EDV für Chemiker, Lebensmittelchemiker und Materialwissenschaftler, Übungen dazu

Seite 1Mellau/ Weidmann – Wintersemester 2008/09

Einführung in MS Excel 2003

EDV für Chemiker, Lebensmittelchemiker und Materialwissenschaftler,

Übungen dazu

Seite 2Einführung in MS Excel 2003 -- WS 2008/09

Arbeitsoberfläche

Aktive Zelle

Namensfeld

Zeilen (nummeriert)

Spalte (alphabetisch)

Arbeitsblatt(Tabellenblatt)

Arbeitsmappe


Arbeitsoberfläche

• Tabellenblätter

Tabellenblätter(Blattregister)


• Navigation

mit Cursor-Tasten: Nächste Zelle in Pfeilrichtung (von aktiver Zelle aus)

mit Bild-Pfeil-Tasten: Bildschirmseite

POS1-Taste: Erste Zelle in aktueller Zeile

STRG + POS1-Taste: Erste Zelle im Tabellenblatt

STRG + Ende-Taste: Letzte Zelle im Tabellenblatt (gefüllt)

Arbeiten in der Arbeitsmappe


• Ändern des Namens eines Arbeitsblattes

Auf entsprechendes Tabellenblatt klicken, dann die rechte Maustaste klicken und die Markierung überschreiben



• Daten eingeben

Daten können nur in aktive Zellen eingegeben werden

Bearbeitungsleiste

Aktive Zelle

Adresse der aktiven Zelle



• Darstellung von Zahlen

die letzte angezeigte Stelle wird von Excel gerundet (gerechnet wird jedoch mit nicht gerundetem Wert)

negative Zahlen werden mit vorangestelltem Minuszeichen eingegeben

Darstellung großer Zahlen

Excel gewöhnlich

1,78E+25

1,78E-25

2510781 ,2510781 ,



• Zellinhalte ändern

Änderung von Zellinhalten können direkt in der Zelle erfolgen (Doppel-Klick auf die Zelle oder Zelle aktivieren und F2 drücken)

Cursor mit Mauszeiger auf die entsprechende Position bewegen und die Änderung vornehmen

anschließend: ENTER-Taste drücken oder in beliebige Zelle klicken

Sollen die Änderungen nicht übernommen werden: ESC-Taste drücken (Ursprünglicher Zellinhalt wird wieder angezeigt)



• Zellinhalte ändern Durch Klicken auf das grüne Häkchen

können die Änderungen auch übernommen werden

statt ESC-Taste: auf rotes X klicken



• Zellinhalte löschen

Zelle aktivieren und ENTF-Taste drücken

oder Menü: BearbeitenLöschenInhalte

oder Rechtsklick auf die Zelle und Inhalte Löschen wählen



• Spaltenbreite bzw. Zeilenhöhe ändern

Mauszeiger auf die Spalten- oder Zeilenbegrenzung bewegen

Der Mauszeiger ändert sich

Mit gedrückter linker Maustaste wird in die jeweilige Richtung gezogen

anschließend: Maustaste wieder los lassen



• Spaltenbreite bzw. Zeilenhöhe ändern

Sollte nach einer Reduzierung der Spaltenbreite Zahlen zu groß für den angezeigten Zellinhalt sein, werden die Zeichen ### als Platzhalter angezeigt

Verbreitern bewirkt dann die korrekte Darstellung



Um Zellen zu kopieren, verschieben, … müssen diese vorher markiert werden

markierte Zellen werden farbig und umrandet angezeigt

• Markierung von Zellen

Ein Klicken auf den Spalten- bzw. Zeilenkopf bewirkt das Markieren einer kompletten Spalte bzw. Zeile



• Drucken

über Menü: Datei Drucken (oder STRG+P)

oder über Druck-Schaltfläche: löst Sofort-Druck aus

Festlegen, was genau gedruckt werden soll



• Speichern

Menü: Datei Speichern (oder STRG+S); beim ersten Speichern öffnet sich die Dialogbox Speichern unter

Menü: Datei Speichern unter

oder Schaltfläche:



• Speichern

als Excel-Arbeitsmappe speichern


Dateiformat: *.xls (Excel Spreadsheet)


• Formatieren von Zellen

Um Zellinhalten bzw. Zellen ein bestimmtes Aussehen zuzuweisen, müssen Zellformate festgelegt werden

Vor der Formatzuweisung muss die entsprechende Zelle (oder Bereich) markiert werden

Zuweisen eines Formats zu einer Zelle: Menü Format Zellen (oder STRG + 1)

in der Dialogbox Zellen formatieren können dann die entsprechenden Tabs ausgewählt werden



Sehr oft müssen z. B. Zahlen in einer Zelle in einem bestimmten Zahlen-format dargestellt werden


Einstellung in der Dialogbox Zellen formatieren, wenn z. B. die Zahl 23 als 23,0 dargestellt werden soll




Einige Formatierungen können auch über die entsprechenden Schaltflächen in der Format-Symbolleiste vorgenommen werden.

