Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2655

.pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
08.01.2021
Размер:
413.98 Кб
Скачать

21

1 Блок редактора данных является входным блоком системы и предназначен для ввода и изменения данных, имеющих структуру таблицы или матрицы, в которой столбцы соответствуют переменным, а строки - значениям переменным или измерениям. В блоке также определен ряд команд для работы с дисковыми архивами, построения графиков данных, сброса экранной выдачи на принтер или в дисковый файл и перехода в другие блоки системы.

2 Блок преобразования данных предназначен для выполнения различных преобразований над данными (например алгебраические, логические, матричные и другие преобразования). Вход в него производится из блока

редактора по нажатию клавиши <f8>.

3 Блок статистики содержит набор процедур, реализующих вычисления по наиболее употребительным статистическим методам. Вход в него производится из блока редактора по нажатию клавиши <f9>.

4 Справочник состоит из разделов с сетью перекрестных электронных ссылок (клавиша <f1>).

Порядок работы с программой В качестве исходных данных для рассматриваемого примера взята

взаимосвязь диаметров и высот (табл.2.1).

После запуска программы на экране ЭВМ появляется головное меню программы, показанное на рис. 3.1.

Нажатие клавиши <Enter> на строку «Вход в систему STADIA» загружает блок редактора данных.

 

Головное меню

0

= Вход в систему STADIA

3

= Настройка системы STADIA

1

= Обзор: Ваши возможности

4

= Копирование на жесткий диск

2

= Совет: Выбор метода анализа

5 = Выход из STADIA

Выберите нажатием клавиши-номера или сместив рамку по меню и нажав <CR>:

Рис. 2.1 Головное меню программы STADIA

3.2 Порядок работы с программой

3.2.1 Ввод данных Ввод и изменение данных производится в блоке экранного редактора,

который является входным блоком системы (см. рис.3.1). При работе в нем на экране видна текущая страница матрицы данных (электронная таблица),

22

содержащая до 7 переменных (столбцы) и до 18 значений каждой переменной (строки).

Файл:

Переменных=2

Измерений=18

 

.

 

 

Var/Cases

1/9

2/9

3/0

4/0

5/0

6/0

7/0

Varname

x1

x2

x3

x4

x5

x6

x7

1

12

16,00

 

 

 

 

 

2

16

18,00

 

 

 

 

 

3

20

20,15

 

 

 

 

 

4

24

22,14

 

 

 

 

 

5

28

23,48

 

 

 

 

 

6

32

23,65

 

 

 

 

 

7

36

24,62

 

 

 

 

 

8

40

26,00

 

 

 

 

 

9

44

27,00

 

 

 

 

 

10

 

 

 

 

 

 

 

***

 

 

 

 

 

 

 

18

 

 

 

 

 

 

 

БЛОК РЕДАКТОРА ДАННЫХ

F1Помощь F2ПечЭкр F3Чтение F4Запись F5Архив F6Рисунок F7Очист F8Преобраз F9Статис F0Выход Вводите в матрицу числа + Enter (работают также: Enter/Ins/Del/Tab и F-ключи)

Рис.3.2 Режим ввода исходных данных

Верхняя строка содержит имя текущего файла данных, число переменных и общее числе элементов матрицы данных. В строке 2 указаны порядковые номера переменных, число значений каждой переменной. Строка 3 содержит имена переменных (для нашего примера: x1 - Д; x2 - H).

Длина числа - не более 10 символов (включая знак, десятичную точку, степеннной множитель вида Е<показатель>), например: 3.14, +.314Е1. Числа округляются до четырех значащих цифр. Если введено нечисловое значение (например, буква), то оно обозначается на экране "-?-", т.е. как «пропущенное значение».

Текущая позиция в матрице данных указывается курсором. Перемещение курсора осуществляется клавишами со стрелками, а смена страниц - клавиши: <PgUp> - вверх; <PgDn> - вниз, <End> - вправо; <Home> - влево.

Действия в блоке редактора данных:

-ввести/заменить значение или имя переменной: переместите курсор под требуемую позицию, наберите значение, нажмите клавишу <Enter>;

-исправить значение или имя переменной: переместите курсор на требуемую позицию, нажмите <Enter> - появится рамка редактирования с курсором; переместите курсор на требуемую позицию, замените отдельные

23

символы (удаление символов клавишами <Backspace> и <Del>) и нажмите <Enter>;

-удалить значение: подведите курсор под требуемую позицию и нажмите <Del>;

-удалить переменную: подведите курсор под имя переменной и нажмите <Del>;

-вставить значение: подведите курсор к требуемой позиции и нажмите

<Ins>;

-вставить новую переменную: подведите курсор к имени переменной, где необходимо сделать вставку, и нажмите <Ins>;

-чистить матрицу данных: нажмите клавишу <F7>.

