b6 foglio3!b3:b6 =$A$2*B6 Nota: sono ammessi riferimenti misti: $A2: blocca la colonna (A) ma lascia libero il riferimento di riga A$2: blocca il riferimento di riga ma lascia libero il riferimento della C.I. - Lab. colonna Informatica 13 foglio2!b14:c19 C.I. - Lab. Informatica 14 Somma Incolla speciale =SOMMA(C14:C23) =SOMMA(B14:B18;C17:C21) C.I. - Lab. Informatica 15 C.I. - Lab. Informatica 16 Funzioni Gruppi funzione(argomento1; argomento2;argomento3;...) Esercizi 1): Preparare un foglio elettronico per calcolare superficie totale e volume di piramidi a base quadrata. Dati: lato di base (L), altezza(h). h Formule: Sup = L 2 + L(L 2 + 4h 2 ) 1/2 L V = hl 2 / 3 sintassi descrizione 2): Preparare un foglio elettronico per determinare il punto di intersezione di due rette: y 1 = a 1 x + b 1 ; y 2 = a 2 x + b 2 C.I. - Lab. Informatica 17 L C.I. - Lab. Informatica 18

4 Soluzione 1 Preparare un foglio elettronico per calcolare superficietotalee volume di piramidia base quadrata. 1) Cosa chiede il problema: St = Sb + Sl Vol = Sb * h / 3 Dati: L, h Sb = L 2 Sl = 2 L h t h t = (h 2 + L 2 /4 ) 1/2 h h t L Risultati: St, Vol calcoli intermedi: Sb, Sl, L/2, h t C.I. - Lab. Informatica 19 St = Sb + Sl Vol = Sb * h / 3 Algoritmo Sb = L 2 Sl = 2 L h t h t = (h 2 + L 2 /4 ) 1/2 Leggi i dati (L, h) calcola L/2 Calcola la superfice di base (Sb) calcola l'altezza dei triangoli (h t ) calcola la superfice laterale (Sl) calcola la superfice totale (St) calcola il volume (V) fine C.I. - Lab. Informatica 20 Implementazione Fine =I5+K5 =I5*C5/3 1 =B5/2 =B5^2 =2*B5*J5 =RADQ(H5^2+C5^2) Leggi i dati (L, h) calcola L/2 Calcola la superfice di base (Sb) calcola l'altezza dei triangoli (h t ) 2-5 calcola la superfice laterale (Sl) calcola la superfice totale (St) 6,7 calcola il volume (V) fine C.I. - Lab. Informatica 21 C.I. - Lab. Informatica 22 Esercizio Bisogna risolvere il sistema di equazioni: 1) y o = a 1 x o + b 1 2) y o = a 2 x o + b 2 per sottrazione: (1) - (2) a 1 x o + b 1 = yo a 2 x o + b 2 = yo Soluzione 0 = (a 1 -a 2 )x o + (b 1 -b 2 ) x o = da cui: (b 2 -b 1 ) (a 1 -a 2 ) e y o = a 1 x o + b 1 2 =(E4-E3)/(C3-C4) C3*I3+E3 C4*I3+E4 leggi a 1,2 e b 1,2 calcola x o calcola y o C.I. - Lab. Informatica 23 fine 1 C.I. - Lab. Informatica 24

5 Se 2 1 controllo C.I. - Lab. Informatica 25 C.I. - Lab. Informatica 26 Algoritmo migliorato leggi a 1,2 e b 1,2 calcola a 1 -a 2 se ((a 1 -a 2 ) = 0 ) allora scrivi: le rette sono parallele altrimenti - calcola x o - calcola y o fine condizione, riprendi il flusso Fine leggi a 1,2 e b 1,2? a 1 -a 2 = 0 n calcola x o calcola y o y Scrivi: le rette sono parallele Nota: i caratteri ";" o "," dipendono dalla versione di EXCEL che si sta usando Funzioni logiche SE: decisione = SE (condizione ; valore_se_vero ; valore_se_falso) No Calcola il valore condizione? Si Scrive: rette parallele Fine C.I. - Lab. Informatica 27 C.I. - Lab. Informatica 28 =C3-C4 =SE(L3=0,"rette parallele",(e4-e3)/l3) =SE(L3=0," ",C3*I3+E3) =SE(L3=0," ",C4*I3+E4) =C3-C4 C.I. - Lab. Informatica 29 C.I. - Lab. Informatica 30

