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1、第七章 计算机在数理统计与实验设计中的应用,7.1 概述7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令7.3 计算机在化学实验设计中的应用7.4 实验数据的可靠性分析7.5 变量间相关性分析 7.6实验结果表述一元线性回归的演示,7.1 概 述,在化学化工领域中数理统计比较典型的应用主要包括以下几个方面：（1）实验设计方法（2）实验数据分析检验：（3）实验数据的回归分析：目前，利用计算机进行试验数据的数理统计和实验设计主要有两种方式：一种是针对要处理的实际问题，自己动手编写程序进行计算处理。二是直接采用商业数理统计软件进行处理。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基
2、本指令,STATISTICA 是一个整合数据分析、图表绘制、数据库管理与自订应用发展系统环境的专业软件。STATISTICA 不仅提供使用者统计、绘图与数据管理程序等一般目的的需求，更提供特定需求所需的数据分析方法(例如，数据挖掘、商业、社会科学、生物研究或工业工程等)。所有 STATISTICA 产品线所提供的分析工具，皆以软件包的形式供使用者自行选择。这些工具可经由不同的使用者接口与程序语言(SVB)予以控制、使用。具有以下显著特点：,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,1、图形库种类非常丰富STATISTICA图形不但种类多而且质量很高，配有分布拟合功能（Dist
3、ribution Fitting），对于多维多变量资料集，交谈式三维探索器（Interactive 3D explorer）提供“Slice&Dice”般的资料切割技巧，例如可以将三维空间资料切割成数个二维或三维的资料子集。2、有同步报告输出功能STATISTICA可以使您在作统计分析的同时就可以编辑统计分析报告，并且可以另存为word文档（.rtf格式），大大节省您的时间。3、软件兼容性很好STATISTICA同Excel、C、Java等多种外部应用工具兼容，通过强大且直观的询问工具，可以连接并处理存储于任何地方的大型资料（这些资料可以储存在Oracle、Sybase、Microsoft S
4、QL Server、IBM DB2等数据库），而无需事先将资料拷贝到当前电脑中，就可以执行理想的大型资料提取和资料的分析任务。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,4、导入导出数据时支持多种格式STATISTICA导入导出数据时支持多种格式，如STATISTICA documents、Excel、dBase、SPSS、Lotos、text、Hmtl、Rich Text File（.rtf Word文档）等.5、软件操作简便STATISTICA软件使用简便，操作界面、操作方式同Office软件类似，友好的操作界面，方便客户操作并满足客户定制化的需求。STATISTICA中
5、同一功能有多种操作实现方法，有多种快捷方式可供选择。6、内置Visual Basic程序STATISTICA内建完整的Visual Basic程序，供分析人员处理大数据量时进行编程之用，并且可以对STATISTICA进行二次开发，将STATISTICA软件放置在后台进行运算。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的报表功能STATISTICA利用如同MS活页式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，组织所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML报表等）。透过树状结构概观图组织，检视并且修改所有的STATISTICA电子表格（
6、Spreadsheet）、图形、报表以及STATISTICA工作簿宏指令。自动化制作完美格式的报表，以及利用鼠标拖曳其它对象完成定制化的报表需求。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的报表功能STATISTICA利用如同MS活页式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，组织所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML报表等）。透过树状结构概观图组织，检视并且修改所有的STATISTICA电子表格（Spreadsheet）、图形、报表以及STATISTICA工作簿宏指令。自动化制作完美格式的报表，以及利用鼠标拖曳其它对象完成定
7、制化的报表需求。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的报表功能STATISTICA利用如同MS活页式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，组织所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML报表等）。透过树状结构概观图组织，检视并且修改所有的STATISTICA电子表格（Spreadsheet）、图形、报表以及STATISTICA工作簿宏指令。自动化制作完美格式的报表，以及利用鼠标拖曳其它对象完成定制化的报表需求。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 模块介绍 STATISTICA
8、 通用数据分析/统计应用（General Data Analysis/Statistical Applications）STATISTICA Base 基础统计模块 透过便利的使用者界面，提供广泛的有效统计程序应用，并享有 STATISTICA 最新功能呈现报表结果。All STATISTICA Graphics Tools（STATISTICA 全套图表工具）Basic Statistics Breakdowns&Tables（基本统计表格）Distribution Fitting（分布拟合）Multiple Linear Regression Methods（多重线性回归方法）Analys
9、is of Variance(ANOVA)（方差分析）Correlations（相关性分析）T-Tests(and other tests of group differences)（T 检验）Frequency Tables,Crosstabulation Tables（频数分析）Multiple Response Analysis（多应答分析）Nonparametric Statistics（非参数统计）,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Advanced Linear/Non-Linear Models 高级线性/非线性模型模块 为目前市场
10、上，涵盖最广泛的高级线性与非线性建模工具组合，包括自动模型选取功能以及延伸性交谈式视觉化工具。General Linear Models(GLM)（一般线性模型）Generalized Linear/Nonlinear Models（一般线性/非线性模型）General Regression Models（一般回归模型）General Partial Least Squares Models（一般偏最小二乘模型）Variance Components Survival Analysis（生存分析）Nonlinear Estimation（非线性估计）Fixed Nonlinear Regres
