欢迎来到数据库与电子表格的世界！

你有没有想过，学校图书馆是如何轻松管理成千上万本书籍的？或者动物收容所是怎样清楚知道哪些宠物已准备好供人领养？其实，他们都在使用数字化工具来存储和整理海量的数据。在这一章中，我们将会探索数据库（database）和电子表格（spreadsheet）如何帮助我们收集、整理、计算和展示数据，从而解答身边世界的种种疑问。

备注：想学习在收集数据前如何设计问题，请参阅“设计问卷调查及整理数据”章节。若想学习计算平均数或众数等统计摘要，可阅读“极差、众数、中位数和平均数”。

第一部分：什么是数据库？

数据库是以电子方式存储的有组织的信息集合。你可以把数据库想象成一个数字化档案柜。我们不再需要翻箱倒柜查找一叠叠纸质文件夹，计算机能让我们在几秒钟内搜索、排序和整理各种数据！

数据库的核心组成部分

要理解数据库，先要认识数据是如何组织的：

1. 字段（Field）：单一类别的数据。例如在学校图书馆中，字段可以是书名、作者和页数。在数据表中，字段通常是竖列的标题。

2. 记录（Record）：关于某个特定项目或人物的所有数据。在数据表中，一条记录就是完整的一横行。例如，单条记录可能包括：《夏洛的网》（书名）、E.B. White（作者）和 \(192\)（页数）。

3. 文件／数据表（File / Table）：整组记录集合在一起的完整表格。

利用数据库解答问题（第三阶段）

把数据输入数据库后，我们就能用它来解答探究问题和解决难题。我们通常通过搜索（寻找特定记录）和排序（按特定顺序排列记录）来达成目标。

以下是数据库能轻松解答的一些问题示例：

• “图书馆里有哪些书是罗尔德·达尔（Roald Dahl）写的？”（我们在作者字段搜索“Roald Dahl”。）
• “哪本书的页数最多？”（我们把页数字段由大到小排序。）
• “有多少本书的页数少于 \(100\) 页？”（我们筛选页数字段，只显示数值 \(< 100\) 的记录。）

建立与操作电子数据库（第四阶段）

随着信心增加，你也可以建立专属于你的电子数据库！操作数据库的意思，就是修改或处理数据，从中发掘新的规律。这包括：

• 收到新数据时添加记录。
• 数据有变更时编辑记录。
• 进行筛选，只查看符合特定条件的项目（例如同时符合“狗”而且“年龄小于 \(2\) 岁”的宠物）。
• 按字母顺序（由 A 到 Z）或数值大小（由小到大）进行排序。

重点提示：数据库将有系统的数据存储在字段（类别／列）和记录（个别项目／行）中，让我们能快速、轻松地搜索、排序及解答问题。

第二部分：什么是电子表格？

电子表格是一种特别的数字化工具，专门用网格形式存储数字和文字。数据库非常适合用来排序和查找文字记录，而电子表格则在处理数字和自动计算方面威力强大！

网格结构：列、行与单元格

打开电子表格时，你会看见一个由三大要素组成的巨大网格：

• 列（Column）：垂直方向（上下）延伸，并以英文字母标记（例如 \(A\)、\(B\)、\(C\)）。
• 行（Row）：水平方向（左右）延伸，并以数字标记（例如 \(1\)、\(2\)、\(3\)）。
• 单元格（Cell）：列与行相交的每一个小方格。每个单元格都有独一无二的单元格地址（或引用位置）。例如，列 \(B\) 与行 \(3\) 相交的方格，名称就是单元格 \(B3\)。

记忆小贴士：永远先读字母，再读数字，就像在地图上看坐标一样！记住口诀：“先列后行：\(A1\)、\(B2\)、\(C3\)。”

