액셀 간단한 엑셀의 사용법

[연석]

간단한 계산에서부터 그래프를 그리는 것 등과 같이 물리학에서 필요한 계산을 하는데 사용할 수 있는 마이크로소프트사의 엑셀(Microsoft Excel)의 사용법에 대하여 살펴봅시다.

위의 그림이 엑셀을 처음 실행하였을 때, 나타나는 모습입니다. 다른 워드프로세서 응용 프로그램과 비슷하게 메뉴가 구성되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 엑셀은 이른바 표계산 프로그램이라고 불리기도하는 Spread Sheet프로그램의 하나로서, 특히 영업사원들에게는 꼭 필요한 프로그램이라고 할 수 있으며, 학교에서도 각 학생들의 성적을 입력하여 평균을 계산하거나 등수를 매길 때 아주 유용하게 사용할 수 있습니다. 엑셀 프로그램에서 사용하는 파일의 확장자는 xls입니다. 그리고 이 엑셀 프로그램은 MS Word, Power Point와 함께 MS Office 프로그램의 하나입니다.여기에서 사용한 버전은 엑셀 97 SR-1입니다. 이 프로그램은 메뉴의 오른쪽에 있는 도움말을 이용하여 필요한 대부분의 내용을 자세히 배울 수 있습니다.

위의 그림에서 볼 수 있듯이 엑셀은 작은 칸으로 나누어져 있는데 이 것을 셀이라고 부릅니다. 그리고 이 판 전체를 Work Sheet라고 부릅니다. 각 셀은 각 열과 행의 이름에 따라서 주소가 주어져 있습니다. 위 그림에서 까만 테두리가 주어진 셀의 주소는 A1이 됩니다. 잎으로 이 주소를 잘 활용하여 여러가지 계산을 할 수 있습니다. 이 각 셀에 우리가 필요로하는 여러가지 데이터들을 입력할 수 있는데요, 마치 프로그램에서 변수를 사용하는 것과 마찬가지로 생각할 수가 있습니다. 각 셀에 들어갈 데이터는 숫자나 문자 등 여러가지가 있는데요. 셀을 선택하고 마우스의 오른 쪽 단추를 물렀을 때 나오는 메뉴 중에서 셀서식을 선택하면 아래 그림과 같이 됩니다.

위 그림에서 볼 수 있듯이 그 셀에서의 표시형식이나 글꼴, 괘선(테두리 선)등을 지정할 수 있습니다. 혹은 셀의 폭이나 높이와 같은 모양도 변경할 수 있습니다. 보통은 표시형식이 일반이 선택되어 있으며 각 셀에 입력되는 형식에 따라 알아서 프로그램이 선택해줍니다. 이제 각 셀에 데이터를 입력하여 봅시다. 입력을 원하는 셀을 마우스로 선택하면, 진한 테두리가 생기고 표 위쪽에 아래 그림과 같은 부분뒤에 우리가 원하는 데이터를 입력할 수 있습니다.

아래 그림과 같이 학생들이 직접 데이터를 입력하여 보십시오. 큰 어려움은 없을 겁니다. 강의 시간에 직접 실습해 봅시다. 이 때 우리가 워드프로세서 같은데서 많이 사용했던 여러가지 편집 방법들을 활용할 수도 있습니다.(Ctrl+C, Ctrl+V 등)

학생들의 과목별 성적을 처리하는 예입니다. 초등학교 (국민학교) 때 시험마치고 불려가서 채점하고 반 학생들의 성적을 모두 적어서 계산하고 가로, 세로로 성적이 일치되게 했던 일이 기억 납니다. 채점 보다는 오히려 가로, 세로합계가 일치하지 않아서 늦게까지 계산을 다시하여야 했던 것을 생각하면 컴퓨터의 대단함을 새삼스레 느낍니다. 위에서 볼 수 있듯이 과목 명이나 이름은 문자열로 입력되어서 왼쪽으로, 성적은 숫자로 인식되어 오른쪽으로 정렬되어 있는 것을 볼 수 있습니다. 특별히 바꿔주지 않으면 프로그램이 자동으로 이렇게 정렬합니다. 이제 각 학생들의 성적을 합계내고 평균을 구하는 방법을 살펴봅시다. 이때는 자동합계(S)나 함수 마법사(f_x)를 사용합니다. 영희의 합계를 계산할 셀(F5)을 선택한뒤 위의 자동합계(S)를 누르면 자동으로 '=SUM(B5:E5)'와 같은 합계를 구하는 식이 나타나고 Enter를 누르면 합계를 계산하여 줍니다.

