Excel计算思维与决策(第三版)

总论 　　1．什么是计算思维 　　随着数字技术的高速发展，计算机带给我们高速的数据处理、高存储容量、复杂的逻辑运算等，我们的世界发生着翻天覆地的变化。 　　(1)在海量数据中进行快速、精准的搜索； 　　(2)对大型复杂任务进行分析、处理； 　　(3)工作效率较以前大大提高； 　　(4)在数据计算、工程设计、工业制作等领域的广泛应用； 　　(5)在众多解决办法中快速找出*优的方案； 　　(6)利用数据处理提供强有力的决策支持； 　　(7)机器的自我学习、深度学习。这些都是传统计算工具所做不到的，计算机科学彻底改变着我们的生活方式，同时也带来了我们思维方式的转变。 　　基于计算机科学技术，2006年3月，美国卡内基 梅隆大学周以真(Jeannette M. Wing)教授首次提出了“计算思维”的概念：“计算思维涉及运用计算机科学的基础概念去求解问题、设计系统和理解人类的行为。计算思维涵盖了反映计算机科学之广泛性的一系列思维活动。”由此计算思维成为了国际上研究的热点，也是计算机教育方面重要的研究方向。 　　计算思维是基于计算机的处理方式，将计算机的编程思想加入思维过程中。但计算思维并不局限于一个产品或一个软件，它是一种思想。计算思维也并不是只有受到高等教育或从事高精尖职业的人员才能具有的，它就像阅读和写作一样，和我们的工作及生活密切相关，是每个人都可以具备的基本技能。 　　计算思维是分析问题的能力、解决问题的能力及计算能力的体现。在计算机技术发展之前，有些复杂问题的解决对于个人而言是一个不可能完成的任务，基于计算思维带来的能力的提升，让我们面对复杂问题时可以拥有更多的勇气和信心。 　　当面对一个复杂问题时，我们能够通过计算思维的方式进行如下思考与设计： 　　这个任务是否可行？解题难度有多大？ 　　是否可以将复杂问题分解成若干个小问题？问题之间是如何进行数据传递和相互调用的？ 　　求解问题的方法是否有多种？哪一种才是*佳解决办法？ 　　求解问题是否需要消耗庞大资源？如何在资源有限的情况下求解问题？ 　　求解的结果是否有效？是否是一个精确值？ 　　微软创始人比尔 盖茨说：不一定要会编程，但学习工程师的思考方式，了解编程能做什么及不能做什么，对未来很有帮助。我们不能要求人人都会编程，而且计算思维也并不等于计算机编程，但是我们可以学习计算机的思维过程，使我们对问题的处理方式更加科学、高效。 　　计算思维帮助和影响着在每一个领域工作的人们，改变着他们的思考方式，每个学科与计算思维的结合都能从中获益匪浅。培养和提升计算思维能力，在课程学习、工作生活中都会大大提高工作效率，能够从多个角度、多种方法来解决问题，让思维方式更加灵活、科学、高效，保持在工作、生活各个领域探索的乐趣和热情，并增强不断前进的动力和能力。 　　2．你所不知道的Excel 　　Excel是Office软件包中的软件之一，它具有强大的数据录入存储、加工计算、统计分析、图表制作等功能，是当前流行的、普遍使用的办公软件。 　　你是否知道，Excel在经济、统计、财经、管理、金融等方面也具有相当优异的表现。进一步深入挖掘Excel的功能，你会发现它是一个蕴含丰富的函数、方法和工具的宝藏，能够帮助我们在经济、统计等领域进行科学、高效的数据处理和决策支持。 　　(1)当你贷款买房时，你会计算每年的还款额和每年应还多少利息吗？面对两个或多个投资项目，你知道投资哪个项目*有利吗？ 　　利用Excel建立多种投资模型进行定量分析，通过科学的方法正确地计算和评价投资项目的经济效益，可为正确投资提供相应的支持。Excel中提供了一些投资决策财务函数，如 PV函数、fv函数、PMT函数、NPV函数、IRR函数、IPMT函数等。 　　(2)作为企业管理者你知道每次进多少货才能使每年的利润*大吗？