Topic 4

目次

1) Spreadsheet (表計算) 2) Excel Basic 基本操作 3) Useful Shortcut Keys ショトカットキー 4) 絶対セル参照 Absolute Reference 5) グラフの挿入 6) *実習課題 5: 甲府の気温 7) 実習課題 6: 液体クロマトグラフィーの実験データ 8) 実習課題 7: NISTのデータ Benzene の赤外線分光データ 9) If の関数 10) 実習課題 8: Fourier Series of Square wave 矩形波のフーリエ級数 Topic 3 へ移動Topic 5 へ移動共通資料:Plots全体目次

データサイエンス CDS009    (チェン leechuin@yamanashi.ac.jp) 更新日: 2022-10-01


表形式データの処理 I: Excel

今回の*実習課題(1〜8)はレポート課題となります。

 • 課題を一つの Excel ファイル (.xlsx) にまとめて提出ください。

 • Worksheet ワークシート名に課題番号 を書いてください。


1. Spreadsheet (表計算)

背景

 • Calculation, analysis etc of data in simple tabular form

 • データを表で数値計算・分析を行うソフト。

 • データーの要素 は Cell (セル) に表示される。

代表例:

 • MS Excel

Image from Flickr (redirected from businessinsider.com) 写真の方はビル・ゲイツ: マイクロソフトの共同創業者兼元会長

Arithmetic operation 算術演算

Operator 演算
+ Addition 加算 = 3+3
- subtration 減算 = 3-1
* multiplication 乗算 = 2*2
/ division 除算 = 9/3
^ exponential 冪乗 = 2^3 (2の3乗)

2. Excel Basic 基本操作

Insert New Sheet ワークシートの挿入

例:

練習: Auto Fill 「オートフィル」:自動入力する機能

例:


*実習課題 1: 相対参照を用いて数値を計算する

i) 新しいワークシートを挿入し、次のvideoに従って 簡単な計算を行う。

ii) ワークシート 名: 課題 1

= A1 + B1  #セル A1の数値 足す セル B1の数値
= A1 * B1  #セル A1の数値 かける セル B1の数値

A1B1 は相対参照 (relative reference) という。

マウスで左クリックしながら 垂直方向にdrag すると、数字番号 は自動的に増加する。


*実習課題 2:関数 SUM

i) 新しいワークシートを挿入する。

ii) ワークシート 名: 課題 2

iii) 次のvideoの初期画面にある数字データを Auto Fill で作成してください。

iv) 次のvideoの程順に従って sum 関数を用いた計算を行う。

= SUM (A1 : A10) # セルA1  から A10 (行)までの合計
= SUM (A1 : D1) # セルA1  から D1 (列)までの合計


*実習課題 3: 買い物リスト

i) 新しいワークシートを挿入。

ii) ワークシート 名: 課題 3

iii) 次の表を作成してください。金額、消費税、合計は相対参照を使って計算すること。


3. Useful Shortcut Keys ショトカットキー

Jump to the Last Element in the Column (行 の最後尾へ)

CTRL ➕ Arrow Down

試してみる: この方法を使って、一行の最大要素数を調べてみる。

Jump to the Last Element in the Row (列 の最後尾へ)

CTRL ➕ Arrow Left

試してみる: この方法を使って、一列の最大要素数を調べてみる。

Insert Row/Col 列・行の挿入

Arrow #矢印キーで目的地まで移動
CTRL ➕ + # 挿入

Delete Row/Col 列・行の削除

Arrow #矢印キーで目的地まで移動
CTRL ➕ - # 挿入


4. 絶対セル参照 Absolute Reference

 • 式を別のセルに複写・移動しても同じセルを指示する

例:

= A3 * $C$1 #A3は相対参照、 C1 は絶対参照

*実習課題 4:平均値と標準偏差の計算

 • 相対参照絶対参照 を用いて、i) 全体平均値、と ii) 標準偏差を計算する

例:

平均値:

\[\mu = \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} x_i = x_1 + x_2 + \cdots + x_n \]

標準偏差:

\[\sigma = \sqrt{ \frac{1}{n} \sum_{i=1}^{n} (x_i-\mu)^2 } \]

実習課題用のランダムの数値(20 個 )。Excelの新しいワークシットに貼り付けてください。

30.0
56.0
89.0
92.0
40.0
11.0
58.0
84.0
66.0
48.0
67.0
66.0
81.0
32.0
63.0
35.0
47.0
68.0
79.0
54.0

