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La feuille de calcul est un composant commun à la très grande majorité des tableurs graphique. Un tableur graphique peut contenir une ou plusieurs feuilles de calculs qu'on peut aussi appeller onglets.

Une feuille de calcul accueille des données sous forme d'un tableau lignes colonnes cependant la disposition des données dans une feuille de calcul est libre. Ainsi, il est possible d'utiliser une feuille de calcul pour des calculs ou pour présenter des données...

Les principales fonctionnalités

Comme son nom l'indique, la feuille de calcul est un outil qui permet de réaliser différents calculs avec des données. Un tableur graphique peut contenir une librairie de fonctions qui s'applique en grande partie aux données stockées sur une feuille de calcul.

Le terme formule peut être synonyme de fonction s'il s'y trouve une seule fonction ou si plusieurs fonctions sont combinées pour obtenir un résultat.

Les fonctions sont un composant communs à une grande partie des tableurs graphiques mais chaque tableur graphique peut avoir des fonctions avec des paramètres différents ou des formules supplémentaires.

Les fonctions peuvent être regroupées dans différentes catégories; recherche de texte, calculs de date, calculs statistiques, calculs financiers, formats de nombre... Selon la catégorie des fonctions, un type de données peut s'appliquer en entrée ou en sortie.

Les fonctionnalités accessoires

Avec les formules, il existe également un langage de programmation qui permet d'automatiser certaines actions (macros). Cette fonctionnalité ne s'applique qu'aux éditions locales des tableurs graphiques (non-cloud). VBA (Visual Basic pour les Applications) est le langage de programmation chez l'éditeur Microsoft Office et Basic est le langage de programmation intégré dans la suite OpenOffice/LibreOffice.

Les feuilles de calcul peuvent également être instanciées dans des langages de script comme Python ou des langage de programmation comme Java, VB.Net, C#.... Javascript peut également être utilisé mais avec une installation spécifique étant donnée qu'il s'agit d'un langage qui nécessite un environnement client/serveur.

Sur Office365 (la version cloud de la suite bureautique), les macros VBA ne peut pas fonctionner. Dans ce cas, Javascript/Typescript peut être considéré comme un langage de macro (mais seulement dans un environnement client/serveur). En raison des protocoles de sécurité sur un navigateur web, Javascript comme langage de macro ne peut pas accéder à des ressources (fichiers...) sur la machine hôte.

Par extension pour des usages particuliers, le langage PHP qui est un langage web côté serveur peut également accéder à des feuilles de calcul et manipuler les données qui s'y trouve. Il existe en parrallèle à ce type d'utilisation des technologies proposées par l'éditeur, chez Microsoft, il s'agit de Powerapps. Ces technologies ne sont pas toutes équivalentes mais certaines fonctionnalités peuvent mieux convenir à certaines situations.

Un langage de macros est principalement utilisé pour diminuer les contraintes d'un classeur quand l'utilisation ou la maintenance du classeur devient trop difficile ou compliquée. Comme les formules, les automatisations réalisées avec des macros peuvent fiabiliser davantage des données.

Les types de données

Les données dans une feuille de calcul peuvent être de différents types.

Les types de données dans excel

Exemple d'une feuille de calcul avec différents types de données et propriétés (formats) avec excel

Les types de données dans libreoffice

Exemple d'une feuille de calcul avec différents types de données et propriétés (formats) avec libreoffice

Les données d'une feuille de calcul peuvent être représentées par un format. La représentation en interne c'est-à-dire par l'application tableur graphique peut être distincte comme c'est le cas pour l'image ci-dessus.

Représentation des données dans excel (liste non exhaustive)

Exemple de représentation des données dans excel

Représentation des données dans libre office (liste non exhaustive)

Exemple de représentation des données dans libre office

Pour ces applications, on peut noter des similitudes et différences (date, décimales...) de représentation des valeurs.

Il est possible de configurer certaines représentation pour améliorer la compatibilité entre système d'exploitation.

Cependant, pour certaines utilisations du tableur graphique, notamment les calculs, c'est nécessaire d'être attentif aux types de données et à leur représentation.