11、sion（非线性回归）Log-linear Analysis of Frequency Tables Time Series Analysis/Forecasting（时间序列分析/预测）Structural Equation Modeling（结构方程式模型）,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Multivariate Exploratory Techniques 多变量探索性分析技术模块 针对资料的探索技术，所研发的统计程序组合，提供一连串的交谈式图表视觉检视工具。Cluster Analysis（聚类分析）Factor Analysis（因
12、子分析）Principal Components&Classification Analysis（主要成分和分类分析）Canonical Analysis（典型相关分析）Discriminant Analysis（判别分析）General Discriminant Analysis Models（一般判别分析模型）Reliability/Item Analysis（可靠度和项目分析）Classification Trees（分类树）Correspondence Analysis（对应分析）Multidimensional Scaling（多维标度分析）,7.2 软件STATISTICA的使用界
13、面、功能和基本指令,STATISTICA Neural Networks类神经网络 提供最广泛的类神经网络方法，如智能问题解决者(IPS)与自动化网路搜寻精灵。另外，使用者可选择搭配 C-code 产生器。Intelligent problem solver Wizard Automatic Search for Best Architecture Multilayer Perceptrons Radial Basis Function Networks,and many others Self-Organizing Feature Map Back Propagation Conjugate
14、 Gradient Descent Numerous Analytical Graphs Resampling(Cross Validation,Bootstrap)Sensitivity Analysis,ROC curves Network Ensembles Optional C-code Generator,and more,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Power Analysis 效能分析 提供广泛且一般化的工具，协助使用者进行调查研究，计算是适当的样本容量；STATISTICA Power Analysis 针对样本容量、置信区
15、间估计和统计功效的计算，为使用者提供精确且便于操作的定制化工具。Sample Size Calculation（计算样本容量）Confidence Interval Estimation（置信区间估计）Statistical Distribution Calculators,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 工业统计解决方案及 6 西格玛工具（Industrial Solution,Np,P,U,C Charts Pareto Charts Process Capability and Performance Indices Moving Ave
16、rage/Range Charts,EWMA Charts Short Run Charts(Including Nominal&Target)CuSum(Cumulative Sum)Runs Tests,and more,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Process Analysis(add-on)过程分析 提供包括进程分析，测量工具的重复性、再现性和可靠性的分析以及其它质量管理改善的应用工具。Process/Capability Analysis Charts Ishikawa（Cause&Effect）Diagrams Gage Re
17、peatability&Reproducibility Variance Components for Random Effects Weibull Analysis Sampling Plans,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Design of Experiments(add-on)实验设计 提供最广泛的实验设计方法，以及相关的图表视觉化技巧。Fractional Factorial Designs Mixture Designs Latin Squares Search for Optimal 2k-p designs Residual
18、Analysis&Transformations Optimization of Single/Multiple Response Variables Central Composite Designs Taguchi Designs Minimum Aberration&Maximum Unconfounding 2k-p Fractional Factorial Designs with Blocks Constrained Surfaces D-and A-Optimal Designs,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 企业系统 STAT
19、ISTICA Enterprise-Wide Data Mining System（Data Miner）企业应用数据挖掘系统 是目前市场上最广泛的数据挖掘(Data Mining)解决方案组合，透过点选为基础的使用接口，快速制定所需执行的工作任务。Data Miner 提供广泛的数据挖掘工具、精确的结果报告以及精美的图表展示视觉化的数据挖掘效果；此外，Data Miner 还提供完整 STATISTICA Desktop 目前最新的统计功能模块，包括：General Categories of Statistical Modules STATISTICA Base STATISTICA Ad
20、vanced Linear/Nonlinear Models STATISTICA Multivariate Exploratory Techniques STATISTICA Power Analysis STATISTICA Neural Networks,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,General Categories of Data Mining Techniques General Slicer/Dicer Explorer(with optional OLAP).General Classifier.General Modeler/Multivari
21、ate Explorer.General Forecaster.General Neural Networks Explorer.Specialized Data Mining Modules Feature Selection and Variable Filtering(for very large data sets)Mining for Association Rules Interactive Drill-Down Explorer Generalized Additive Models(GAM)General Classification and Regression Trees(
