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（Distribution 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 SQL 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（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 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） Analysis 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 Regression （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 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 Average/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 Repeatability & Reproducibilit