Données de type scientifiques

Certaines données peuvent nécessiter une précision qui peut être difficile à représenter ou à calculer. Par exemple, pour des nombres décimaux, la représentation par l'utilisateur ou par le tableur graphique peut tronquer des nombres. Les calculs qui résulteront de ces nombres seront alors erronés ou approximatifs.

Les tableurs graphiques ne sont pas les outils les mieux adaptés pour des calculs scientifiques. Pour ce qui est de la bureautique et les calculs de la vie courante, les tableurs graphiques peuvent dans la majorité des cas assumer des calculs cohérents.

Les calculs décimaux en informatique sont un sujet délicat car les outils qui peuvent faire des calculs (multiplication, division) précis sont techniques ou nécessitent des connaissances dédiées.

Les dimensions d'une feuille de calcul

La dimension d'une feuille de calcul est celle d'un tableau en 2 dimensions lignes et colonnes. Cette dimension dépend de l'architecteur du processeur et du système d'exploitation.

Les dimensions sur un système d'exploitation 32 bit

Les machines 32 bits (commercialisées jusqu'en 2010) pouvaient faire fonctionner des tableurs graphique avec des feuilles de calcul qui pouvaient contenir 65 536 lignes et 256 colonnes. Le produit des lignes et colonnes donne théoriquement le volume maximal qu'une feuille de calcul peut accueillir.

Mais le volume maximal est une théorie à moins que les données ne soient que de type vrai faux ou de type booléen. En informatique et pour les feuilles de calcul, le type booléen est celui qui demande le moins d'effort au processeur et donc est très rapide en accès lecture et en accès écriture.

Les dimensions sur un système d'exploitation x64

Depuis les années 2000, les ordinateurs qui ont une architecture x64, c'est-à-dire 64 bits peuvent faire fonctionner des applications avec une plus grande quantité de mémoire. Pour les feuilles de calcul dans les applications de tableur graphique, le nombre de ligne maximal est alors de 1 048 576 et le nombre de colonnes 1 024. Le produit des deux indique en théorique la quantité maximale de données qu'une feuille de calcul peut stocker.

Le volume maximal est une théorie. Il sera peu courant d'utiliser une feuille de calcul avec le volume de données maximal. A moins d'utiliser des données de type booléen ou d'avoir une quantité de mémoire vive et de stockage importante.

Lors de l'ouverture d'un classeur, le contenu de la feuille de calcul ou des feuilles de calculs s'il y en a plusieurs, est chargé en mémoire vive.

Dans une utilisation courante, plus le volume de données stockées sur une ou plusieurs feuilles de calcul sera élevé, plus les choix en termes de disposition des données auront un impact sur les accès aux données en mémoire c'est-à-dire les calculs, formats...

Dans une utilisation ponctuelle avec quelques données, ces choix peuvent être négligeables. Dans une utilisation régulière, les choix sur la disposition des données peuvent avoir de l'importance.

Données XML

Pour aller plus loin, une feuille de calcul dans un classeur au format xml contient des données xml. Ces données sont des balises spécifiques à une ou plusieurs données. En d'autres mots, un ensemble de données disposé sur des lignes ou colonnes contigues avec des propriétés communes (type nombres entier, format monétaire...) sera rattaché avec une seule balise par propriété.

Affichage xml d'une feuille de calcul

Ci-dessus, l'image montre le texte brut xml d'une feuille de calcul. Ce sont ces données que l'application tableur graphique charge dans la mémoire RAM pour être affichées sur l'écran et modifiées par l'utilisateur.

En traduisant de l'anglais, row pour ligne et col pour colonne on peut comprendre une grande partie des balise et à quelles propriétés elles correspondent.

Réarrangement des balises xml

Les données xml ci-dessus sont extraite de la feuille de calcul précédente et ré-arrangées. On peut notamment voir comment la valeur 123 est présentée par les balises xml.

Cette présentation permet de voir textuellement comment les données sont représentées au niveau de l'application...

Pour extraire les données xml d'une feuille de calcul, il faut utiliser une application qui compresse les données et dans le dossier comprimé accéder au dossier qui contient la ou les feuilles de calcul worksheet.

