Прикладной модуль 1. Визуализация данных.

Группа Т(О), ТГ(О), С(О)–24-02, 2025 год

Занятие по рабочей программе №18

Дисциплина: БД.08 «Информатика»

Прикладной модуль 1. Основы аналитики и визуализации данных.

Тема: Визуализация данных.

1. Цель занятия:

   1. Дидактическая:

• сформулировать представление студентов и получить практические навыки работы с Моделями данных;

• выяснить назначение применения ПО во время выполнения работы;

• систематизировать и объяснить сущность работы с массивами данных;

• определение основ аналитики и визуализации данных;

• углубить и закрепить знания по дисциплине «Информатика».

Воспитательная:

• развивать коммуникативные способности;

• развивать аналитические способности;

• развивать творческий подход к процессу обучения.

• воспитывать самостоятельность, дисциплинированность;

• стимулировать студентов к изучению дисциплины;

• побуждать к формированию активной жизненной позиции;

• прививать уважение и любовь к будущей профессии.

Вид занятия: лекция.

Тип занятия: обобщение и систематизация знаний.

Форма проведения занятия: репродуктивная и эвристическая беседа.

Междисциплинарные связи:

Обеспечивающие Математика, Охрана труда, Безопасность жизнедеятельности.

Обеспечиваемые

Информационные технологии в профессиональной деятельности, и др.

Методическое обеспечение: опорный конспект.

Литература:

1. Филимонова, Е. В. Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности: учебник / Е. В. Филимонова. – Москва: Юстиция, 2019. – 213 с. – (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-4365-2703-1.

2. Зимин, В. П.  Информатика. Лабораторный практикум в 2 ч. Часть 1 : учебное пособие для среднего профессионального образования / В. П. Зимин. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 126 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11851-3. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/514893

ХОД ЗАНЯТИЯ

1. Ознакомление с темой, целью и планом занятия.

Тема: Визуализация данных.

ПЛАН

1. Зачем визуализировать данные.

2. Основные принципы визуализации.

3. Способы визуализации данных.

4. Виды диаграмм.

5. Инструменты и сервисы для визуализации.

1. Изложение и изучение нового материала.

ЛИТЕРАТУРА: [5], стр.

Визуализация данных: применение в работе, основные принципы, способы и инструменты для использования

Р азбираем, что такое визуализация данных, в каких случаях без нее не обойтись и как визуализировать данные самостоятельно, какие диаграммы можно использовать для этого.

1. Зачем визуализировать данные

Представим, что руководитель хочет определить лучшего сотрудника отдела с помощью информации о продажах. Он смотрит в таблицу Excel и понимает, что Алексей заключил сделок на 30 миллионов. Но если руководитель соберёт все данные, то увидит, что у Алексея всего одна крупная сделка и нет повторных клиентов. А Василий продал на 22 миллиона, но при этом клиенты возвращаются и вклад в прибыль компании хоть не самый большой, но регулярный. Редкий руководитель будет разбираться во всех цифрах. Тут ему поможет графическая визуализация данных — наглядная картинка, где он увидит продажи и количество клиентов, и сделает правильный вывод.

Визуализация данных - это графическое представление информации и аналитики: графики, диаграммы, карты, дашборды. Цифры в таблицах и документах не показывают наглядно взаимосвязи между процессами, периоды роста или спада, зависимости показателей. Визуальный формат представляет информацию и вырисовывает цельную картину происходящего. Когда за обилием цифр легко утратить смысл, стоит обратиться к визуализации больших данных. Этот инструмент приводит огромное количество информации в порядок, помогает быстрее понимать её, подчёркивает тренды. В бизнесе визуализация помогает на многих этапах - от кадровых решений до предоставления скидки конкретному покупателю.

2. Основные принципы визуализации

Чтобы визуализация аналитических данных приносила пользу, а не превратилась в очередной инструмент, при составлении придерживайтесь следующих принципов:

Логика:

• Прежде чем формировать график или диаграмму, поставьте цель - что вы хотите показать.