3.2.2 Расчет параметров регрессионной модели Переход в статистический блок со своим собственным меню команд

производится по нажатию клавиши <f9> в блоке редактора данных.

На рис. 3.3 показан список статистических методов, из которых выбирается необходимый.

Для получения описания требуемого метода необходимо нажать <f1>, когда желаемый метод выделен рамкой. Для решения нашего примера необходимо выбрать статистический метод «Простая регрессия (тренд)». Возврат в блок редактора данных производится по команде <f10>.

Файл:

Переменных=2

Измерений=18

.

 

 

Статистические методы

 

 

ПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ

ДИСПЕРСИОННЫЙ АНАЛИЗ

1

= Описательная статистика

G = 1-факторный параметрический

2

= Гистограмма и нормальность

H = 2-факторный параметрический

3

= Корреляция

 

I = 1-факторный Крускала-Уоллиса

4

= Тесты Стьюдента и Фишера

J = 2-факторный Фридмана

 

НЕПАРАМЕТРИЧЕСКИЕ ТЕСТЫ

РЕГРЕССИОННЫЙ АНАЛИЗ

5

= Хи-квадрат

 

K = Сравнение двух регрессий

6

= Сдвига (положения)

L = Простая регрессия (тренд)

7

= Масштаба (рассеяния)

M = Множественная линейная регрессия

8

= Произвольных альтернатив

N = Пошаговая регрессия

9

= Для парных выборок

O = Общая (+нелинейная) регрессия

A = Корреляция (независимость)

МНОГОМЕРНЫЕ МЕТОДЫ

B = Кросстабуляция

P = Дискриминантный анализ

 

АНАЛИЗ ВРЕМЕННЫХ РЯДОВ

Q = Кластерный анализ

C = Корреляционный анализ

R = Факторный анализ

 

D = Спектральный анализ

S = Шкалирование

 

E = Сглаживание и фильтрация

 

 

 

 

 

 

 

 

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ

.

F0 Выход F1 Информация F2 Экран на печать/в файл Esc Выход с прерыванием Выберите метод или нажмите его ключ >>

Рис. 3.3 Выбор статистического метода

24

После выбора статистического метода в ответ на вопрос системы необходимо указать порядковые номера двух X,Y-переменных из матрицы данных. Затем из меню необходимо выбрать регрессионную модель (рис.3.4).

Процедура простой регрессии для экспериментальных зависимостей от одной переменной и временных рядов предоставляет возможность строить наиболее употребительные регрессионные модели:

1.

линейная:

Y = a+b.X;

2.

парабола:

Y = a+b.X+c.X2;

3.полиномиальная: Y = ∑{ai.Xk}, k=1,m;

4.степени 1/2: Y = a+b.SQR(X);

5.логарифмическая: Y = a+b.Ln(X);

6. степенная: Y = a.Xb или Y = EXP(a+b.Ln(X));

7.Y = a+b.Xс;

8.экспонента: Y = EXP(a+b.X);

9. Y = EXP(a+b/X);

10.Y = EXP(a+b.SQR(X));

11.Y = EXP(a+b.X+c.X2);

12.Y = a+b.EXP(c.X);

13.гипербола: Y = a+b/X;

14.Y = 1/(a+b.X);

15.Y = 1/(a+b/X);

16.Y = 1/(a+b.SQR(X));

17.Y = 1/(a+b.LN(X));

18.Y = a+1/(b+c.X);

19.оптимума: Y = 1/(a+b.X+c.X2);

20.Y = X/(a+b.X+c.X2);

21.логистическая: Y = a+b/(1+EXP(c+d.X));

22.линейная с синусом: Y = a+b.x+c.SIN(d+e.x);

23.произвольная, задаваемая формулой;

24.робастое сглаживание Хубера.

Входе анализа можно получить следующие результаты:

- выбрать из нескольких математических моделей ту, которая с большей точностью описывает экспериментальную зависимость (по максимуму коэффициента корреляции, по минимуму стандартной ошибки, по минимуму значимости и т.п.);

25

 

Файл:

 

 

Переменных=2

Измерений=18

.