Cette manipulation peut être utile pour inspecter un classeur et chercher rapidement la ou les feuilles de calcul qui peuvent occuper une grande quantité de mémoire.

Des données invisibles peuvent être chargées en mémoire par des balises xml. Si les balises xml sont nombreuses pour référencer des données qui n'existent pas ou qui ne sont plus utiles, le classeur peut être très long à charger.

Comme une feuille de calcul est également un outil de présentation de données, il peut y avoir des compromis à faire entre les données présentées et les données stockées.

Dans certaines situations, pour réduire ou prévenir un volume de données excessif, il est possible de scinder les données dans un autre classeur. Selon les attentes des utilisateurs, la ou les réponses pour améliorer un classeur peut ne pas convenir...

Les outils OLAP

D'autres outils peuvent remplacer ou émuler des feuilles de calcul. Un outil qui est proche de l'utilisation des feuilles de calculs est un outil qui utilise la technologie OLAP. Cette technologie permet de manipuler un grand volume de données mais principalement sur des données accessibles en lecture.

En effet, au niveau du processeur, les accès en écriture sont coûteux car le processeur doit effectuer plusieurs opérations (écrire la modification dans un emplacement mémoire, chercher la données à modifier, modifier l'adresse mémoire et déréfencer la mémoire précédente, c'est très vite mais pour un volume de données important, ça peut être long surtout s'il y a beaucoup de modifications). L'accès en lecture est plus simple du fait qu'il y a moins de tâches à effectuer par le processeur.

Cet outil ne permet pas de modifier directement les données sur la feuille de calcul. C'est essentiellement un outil d'analyse. Les calculs n'utilisent pas exactement la syntaxe des formules disponibles dans une feuille de calcul mais le langage DAX. Cette technologie est principalement disponible sur les applications bureautique de l'éditeur Microsoft et les modules PowerBI.

Les bases de données

D'autres outils peuvent être considérés comme une extension aux feuilles de calcul. Par exemple, les bases de données.

Les bases de données ont un fonctionnement différent des feuilles de calcul mais peuvent stocker un volume de données important notamment avec le langage SQL. Une feuille de calcul peut également servir d'interface à une base de données, c'est-à-dire que la base de données est invisible à l'utilisateur et que les données stockées en base de données sont simplement affichées sur la feuille de calcul.

Le langage VBA, les outils Microsoft Query de l'éditeur Microsoft et basic de l'éditeur OpenOffice/LibreOffice sont des fonctionnalités qui peuvent connecter une feuille de calcul à une base de données.

Les bases de données sont des applications qui fonctionnent dans un mode client/serveur. Ca peut être une connexion dans un réseau local ou à distance.

Dans un mode client/serveur, des modules permettent d'émuler des tableurs graphiques et des feuilles de calculs. C'est-à-dire que les données où une partie des données ne sont plus affichées sur une feuille de calcul.

Les accès cloud

Les connexions client/serveur nécessitent cependant d'être attentif à la sécurité de la connexion. Il y a également la possibilité d'utiliser des tableurs graphiques dans un environnement cloud. Dans ce cas, l'utilisation d'une base de données et le mode client/serveur ne sont pas nécessaires.

Les applications de type cloud sont accessibles depuis quelques années. Pour ces applications, les données sont stockées sur des serveurs distants gérés par l'application. Les accès sont alors des accès web et les feuilles de calculs s'affichent dans des navigateur web. Le volume de données est lié à l'offre (le site de l'application) et les performances sont liés au réseau. Un accès réseau est indispensable pour accéder aux données.

La sécurité est élevée car c'est une sécurité commune à tous les utilisateurs. L'éditeur assure la sécurité des connexions et des données avec des infrastructures dédiées.

Autres fonctionnalités

Les feuilles de calcul peuvent également accueillir des objets comme des graphiques, formes, dessins, photos, vidéos. Plus le tableur graphique est perfectionné, plus les fonctionnalités sont nombreuses.

Tableurs graphiques

Feuille de calcul

Données tabulaires