1、第七章 計算機在數(shù)理統(tǒng)計與實驗設(shè)計中的應(yīng)用,7.1 概述 7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令 7.3 計算機在化學(xué)實驗設(shè)計中的應(yīng)用 7.4 實驗數(shù)據(jù)的可靠性分析 7.5 變量間相關(guān)性分析 7.6實驗結(jié)果表述 一元線性回歸的演示,7.1 概 述,在化學(xué)化工領(lǐng)域中數(shù)理統(tǒng)計比較典型的應(yīng)用主要包括以下幾個方面： （1）實驗設(shè)計方法 （2）實驗數(shù)據(jù)分析檢驗： （3）實驗數(shù)據(jù)的回歸分析： 目前，利用計算機進行試驗數(shù)據(jù)的數(shù)理統(tǒng)計和實驗設(shè)計主要有兩種方式：一種是針對要處理的實際問題，自己動手編寫程序進行計算處理。二是直接采用商業(yè)數(shù)理統(tǒng)計軟件進行處理。,7.2 軟件STATISTICA的

2、使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 是一個整合數(shù)據(jù)分析、圖表繪制、數(shù)據(jù)庫管理與自訂應(yīng)用發(fā)展系統(tǒng)環(huán)境的專業(yè)軟件。 STATISTICA 不僅提供使用者統(tǒng)計、繪圖與數(shù)據(jù)管理程序等一般目的的需求，更提供特定需求所需的數(shù)據(jù)分析方法 ( 例如，數(shù)據(jù)挖掘、商業(yè)、社會科學(xué)、生物研究或工業(yè)工程等 ) 。 所有 STATISTICA 產(chǎn)品線所提供的分析工具，皆以軟件包的形式供使用者自行選擇。這些工具可經(jīng)由不同的使用者接口與程序語言 (SVB) 予以控制、使用。具有以下顯著特點：,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,1、圖形庫種類非常豐富STATISTICA圖形不但種類多而且質(zhì)

3、量很高，配有分布擬合功能（Distribution Fitting），對于多維多變量資料集，交談式三維探索器（Interactive 3D explorer）提供“Slice & Dice”般的資料切割技巧，例如可以將三維空間資料切割成數(shù)個二維或三維的資料子集。2、有同步報告輸出功能STATISTICA可以使您在作統(tǒng)計分析的同時就可以編輯統(tǒng)計分析報告，并且可以另存為word文檔（.rtf格式），大大節(jié)省您的時間。3、軟件兼容性很好STATISTICA同Excel、C、Java等多種外部應(yīng)用工具兼容，通過強大且直觀的詢問工具，可以連接并處理存儲于任何地方的大型資料（這些資料可以儲存在Oracle

4、、Sybase、Microsoft SQL Server、IBM DB2等數(shù)據(jù)庫），而無需事先將資料拷貝到當(dāng)前電腦中，就可以執(zhí)行理想的大型資料提取和資料的分析任務(wù)。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,4、導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)時支持多種格式STATISTICA導(dǎo)入導(dǎo)出數(shù)據(jù)時支持多種格式，如STATISTICA documents 、Excel 、 dBase 、SPSS 、Lotos、text、Hmtl、Rich Text File（.rtf Word文檔）等. 5、軟件操作簡便STATISTICA軟件使用簡便，操作界面、操作方式同Office軟件類似，友好的操作界面，方便客戶

5、操作并滿足客戶定制化的需求。STATISTICA中同一功能有多種操作實現(xiàn)方法，有多種快捷方式可供選擇。6、內(nèi)置Visual Basic程序STATISTICA內(nèi)建完整的Visual Basic程序，供分析人員處理大數(shù)據(jù)量時進行編程之用，并且可以對STATISTICA進行二次開發(fā)，將STATISTICA軟件放置在后臺進行運算。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的報表功能STATISTICA利用如同MS活頁式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，組織所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML報表等）。透過樹狀結(jié)構(gòu)概觀圖組織