Wie in der Word-Kurzeinführung beschrieben, können auch hier die entsprechenden Anpassungen vorgenommen werden



• Verschieben von Zellen

Markieren Sie den entsprechenden Zellbereich und überstreichen Sie die Zellumrandung, bis sich der Mauszeiger in ein Vierfach-Pfeilkreuz umwandelt

Ziehen Sie den Bereich per Drag & Drop an die neue Position (Die neue Position wird jeweils angezeigt)

• Kopieren von Zellen

wie beim Verschieben: Beim Ziehen wird die STRG-Taste gedrückt (hier wird sowohl die neue Position und das Plus-Zeichen angezeigt)




• Ausfüllfunktion

Mit der Ausfüllfunktion können z. B. Zellinhalte in benachbarte Zellen kopiert werden

Klicken Sie auf die entsprechende Zelle und bewegen Sie den Mauszeiger in die rechte untere Ecke auf das Kästchen (Ausfüllkästchen)

Der Mauszeiger wandelt sich in ein Kreuz.

Ziehen Sie das Ausfüllkästchen per Drag und Drop in die gewünschte(n) Richtung(en)


Übung: Geben Sie die folgenden Zellinhalte ein und stellen Sie die Werte für die Temperatur mit einer Nachkommastelle dar. Stellen Sie alle Inhalte

zentriert dar und fügen Sie oberhalb von Zeile 4 eine neue Zeile ein!


Wie werden Zeilen eingefügt?

Excel-Hilfe



Excel-Hilfe nutzen

Bsp.:

Wie werden Zeilen eingefügt? Als Schlüsselwort wurde einfügen eingegeben.


Formeln und Funktionen

• Eingabe einfacher Formel

In der aktiven Zelle wird vor Eingabe der Formel ein Gleichheitszeichen eingegeben (Es kann auch direkt das Plus- oder Minuszeichen eingegeben werden; Excel ergänzt das Gleichheitszeichen)

Addition +

Subtraktion -

Multiplikation *

Division /

Potenzieren ^

Die Rangfolge mathematischer Operationen erfolgt nach den Gesetzen der Arithmetik (Bsp.: Potenzieren vor Multiplizieren, …)



• Setzen von Klammern

Soll bei Berechnungen die Rangfolge arithmetischer Operationen geändert werden, müssen die Ausdrücke, die zuerst berechnet werden sollen, zwischen runden Klammern gesetzt werden

also: wie in der Mathematik



• Zirkelbezüge

Zirkelbezüge entstehen meist durch Eingabefehler

Ein Zirkelbezug ist ein Bezug auf eine Zelle, in der sich die Formel selbst befindet

Formeln mit Zirkelbezügen können von Excel nicht verarbeitet werden. Es wird eine Fehlermeldung angezeigt.



• Relative Zellbezüge

Beim Kopieren (oder Ausfüllen) wird das räumliche Verhältnis übertragen

Die Betrachtung erfolgt dabei immer von der Formelzelle aus

Ein relativer Bezug kann als ein räumliches Verhältnis zwischen zwei Zellen angesehen werden.

Durch Klicken auf das gelbe Ausrufezeichen wird der Fehler angezeigt



• Absolute Zellbezüge

Zellbezug, der sich beim Kopieren oder Ausfüllen nicht verändert

Ein absoluter Zellbezug wird benötigt, um auf eine ganz bestimmte Zelle zu verweisen und mit dem dort vorhandenen Wert zu rechnen



• Was ist eine Funktion?

Eine Funktion ist eine Art Vorschrift, nach der Excel bestimmte Rechen-operationen durchführt

Jede Funktion in Excel hat einen Namen, der die Funktion eindeutig definiert. Daneben wird meist noch die Berechnungsweise der Funktion in Kurzform beschrieben.

Meistens werden Funktionen in Formeln (auch in Makros) eingesetzt

Excel bietet sehr viele Funktionen an, die einem die manuelle Eingabe von Standardberechnungen erspart.