• Сформулируйте конкретную задачу для отображения информации. Главная ошибка - делать картинку ради картинки.

• В зависимости от цели располагайте данные в логическом порядке: от большего к меньшему или наоборот.

График Google Charts показывает плотность драгоценных металлов от меньшего к большему

• Выбирайте подходящий тип визуализации данных, который упростит восприятие информации. Например, круговая диаграмма не подходит, если показателей слишком много или если общее количество не равно 100%.

• Единообразие графиков при отображении информации. При сравнении используйте графики одного типа. Пользователь запутается, если «до» представлено в виде линейной диаграммы, а «после» — в виде столбчатой.

• Подписывайте данные непосредственно на графике, так мозг воспринимает картину целиком и быстрее делает выводы по диаграммам.

Диаграмма Datawrapper показывает, как используется земля в Германии

Простота:

• Минимум элементов при визуализации — убирайте лишнюю информацию, логотипы, даты, визуальный шум. Чем проще график — тем быстрее отображаемая информация доходит до мозга.

• Лаконичный дизайн. 3D-эффекты отвлекают внимание читателя от информации и не решают задачу.

Такие круговые 3D-диаграммы считаются правилом плохого тона в среде аналитиков

Дизайн отвлекает на себя внимание и не несёт полезной информации

• Одна задача — один график. Не пытайтесь с помощью одного дашборда представить всю информацию о компании за год.

Цвет:

• Общепринятые цвета: «правильно» выделяется зелёным, а «неправильно» — красным. Будьте внимательны, если работаете с иностранными компаниями, в разных странах общепринятые цвета различаются.

• Придерживайтесь единой цветовой гаммы. Если один график в сером цвете, то другой, в ярких оттенках, перетянет на себя внимание и покажется более значимым.

3. Способы визуализации данных

Аналитики используют более 60 способов визуализации данных: различные виды диаграмм, графиков, дашборды и карты. Рассмотрим наиболее популярные техники и варианты визуализации данных, и для каких целей они больше подходят.

4. Виды диаграмм

Круговая диаграмма (Pie chart)

Этот способ визуализации подходит для демонстрации частей целого. Но если показателей больше пяти, лучше не использовать — исчезает наглядность. Хорошо подходит, если нужно показать одну или две части от общего целого, например долю компании на рынке.

График показывает, какую долю в общем рынке занимает компания

У круговой диаграммы есть и другие формы визуализации данных, часто они помогают лучше решать задачу. Например, диаграмма-пончик хороша, потому что человек легче ориентируется в длине окружности, чем в площади, и сразу видит различия:

Гистограмма (Histograms)

Подходит для точного сравнения данных, также показывает зависимость разных данных. Особенно хорошо этот способ визуализации применять, если хотим показать частые колебания. В то же время, если изменения незначительны, используют линейный график. Например, если хотим показать курс валют, то разница в несколько центов будет незаметна.

Многоуровневая диаграмма хорошо показывает иерархию и связи внутри категорий

На графике мы видим соотношение числа посетителей разного пола в разные дни

Столбчатая диаграмма (Column Chart)

Похожа на предыдущий вид визуализации данных — гистограмму, но отличие в том, что в этой диаграмме есть расстояние между столбцами, их можно менять местами без потери смысла. Она больше подходит для точного сравнения категорийных данных, когда показателей больше, чем пять.

Линейная диаграмма (Line Chart)

В этом графике используются точки - «маркеры», которые отображают информацию, и кривая, которая показывает изменения. Спасает, когда, например, нет данных за все дни, но необходимо увидеть общую динамику.

Диаграмма области (Area Chart)

Разновидность линейной диаграммы. Такой метод визуализации отображает количественные данные, часто в связи с временным отрезком. Например, показывает расходы компании по месяцам: логистика, зарплата сотрудникам, налоги — и помогает увидеть, как меняется площадь зоны в каждой точке.

