應用統計學實驗指導書20111115應用統計學實驗指導書目錄教學實驗注意事項4實驗一、統計分析軟件入門511實驗介紹512實驗目的513實驗內容514實驗準備515實驗步驟516實驗報告要求12實驗二、數據的整理與描述性統計分析1421實驗介紹1422實驗目的1423實驗內容1424實驗準備1425實驗步驟1526實驗報告要求19實驗三、參數估計與假設檢驗2031實驗介紹2032實驗目的2033實驗內容2034實驗準備2035實驗步驟2136實驗報告要求26實驗四、方差分析2741實驗介紹2742實驗目的2743實驗內容2744實驗準備2745實驗步驟2746實驗報告要求35實驗五、相關分析3651實驗介紹3652實驗目的3653實驗內容3654實驗準備3655實驗步驟3656實驗報告要求38實驗六、回歸分析4061實驗介紹4062實驗目的4063實驗內容4064實驗準備4165實驗步驟4166實驗報告要求49教學實驗注意事項為了確保實驗順利進行，達到預定的目的，應做到下列幾點一、作好實驗前的準備工作1、預習實驗指導書，明確本次實驗的目的、方法和步驟。2、弄清與本次實驗有關的基本原理。3、必須清楚地知道本次實驗需記錄的數據項目及數據處理的方法，事前作好記錄表格。二、遵守實驗室的規(guī)章制度1、實驗時應嚴肅認真，保持安靜。2、愛護設備及儀器，并應嚴格遵守操作規(guī)程，如發(fā)生故障應及時報告。3、非本實驗所用的設備及儀器切勿任意動用。4、實驗完畢后，應將設備和儀器擦試干凈，并恢復到原來正常狀態(tài)。三、認真做好實驗1、注意聽好教師對本次實驗的講解。2、清點實驗所需設備、儀器及有關器材，如發(fā)現遺缺，及時向教師提出。3、實驗時應有嚴格的科學作風，認真細致地按照實驗指導中所要求的實驗方法與步驟逐步進行。4、對于帶電或貴重的設備及儀器，在接線或布置后，應請教師檢查通過后，才能開始實驗。5、在實驗過程中，應密切觀察實驗現象隨時進行分析，若發(fā)現異常現象，應及時記錄總結。6、記錄下全部所需測量數據，以及所用儀器的型號及實驗室對該儀器的編號及精度、試件的尺寸，量具的量程等。7、教學實驗是培養(yǎng)學生動手能力的一個重要環(huán)節(jié)，因此學生在實驗小組中雖有一定的分工，但每個學生都必須自己動手，完成所有的實驗環(huán)節(jié)。8、實驗記錄需交教師審閱簽字，若不符合要求應重做。四、寫好實驗報告實驗報告是實驗的總結，通過實驗報告的書寫可以提高學生的分析能力。因此報告必須由每個學生獨立完成，報告要求整潔清楚，要有分析及自己的觀點，并進行討論。一般實驗報告應具有下列基本內容1、實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2、實驗目的。3、實驗原理、方法及步驟簡述。4、實驗所用的設備和儀器的名稱、型號、編號、精度及量程等。5、實驗數據及其處理實驗數據應包括全部的測量原始數據，并注明測量單位。最好以表格的形式，列出數據的運算過程。并根據數據處理和誤差分析的要求給出實驗誤差。6、討論應根據實驗所得的結果及實驗中觀察到的現象，結合基本原理進行分析討論，如實驗的對象有理論解，則希望能與理論計算結果進行比較。實驗一、統計分析軟件入門11實驗介紹進行統計分析時，涉及到的變量和樣本數據很多，計算量很大。靠手工方法進行統計計算是不現實的，不借助于計算機往往難以實現，只有計算機才能快速得到精確的結果。目前使用的統計軟件有許多種，在實際工作中應用比較普遍的主要有SPSS、SAS、TSP、EVIEWS、BMDP、TPL、CENTS、DET、SP、SARP、EXCEL、LOTUS123、MATLAB、SPLUS、MINITAB等，這里我們通過實驗來熟悉EXCEL和SPSS的基本操作。12實驗目的掌握SPSS和EXCEL統計分析工具的啟動與退出、數據的輸入和保存、數據文件的管理和調用。13實驗內容1EXCEL的基本操作1EXCEL的啟動以及數據輸入輸出（包括導入導出）2EXCEL的統計函數的使用3EXCEL的數據分析宏的安裝和使用2SPSS的基本操作1SPSS的啟動和退出2SPSS的數據輸入和修改3SPSS的數據導入4SPSS的數據保存14實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具15實驗步驟151EXCEL的基本操作1）EXCEL的啟動以及數據輸入輸出（包括導入導出）打開MICROSOFTOFFICEEXCEL先打開或新建一個EXCEL工作表，單擊菜單項【數據】|【導入外部數據】|【導入數據】命令。在彈出來的【選取數據源】對話框中去找到數據所在位置，如圖11所示。確定外部數據類型以及位置以后，單擊【打開】按鈕。以文本外部數據（TXT）導入為例，在上一步單擊【打開】按鈕以后，我們就能看到在EXCEL中出現了一個【文本導入向導3步驟之1】的對話框。在這里我們直接單擊【下一步】按鈕。在出現的【文本導入向導3步驟之2】中選擇分列數據所包含的分隔符號，在本例中，原始的文本文件中的分隔符號是用“空格”分隔的，所以我們選擇【空格】。這時就能在下面的數據預覽中看到分列的效果了，然后，單擊【下一步】按鈕，完成文本文檔（TXT）的外部數據導入。