• Die Funktion Summe

Da in Excel-Arbeitsblättern sehr oft mit Summen gerechnet wird, existiert in der Standard-Symbolleiste die Schaltfläche AutoSumme:

ist v. a. dann nützlich, wenn über viele Zellen addiert werden muss




Bsp.: Addieren mehrere Spaltenwerte:

Aktivieren Sie die Zelle, in der die Summe angezeigt werden soll (z. B. A14)

Klicken Sie auf die Schaltfläche AutoSumme




Excel erkennt alle Werte oberhalb von A14

Klicken Sie auf Eingeben (grünes Häkchen) oder Drücken Sie die ENTER-Taste

Sollen nur bestimmte Werte summiert werden, ziehen Sie auf die entsprechenden Zellen



• Funktionen

Um Excel-Funktionen einzugeben, klicken Sie in die entsprechende Zelle und wählen Sie aus dem Menü Einfügen Funktion



• Funktionen

alternativ: Klicken Sie auf den Pfeil unterhalb der Schaltfläche AutoSumme (Dropdown-Schaltfläche)

alternativ: auf Schaltfläche Funktion einfügen in der Bearbeitungsleiste klicken



• Funktionsassistent

Wenn Sie in der „Kategorie auswählen“ Alle wählen, werden die gesamten in Excel verfügbaren Funktionen mit Erklärung und Syntax angezeigt. Wählen Sie z. B. ABS zur Ermittlung des absoluten Betrags einer Zahl.

Bsp.:

Die Funktion ABS mit Syntax und Erklärung



• Funktionsassistent

Durch Klicken auf OK kann die Eingabe der Funktion über das Dialogfenster erfolgen

Hier würde dann im Feld Zahl auf die Zelle B3 geklickt. Anschließend wird die Dialogbox mit OK geschlossen


Datenimport

• über die Zwischenablage

erfolgt z. B. über das Menü Bearbeiten Einfügen (Oder STRG + V-Taste) bzw. Inhalte einfügen

nicht für alle Ablageformate geeignet

problemlos z. B.: .EMF, .BMP, .CSV, . RTF

nützlicher Short-Cut: STRG + F-Taste (z. B. zum Ersetzen des Dezimal- zeichens, falls erforderlich)


Datenimport

• Importieren einer Textdatei

Textdateien (*.prn; *.txt; *.csv) können mit dem Textkonvertierungs- assistenten importiert werden

Die Datenfelder können in der Textdatei durch bestimmte Zeichen (z. B. Kommata, …) oder durch Leerzeichen getrennt sein

Der Textkonvertierungsassistent kann entweder über das Menü Datei Öffnen oder über das Menü Daten Externe Daten importieren Daten importieren aktiviert werden

- über Datei Öffnen: Excel öffnet eine Textdatei (somit ist eine weitere Datei geöffnet)

- über Daten importieren: Datenimport in das existierende Arbeitsblatt


Datenimport

• Importieren einer Textdatei: der Konvertierungsassistent (Schritt 1)

Beispiel: sample.txt

Im ersten Schritt muss festgelegt werden, wie die Daten in der Textdatei getrennt sind

Daten können durch Trennzeichen oder Felder fester Breite getrennt sein

In der Option „Import beginnen in Zeile“ wird festgelegt, ab welcher Zeile die Daten importiert werden sollen (z. B. zum Abschneiden eines „Headers“)


Datenimport


Im zweiten Schritt erfolgt die Festlegung der Trennzeichen

Die Datenvorschau erfolgt interaktiv


Datenimport


Im dritten Schritt wird spaltenweise das Datenformat definiert (jeweils schwarz markiert)

Mit der Einstellung Standard weist Excel das Format automatisch zu (ist zunächst empfehlenswert, häufig auch Textformat)

Durch Klicken auf die Schaltfläche „Weitere“ können weitere Import- einstellungen vorgenommen werden (z. B. Dezimaltrenn- zeichen). Wählen Sie hier den Punkt .


Datenimport


Durch Klicken auf die Schaltfläche „Fertig stellen“ wird der Assistent beendet

Wurde der Assistent über „Daten importieren“ gestartet, so erscheint die Dialogbox „Daten importieren“

In dieser Dialogbox wird festgelegt, wo die Daten eingefügt werden sollen

im bestehenden Arbeitsblatt: Definition der Zelle, ab der die Daten eingefügt werden sollen)

oder: in einem neuen Arbeitsblatt


Datenimport

Übung: Importieren Sie die Daten in der Datei Testdaten.txt! Beachten Sie, dass diese Datei einen für uns unverwertbaren Header beinhaltet. Schneiden Sie diesen beim Import ab, indem Sie den Import erst ab der

gewünschten Zeile beginnen lassen.

Berechnen Sie den Mittelwert der Datenwerte in der zweiten Spalte (einmal manuell und einmal durch eine geeignete Excel-Funktion (Hilfe!)!