 

 

ПРОСТАЯ РЕГРЕССИЯ.

Переменные:x1 x2

 

 

 

 

 

 

Однопараметрическая регрессия

 

 

 

0=линейная

Y=a+b*x

C=гипербола Y=a+b/x

 

 

 

1=парабола

Y=a+b*x+c*x^2

D=

-"-

Y=1/(a+b*x)

 

 

 

2=полином

Y=сум{ai*x^i}

E=

-"-

Y=1/(a+b/x)

 

 

 

3=степени .5 Y=a+b*SQR(x)

F=

-"-

Y=1/(a+b*SQR(x))

 

 

4=логарифмич Y=a+b*LN(x)

G=

-"-

Y=1/(a+b*LN(x))

 

 

5=cтепенная Y=a*x^b

H=

-"-

Y=a+1/(b+c*x)

 

 

6= -"- Y=a+b*x^c

I=оптимума Y=1/(a+b*x+c*x^2)

 

 

7=экспонента Y=e^(a+b*x)

J=

-"-

Y=X/(a+b*x+c*x^2)

 

 

8=

-"-

Y=e^(a+b/x)

K=логистич. Y=a+b/(1+e^(c+d*x))

 

 

9= -"- Y=e^(a+b*SQR(x))

L=синусоид. Y=a+b*x+c*SIN(d+e*x)

 

 

A= -"- Y=e^(a+b*x+c*x^2)

M=задаваемая формулой

 

 

B=

-"-

Y=a+b*e^(c*x)

N=робастое сглаживание Хубера

 

СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ .

F0 Выход F1 Информация F2 Экран на печать/в файл Esc Выход с прерыванием Выберите модель или нажмите ее ключ >>

Рис. 3.4 Выбор математической модели

-построить прогноз на основе выбранной модели с 95-процентным доверительным интервалом;

-провести анализ регрессионных остатков.

3.2.3 Результаты регрессионного анализа После выбора регрессионной модели программа выводит результаты на

экран (рис. 3.5).

Файл:

 

Переменных=2

Измерений=18

.

ПРОСТАЯ РЕГРЕССИЯ.

Переменные:x1 x2

 

Модель: линейная Y = a0+a1*x

 

 

 

Коэфф.

 

a0

a1

 

 

 

 

Значение

13.18 0.3269

 

 

 

 

Ст.ошиб. 3.142 9.927E-2

 

 

 

 

Значим.

6.1E-3 1.64E-2

 

 

 

 

Источник Сумма квадр. Степ.своб Средн.квадр.

 

 

Регресс.

 

102.6

1

102.6

 

 

Остаточн

 

4.612

6

0.7687

 

 

Вся

 

107.2

8

 

 

 

 

Множеств R

R^2

R^2прив

Ст.ошиб.

F

Значим

 

0.9782

 

0.957

0.9426

0.8767

133.4

0

 

Гипотеза 1: Регрессионная модель адекватна экспериментальным данным СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ .

F0 Выход F1 Информация F2 Экран на печать/в файл Esc Выход с прерыванием Введите X-значение для предсказания Y (Enter=отмена) =

Рис. 3.5 Результаты регрессионного анализа линейной зависимости

26

В результатах расчета показаны значения коэффициентов регрессионной модели (a0, a1), их стандартные ошибки и показатели значимости, а также общие характеристики полученной модели. Для нашего примера результат можно интерпретировать следующим образом:

-конкретное уравнение зависимости высоты от диаметра: H = 13,18 + 0.3269 . D;

-мера выравнивания (множественный коэффициент корреляции) r1

=0,9782;

-стандартная ошибка σ = 0,8767;

-критерий Фишера F = 133,4.

Перечисленные параметры позволяют сделать вывод об адекватности модели экспериментальным данным, т.е. выбранная модель достаточно точно описывает характер зависимости высоты от диаметра.

Результат расчета выводится на печатающее устройство нажатием клавиши <f2>.

После вывода результатов на печать система задаст вопрос:

Вывести график? (Y-да/N-нет) >>

Если нажать клавишу «Y», на экране появится графическое изображение изучаемой зависимости H/Д (рис. 3.6).

Рис. 3.6 График линейной зависимости H от D (* - исходные данные,

___ теоретическая прямая H = 13,18 + 0.3269 . D)

27

На рисунке показан характер зависимости исходных данных, прямая, полученная по уравнению H = 13,18 + 0.3269 . D, а также отграничен 5%-й доверительный интервал для теоретических значений.