在上一步單擊【打開】按鈕以后，我們就能看到在EXCEL中出現了一個【文本導入向導3步驟之1】的對話框，如圖12。在這里我們直接單擊【下一步】按鈕。在出現的【文本導入向導3步驟之2】中選擇分列數據所包含的分隔符號，在本例中，原始的文本文件中的分隔符號是用“空格”分隔的，所以我們選擇【空格】。這時就能在下面的數據預覽中看到分列的效果了，然后，單擊【下一步】按鈕。EXCEL中的導出數據功能是通過菜單項【文件】|【另存為】來實現的。圖11【選取數據源】對話框圖12【文本導入向導3步驟之1】的對話框2）EXCEL的統計函數的使用EXCEL中有很豐富的各類函數，通過菜單項【插入】|【函數】來調用。統計函數是EXCEL函數庫的一個組成部分，能實現絕大部分最常用的統計功能（包括描述統計、分布函數、假設檢驗等等），是非常實用和方便的。統計函數的調用方法是通過菜單項【插入】|【函數】來打開對話框，在對話框中的“選擇類別”中選擇“統計”，將在列表框中列出所有的統計函數，如圖13所示。對于每個函數的功能和輸入輸出參數，在對話框的下方EXCEL都給出了相關的說明和幫助文檔的鏈接。圖13統計函數的調用對話框3）EXCEL的數據分析宏的安裝和使用對于統計分析，EXCEL中還提供了實現統計分析的【數據分析】功能?！緮祿治觥恐械膬热莼径际桥c統計相關的，【數據分析】并不是EXCEL安裝完后就能從EXCEL的菜單界面中直接找到，它需要加載相關的宏以后才會出現。在安裝EXCEL以后，打開菜單項【工具】|【加載宏】，如圖14所示，勾選上所需加載實現的功能，點擊對話框中的【確定】后，就會在【工具】菜單項中出現已勾選的子菜單項，這時【數據分析】就會出現在【工具】菜單項中。圖14【工具】|【加載宏】對話框152SPSS的基本操作SPSS是英文STATISTICALPACKAGEFORTHESOCIALSCIENCE（社會科學統計軟件包）的縮寫。20世紀60年代末，美國斯坦福大學的三位研究生研制開發(fā)了最早的統計分析軟件SPSS，同時成立了SPSS公司，并于1975年在芝加哥組建了SPSS總部。20世紀80年代以前，SPSS統計軟件主要應用于企事業(yè)單位。1984年SPSS總部首先推出了世界第一個統計分析軟件微機版本SPSS/PC，開創(chuàng)了SPSS微機系列產品的開發(fā)方向，極大地擴充了它的應用范圍，并使其能很快地應用于自然科學、技術科學、社會科學的各個領域，世界上許多有影響的報刊雜志紛紛就SPSS的自動統計繪圖、數據的深入分析、使用方便、功能齊全等方面給予了高度的評價與稱贊。SPSS名為社會科學統計軟件包，這是為了強調其在社會科學應用的一面因為社會科學研究中的許多現象都是隨機的，要使用統計學來進行研究，而實際上廣泛應用于經濟學、社會學、生物學、教育學、心理學、醫(yī)學以及體育、工業(yè)、農業(yè)、林業(yè)、商業(yè)和金融等各個領域。SPSS現已推廣到多種各種操作系統的計算機上，它和SAS、BMDP并稱為國際上最有影響的三大統計軟件。在國際學術界有條不成文的規(guī)定，即在國際學術交流中，凡是用SPSS軟件完成的計算和統計分析，可以不必說明算法，由此可見其影響之大和信譽之高。SPSS的基本功能包括數據管理、統計分析、圖表分析、輸出管理等等。SPSS統計分析過程包括描述性統計、均值比較、一般線性模型、相關分析、回歸分析、對數線性模型、聚類分析、數據簡化、生存分析、時間序列分析、多重響應等幾大類，每類中又分好幾個統計過程，比如回歸分析中又分線性回歸分析、曲線估計、LOGISTIC回歸、PROBIT回歸、加權估計、兩階段最小二乘法、非線性回歸等多個統計過程，而且每個過程中又允許用戶選擇不同的方法及參數。1）SPSS的啟動和退出單擊WINDOWS的開始按鈕，在程序菜單項SPSSFORWINDOWS中找到SPSS100FORWINDOWS并單擊。啟動SPSS后，出現SPSS主界面（數據編輯器）。同大多數WINDOWS程序一樣，SPSS是以菜單驅動的。多數功能通過從菜單中選擇完成。主菜單包括十個菜單項（圖15所示）圖15SPSS主界面（數據編輯器）FILE“文件”菜單用于新建SPSS各種類型文件，打開一個已存在的文件，從文本文件或其它數據源讀入數據。EDIT“編輯”菜單用于撤消操作、剪切、復制、粘貼、查找、改變SPSS默認設置等。VIEW運用“視圖”菜單顯示或隱藏狀態(tài)行、工具欄、網絡線、值標簽和改變字體。DATA運用“數據”菜單對SPSS數據文件進行全局變化，例如定義變量，合并文件，轉置變量和記錄，或產生分析的觀測值子集等。TRANSFORM“轉換”菜單在數據文件中對所選擇的變量進行變換，并在已有變量值的基礎上計算新的變量。ANALYZE“分析”菜單在以前版本中為“統計（STATISTICS）”，可進行各種統計分析，包括各種統計過程PROCEDURE，如回歸分析、相關分析、因子分析等等。GRAPHS“圖表”菜單產生條形圖、餅圖、直方圖、散點圖和其它全顏色、高分辨率的圖形，以及動態(tài)的交互式圖形。有些統計過程也產生圖形，所有的圖形都可以編輯。UTILITIES“工具”菜單可以顯示數據文件和變量的信息，定義子集，運行腳本程序，自定義SPSS菜單等。