Speichern Sie die importierten Daten als Excel-Arbeitsblatt Testdaten.xls!


Kommentare

• Man kann in Zellen Kommentare einfügen – dies bietet sich z.B. auch für die Hausaufgaben an, um Erläuterungen zur Vergehensweise abzugeben.

rechts auf Zelle klicken “Kommentar einfügen“


Diagramme

• In Excel gibt es zwei Wege, ein Diagramm zu erstellen:

Weg 2: Markieren der zu visualisierenden Daten und dann F11 drücken

Weg 1: Verwenden des Diagramm-Assistenten

- In einem neuen Arbeitsblatt erscheint sofort das Diagramm

- In diesem Arbeitsblatt wird das Diagramm standardmäßig als Säulen- diagramm angezeigt (Name des Arbeitsblattes: Diagramm1)

- Bearbeiten des Diagramms: rechte Maustaste klicken

- während des Erstellens können alle wichtigen Einstellungen vorgenommen werden

- erfolgt in vier Schritten (über Dialogbox)

- Das Diagramm wird im selben Arbeitsblatt angezeigt.


Diagramme

• Weg 1: Diagramm-Assistent

Datenbereich vorher festlegen, sprich markieren (kann aber auch im Assistenten erfolgen)

evtl. Zeilen und Spaltenüberschriften markieren

Klicken Sie in der Symbolleiste auf den Diagramm-Assistenten

oder: Menü Einfügen Diagramm


Diagramme

• Diagramm-Assistent: Schritt 1

Auswählen des Diagrammtyps sowie des Diagrammuntertyps

evtl. Voransicht wählen

auf Weiter klicken


Diagramme


Option „Reihe in“: Festlegen, ob die Daten zeilen- oder spaltenweise interpretiert werden sollen

Tab „Reihe“: Datenanordnung umstellen sowie Zufügen weiterer Daten


Diagramme



Diagramme

• Diagramm-Assistent : Schritt 3

Tab „Titel“: Beschriftung des Diagramms sowie der Achsen (kann auch nachträglich im Diagramm mit Textfeldern erfolgen)

Tab „Achsen“: Ein-/Ausschalten der Rubriken- und Größenachsen

Tab „Gitternetzlinien“: festlegen, ob, wo und wie Gitternetzlinien im Diagramm erscheinen sollen

Diagrammtitel: Strom-Spannungs-Kennlinie

Rubrikenachse x: U / V

Größenachse y: I / mA

hier: nichts deaktivieren

hier: ohne Gitternetzlinien


Diagramme


Tab „Legende“: festlegen, ob und wo eine Legende (Zeichenerklärung) erscheinen soll

hier: alle Kontrollkästchen deaktivieren

Tab „Datenbeschriftung“: festlegen, ob Werte im Diagramm angezeigt werden sollen

Tab „Datentabelle“ (ab Excel 2003): Anhängen der Daten an das Diagramm (ist hier in der Dialogbox „Diagramm-Assistent“ nicht gezeigt)

hier: alle Kontrollkästchen deaktiviert lassen


Diagramme


festlegen, ob das Diagramm als Arbeitsblatt angelegt werden soll (Option „Als neues Blatt“ wählen) oder ob das Diagramm in einem bestimmten Arbeitsblatt als Objekt eingefügt werden soll (Option „Als Objekt in“ wählen)

hier: als Objekt in: Tabelle 1


Diagramme

Zum nachträglichen Bearbeiten kann in die Diagrammbestand- teile geklickt werden (z. B. die Textfelder, die Zeichnungsfläche, die Größenachsen, …)


Diagramme

• Weg 2: F11-Taste

Die Daten der Spalte A sind die Abszissenwerte, die Daten der Spalte B die Ordinatenwerte

Markieren des Datenbereichs und Drücken der F11-Taste

Das Diagramm wird dann sofort in einem separaten Arbeitsblatt als Säulendiagramm angezeigt (ist hier nicht abgebildet)


Diagramme

Mit Rechtsklick auf die verschiedenen Diagrammbestandteile erscheinen verschiedene Menüfenster zur Diagrammgestaltung

neues Arbeitsblatt


Diagramme

• Trendlinie hinzufügen

Markieren Sie die Datenpunkte durch Klicken auf einen beliebigen Punkt und klicken Sie anschließend die rechte Maustaste an.