Японские свечи (Candlestick Chart)

Часто используют в трейдинге, свеча показывает, как менялась цена за период.

Дашборды (Dashboards)

Бизнес часто требуют анализа разной информации. Чтобы потом вывести всю аналитику на экран, используют дашборды - инструмент интерактивной визуализации данных. Главное отличие дашбордов в изменении информации в реальном времени. Это не статические графики, а динамический инструмент - он поддерживает фильтрацию, и если выбрать один элемент, то зависимые от него визуализации изменятся. Доступ к дашборду предоставляют нескольким членам команды, тогда они работают над ним вместе, каждый отвечает за свою часть.

Пример дашборда с сервиса Tableau

5. Инструменты и сервисы для визуализации

Инструменты для визуализации данных бывают разные: платные и бесплатные, для новичков и опытных программистов. Мы подобрали пять сервисов, которые помогут создать графики и дашборды даже тем, кто не знаком с кодом. Но в то же время это платформы и программы, которые предлагают удобные и функциональные средства для визуализации данных.

5.1. Tableau

Сервис работает со всеми видами визуализации больших данных, включая дашборды. Доступен в двух версиях: Tableau Public и Tableau Desktop.

Плюсы: Мощный и многофункциональный, даже на бесплатной версии.

Минусы: Несмотря на интуитивно понятный интерфейс Tableau, чтобы использовать все его возможности, нужно потратить немало времени и разобраться в инструментах программы.

5.2. Google Data Studio

Бесплатный инструмент аналитики и визуализации данных. Работает не только с сервисами Google, но и с другими источниками: Cloud SQL, YouTube Analytics, Яндекс.Метрика, Яндекс.Директ, PostgreSQL, Adwords API. Уступает Tableau в визуальных инструментах, но, тем не менее, решает задачи отображения данных.

Плюсы:  Бесплатный. Удобно работать в связке с сервисами Google. Постоянно улучшается и обновляется.

Минусы: Если превысить лимит времени на коннекторы, они становятся платными.

5.3. Plotly

С его помощью аналитики создают интерактивные графики, дашборды, карты. Всем проектам Plotly присваивается уникальный URL - их легко встраивать в блоги. Сервис очень удобен в использовании, пользователи быстро учатся создавать красивые графики и различные диаграммы.

Плюсы:  Графики получаются очень детальными и подробными. В библиотеке хранится много уникальных диаграмм. Над проектом визуализации данных могут работать от 5 до 10 разработчиков в зависимости от оплаченного пакета. Если возникают проблемы, техподдержка проконсультирует по электронной почте или видеоконференции.

Минусы: Нет бесплатной версии.

5.4. Datawrapper

Этот инструмент визуализации данных разрабатывался специально для творческих людей - писателей, журналистов, блогеров. Программа не требует понимания кода, при этом позволяет создавать сложные интерактивные диаграммы, карты и таблицы.

Плюсы:  Бесплатная версия программы функциональна и работает с неограниченным количеством проектов, но экспортировать файлы можно только в формате PNG.

Минусы: Платная версия стоит 599 долларов в месяц.

5.5. Flourish

Онлайн-сервис создаёт красивые визуализации данных, чтобы наглядно показать не только цифры, но и аналитику. Инструмент подключает анимацию и создаёт data storytelling.

Плюсы:  Широкий спектр диаграмм, включая анимированные.

Минусы: Бесплатная версия только для одного пользователя, делиться визуализациями можно только с нанесённой эмблемой.

Контрольные вопросы и задания

1. Научитесь презентовать выводы из массивов данных

2. Визуализируйте бизнес-запросы и создавайте интерактивные дашборды, которые наглядно объяснят сложные показатели.

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ

1. Изучить теоретический материал по данной теме.

2. Выполнить задания и ответить письменно на вопросы.