WINDOW“窗口”菜單用于選擇不同窗口和最小化所有窗口。HELP“幫助”菜單包含SPSS幫助主題、SPSS教程、SPSS公司主頁、統計教練等菜單項。退出SPSS選擇數據編輯器的FILE菜單中的EXIT或單擊標題欄上的關閉按鈕退出SPSS。2）SPSS的數據輸入和修改SPSS主界面（數據編輯器）的底部有兩個標簽DATAVIEW（數據視圖）和VARIABLEVIEW（變量視圖），它們提供了一種類似于電子表格的方法，用以產生和編輯SPSS數據文件。DATAVIEW用于查看、錄入和修改數據，VARIABLEVIEW定義和修改變量的定義。如果使用過電子表格如MICROSOFTEXCEL等，那么數據編輯窗口的許多功能應該已經熟悉。但是，還有一些明顯區(qū)別（1）列是變量，即每一列代表一個變量VARIABLE或一個被觀測量的特征。例如問卷上的每一項就是一個變量。（2）行是觀測，即每一行代表一個個體、一個觀測、一個樣品，在SPSS中稱為事件CASE。例如，問卷上的每一個人就是一個觀測。（3）單元包含值，即每個單包括一個觀測中的單個變量值。單元CELL是觀測和變量的交叉。與電子表格不同，單元只包括數據值而不能含公式。（4）數據文件是一張長方形的二維表。數據文件的范圍是由觀測和變量的數目決定的?？梢栽谌我粏卧休斎霐祿?。如果在定義好的數據文件邊界以外鍵入數據，SPSS將數據長方形延長到包括那個單元和文件邊界之間的任何行和列。如果要分析的數據還沒有錄入，可用數據編輯器來鍵入數據并保存為一個SPSS數據文件（其默認擴展名為SAV）。輸入數據前首先要定義變量。定義變量即要定義變量名、變量類型、變量長度（小數位數）、變量標簽（或值標簽）和變量的格式，步驟如下單擊數據編輯窗口中的VARIABLEVIEW標簽或雙擊列的題頭VAR，顯示如所示的變量定義視圖，在出現的變量視圖中定義變量。每一行存放一個變量的定義信息，包括NAME、TYPE、WIDTH、DECIMAL、LABEL、VALUE、MISSING、COLUMNS、ALIGN、MEASURE等。如果有許多個變量的類型相同，可以先定義一個變量，然后把該變量的定義信息復制給新變量。具體操作為先定義一個變量，在該變量的行號上單擊右鈕，在彈出的快捷菜單中選擇COPY；然后用鼠標右鈕選擇多行，彈出的快捷菜單選擇PASTE；再把自動產生的新變量名稱（如VAR0001、VAR0002、VAR0003、）改為所要的變量名稱。定義了所有變量后，單擊DATAVIEW即可在數據視圖中輸入數據，如圖16所示。圖16數據輸入窗口由于各種原因，已經輸入的數據往往會有錯誤，這就需要進行編輯。用WINDOWS的基本操作方式可實現對數據的編輯，例如，可用方向鍵或鼠標移動到要修改的單元，鍵入新值。如果數據文件較大且知道要修改的數據單元的行號，可通過選擇DATAGOTOCASE打開對話框，在對話框中CASENUMBER的右框輸入行號來查找特定觀測（行）。如果要查找某變量中的特定值或值標簽，選擇該變量，再選擇EDITFIND或者按CTRLF打開對話框，在SEARCHFOR右框中輸入要查找的數值或標簽。3）SPSS的數據導入SPSS可以直接讀入許多格式的數據文件，選擇菜單FILEOPENDATA或直接單擊快捷工具欄上的圖標，系統就會彈出OPENFILE對話框，單擊“文件類型”列表框，在里面能看到直接打開的數據文件格式。在常用的其他類型的數據文件中，比較常用的是TEXT純文本格式的數據文件TXT與EXCEL數據文件XLS。（注釋有的EXCEL文件也可轉化為TXT文件類型，再導入SPSS中）由于TXT純文本的數據文件轉換比較常見，因此在FILE的命令菜單就直接具有READTEXTDATA的命令項。選擇菜單FILEREADTEXTDATA，系統就會彈出OPENFILE對話框，并自動指向（TXT）文件或者自己選擇目錄，打開TXT文件。與文本文件的轉換相比較，電子表格的轉換則方便了許多。FILEOPEN，進入OPENFILE對話框，瀏覽并找到需要轉換的文件“XLS”，選中該文件，雙擊文件（或點擊“打開”按鈕）。在對話框的上方給出了文件的路徑?！癛EADVARIABLENAMESFROMTHEFIRSTROWOFDATA”詢問是否將電子表格文件的第一行讀作變量名。默認項是選擇?！癢ORKSHEET”后面的選項，主要對需要轉換的工作表格進行選擇?！癛ANGE”則對選定表格需要轉換的部分進行選擇。假設我們選擇首項A2與尾項D8的數據，則定義為A2D811，將A2D8包含的所有數據選擇進入即將形成的數據文件。然后點擊“OK”即轉換完畢。還可以使用數據庫查詢建立新文件，SPSS可以直接打開許多類型的數據文件，也可以使用ODBCOPENDATABASECAPTURE的數據接口，以直接訪問以結構化查詢語言（SQL）做為數據訪問標準的數據庫管理系統。ODBC數據引擎是獨立于各種應用軟件，直接安裝到WINDOWS系統中的，因此你所用的系統中ODBC所支持的數據類型取決于所安裝的ODBC引擎的情況。大多數支持該接口的軟件都會在安裝光盤上附送該引擎的安裝文件（如MSOFFICE）。