22、GTrees)General CHAID(Chi-square Automatic Interaction Detection)Models Goodness of Fit Computations,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Enterprise-Wide Data Analysis System（SEDAS）企业应用数据分析系统 针对多位使用者对于数据分析以及用于商业智能的需求，如市场研究、营销推广、财务管理及其它产业分析等多重目的，所设计研发的企业系统解决方案；SEDAS可依据使用者的实际需求，搭配目前STATISTICA发行版本的所
23、有功能模组。除此之外，SEDAS主要的功能特色为：Integration with data warehouses Intuitive query and filtering tools Easy-to use administration tools Automatic report distribution Alarm notification,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Enterprise-Wide SPC System（SEWSS）企业应用统计进程控制 SPC系统 架构于目前的网路技术，以及广泛的STATISTICA统计功能模组，
24、针对统计进程控制所研发的企业系统解决方案；包括Six Sigma分析技术在内，生产现场即时性的监督与警讯系统的构造、支持工程师进行多元分析的统计功能模块、精致的报告输出管理为SEWSS主要的功能特色。SEWSS为内部环境提供不同权限的使用者，各自职权归属的功能指令，包括简明的报告选取表单(供管理者使用)，高级分析工具(供工程师使用)，以及现场简易的使用者接口(供操作员使用)。另外，SEWSS也包括：Web-enabled user interface and reporting tools Simplistic operator interface for data entry and cha
25、rting Real-time analytical tools Groupware functionality for sharing queries,special applications,etc.Wizard-driven system administration tools One-click access to analyses and reports Built-in security system?Open-ended alarm notification including cause/action prompts Interactive querying faciliti
26、es?Integration with external applications(MicroSoft Word,MicroSoft Excel,browsers)Unlimited options for expansion and customization,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 服务器应用系统 WebSTATISTICA Server 提供使用者完整的网络功能支持，并整合STATISTICA广泛且强大的数据分析工具，包括在网页服务器背景下协助使用者自世界上任何一台电脑中（包含Linux与UNIX）执行STATISTICA、卸载计
27、算时间与空间至服务器上（利用分布式处理模式）、利用Client-Server架构管理执行中的项目进度，满足使用者跨部门或跨洲际的合作需求。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,启动STATISTICA.安装完毕STATISTICA之后，使用者可以自视窗左下角的开始选项中的程式集，敲击STATISTICA开始执行(使用者也可以从开始执行，选取STATIST.exe，或者开启任何STATISTICA档案來进入STATISTICA)。当使用者启动STATISTICA时，最近一次使用的档案会自动开启。如果使用者是第一次使用STATISTICA，电脑会自动开启一個空白試算表。,。
28、,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA客观化.注意在STATISTICA作业环境中，所有的程式行为与展现皆可以客观化，以符合使用者的需求；举例来说，第一個步骤为启动STATISTICA，這個动作就可以被客观化，使用者可以改变预设全屏幕作业模式、资料试算表的展现內容、工具列等。选取一个资料档案.我们以Adstudy.sta 为例(可自C:.ExamplesDatasets路径下，取得这個资料档案)，使用者可以经由 File-Open下拉表单中的Open选项，或者在任何启动画面中的，或者工具列 按钮，开启这个档案。,7.2 软件STATISTICA的使用
29、界面、功能和基本指令,资料试算表(Multimedia Tables).STATISTICA资料档案以试算表格式呈现(一個试算表为一个资料档案)，所有STATISTICA试算表皆利用StatSoft Inc.功能强大的多元媒体表格技术，存取大量资料包括声音、影像、文件、自动化底稿以及客观使用者界面。使用者可以在同一时间内开启一个以上的资料试算表，而每个试算表连接一个不同的分析指令，因此大多数STATISTICA的输出表格也以试算表型式展现；注意，资料管理的功能选项可经由Data 下拉表单取得。试算表工具列包含(变数)与(案例)选项，提供使用者重新组织资料档案的內容，例如新增(Add)、移動(M
30、ove)、移除(Shift)变数等。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,按钮表单：按钮表单：,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,变数规格.试算表中变数(栏)表头內记录着该变数的名称，利用鼠标在变数表头上连击两次，可开启变数规格对话方块。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,试算表公式.在這個对话方块中，使用者可以改变变数名称及/或格式、输入公式以重新計算变数值等等；如果Long name盒中以等号(=)为开始，STATISTICA會自动解释成这是一個公式(在公式后面加上分号(；)，可以对这个公式加入说明)。举例來说，如
31、果使用者在Long name盒中，输入=(v2+v3+v4)/3 或者=mean(v2:v4)，那么该变数(v1)的值会以变数v2至变数v4的平均值替代。所有变数的规格，可以同时与变数规格编辑器(Variable Specifications Editor)对话方块中检视于编辑；敲击变数规格对话方块中的All Specs 鍵，可开启变数规格编辑器对话方块。,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7.2 软件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,试算表快捷表单.试算表另一项相当有用的功能，来自其快捷表单，快捷表单为动态表单。针对某一特定区块范围(某一储存格或区块)予以反白后，敲击鼠标右键开启快捷表单；表单內部提供部份资料管理选项，以及其他关于反白之变数、案例或区块儲存格內的基本统计运算与图表选项。,