Внимание! Выполнить домашнее задание в тетради. Отчёт отослать на адрес электронной почты преподавателя.

Перечень рекомендуемых учебных изданий, Интернет-ресурсов, дополнительной литературы.

Основные источники:

1. Информатика. 10 класс : учебник для общеобразоват. организаций: базовый и углубленный уровни / [А.Г.Гейн , А.Б Ливчак, А.И. Сенокосов, Н.А. Юнерман]. – 4-е изд. – М. : Просвещение, 2018. – 272 с. : ил. – ISBN 978-5-09-058130-1

2. Информатика. 11 класс : учебник для общеобразоват. организаций: базовый и углубленный уровни / [А.Г.Гейн, А.И. Сенокосов]. – 6-е изд. – М. : Просвещение, 2019. – 336 с. : ил. – ISBN 978-5-09-072326-8.

Электронные источники:

1. Зимин, В. П.  Информатика. Лабораторный практикум в 2 ч. Часть 1 : учебное пособие для среднего профессионального образования / В. П. Зимин. — 2-е изд., испр. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 126 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11851-3. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/514893

2. Зимин, В. П.  Информатика. Лабораторный практикум в 2 ч. Часть 2 : учебное пособие для среднего профессионального образования / В. П. Зимин. — 2-е изд. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 153 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-11854-4. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/514918

3. Мойзес, О. Е. Информатика. Углубленный курс : учебное пособие для среднего профессионального образования / О. Е. Мойзес, Е. А. Кузьменко. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 164 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-07980-7. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/455803 .

4. Советов, Б. Я. Информационные технологии : учебник для среднего профессионального образования / Б. Я. Советов, В. В. Цехановский. — 7-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2020. — 327 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-06399-8. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/450686 .

5. Новожилов, О. П. Информатика в 2 ч. Часть 1 : учебник для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 320 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-06372-1. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/448995 .

6. Новожилов, О. П. Информатика в 2 ч. Часть 2 : учебник для среднего профессионального образования / О. П. Новожилов. — 3-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 302 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-06374-5. — Текст : электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/448996

7. Гаврилов, М. В. Информатика и информационные технологии : учебник для среднего профессионального образования / М. В. Гаврилов, В. А. Климов. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва: Издательство Юрайт, 2020. — 383 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-03051-8. — Текст: электронный // ЭБС Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/449286

Дополнительные источники:

1. Филимонова, Е. В. Информатика и информационные технологии в профессиональной деятельности: учебник / Е. В. Филимонова. – Москва: Юстиция, 2019. – 213 с. – (Среднее профессиональное образование). - ISBN 978-5-4365-2703-1.

2. Цветкова М.С., Информатика. Практикум для профессий и специальностей естественно-научного и гуманитарного профилей: : учеб. пособие для студентов учреждений сред. проф. образования / М.С. Цветкова, И.Ю. Хлобыстова. - 5-е изд., стер. - М. : Издательский центр "Академия", 2019. - 240 с. ISBN 978-5-4468-7901-4

Электронные источники:

1. Гаврилов, М. В.  Информатика и информационные технологии : учебник для среднего профессионального образования / М. В. Гаврилов, В. А. Климов. — 4-е изд., перераб. и доп. — Москва : Издательство Юрайт, 2021. — 383 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-03051-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/469424

2. Акопов, А. С.  Компьютерное моделирование : учебник и практикум для среднего профессионального образования / А. С. Акопов. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 389 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-10712-8. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/517999

3. Демин, А. Ю.  Информатика. Лабораторный практикум : учебное пособие для среднего профессионального образования / А. Ю. Демин, В. А. Дорофеев. — Москва : Издательство Юрайт, 2023. — 133 с. — (Профессиональное образование). — ISBN 978-5-534-07984-5. — Текст : электронный // Образовательная платформа Юрайт [сайт]. — URL: https://urait.ru/bcode/516857

Преподаватель: Владимир Александрович Волков E-mail: [email protected]