選擇菜單FILEOPENDATABASENEWQUERY，系統會彈出數據庫向導的第一個窗口，其中會列出所用機器上已安裝的所有數據庫驅動程序，選中所需的數據源單擊下一步瀏覽原文件確定下一步一將目標文件拖放置右邊的空白界面下一步（向導會一步一步的提示你如何做,直至將數據讀入SPSS。4）SPSS的數據保存要保存對前面建立的數據文件進行的任何改變，選擇FILESAVE或按CTRLS快捷鍵即可。如果要把數據文件保存為一個新文件或將數據以不同格式保存，可選擇FILESAVEAS，打開對話框。主要的保存類型有SPSSSAV，SPSS100默認格式；SPSS70SAV，SPSS70格式；SPSS/PCSYS，SPSS/PC格式；EXCELXLS，MICROSOFTEXCEL格式；123REL30WK3，LOTUS123V30電子表格文件；等等。16實驗報告要求1實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2實驗目的。3實驗原理、方法及步驟簡述。4將課程第二章的例1中的數據以文本形式保存后導入到EXCEL和SPSS中，并分別保存為XLS和SAV文件。5說明EXCEL和SPSS中對變量定義的區(qū)別。實驗二、數據的整理與描述性統計分析21實驗介紹統計分析工作是以通過實驗或調查收集到數據為起點的，有了統計數據之后，首先要對獲取的數據進行系統化、條理化地整理，以提取有用的信息。我們如何能知道其中所包含的信息它們有哪些特點呢，要回答這樣的問題，就要先粗略了解數據的基本特點，考慮到數據的代表值，數據的分散程度以及數據的分布形態(tài)就需要對數據進行整理，并以恰當的方式進行呈現。方法之一就是統計分組，即根據被研究對象的特征和統計研究的目的，將所得數據進行適當的分組或分類。統計分組最常用的方式就是編制數據次數分布，它可以是任何形式的數據分組或分類；通常用圖表的形式呈現出來，即次數分布表和次數分布圖。面對數據可以通過基本的統計量來刻畫數值結果，而通過次數分布表或次數分布圖來直觀地了解這些信息。22實驗目的分別掌握SPSS和EXCEL進行描述統計分析的功能，能計算給定數據集的平均數等集中趨勢指標和方差等變異指標；并能繪制統計圖表。23實驗內容1使用EXCEL進行描述統計1描述統計2頻次分析2使用SPSS進行描述統計1描述統計2頻次分析24實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具。實驗數據文件21，如下表所示。工人編號加工零件數工人編號加工零件數1106169728417103311018106491199551092010669121857111221068107231019121241051010525961199261051294271071311928128148829111151183010125實驗步驟251使用EXCEL進行描述統計1）描述統計選擇EXCEL的【工具】|【數據分析】，在對話框中選擇【描述統計】，可以看到如圖21所示的描述統計對話框。勾選好匯總統計等選項，點擊確定后出現描述統計結果。圖21描述統計對話框2）頻次分析選擇EXCEL的【工具】|【數據分析】，在對話框中選擇【直方圖】，可以看到如圖22所示的直方圖對話框。在對話框中的【輸入區(qū)域】選擇需要分析的變量，【接收區(qū)域】選擇設置的分組數字標志，然后根據需要選擇輸出的內容和位置，點擊確定即可。圖22直方圖對話框252使用SPSS進行描述統計1）描述統計選擇【ANALYZE】|【DESCRIPTIVESSTATISTICS】|【DESCRIPTIVES】，就可以打開DESCRIPTIVES對話框，使用實驗數據21，如圖23所示。其分析結果如表21所示，其中RANGE為全距，MEAN為均值，STDDEVIATION為標準差，SKEWNESS為偏度，KURTOSIS為峰度。圖23描述統計分析（含選項）對話框表21描述統計結果DESCRIPTIVESTATISTICSNRANGEMINIMUMMAXIMUMMEANSTDDEVIATIONVARIANCESKEWNESSKURTOSISSTATISTICSTATISTICSTATISTICSTATISTICSTATISTICSTDERRORSTATISTICSTATISTICSTATISTICSTDERRORSTATISTICSTDERROR加工零件數3044008400128001035019110451092215430583VALIDNLISTWISE302）頻次分析選擇【ANALYZE】|【DESCRIPTIVESSTATISTICS】|【FREQUENCIES】，就可以打開FREQUENCIES對話框，在對話框中的【統計量】和【圖表】進行統計量的選取和圖形的設置，如圖241、圖242所示。觀察SPSS頻次分析結果的頻次分布表，發(fā)現什么圖241頻次分析（含統計量選項）對話框圖242頻次分析（含圖表選項）對話框26實驗報告要求1實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2實驗目的。3實驗原理、方法及步驟簡述。4利用SPSS畫出數據集的箱型圖和莖葉圖。