간단하게 합계를 계산하는구나로 그치지 않고 좀 더 살펴보면, 여기에서 엑셀의 가장 특징적이고 뛰어난 기능이 있는 것을 알 수 있습니다. 즉 식을 사용하는 방법입니다. 이렇게 식을 사용하는 것이 엑셀과 같은 표게산 프로그램의 가장 대표적인 특징입니다. 위 '=SUM(B5:E5)'에서 '='은 그 셀이 이제 숫자나 문자가 아니고 '식을 사용할 것이다'라는 것을 나타냅니다. 'SUM'은 합을 계산하는 특별한 함수입니다. 엑셀에서는 아주 많은 종류의 함수들을 사용할 수 있고, 그 것은 함수 마법사(f_x)를 보면 알 수있습니다. 자세한 내용은 다음에 또 이야기합니다. 그리고 '(B5:E5)'은 합계를 내는 영역을 나타냅니다. 즉 위에서 말한 주소를 가지고 나타내는데요, B5 셀에서 E5 셀까지의 합을 계산한다라는 뜻입니다. 이렇게 수식을 사용하는데는 SUM과 같은 함수를 사용하지 않고도 각 셀의 값들의 사칙연산을 사용할 수도 있습니다. 그러므로 위의 '=SUM(B5:E5)'를 다르게 표현하면, '=B5+C5+D5+E5'로 나타낼 수 있습니다. 이제 함수마법사를 이용하여 평균도 계산해봅시다. 평균의 함수마법사-통계에서 AVERAGE를 선택하면 됩니다. (마우스로 데이터가 입력된 영역을 선택하면 아래에 자동으로 합계나 평균 등이 계산되어 나오는 것을 볼 수 있습니다.)

이제 영희의 합계와 평균을 계산하였다면, 철수와 순돌이의 합계와 평균을 계산하는 것은 쉽게할 수 있습니다. 즉 영희의 합계와 평균을 계산한 식을 그대로 복사해서 붙여넣으면 되죠. 이 때 복사를하는 것은 합계나 평균의 결과인 숫자가 아니라 그 식을 복사하는 것이기 때문에 철수와 순돌의 합계, 평균도 바로 계산할 수 있는 것입니다. 이 때 복사를 할 때도 Ctrl+C, Ctrl+V를 사용하지 않고도 단지 선택영역을 확장함으로써도 복사를 할 수 있습니다.- 잘되고 있나요?

지금까지의 내용을 정리해보면, 셀, 주소, 함수마법사, 수식 들을 배웠습니다. 복잡한 수식을 사용해서 계산을하는 예는 나중에 다시 살펴보기로 합시다.

이제는 계산보다는 예쁘게 보이기위한 방법들을 간단히 살펴봅시다. 보고서 등에 사용하기위해서는 단지 계산을 정확하게하는 것과 더불어 예쁘게 보이게 하는 것도 아주 중요할 수 있습니다. 위 표를 꾸미기위해 우선 위의 제목 '1999년 성적표'를 가운데로 옮기기위하여, A2에서 G2까지의 영역을 선택하고 병합 후 가운데 맞춤을 선택하면 전체 표의 가운데로 정렬됩니다.(여기에서 셀의 병합에 대하여 알 수 있을 것이나, 자세히 설명하지는 않겠습니다.) 그리고 표를 꾸미기위해서는 원하는 표영역(A4:G7)을 모두 선택한 후, 서식-자동서식을 이용하면 여러가지 모양으로 표를 꾸밀 수 있습니다. 그 결과를 보십시오.

위쪽의 표에 비하여 어떻나요? 이 결과를 가지고 Word나 Power Point 등과 같은 프로그램에서 사용할 수 있습니다. 이제 이 결과를 그래프로 나타내 봅시다. 엑셀에서는 차트라고 부르는데요. 차트를 만드는데는 차트 마법사가 알아서 대부분의 일은 처리해 줍니다. 제목을 포함한 데이타영역(A4:G7)을 선택하고, 막대그래프가 그려진 차트마법사를 선택하면 다음과 같이 실행됩니다.

데이타의 모양에따라 필요한 그래프의 종류를 선택하면 다음과 같은 그래프(차트)를 얻을 수 있습니다.

필요에따라 원그래프나 꺽은선 그래프 등을 그리는 방법은 어렵지 않게 찾을 수 있을 것입니다. 각 축이나 제목 들을 바꾸기 위해서는 원하는 부분을 선택함으로써 쉽게 고칠 수 있습니다. 그리고 Sheet의 값들을 바꾸면 자동으로 그래프(차트)의 값들도 바뀌게 됩니다.

차트와 비슷한 기능으로 지도를 이용하는 방법이 있습니다. 이 예는 강의 시간에 보여드리도록 하겠습니다. 아래에 그 결과가 있습니다.