6、，檢視并且修改所有的STATISTICA電子表格（Spreadsheet）、圖形、報表以及STATISTICA工作簿宏指令。自動化制作完美格式的報表，以及利用鼠標(biāo)拖曳其它對象完成定制化的報表需求。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的報表功能STATISTICA利用如同MS活頁式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，組織所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML報表等）。透過樹狀結(jié)構(gòu)概觀圖組織，檢視并且修改所有的STATISTICA電子表格（Spreadsheet）、圖形、報表以及STATISTICA工作簿宏指令。自動化

7、制作完美格式的報表，以及利用鼠標(biāo)拖曳其它對象完成定制化的報表需求。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,7、定制化的報表功能STATISTICA利用如同MS活頁式（Binder-Style）之便利且有效的工作簿功能，組織所有的文件（例如STATISTICA、MS Excel、HTML報表等）。透過樹狀結(jié)構(gòu)概觀圖組織，檢視并且修改所有的STATISTICA電子表格（Spreadsheet）、圖形、報表以及STATISTICA工作簿宏指令。自動化制作完美格式的報表，以及利用鼠標(biāo)拖曳其它對象完成定制化的報表需求。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,S

8、TATISTICA 模塊介紹 STATISTICA 通用數(shù)據(jù)分析 / 統(tǒng)計應(yīng)用 （ General Data Analysis/ Statistical Applications ） STATISTICA Base 基礎(chǔ)統(tǒng)計模塊 透過便利的使用者界面，提供廣泛的有效統(tǒng)計程序應(yīng)用，并享有 STATISTICA 最新功能呈現(xiàn)報表結(jié)果。 All STATISTICA Graphics Tools （ STATISTICA 全套圖表工具） Basic Statistics Breakdowns & Tables （基本統(tǒng)計表格） Distribution Fitting （分布擬合） Multiple

9、 Linear Regression Methods （多重線性回歸方法） Analysis of Variance (ANOVA) （方差分析） Correlations （相關(guān)性分析） T-Tests (and other tests of group differences) （ T 檢驗） Frequency Tables, Crosstabulation Tables （頻數(shù)分析） Multiple Response Analysis （多應(yīng)答分析） Nonparametric Statistics （非參數(shù)統(tǒng)計）,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STAT

10、ISTICA Advanced Linear/ Non-Linear Models 高級線性 / 非線性模型模塊 為目前市場上，涵蓋最廣泛的高級線性與非線性建模工具組合，包括自動模型選取功能以及延伸性交談式視覺化工具。 General Linear Models (GLM) （一般線性模型） Generalized Linear/Nonlinear Models （一般線性 / 非線性模型） General Regression Models （一般回歸模型） General Partial Least Squares Models （一般偏最小二乘模型） Variance Component

11、s Survival Analysis （生存分析） Nonlinear Estimation （非線性估計） Fixed Nonlinear Regression （非線性回歸） Log-linear Analysis of Frequency Tables Time Series Analysis/Forecasting （時間序列分析 / 預(yù)測） Structural Equation Modeling （結(jié)構(gòu)方程式模型）,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Multivariate Exploratory Techniques 多變量探索性

12、分析技術(shù)模塊 針對資料的探索技術(shù)，所研發(fā)的統(tǒng)計程序組合，提供一連串的交談式圖表視覺檢視工具。 Cluster Analysis （聚類分析） Factor Analysis （因子分析） Principal Components & Classification Analysis （主要成分和分類分析） Canonical Analysis （典型相關(guān)分析） Discriminant Analysis （判別分析） General Discriminant Analysis Models （一般判別分析模型） Reliability/Item Analysis （可靠度和項目分析） Class

13、ification Trees （分類樹） Correspondence Analysis （對應(yīng)分析） Multidimensional Scaling （多維標(biāo)度分析）,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Neural Networks類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò) 提供最廣泛的類神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)方法，如智能問題解決者 (IPS) 與自動化網(wǎng)路搜尋精靈。另外，使用者可選擇搭配 C-code 產(chǎn)生器。 Intelligent problem solver Wizard Automatic Search for Best Architecture Multilayer Per