第三部分：在电子表格中使用简易公式（第四阶段）

电子表格最神奇的地方，在于它能利用公式替你自动计算！公式就像是一套指令，告诉电子表格该如何计算出结果。

电子表格公式的黄金法则

电子表格中的每道公式，开头都必须是等号（\(=\)）。

如果开头没有 \(=\) 号，电子表格只会把输入的内容当作纯文本或标签显示，而不会执行数学运算。

基本运算符

计算机使用标准键盘符号来进行四则运算：

• 加法：\(+\)（例子：\(=\!A1 + B1\)）
• 减法：\(-\)（例子：\(=\!A1 - B1\)）
• 乘法：\(*\)（星号键；例子：\(=\!A1 * B1\)）
• 除法：\(/\)（斜杠键；例子：\(=\!A1 / B1\)）

使用单元格引用，而非固定数字

为什么我们要输入 \(=\!A1 + B1\)，而不是直接输入 \(=\!5 + 10\) 呢？

因为只要使用单元格引用，每当你更改单元格 \(A1\) 的数字时，电子表格就会自动重新计算答案！这就称为操作数据。

常用简易公式

电子表格还内置了方便快速计算的特定指令（称为函数）：

• SUM（求和）：把所选单元格区域内的所有数字加起来。
例子：\(=\!\text{SUM}(A1:A5)\) 会把由单元格 \(A1\) 到 \(A5\) 的所有数字相加。
• AVERAGE（平均值）：计算一组数字的平均数，做法是将所有数字相加，再除以数字的总数量。
例子：\(=\!\text{AVERAGE}(B1:B10)\)

逐步演示：班级健康小卖部

试想象你们班正在经营一个健康小吃摊位，并要记录销售情况：

1. 在单元格 \(A2\)，输入商品名称：苹果。
2. 在单元格 \(B2\)，输入售价：\(\$1\)。
3. 在单元格 \(C2\)，输入售出数量：\(8\)。
4. 在单元格 \(D2\)，你想计算卖出苹果所得的总金额。请输入公式：\(=\!B2 * C2\)。
5. 按下 Enter 键，电子表格便会立即显示 \(8\)！如果你多卖出 \(2\) 个苹果，将单元格 \(C2\) 改为 \(10\)，单元格 \(D2\) 的结果就会自动更新为 \(10\)。

重点提示：电子表格利用列（字母）和行（数字）构成的网格形成单元格。公式必定以等号（\(=\)）开头，并会在单元格数值改变时自动更新计算结果。

第四部分：利用电子表格制作统计图（第四阶段）

有时候，单看表格中的数字很难一眼看出重点。电子表格能帮我们轻松把排列整齐的数据转换成清晰易懂的直观图表。

如何在电子表格中制作统计图

1. 整理：将数据整齐地输入列中，并在顶部加上清晰的标题。
2. 选择：选定包含你想展示的标签与数字的单元格。
3. 插入图表：从菜单中选择合适的图表类型。
4. 标签：检查图表是否具备清晰的标题和坐标轴标签，让阅读图表的人都能明白其中的内容。

备注：想了解条形统计图、折线统计图或扇形统计图（饼图）的选择技巧，请参阅“选择合适的统计图类型”及“折线图与扇形图”章节。

要避免的常见错误

• 忘记输入等号（\(=\)）：如果你只输入 \(A1 + B1\)，屏幕只会显示文本“A1 + B1”。你必须输入 \(=\!A1 + B1\)，计算机才会知道要执行运算。
• 混淆“行”与“列”：记住，列（Column）就像建筑物的立柱一样竖立挺拔（字母：\(A\)、\(B\)、\(C\)）；行（Row）就像教室里一排排横向排列的书桌（数字：\(1\)、\(2\)、\(3\)）。
• 在纯数字单元格中输入文本：如果在数据单元格中输入了“5 个苹果”而不是单纯的“\(5\)”，电子表格可能就无法把该单元格应用在数学公式中。

快速复习重点

• 数据库将数据存储在字段（列）和记录（行）中，令搜索、排序和解答问题变得简单直接。
• 电子表格以网格形式整理文本与数字，网格由包含列字母和行数字的单元格组成（例如 \(B4\)）。
• 公式必定以等号（\(=\)）开始，能让我们自动计算总和、平均数和差额。
• 电子表格只需点击几下，就能把有系统的数值数据转换成统计图，协助我们清晰看见规律、趋势和相互关系。