5討論SPSS在未特別指定的情形下，直方圖或頻數分布表是按照原始數值逐一作頻數分布的，這與日常需要的等距分組、且組數保持在一定數目的要求不符。若要求分成5組、加工零件數的最小起點為80、組距為10，然后再進行頻次分析，利用SPSS應該如何做呢實驗三、參數估計與假設檢驗31實驗介紹統計推斷就是根據樣本的實際數據，對總體的數量特征做出具有一定可靠程度的估計和判斷。統計推斷的基本內容有參數估計和假設檢驗兩方面。概括地說，研究一個隨機變量，推斷它具有什么樣的數量特征，按什么樣的模式來變動，這屬于估計理論的內容，而推測這些隨機變量的數量特征和變動模式是否符合我們事先所作的假設，這屬于檢驗理論的內容。參數估計和假設檢驗的共同點是它們都對總體無知或不很了解，都是利用部分觀察值所提供的信息，對總體的數量特征做出估計和判斷，但兩者所要解決問題的著重點的所有方法有所不同。不論社會經濟活動還是科學試驗，人們做出某種決策之前總是要對許多情況進行估計。例如商品推銷人員要估計新式時裝可能為消費者所學好的程度，自選商場經理要估計附近居民的購買能力，民意調查機構要估計競選者的得票率，醫(yī)藥生產部門要推廣某種藥品的新配方，必須估計新藥療效的提高程度等等。這些估計通常是在信息不完全、結果不確定的情況下做出。參數估計為我們提供一套在滿足一定精確度要求下根據部分信息來估計總體參數的真值，并做出同這個估計相適應的誤差說明的科學方法。同時在現實生活中，由于我們通常難以完全知道所關心的總體的某些數量特征及其變化情況，因此對總體進行比較研究時，常常需要對目前總體的狀況做出某種假設。例如工廠生產某種產品，經過工藝改革，使用新材料、新配方，企業(yè)管理者十分關心產品質量是否有所提高，因此可以假設經過改革以后產品質量可能提高或并沒有提高。32實驗目的掌握參數估計的方法及軟件實現；假設檢驗的基本思路、檢驗方法及軟件實現。33實驗內容1使用EXCEL進行參數估計2使用EXCEL進行假設檢驗3使用SPSS進行假設檢驗4使用SPSS進行參數估計34實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具35實驗步驟351使用EXCEL進行參數估計1）打開菜單項【插入】|【函數】對話框，選擇統計函數，找到NORMSINV、TINV兩個函數。2）NORMSINV（P）P為給定的標準正態(tài)分布的概率值，函數返回標準正態(tài)累積分布函數的反函數Z分位數說明如果PROBABILITY為非數值型，函數NORMSINV返回錯誤值VALUE。如果PROBABILITY1，函數NORMINV返回錯誤值NUM。3）TINVPROBABILITY,DEGREES_FREEDOMPROBABILITY為對應于雙尾T分布的概率；DEGREES_FREEDOM為分布的自由度；函數返回給定概率和自由度下T分布的T值分位數。說明如果任一參數為非數值型，函數TINV返回錯誤值VALUE。如果PROBABILITY1，函數TINV返回錯誤值NUM。如果DEGREES_FREEDOM不是整數，將被截尾取整。如果DEGREES_FREEDOMCOMPAREMEANSMEANS（2）用于單獨樣本的T檢驗過程檢驗樣本所在總體的均值是否與已知總體的均值相同，ANALYZECOMPAREMEANSONESAMPLETTEST（3）用于獨立樣本的T檢驗過程通過對兩個來自隨機樣本的獨立樣本的均值進行比較，檢驗兩個樣本是否來自同一總體。ANALYZECOMPAREMEANSINDEPENDENTSAMPLESTTEST（4）用于配對樣本的T檢驗過程通過對兩個配對樣本的均值進行比較，檢驗兩個樣本是否來自同一總體，數據之間一一對應，適用于單因素兩個水平的配對設計。用于檢驗兩個相關的樣本是否來自具有相同均值的總體。ANALYZECOMPAREMEANSPAIREDSAMPLESTTEST3檢驗加工零件數的均值是否為0以實驗數據21為例，ONESAMPLETTES對話框如圖33所示，檢驗結果見表。圖33ONESAMPLETTEST對話框表31ONESAMPLETTEST檢驗結果ONESAMPLESTATISTICSNMEANSTDDEVIATIONSTDERRORMEAN加工零件數3010350001045104190809ONESAMPLETESTTESTVALUE10095CONFIDENCEINTERVALOFTHEDIFFERENCETDFSIG2TAILEDMEANDIFFERENCELOWERUPPERONESAMPLESTATISTICSNMEANSTDDEVIATIONSTDERRORMEAN加工零件數183429077350000402574025354使用SPSS進行參數估計1）請仔細觀察表31中的結果，我們可以發(fā)現在檢驗的結果中SPSS自動給出了假設檢驗對象的區(qū)間估計的上下限LOWER,UPPER。002）SPSS中的參數估計功能大部分都能通過假設檢驗來完成，ONESAMPLETTEST可以得到單個獨立樣本均值的置信區(qū)間，INDEPENDENTSAMPLESTTEST和PAIREDSAMPLESTTEST可以在實現兩個獨立樣本和兩個配對樣本均值的假設檢驗的同時分別得到對應的樣本均值差的置信區(qū)間，如圖34，35所示。