如果供货单位给出一些打折优惠，你应如何决定是否享受这些优惠呢？ 　　在Excel中可以建立相应的经济订货量模型，通过数据计算和图表的建立，可以更好地找出*佳的方案，以实现成本*小化、利益*大化。 　　(3)你是否知道如何合理安排成本、路线和货品等，才能使运输成本*小？你是否知道如何给每位员工分配工作，才能使这几项工作总花费时间*短？你是否知道在原材料供应有限的情况下，如何安排原料分配和产品生产，才能使生产的产品利润*大？ 　　当你面对一堆数据不知如何是好时，Excel提供了一个非常好的工具—规划求解，它能帮助你根据当前的状况，找出一个*优的解决方案。这一类问题称为“*优化问题”。 　　(4)根据景区上半年每个月的游客量，你是否可以预测下个月的游客量？如果公司要开新的实体店，你能否根据以往各实体店的销售额与周围居民人数的关系，预测新实体店的销售额呢？ 　　利用Excel提供的数据分析工具库可以轻松解决这些问题，其中包含的工具有移动平均、指数平滑、回归、排位与百分比排位等。Excel广泛应用在金融会计、生产经营、股票分析、金融统计、财务审计等领域，在当今信息化社会中，掌握Excel在经济统计与分析中的各种应用是必不可少的技能。 　　3．深入学习Excel、提升思维能力 　　Excel中不仅有数据输入计算、数据填充、排序筛选、分类汇总等基础功能，还有判断投资决策模型、建立经济订货量模型、通过规划求解工具求解*优化模型、对时间序列和回归分析进行预测等工具和方法。深入学习Excel不仅能够掌握Excel所提供的强大的工具和方法，而且能够进一步提升计算思维的意识和能力。这种思维能力的提升可以使得我们在生活和工作中开阔眼界、提高效率、节约成本、增加收益。 　　1)Excel基础操作与全局思维 　　在利用Excel完成一项工作时，Excel的基本操作中包含的对工作簿、工作表和单元格的基本操作都是*基础的，也是在数据处理过程中必不可少的。在这个过程中，我们要考虑的不是当前这一步的需求，而应考虑到整个工作的需求，需要建立的是一种全局的观念，即全局思维。全局思维是从问题的背景和整个系统的角度去思考和解决问题，是一种综合思维方法，强调全面系统、辩证平衡、统筹兼顾的思维方法和精髓。培养全局思维使我们能够从实际出发，正确处理全局与局部的关系，全面、统筹地思考问题，树立大局观念。 　　2)数据计算与函数思维Excel提供了众多的函数和公式，这些是数据计算的基础。灵活运用函数公式，能够很方便地进行数据的计算与统计。在使用函数的过程中，我们就是在运用着函数的思维。 　　给函数一定的参数，我们不需要了解其中复杂的计算过程，函数就会返回一个计算结果。同样，函数思维就是教会我们在问题处理过程中去繁就简，将问题中复杂的内部细节隐藏起来，抓住变量之间的关系，将复杂问题抽象化、简单化，并大大提高问题处理方式的可重复性。 　　3)数据输入、数据透视表与信息思维 　　在我们的生活中存在大量的数据，在对这些数据进行处理之前，需要将数据输入到计算机中。如何将数据录入或导入Excel中？如何对数据进行增加、删除及修改操作？如何对数据内容的真伪进行检查？除了以上这些问题的解决方法，Excel中还提供了从不同的角度统计数据的方式，那就是建立数据透视表。信息思维能力体现在信息收集、传播、转换、加工处理等过程中，通过操作训练逐步培养和提升。 　　信息思维的运用使我们获取的信息保真度更高，并且可以通过多维度来转换和表达数据，为接下来进一步复杂的加工处理操作奠定基础。在信息化社会的今天，增强信息思维能力是我们适应现代社会的基本素养。 　　4)数据管理与数据分析思维 　　培养数据分析思维一方面要掌握数据分析的工具，另一方面要建立数据分析的思维方式。从海量数据中进行分析、判断，用客观标准代替主观判断，找出问题背后的逻辑和规律，为问题决策提供科学支持。 　　