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이제는 물리학의 예를 가지고 엑셀을 사용하는 방법을 살펴보면서 엑셀의 사용법을 익히도록 합시다. 여기서 사용할 예는 던져진 물체의 운동을 직접 수치적으로 계산해보는 문제입니다. 수치해석의 측면에서 이야기하면 미분방정식을 푸는 문제이고 물리학적으로 운동방정식을 푸는 문제가 될 것 입니다. 그렇다고 너무 어렵게 생각하고 부담갖지 마십시오. 간단하게 계산하는 방법이 있습니다. 지표면에서 위로 던져진 물체는 아래방향으로 중력을 받아서 운동을 하는데 이를 운동 방정식으로 나타내면 아래와 같습니다.

이 식을 다음과 같이 속도와 변위의 식으로 나누어서 쓸 수 있습니다.

이 식을 푸는 방법은 간단하게 주어진 초기조건 x₀ 와 v₀ 로 부터 시간 간격 dt 를 아주 작은 간격으로 준 후 위 식에서 부터 각 시간 간격에 따른 속도의 변화량과 변위의 변화량을 계산하여 처음의 값에 각 각 더해주는 것 입니다. 이렇게하여 각 시각에 따른 속도와 변위를 계산할수 있고 그 결과를 그래프로 나타내에 볼 수도 있습니다. 이제 이렇게 위의 식을 엑셀을 이용하여 계산하는 방법을 살펴봅시다. 일단 아래 그림과 같이 시간, 속도, 변위를 나타낼 수있는 표를 만들고 초기값을 다섯번째 열에 적어봅시다. 여기에서는 처음의 속도는 50 m/s 던진 위치는 지상 100 m 인 것으로 생각을 합니다. 다른 초기 조건의 경우에는 다르게 입력하여 계산할 수 있습니다.

그리고 우리에게 필요한 상수는 중력가속도와 시간간격이 있습니다. 중력가속도 9.8 m/s² 은 C2 셀에 있고 시간간격은 C3 셀에 있습니다. 이제 dt 초 후의 시각과 속도, 변위를 계산해 봅시다. 우선 시간은 A6 셀에 '=A5+C3'를 입력하면 됩니다. 마찬가지로 속도의 경우에는 위의 수식으로부터, 우선 속도의 변화량을 구해보면 -g 에다 시간간격(dt )를 곱하면 됩니다. 그러므로 dv 는 '(-C2)*C3'이므로 B6 셀은 '=B5-C2*C3'로 입력하면 계산이 됩니다. 그리고 dx 는 v dt 이므로, C6 셀은 '=C5+B6*C3' 로 계산하면 됩니다. 보다 정확한 계산을 위해, 변위를 계산할 때, 어떤 속도 값을 대입하느냐와 같은 문제들이 있을 수 있는데, 여기에서는 그냥 간단하게 계산하고자 한다.

그 결과 여섯번째 행에 위와 같은 계산결과가 나온다. 속도와 변위가 줄어들고 있음을 알 수 있다. 이제 이 게산을 계속하기위하여 여섯번째 행의 결과를 복사해서 아래로 붙이자. 그런데 일곱번째 행에서는 값이 계산않되고 #VALUE!와 같은 에러 메시지가 나오게 된다. 이런 에러가 나온 이유는 위에서 사용한 셀의 주소들이 상대주소이기 때문이다. 즉 위에서 여섯번째 행에서 일곱번째 행을 복사하여 올 때, A열을 생각해보면 A6 셀은 '=A5+C3' 인데, 그냥 복사하면 A7 셀은 '=A6+C4'가 된다. 이렇게 복사한 셀과 원래 셀의 상대주소에 따라서, 식도 변하게 된다. 정확한 계산을 위해서는 A7 셀은 '=A6+C3'가 되어야 하므로 C3를 위치가 변하더라도 식이 변하지 않는 절대주소로 바꾸어야 한다. 절대주소는 행과 열이름 앞에 '$'를 붙여주면 된다. 그래서 여섯번째 행의 식을 다음과 같이 바꾸자.

A6 = A5 + $C$3, B6 = B5-$C$2*$C$3, C6 = C5+B6*$C$3

이렇게 바꾸면 위치가 변하더라도 변하지 않아야할 변수들 즉 C2와 C3의 값들은 변하지 않게된다. 이제 위와 같은 방법으로 계산하면 제대로된 결과를 얻을 수 있다. 이제 그 결과를 1196 행까지 계산하면, 시간이 11.91초 정도일 때, 변위가 0이 되는 것을 볼 수 있다.

이제 이 결과를 그래프로 나타내는 방법을 살펴보자. 위에서 막대 그래프를 그리는 방법과 같은 방법을 여기에서도 사용한다. 그런데 이 경우에는 가로(X)축이 A열인 시간이 되어야 하므로 이 경우에는 차트의 종류중에서 분산형을 사용한다. 그 결과는 아래와 같다.