圖34INDEPENDENTSAMPLESTTEST結果GROUPSTATISTICS151792743442112171212367326099413G12XNMEANSTDDEVIATIONSTDERRORMEANINDEPENDENTSAMPLESTEST5144803677250015560015123244548674637972492800155600146432543785763EQUALVARIANCESASSUMEDEQUALVARIANCESNOTASSUMEDXFSIGLEVENESTESTFOREQUALITYOFVARIANCESTDFSIG2TAILEDMEANDIFFERENCESTDERRORDIFFERENCELOWERUPPER95CONFIDENCEINTERVALOFTHEDIFFERENCETTESTFOREQUALITYOFMEANSPAIREDSAMPLESSTATISTICS215833106511854175833106801859PAIR1MEANNSTDDEVIATIONSTDERRORMEANPAIREDSAMPLESCORRELATIONS33878000在NUMERICEXPRESSION框中輸入數學表達式。4單擊OK。5實例31的公式輸入為，計算過程如圖36所示。125/9081,09508SQRTNORMALIDF圖36置信區(qū)間的人工計算36實驗報告要求1實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2實驗目的。3實驗原理、方法及步驟簡述。4用EXCEL和SPSS軟件計算每種條件下的參數估計和假設檢驗。5討論如何估計樣本容量的大小以及如何理解標準誤差的含義。實驗四、方差分析41實驗介紹對兩個正態(tài)總體進行均值比較，即檢驗兩個樣本是否取自同一總體。如果分組樣本不止兩個，就必須使用方差分析（ANOVAANANALYSISOFVARIANCE）對它們所取自的總體進行均值比較。也就是說方差分析是檢驗兩個總體或多個總體的均值間差異是否具有統計意義的一種方法。方差分析所使用的檢驗統計量是F統計量，它是方差估計值之比。因此方差分析不是根據用途而是根據分析方法來命名的。42實驗目的掌握方差分析的作用、應用范圍及軟件實現。43實驗內容1樣本分布的正態(tài)性檢驗2非參數檢驗之KS檢驗3使用EXCEL進行方差分析4使用SPSS進行方差分析44實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具45實驗步驟利用F統計量進行方差分析時，有幾個前提條件需要滿足在各個總體中因變量都服從正態(tài)分布；在各個總體中因變量的方差都相等；各個觀測值之間是相互獨立的。因此在方差分析之前需要進行分布的檢驗、方差齊次（原假設和統計量見圖41）的檢驗。圖41方差齊次檢驗的相關信息同時根據影響因素的多少又分為了單因素和雙因素方差分析?！緦嵗?1】為了行業(yè)的服務質量進行評價，消費者協會在四個行業(yè)分別抽取了不同的企業(yè)作為樣本。最近一年中消費者對總共23家企業(yè)投訴的次數如下表41表414個行業(yè)的一年的客戶投訴次數觀測值零售業(yè)旅游業(yè)航空公司家電制造業(yè)15768314426639495134929216544045347753456405865351744451使用EXCEL進行方差分析1樣本分布的正態(tài)性檢驗在EXCEL中沒有直接進行非參數檢驗的功能，那么如何檢驗數據集的正態(tài)分布性呢首先可以將數據集用直方圖顯示出來，觀察圖形的大致輪廓。利用數據分析的描述統計功能得到峰度系數、偏度系數，通過這兩個系數進行判斷，見圖42（以實例21的數據為例）。峰度為0表示與正態(tài)分布相同，峰度大于0表示比正態(tài)分布陡峭，小于0表示比正態(tài)分布平坦。偏度接近0則可認為分布是對稱的，正態(tài)分布的偏度為0。圖42EXCEL的【數據分析】|【描述統計】結果中的峰度、偏度系數2EXCEL中雙樣本方差的F檢驗打開EXCEL中【工具】|【數據分析】，點擊選項【F檢驗雙樣本方差】出現如圖43所示的對話框，根據對話框的提示和要求輸入相關信息。在計算F值時，總是以樣本方差大的作分子，這樣就使F1。因此一般選擇方差大的變量為變量1。圖43EXCEL中【工具】|【數據分析】|【F檢驗雙樣本方差】以實例41中的零售業(yè)和旅游業(yè)的投訴次數為例，進行方差齊次檢驗，結果如圖44所示。P值005，不能拒絕原假設。圖44EXCEL的方差齊次檢驗結果3）單因素方差分析打開EXCEL中【工具】|【數據分析】，點擊選項【單因素方差分析】出現如圖45所示的對話框，根據對話框的提示和要求輸入相關信息。使用實例41的數據進行單因素方差分析，其結果如圖46所示，其中P值為00388，PF34903，拒絕原假設H0，說明彩電的品牌對銷售量有顯著影響；FC2100846F32592，不拒絕原假設H0，說明無證據表明銷售地區(qū)對彩電的銷售量有顯著影響。