Excel提供了多种数据分析工具和数据分析方法，包括排序、筛选、组合、分类汇总、单变量求解、模拟运算表等。学习和掌握这些工具和方法是提升数据分析思维能力的基本要求，在此基础上灵活运用，可以进一步提高分析问题、解决问题的能力。 　　5)图表与形象思维 　　Excel提供了丰富的图表类型和图表制作功能，如柱形图、饼图、折线图、 XY散点图、股价图、雷达图等，可以形象地表达数据之间的关系。还可以将控件嵌入图表中，制作出可以随控件的调整而变化的动态图表。其中动态图表的创建，增强了图表的交互性，使图表的应用更具趣味性。 　　使用恰当的图表，可以使数据主次分明，形象地表现出你所关心的数据重点。图表所体现的形象思维是当今高速运转的社会所必需的一种数据表达方式，具有主动性、直观性、整体性等特征，让我们能够从全局上把握问题的本质和关键，并对表现的形象进一步延展和想象。 　　6)投资决策模型与选择思维 　　在投资决策时，为了实现预期的投资目标，我们该如何选择投资的项目？利用Excel可以建立多种投资模型，如企业经营投资决策模型、金融投资决策模型、设备更新改造投资决策模型等。 　　通过这些模型建立方法和分析方法的学习，可以更好地培养我们选择思维的意识和能力。当我们在面对抉择时，不是靠一时脑热或事物表象来做出选择，而是采用科学、有效的选择思维方式，做出*适宜的决策方案。 　　7)经济订货量与成本管理思维 　　企业的发展必须加强对成本的管理，才能实现利润的积累。在成本管理中，要考虑到进货采购的成本和仓储保管的成本，以实现总成本*低。Excel的经济订货量模型就是在综合考虑采购成本、订货成本和储存成本的基础上，经过计算、分析、判断，找到*佳的订货批量，以获得*大的经济收益。 　　经济订货量模型的学习和操作，可以培养和训练成本管理思维，使我们在分析问题和解决问题时，能够综合考虑相关要素，既不能成本居高不下，也不能片面追求成本控制，应达到战略成本管理，从而提高自身的核心竞争力。 　　8)*优化模型与*优化思维 　　Excel中的*优化模型是采用规划求解方法，在一定资源情况下，对问题进行分析，找出一个*佳的解决方案，以达到利润*大、成本*小、时间*少、距离*短等目的。规划求解方法又包括线性规划、非线性规划、整数规划、动态规划等方法。在管理、生产、经营中遇到的问题几乎都可以认为是*优化问题。 　　解决*优化问题的思维方式就是*优化思维，这种思维方式在我们的工作、生活、学习中处处用到，它是我们分析和解决*优化问题的*基本的分析方法和思维方式，能够在充分利用有限资源的基础上，达到*优的效果。培养和训练*优化思维，是提高综合素质的基本组成部分。 　　9)时间序列预测与逻辑思维 　　时间序列预测是基于按时间顺序排列的数据列，可以对未来尚未发生的数据进行相对更准确的预测，为接下来的决策提供支持。在Excel中建立时间序列预测模型，就可以利用时间序列分析方法，对数据进行计算、分析，找到数据序列反映出来的发展趋势，并以此预测出未来时间达到的数据。 　　时间序列预测模型的学习，能够进一步培养逻辑思维的能力，抓住事物的内涵本质(分析已发生的时间序列数据)、展望事物发展的外延(预测未来时间可能的数据)，并增强逻辑判断能力(对预测值的准确度进行判断)。 　　10)回归分析预测与预见性思维 　　回归分析预测是利用已有的数据，探寻事物发展之间的规律的一种分析方法。找出自变量和因变量之间的相关关系，并表示成回归方程的形式，利用回归方程就可以对未来的发展进行预测。回归分析预测体现的是一种预见性思维。 　　在当今社会发展过程中，应用预见性思维的能力对决策者而言具有至关重要的作用。做出任何的决策都需要预见，通过对现有经验的分析，充分发挥思维的能动性，才能对未来事物发展的趋势进行预测和推断。 　　4．结束语 　　在