속도는 일정하게 계속 줄어들고, 변위는 위로 올라갔다가 다시 아래로 내려오는 것을 볼 수 있다. 이런 방법으로 간단한 계산들은 Excel을 이용하여 할 수 있다. 초기 속도 값이나 초기 위치를 변화시켜주면 곧바로 계산되는 것을 볼 수 있다.

실험데이타를 위와 같은 분산형 그래프로 그리기 위해서는 데이타를 엑셀 프로그램에 읽어와야 하는데, 이를 위해서는 파일-열기에서 파일 형식을 텍스트 파일로 선택하거나, 아니면 다른 종류의 Work Sheet 파일로 선택하면 원하는 형식의 파일을 읽어올 수 있으며, 결과를 텍스트 파일 형태로 저장할 때도 파일-다른이름으로 저장에서 파일형식을 텍스트로 지정하여 저장하면 된다.

이러한 결과들을 인쇄하기 위해서는, 표의 경우 파일-인쇄영역으로 인쇄영역을 지정하면, 그 부분 만 인쇄가 되고, 그래프(차트)를 인쇄하기위해서는 차트를 선택한 후 인쇄하면 된다.

그리고 워드나 파워포인트와 같은 다른 프로그램에서 사용하기 위해서는 마치 하나의 프로그램에서 사용하듯이 복사(Ctrl+C) 와 붙여넣기(Ctrl+V)를 사용하면 된다.

위의 속도와 변위 그래프에서 그 그래프들의 함수값들을 찾는 방법을 찾아보자. 우선 그래프에서 볼 수 있듯이 속도데이터는 시간에 따라서 직선으로 나타난 것을 볼 수 있다. 이 때 그 기울기는 가속도로서 -9.8 m/s²의 값을 가짐을 알 수 있다. 이 것을 확인하여 보자. 위의 그래프(차트)에서 파란색 속도 그래프를 선택하면 노란색 점들로 선택이 된다. 이 때 오른쪽 마우스 단추를 누르고 추세선 추가를 선택하면 다음과 같은 창이 나타난다.

속도의 경우 선형 추세선을 사용하고 옵션에서 수식을 차트에 표시를 선택한 뒤 확인을 누르면 y = -9.8 x +30 이라는 함수 값이 나온다. 그리고 변위에 대해서는 다항식 추세선과 차수를 2로 선택하면 y = -4.9 x² +29.951 x + 100이라는 결과가 나온다. 이런 방법으로 실험 데이터 값에 대한 적당한 함수 꼴과 계수를 알 수 있다.

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이제 다시 우리가 처음 만들었던 성적표를 가지고 다시 연습해 봅시다. 여기에서는 간단한 데이터베이스의 이용방법과 매크로의 활용에 대하여 살펴보고자 합니다. 위의 성적표에서는 영희, 철수, 순돌의 성적을 각 셀에서 입력하였는데요. 데이터베이스의 레코드 관리의 측면에서 같은 일을 할 수 있습니다. 메뉴에서 데이터-레코드 관리를 선택해 보십시오. 그러면 아래 그림과 같이 보가 쉽게 데이터를 입력할 수 있는 창이 나옵니다.

데이터 메뉴를 이용하면 정렬과 필터 등의 일을 할 수 있습니다.

이제 매크로에 대하여 살펴봅시다. 매크로는 명령을 보아 일괄 처리하는 것을 의미합니다. 엑셀에서 반복적으로 같은 일을 계속하여야 할 때 주로 사용합니다.

위의 성적표 예에서 합계와 평균은 수식으로 계산되어 있습니다. 이 수식을 간혹 숫자로 바꾸어주어야만 할 필요가 있습니다. 그래서 지금 선택되어있는 셀의 수식을 숫자로 바꾸주는 일을 하는 매크로를 만들어 봅시다. 도구-매크로-새매크로 기록을 선택하면 다음과 같은 매크로 기록창이 나옵니다. 매크로 이름과 바로가는 키를 정하고 기록하는 방법은 강의 시간에 설명하도록 하겠습니다.

그후 도구-매크로-Visual basic 편집기를 보면 우리가 만든 매크로를 볼 수 있습니다.

Sub 수식매크로1()
'
' 수식매크로1 Macro
' 송태권이(가) 1999-11-10에 기록한 매크로
'
' 바로 가는 키: Ctrl+Shift+A
'
Selection.Copy
Selection.PasteSpecial Paste:=xlValues, Operation:=xlNone, SkipBlanks:= _
False, Transpose:=False
End Sub

이 매크로를 실행하기 위해서는 원하는 셀에서 바로가는키인 Ctrl+Shift+A를 누르면 자동으로 실행합니다. 이런 방법으로 같은 일을 반복하여야할 때 사용하는 것이 매크로 입니다.