6 Esercizi Esercizio: preparare un foglio elettronico per calcolare il valore della forza di Coulomb tra due cariche q 1 e q 2 poste ad una distanza r nel vuoto Costanti π = ε ο = Esercizio: preparare un foglio elettronico per calcolare il valore della distribuzione di Gauss: per diversi valori di A, σ, x o e x C.I. - Lab. Informatica 31 C.I. - Lab. Informatica 32 Funzioni statistiche: Gaussiana Risolvere un'equazione canonica di secondo Grado Discriminante NOTA: Se il discriminante è negativo non ci sono soluzioni reali! e = e 0.5 = 1.65 Deviazione e -0.5 = 0.6 standard σ σ C.I. - Lab. Informatica x o 33 media leggi a, b e c calcola se ( < 0 ) allora scrivi: non ci sono soluzioni reali altrimenti - calcola x 1,2 fine condizione, riprendi il flusso Fine C.I. - Lab. Informatica 34 Algoritmo Si Leggi a, b, c > 0? No Scrivi: Discriminante negativo =B6^2-4*A6*C6 Formattazione condizionata =SE(E6<0;"D<0!" ; (-B6 + RADQ(E6) )/(2*A6) ) Nota: usando GNUPLOT si =SE(E6<0;"D<0!" ; (-B6 - RADQ(E6) )/(2*A6) ) C.I. Fine - Lab. Informatica 35 ottengono anche le soluzioni C.I. - Lab. Informatica 36 complesse

7 Nota: usando GNUPLOT si ottengono anche le soluzioni complesse Esercizio Calcolo di espressioni algebriche (calcolo.xls) 1) definire le variabili 2) definire le costanti 3) calcolare la funzione C.I. - Lab. Informatica 37 C.I. - Lab. Informatica 38 Radice quadrata 1) definire le variabili 2) definire le costanti 3) controllare il campo di definizione 4) calcolare l'espressione Es. avanzato: Funzioni complicate =SE(E4>0; SE( (ASS(G4)>1); " Arg. >1"; ARCSEN(G4)); "Imm." ) =($B$4-A4^2)^0.5 =($B$4-A4^2)^1/2 =SE(F4 >= 0 ; F4^0.5 ; "argomento negativo!" ) C.I. - Lab. Informatica 39 No Ε4 > 0 Si? Scrive: "Imm" ASS(G4) > 0 No Si? Scrive: arg > 1 C.I. - Lab. Informatica calcola40 Esercizio: preparare un foglio elettronico per calcolare il logaritmo in base b (qualunque) di un numero X: log b X Shortcuts = log(a3)/log(b3) Nota: controllare la sintassi della C.I. funzione - Lab. Informatica log( ) di EXCEL 41 C.I. - Lab. Informatica 42 from:

8 Dati sperimentali Calcolare la media dei voti di N esami = somma(d7:d16) / 10 Inefficiente: deve essere riformulato ogni nuovo esame! σ x o Valore medio (media) Stima della varianza C.I. - Lab. Informatica 43 C.I. = - Media Lab. Informatica (D7:D20) 44 Preparare un foglio EXEL per calcolare la media, la varianza (σ 2 ) e la deviazione standard (σ) di un set di dati. Voti Distribuzione DATI Definire un algoritmo 2. Implementare l algoritmo in un foglio EXCEL a. esplicitare i calcoli b. utilizzare le funzioni statistiche di EXCEL C.I. - Lab. Informatica 45 Informazioni Statistiche Grafica Da vedere C.I. - Lab. Informatica piú avanti 46