圖47EXCEL中無重復雙因素方差分析結果452使用SPSS進行方差分析1）非參數檢驗之KS檢驗單樣本KS檢驗用于檢驗一組樣本觀察結果的經驗分布同某一指定的理論分布之間是否一致。目前它只能檢驗正態(tài)分布、均勻分布、泊松分布和指數分布，其他的分布需要采用其他的檢驗方法。KS檢驗的基本思路為將順序分類數據的理論累積頻率分布同觀測的經驗分布累積頻率分布加以比較，求出它們最大的偏離值，然后在給定的顯著性水平上檢驗這種偏離值是否是偶然出現的。它提出的假設如下原假設為經驗分布與理論分布沒有顯著差異；備擇假設為經驗分布與理論分布有顯著差異。KS檢驗根據Z值作出判斷。打開相關數據文件，此處打開CHA6文件。選擇【分析】|【非參數檢驗】|【1樣本KS】。從左側的變量列表框將需分析的變量選入檢驗變量列表。在檢驗分布框中選常規(guī)（正態(tài)分布）。以實例41中的變量“投訴次數”為例，檢驗“投訴次數”是否為正態(tài)分布，經KS檢驗后，結果見圖48，Z0323大于005，不能拒絕原假設。DESCRIPTIVESTATISTICSNMEANSTDDEVIATIONMINIMUMMAXIMUM投訴次數234787137592177ONESAMPLEKOLMOGOROVSMIRNOVTEST投訴次數N23MEAN4787NORMALPARAMETERSA,BSTDDEVIATION13759ABSOLUTE067POSITIVE064MOSTEXTREMEDIFFERENCESNEGATIVE067KOLMOGOROVSMIRNOVZ323ASYMPSIG2TAILED1000圖48SPSS中的KS檢驗結果2）單因素方差分析SPSS中的方差分析會自動進行方差齊次檢驗，所以不需單獨檢驗方差的齊次性。選擇【分析】|【比較均值】|【單因素方差分析】，以實例41為例說明，將“投訴次數”選入因變量列表，“行業(yè)”選入因子框。見圖49所示。圖49SPSS中的單因素方差分析對話框選擇進行各組間兩兩比較的方法。在“假定方差齊性”下選擇LSD法進行兩兩比較。繼續(xù)。在“選項”對話框中選擇“描述性”、“方差同質性檢驗”、“均值圖”，繼續(xù)。完成設置后，點擊確定，執(zhí)行單因素方差分析，得到輸出結果，如圖410所示。圖410SPSS中的單因素方差分析結果3）雙因素方差分析選擇【分析】|【一般線性模型】|【單變量】。以教材中方差分析一章的例4進行無重復雙因素方差分析為例說明，選擇“銷售量”作為因變量，“地區(qū)”、“品牌”作為固定因子。在“模型”中選擇“設定”，類型為主效應，模型為地區(qū)、品牌。若選擇“全因子”，將對所有因素的主效應及交互效應進行分析，即為可重復方差分析。在“對比”中選擇“簡單”方式比較，在“兩兩比較”中，將地區(qū)和品牌均選入兩兩比較檢驗，假定方差齊性中選擇LSD法，最后在“選項”中選擇“描述統計”和“方差齊性檢驗”，顯著性水平為默認值005。完成設置后，點擊確定，執(zhí)行多因素方差分析，得到輸出結果，如圖411所示。圖411SPSS中雙因素方差分析結果46實驗報告要求1實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2實驗目的。3實驗原理、方法及步驟簡述。4用EXCEL和SPSS軟件完成單因素方差分析、無重復雙因素方差分析、可重復雙因素方差分析。5討論EXCEL和SPSS在進行數據分析時，對于輸入變量的定義是否一樣在方差分析時，EXCEL和SPSS使用的數據格式是否一致6）討論SPSS中對正態(tài)分布的檢驗除了非參數檢驗方法以外還可以使用哪些方法實驗五、相關分析51實驗介紹一般來說現象之間的相互關系可以分為兩種，一種是函數關系，另一種是相關關系。函數關系是指變量之間存在的相互依存的關系，它們之間的關系值是確定的。相關關系是兩個現象數值變化不完全確定的隨機關系，是一種不完全確定的依存關系。兩變量的相關分析就是研究兩變量間線性相關程度并用適當的統計指標表示出來的一種常用統計方法。按相關的程度分，有完全相關、不完全相關和不相關；按相關的性質分，有正相關和負相關。相關系數是測定變量之間線性相關程度和相關方向的代表性指標。52實驗目的掌握相關分析的原理和多種相關系數的軟件計算方法。53實驗內容1使用EXCEL進行相關分析2使用SPSS進行相關分析54實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具55實驗步驟實例51觀察國民可支配收入與儲蓄存款之間的關系。數據見表51。表5120002009年國民可支配收入與儲蓄存款余額國民可支配收入儲蓄存款余額年份（億元）X（億元）Y20005228200127292002293220033232200434342005363220063533200739372008423920094542合計344338551使用EXCEL進行相關分析打開EXCEL，執(zhí)行【工具】|【數據分析】|【相關系數】，出現如圖51所示的對話框。圖51EXCEL中的PEARSON相關系數對話框在輸入區(qū)域中選中所需分析的數據區(qū)域，分組方式可采用逐列或逐行，任意指定一個輸出區(qū)域，點擊確定，即可計算出相關系數。