5. グラフの挿入

自動識別、ソフトに任すタイプ

手動で入力

ラベル、タイトルの挿入

グラフ範囲の調整

Gridの削除、Tick(目盛)の追加、軸線の太さ調整


6. *実習課題 5: 甲府の気温

甲府の気温のデータ

 • Worksheet ワークシート名に課題番号 を書いてください。

 • 甲府気象庁から昨年度の気温データを次のリンクで入手。

 • データはこちら:国土交通省 気象庁

 • 「散布図」 を使って、次のようなグラフを作成する。


参考 video : 散布図の挿入

参考 video : 軸の設定

参考 video : 補助目盛線の追加、色の設定

参考 video : 「0」と「13」の非表示

 • 少し上級な設定です。

 • 縦軸の「表示形式」「ユーザー設定」変える

 • 表示形式コードを次のように編集する。

[<13]#;-#;

 • そに意味は: 正の数字は 13以下の番号だけ表示する。負の絶対数字は前に「ー」をつける。0 の数字は表示しない。

 • 「表示形式コード」について詳細は こちら(英語 only)こちら(日本語)

参照 Video:


7. 実習課題 6: 液体クロマトグラフィーの実験データ

高温液体クロマトグラフィー実験(2008)の測定結果を使って実習を行う。

論文に使った実際の実験データを Excel で描いてみる。

データファイル:my_fig2_a.txt

仕様:

1) 単色 (黒)

2) 「目盛」付き、目盛の種類:「外向き」

3) 「軸ラベル」 付き

見本:

Import Data データのインポート

 • データファイルをダウンロードして保存する。

 • 先にそのファイルをVS Code または Notepad++ で開いて数字データの配置を確認する。

 • このようなデータ配置は csv Comma-separated valuesという。

 • テータとデータの間に」ある区きり文字「カンマ」

 • Excelで 上記のCSV ファイルを開く。

参照 video:


8. 実習課題 7: NISTのデータ Benzene の赤外線分光データ

NIST (アメリカ国立標準技術研究所)の Chemistry WebBook から 「ベンゼン溶液」の「赤外線分光」データを入手し、次のようなグラフを作成する。

検索方法:google で 「NIST benzene」で検索、または次のリンクをクリック。

Link は こちら

データを入手する手順

1) Benzene の ページで 「IR Spetrum」 のリンクをクリック。

2) IR Spetrumのページで溶液データ「Solution ...」 のリンクをクリック。

3)「Download spectrum in JCAMP-DX format」のどころで「spectrum」 のリンクでデータをダウンロードする。

参照 Video:

データの配置を確認

VS Code または Notepad++ または メモ帳ででダウンロードした「71-43-2-IR.jdx」のファイルを開く。

ファイルのデータ配置を確認:

第1行から第35までは数字データではないので、データの「取り込み開始行」には 36 を指定してください。

「区きり文字」は 「タブ」 と 「スペース」を選んでください。

参照 Video:

注意 (Excel 365の場合はこちら):

 • 最新のExcel 365 では、上記にデータインポートが出来ない。

 • その場合、VS Code または Notepad++ で数値データだけをコピーして、Excel に貼り付けてください。

 • 貼り付けた直後、区切り位置をクリックして, 該当の区切り文字の設定を行う。

参照 video:

軸を反転

縦軸を「軸を反転する」で Webpageのようなグラフが作成できる。


9. If の関数

= if (条件, Trueの処理, False の処理)

= if (A1 > 60, 1, 0) #もし A1>60 は「真」であれば 結果は 1, そうじゃなかったら 0

= if (A1 > 60, "合格", "不可") #もし A1>60 は「真」であれば結果は文字の「合格」, そうじゃなかったら 「不可」



10. 実習課題 8: Fourier Series of Square wave 矩形波のフーリエ級数

フーリエ級数(フーリエきゅうすう、Fourier series)とは、複雑な周期関数や周期信号を、単純な形の周期性をもつ関数の(無限の)和によって表したものである。(wikipedia)

Animation gif from wikipedia :

\[\frac{4}{\pi}\left[ \sin(x) + \frac{1}{3}\sin(3x) + \frac{1}{5}\sin(5x) + \cdots \right]\]

Excelのsin()if()pi()関数を使って次のグラフを描いてください。

pi()= Π = 3.1415926...

参照:


今回の*実習課題(1〜8)はレポート課題となります。

 • 課題を一つの Excel ファイル (.xlsx) にまとめて提出ください。

 • Worksheet ワークシート名に課題番号 を書いてください。