14、ceptrons Radial Basis Function Networks, and many others Self-Organizing Feature Map Back Propagation Conjugate Gradient Descent Numerous Analytical Graphs Resampling (Cross Validation, Bootstrap) Sensitivity Analysis, ROC curves Network Ensembles Optional C-code Generator, and more,7.2 軟件STATISTICA

15、的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Power Analysis 效能分析 提供廣泛且一般化的工具，協(xié)助使用者進行調(diào)查研究，計算是適當(dāng)?shù)臉颖救萘浚?STATISTICA Power Analysis 針對樣本容量、置信區(qū)間估計和統(tǒng)計功效的計算，為使用者提供精確且便于操作的定制化工具。 Sample Size Calculation （計算樣本容量） Confidence Interval Estimation （置信區(qū)間估計） Statistical Distribution Calculators,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA

16、 工業(yè)統(tǒng)計解決方案及 6 西格瑪工具（Industrial Solution , Np , P, U, C Charts Pareto Charts Process Capability and Performance Indices Moving Average/Range Charts, EWMA Charts Short Run Charts (Including Nominal & Target) CuSum (Cumulative Sum) Runs Tests, and more,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Process An

17、alysis (add-on)過程分析 提供包括進程分析，測量工具的重復(fù)性、再現(xiàn)性和可靠性的分析以及其它質(zhì)量管理改善的應(yīng)用工具。 Process/Capability Analysis Charts Ishikawa （ Cause & Effect ） Diagrams Gage Repeatability & Reproducibility Variance Components for Random Effects Weibull Analysis Sampling Plans,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Design of Expe

18、riments (add-on) 實驗設(shè)計 提供最廣泛的實驗設(shè)計方法，以及相關(guān)的圖表視覺化技巧。 Fractional Factorial Designs Mixture Designs Latin Squares Search for Optimal 2k-p designs Residual Analysis & Transformations Optimization of Single/Multiple Response Variables Central Composite Designs Taguchi Designs Minimum Aberration & Maximum Un

19、confounding 2k-p Fractional Factorial Designs with Blocks Constrained Surfaces D- and A-Optimal Designs,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 企業(yè)系統(tǒng) STATISTICA Enterprise-Wide Data Mining System （ Data Miner ）企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘系統(tǒng) 是目前市場上最廣泛的數(shù)據(jù)挖掘 (Data Mining) 解決方案組合，透過點選為基礎(chǔ)的使用接口，快速制定所需執(zhí)行的工作任務(wù)。 Data Miner 提供廣泛

20、的數(shù)據(jù)挖掘工具、精確的結(jié)果報告以及精美的圖表展示視覺化的數(shù)據(jù)挖掘效果；此外， Data Miner 還提供完整 STATISTICA Desktop 目前最新的統(tǒng)計功能模塊，包括： General Categories of Statistical Modules STATISTICA Base STATISTICA Advanced Linear/Nonlinear Models STATISTICA Multivariate Exploratory Techniques STATISTICA Power Analysis STATISTICA Neural Networks,7.2 軟件S

21、TATISTICA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/Multivariate Explorer. General Forecaster. General Neural Networks Explorer. Specialized Data Mining Modules Feature Selection and Variable Filt

22、ering (for very large data sets) Mining for Association Rules Interactive Drill-Down Explorer Generalized Additive Models (GAM) General Classification and Regression Trees (GTrees) General CHAID (Chi-square Automatic Interaction Detection) Models Goodness of Fit Computations,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能