點擊【插入】|【圖表】，選擇XY散點圖，完成相應設置后即可得到散點圖，可以直觀的觀察兩個變量之間的線性相關關系，以表51中的數據為例，得到散點圖52。圖52EXCEL所畫散點圖數據來自表51552使用SPSS進行相關分析打開已保存好的數據文件，以表51的數據為例，先對各組數據進行正態(tài)分布檢驗，判斷是否滿足簡單線性相關分析的前提假設。選擇菜單項【分析】|【相關】，點擊三個選項中的“雙變量”，打開相關分析對話框，如圖53所示。將需要分析的變量選入右側列表框。設定相關系數類型為PEARSON相關系數。顯著性檢驗選擇雙側檢驗，并標記顯著性相關。對于“選項”框中勾選“均值和標準差”，將在輸出中顯示其數值；設置缺失值的處理方法，在分析過程中遇到缺失值時將按選擇的方案處理。做完相應設置后，點擊“確定”，即得到輸出結果，見圖54所示。圖53SPSS中的相關分析對話框圖54SPSS中的相關分析結果（數據來自表51）56實驗報告要求1實驗名稱，實驗日期，實驗者及同組人員。2實驗目的。3實驗原理、方法及步驟簡述。4討論在SPSS的相關分析對話框中除了PEARSON外還有兩個選項，這兩個選項代表的相關系數是什么含義，其分析后的輸出結果與PEARSON系數是相同的嗎實驗六、回歸分析61實驗介紹在實際問題中，我們常常要研究兩個變量之間的聯系，例如汽車生產數量Y與所需車輪數量X之間的關系，某產品的價格X與社會對該產品的需求Y之間的關系，人的身高X與體重Y之間的關系，家庭收入X與消費支出Y之間的關系等等。這些變量之間的關系可以分為兩類函數關系（確定性關系）和相關關系（隨機性關系）。如果給定解釋變量X的值，被解釋變量Y的值就唯一地確定了，那么Y與X的關系就是函數關系，即YFX。例如，生產一輛汽車要配四個車輪，只要知道了汽車的生產數量X，所需的車輪數量Y也就唯一地確定了，其函數關系式為Y4X。如果給定了解釋變量X的值，被解釋變量Y的值不是唯一的，Y與X的關系就是相關關系，例如，身高與體重的關系是很密切的，但已知某人的身高X，我們無法確切地推斷出他的體重。這是因為，身高不是決定體重的唯一因素，從而身高相同的人未必體重一樣。因此身高與體重的關系就是相關關系。研究變量之間相關關系密切程度的分析叫相關分析。如果在研究變量之間的相關關系時，把其中的一些因素作為所控制的變量（自變量），而另一些隨機變量作為它們的因變量，這種關系分析就稱為回歸分析。一元線性回歸主要功能是處理兩個變量之間的線性關系，建立線性數學模型并進行評價預測。線性回歸模型建立前的假定為1變量間存在著實質的線性關系；2誤差項的期望值為0；3誤差項的方差為常數；4誤差項之間不存在序列相關關系；5自變量與誤差項不相關；6誤差項服從正態(tài)分布，因此需要對建立好的模型進行檢驗。對于任何的一組樣本都可以用最小二乘法建立起一個線性回歸模型，相應的就可以得到一條回歸直線，但這樣的一條回歸直線并不總是有意義的。只有當變量X與Y之間確實存在某種因果關系是，其回歸直線才有意義。一元回歸模型回歸系數的顯著性檢驗采用T檢驗，回歸方程的顯著性檢驗采用F檢驗。多元線性回歸顯著性檢驗分兩步走，一是對模型的顯著性檢驗，二是對每個變量XI對Y影響的顯著性檢驗，對那些影響不顯著的變量應逐個剔除，重新建立新的統計模型。62實驗目的掌握回歸分析的方法，能夠利用統計軟件實現對具體問題的分析，以及正確解釋回歸分析結果。63實驗內容1使用EXCEL進行一元線性回歸分析和多元線性回歸分析2使用SPSS進行一元線性回歸分析和多元線性回歸分析64實驗準備電腦、SPSS170FORWINDOWS、EXCEL數據分析工具65實驗步驟實例61請用多元回歸模型分析國內旅游收入與國內旅游人數、城鎮(zhèn)居民人均旅游支出、農村居民人均旅游支出、公路里程、鐵路里程之間是否存在關系表6110年來國內旅游收入與旅游人數、旅游支出等相關因素的數據編號國內旅游收入（億元）國內旅游人數城鎮(zhèn)居民人均旅游支出（元）農村居民人均旅游支出（元）公路里程（萬公里）鐵路里程（萬公里）NYX1X2X3X4X51102355240041475491117859213757629004646151157597316384639005341705118586494211276440059981457122646652391269450607197127856646283197190062482495135176747317557440067862266140276878352247840070832127169870193878487800739720911765271910344238700068492001809873651使用EXCEL進行回歸分析1）一元線性回歸分析打開已保存好的數據文件，以表51的國民可支配收入和儲蓄存款余額的數據為例。點擊菜單項【工具】欄下，選擇【數據分析】|【回歸】，打開一元線性回歸分析對話框，如圖61所示。設置自變量和因變量的輸入區(qū)域，選擇好輸出區(qū)域，殘差項中可根據需要自行選擇選擇，正態(tài)分布中選擇正態(tài)概率圖，點擊【確定】即可得到相應的回歸分析輸出結果，輸出結果（未包括擬合等圖形）見圖62所示。根據輸出結果，判斷所建立的回歸模型是否通過了檢驗