Wählen Sie Trendlinie hinzufügen


Diagramme

• Trendlinie hinzufügen

Im Tab „Typ“ wird die Art des Trends festgelegt

Im Tab „Optionen“ können weitere Einstellungen festgelegt werden, die das Aussehen der Trendlinie beeinflussen (z. B. ob die Gleichung der Trendgeraden im Diagramm angezeigt werden soll)


Diagramme

Übung: Laden Sie Ihre vorhin erstellte Datei Testdaten.xls und tragen Sie die Werte in einem Punkt(XY)-Diagramm auf. Formatieren Sie das Diagramm, damit es in etwa dem dargestellten Beispiel entspricht:


Lineare Regression

• Was ist lineare Regression?

Anpassung einer linearen Funktion an (experimentelle) Daten

erfolgt nach der Methode der kleinsten Fehlerquadrate

Excel-Funktion: RGP

Syntax von RGP: siehe z. B. Excel-Hilfe (Schlüsselwort: RGP)

lineare Regressionsfunktion

y = mx + b


• Die RGP-Funktion

berechnet die Statistik für eine Linie unter Verwendung der Methode der kleinsten Quadrate

Das Ergebnis der Berechnung wird in einem Wertearray (Matrix) angegeben

Die Syntax der Funktion muss daher auch als Matrixformel (Arrayformel) eingegeben werden (in einer Matrixumgebung)

Lineare Regression



Ergebnis der linearen Regression in einem 3 x 2-Wertearray (für weitere statistische Größen: auch 5 x 2-Wertearray möglich)

m Steigung der Regressionsgeraden

b Schnittpunkt der Regressionsgeraden mit der Ordinate

se_m Standardfehler von m (m)

se_b Standardfehler von b (b)

r2 statistische Kenngröße: Bestimmtheitsmaß

se_y weitere statistische Größe: Standardfehler des Schätzwertes

Lineare Regression



Für viele Probleme genügt die Eingabe in der Umgebung einer 3 x 2-Matrix

Vorgehensweise:

1. Markieren eines Zellbereichs (3 Zeilen und 2 Spalten)

2. Eingabe der Syntax für die RGP-Funktion in der Bearbeitungsleiste

=RGP(Y_Werte; X_Werte, Konstante, Stats)

3. Abschluss der Eingabe durch gleichzeitiges Drücken der Tasten STRG + UMSCHALT + EINGABE (immer bei Matrixformeln)

Excel fügt die Formel in geschweifte Klammer {} ein.

Lineare Regression



Y_Werte: Zellenbereich der abhängigen Variable

X_Werte: Zellenbereich der unabhängigen Variable

Konstante: Wert = WAHR: b wird berechnet

Wert = FALSCH: b wird 0 gesetzt

zur Befehlssyntax

Stats: Wert = WAHR:

Wert = FALSCH: RGP berechnet keine weiteren Regressionskenngrößen

RGP liefert weitere Regressionskenngrößen

Lineare Regression

Anmerkung: Statt WAHR auch 1; statt FALSCH auch 0 evtl. möglich


Übungsaufgabe

Gegeben sind die folgenden Daten:

x: unabhängige Variable

y: abhängige Variable

1. Erstellen Sie in ein Punktdiagramm der Datenwerte; Diagrammtyp: Punkt (XY)

2. Fügen Sie die lineare Regressionsgerade in das Diagramm ein (Trendlinie hinzufügen; siehe Kapitel: Diagramme)

3. Führen Sie eine lineare Regression mit der Funktion RGP durch. Das Ergebnis der Regression soll in einem 3 x 2 - Wertearray (Matrix) dargestellt werden.

4. Geben Sie anhand dieses Arrays die Gleichung der Regressionsgeraden an.

Lineare Regression


• Lösung

1. Punktdiagramm (mit Diagramm-Assistent)

Messwerte

Lineare Regression


• Lösung

2. Trendlinie hinzufügen (mit Diagramm-Assistent)

Regressionsgerade

Lineare Regression


• Lösung

3. Funktion RGP

Die 3 x 2-Matrix wird willkürlich im Zellbereich B17 bis C19 markiert

Lineare Regression


• Lösung

3. Funktion RGP

Ergebnismatrix

Nach Drücken der Tasten STRG+UMSCHALT+EINGABE wird im markierten Bereich das Ergebnis der Regression in Form einer Matrix angegeben (Ergebnismatrix bzw. Wertearray)

Lineare Regression


• Lösung

3. Funktion RGP

m b

r2

m b

y = 1,98x + 0,23

4. Gleichung der Regressionsgeraden (Werte aus Matrix sinnvoll runden)

Fehler der Steigung m : m = ± 0,04

Fehler des Schnittpunktes b : b = ± 0,18

Lineare Regression

Bestimmtheitsmaß r2 = 0,9973

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