23、和基本指令,STATISTICA Enterprise-Wide Data Analysis System（SEDAS）企業(yè)應(yīng)用數(shù)據(jù)分析系統(tǒng) 針對多位使用者對于數(shù)據(jù)分析以及用于商業(yè)智能的需求，如市場研究、營銷推廣、財務(wù)管理及其它產(chǎn)業(yè)分析等多重目的，所設(shè)計研發(fā)的企業(yè)系統(tǒng)解決方案；SEDAS可依據(jù)使用者的實際需求，搭配目前STATISTICA發(fā)行版本的所有功能模組。除此之外，SEDAS主要的功能特色為： Integration with data warehouses Intuitive query and filtering tools Easy-to use administration to

24、ols Automatic report distribution Alarm notification,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA Enterprise-Wide SPC System（SEWSS）企業(yè)應(yīng)用統(tǒng)計進程控制 SPC系統(tǒng) 架構(gòu)于目前的網(wǎng)路技術(shù)，以及廣泛的STATISTICA統(tǒng)計功能模組，針對統(tǒng)計進程控制所研發(fā)的企業(yè)系統(tǒng)解決方案；包括Six Sigma分析技術(shù)在內(nèi)，生產(chǎn)現(xiàn)場即時性的監(jiān)督與警訊系統(tǒng)的構(gòu)造、支持工程師進行多元分析的統(tǒng)計功能模塊、精致的報告輸出管理為SEWSS主要的功能特色。SEWSS為內(nèi)部環(huán)境提供不同權(quán)限的使用者，各自

25、職權(quán)歸屬的功能指令，包括簡明的報告選取表單(供管理者使用)，高級分析工具(供工程師使用)，以及現(xiàn)場簡易的使用者接口(供操作員使用)。另外，SEWSS也包括： Web-enabled user interface and reporting tools Simplistic operator interface for data entry and charting Real-time analytical tools Groupware functionality for sharing queries, special applications, etc. Wizard-driven sys

26、tem administration tools One-click access to analyses and reports Built-in security system? Open-ended alarm notification including cause/action prompts Interactive querying facilities? Integration with external applications (MicroSoft Word, MicroSoft Excel, browsers) Unlimited options for expansion

27、 and customization,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA 服務(wù)器應(yīng)用系統(tǒng) WebSTATISTICA Server 提供使用者完整的網(wǎng)絡(luò)功能支持，并整合STATISTICA廣泛且強大的數(shù)據(jù)分析工具，包括在網(wǎng)頁服務(wù)器背景下協(xié)助使用者自世界上任何一臺電腦中（包含Linux與UNIX）執(zhí)行STATISTICA、卸載計算時間與空間至服務(wù)器上（利用分布式處理模式）、利用Client-Server架構(gòu)管理執(zhí)行中的項目進度，滿足使用者跨部門或跨洲際的合作需求。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,啟動STATISTICA.

28、 安裝完畢STATISTICA之后，使用者可以自視窗左下角的開始選項中的程式集，敲擊STATISTICA開始執(zhí)行(使用者也可以從開始執(zhí)行，選取STATIST.exe，或者開啟任何STATISTICA檔案來進入STATISTICA)。當(dāng)使用者啟動STATISTICA時，最近一次使用的檔案會自動開啟。如果使用者是第一次使用STATISTICA，電腦會自動開啟一個空白試算表。,。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,STATISTICA客觀化.注意在STATISTICA作業(yè)環(huán)境中，所有的程式行為與展現(xiàn)皆可以客觀化，以符合使用者的需求；舉例來說，第一個步驟為啟動STATISTICA，這個動作就可以被客觀化，使用者可以改變預(yù)設(shè)全屏幕作業(yè)模式、資料試算表的展現(xiàn)內(nèi)容、工具列等。 選取一個資料檔案.我們以Adstudy.sta 為例(可自C:.ExamplesDatasets路徑下，取得這個資料檔案)，使用者可以經(jīng)由 File- Open下拉表單中的Open選項，或者在任何啟動畫面中的 ，或者工具列 按鈕，開啟這個檔案。,7.2 軟件STATISTICA的使用界面、功能和基本指令,資料試算表(Mul