Файл: pricer

 

Переменных=2

Измерений=18

.

ПРОСТАЯ РЕГРЕССИЯ.

 

Переменные:x1 x2

 

Модель: парабола Y = a0+a1*x+a2*x^2

 

 

Коэфф.

a0

a1

a2

 

 

 

Значение

8.874 0.6833

-6.364E-3

 

 

 

Ст.ошиб.

1.383 0.1076 1.897E-3

 

 

 

Значим.

2E-3 2.1E-3 2.03E-2

 

 

 

Источник Сумма квадр. Степ.своб Средн.квадр.

 

 

Регресс.

105.8

2

52.89

 

 

 

 

Остаточн

1.418

5

0.2837

 

 

 

Вся

107.2

8

 

 

 

 

 

Множеств R R^2

R^2прив

Ст.ошиб.

F

Значим

 

0.9934

0.9868

0.9788

0.5326

186.4

2E-4

 

Гипотеза 1: Регрессионная модель адекватна экспериментальным данным СТАТИСТИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ .

F0 Выход F1 Информация F2 Экран на печать/в файл Esc Выход с прерыванием Введите X-значение для предсказания Y (Enter=отмена) =

Рис. 3.6 Результаты регрессионного анализа нелинейной зависимости

Рис. 3.7 График нелинейной зависимости H от D (* - исходные данные,

___ теоретическая кривая H = 8,874 + 0,6833.D – 0,0064.D)

28

Часто бывает целесообразно рассчитать несколько моделей и среди тех, для которых может быть принята гипотеза адекватности экспериментальным данным, произвести выбор по критерию минимума стандартной ошибки и максимума r1.

Если повторить расчет регрессионной модели для этих же исходных данных, но с использованием параболы, то получим результаты, представленные на рис. 3.6.

Как показывают результаты расчета параметров регрессии для параболы, модель H = 8,874+0,6833.D–0,0064.D более точно отражает зависимость высоты от диаметра, чем линейная регрессионная модель. Об этом свидетельствуют более высокий показатель r1= 0,9934, меньшая стандартная ошибка σ = 0,5326, а также график зависимости (рис. 3.7).

29

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК 1 Ломов В.М. Методические указания по применению статистических

методов в дисперсионном проектировании. Корреляционный анализ. В.М. Ломов, Н.В. Гладышева, В.В. Успенский - Воронеж: Воронеж. лесотехн. ин-т, 1985. - 28 с.

2 Ломов В.М. Вариационная статистика: В.М. Ломов, С.М.Рихерт, В.В. Успенский - Воронеж: Изд-во Воронеж. ун-та, 1978 - 99 с.

3 Никитин К.Е. Методы и техника обработки лесоводственной информации. К.Е. Никитин, А.З. Швиденко - М.: Лесн. пром-сть, 1978.

4 Свалов Н.Н. Вариационная статистика - М.: Лесн. пром-сть, 1977 - 177

с.

5 Пижурин А.А. Исследования процессов деревообработки. А.А. Пижурин, М.С. Розенблит - М.: Лесн. пром-сть, 1984 - 232 с.

6 Дворецкий М.Л. Пособие по вариационной статистике - М.: Лесн. промсть, 1971194 с.

30

Оглавление

Введение………………………………………………………………..3

1Общие положения …………………………………………………….3

1.1Выбор вида моделирования, основы графического выравнивания………………………………………………………3

1.2Общий поход к аналитическому выравниванию………………..7 2 Техника и способы регрессионного анализа ………………………..7

2.1Выравнивание по уравнению прямой линии ……………………8

2.2Выравнивание по уравнению параболы………………………...10

2.3Оценка точности выравнивания ………………………………...11

2.3.1Подготовительные работы. Проверка правильности вычисления уравнений ……………………………………11

2.3.2Мера выравнивания ………………………………………..14

2.3.3Величина несовпадений исходных и вероятных значений……………………………………………………..15

2.3.4Среднеквадратическая ошибка уравнения ……………….17

2.3.5Оценка эффективности уравнения…………………………18

2.3.6Выбор оптимальной модели ……………………………….19

3 Моделирование регрессионных связей на ЭВМ……………………...20

3.1Содержание программы ………………………………….………20

3.2Порядок работы с программой …………………………………..21

3.2.1Ввод данных …………………………………………………21

3.2.2Расчет параметров регрессионной модели…………………23

3.2.3Результаты регрессионного анализа………………………...25 Библиографический список………………………………………………28

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]