Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований

Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований

В  учебном пособии  "Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований"  изложены основы статистической обработки данных. В учебном пособии описываются статистические методы обработки экспериментальных данных применительно к задачам, возникающим в области физической культуры и спорта. В пособии подробно разбираются примеры из области физической культуры и спорта и дается их решение с использованием прикладного статистического пакета STATGRAPHICS Plus for Windows.

Купить

УДК 796:517(07)

Катранов А.Г. Компьютерная обработка данных экспериментальных исследований: Учебное пособие/ А.Г.Катранов, А.В.Самсонова; СПб ГУФК им. П.Ф. Лесгафта. – СПб.: изд-во СПб ГУФК им. П.Ф. Лесгафта, 2005. – 131 с.

Печатается по решению редакционно-издательского совета СПбГУФК им. П.Ф. Лесгафта

В учебном пособии описываются статистические методы обработки экспериментальных данных применительно к задачам, возникающим в области физической культуры и спорта. В пособии подробно разбираются примеры из области физической культуры и спорта и дается их решение с использованием прикладного статистического пакета STATGRAPHICS Plus for Windows.

Учебное пособие разработано в соответствии с Государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования Российской Федерации (направление 521900 и специальность 022300 – «Физическая культура и спорт»). Рекомендуется студентам очного и заочного обучения, аспирантам и преподавателям вузов, осуществляющих образовательную деятельность по направлению 521900 - Физическая культура и по специальности 022300 – Физическая культура и спорт.

Катранов А.Г. – глава 1, 4,5,6 Самсонова А.В. – глава 2,3,7

 

Катранов А.Г., Самсонова А.В.

КОМПЬЮТЕРНАЯ ОБРАБОТКА ДАННЫХ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ

Оглавление

Предисловие

6

Введение. Математическая статистика – важнейший инструмент современного специалиста

7

Глава 1. Основные понятия математической статистики и теории вероятностей

10

§ 1.1. Генеральная и выборочная совокупности

10

§ 1.2. Случайные события и величины

12

§ 1.3. Законы распределения случайных величин

13

§ 1.4. Числовые характеристики случайных величин

18

Вопросы для самоконтроля

20

Глава 2. Работа с базовой системой STATGRAPHICS Plus for Windows

22

§ 2.1. Характеристика статистических пакетов

22

§ 2.2. Особенности пакета STATGRAPHICS Plus

22

§ 2.3. Общие сведения о STATGRAPHICS Plus

24

§ 2.4. Работа с панелью меню, панелью инструментов и панелью задач

24

§ 2.5. Использование различных типов окон

28

§ 2.6. Работа с электронной таблицей

32

§ 2.7. Создание файла данных

34

§ 2.8. Модификация исходных данных

36

Вопросы для самоконтроля

41

Глава 3. Первичная обработка результатов эксперимента

42

§ 3.1. Формы представления статистического материала

42

§ 3.2. Построение частотной таблицы с использованием пакета STATGRAPHICS Plus

48

§ 3.3. Эмпирические законы распределения

52

§ 3.4. Построение гистограммы, полигона частот и кумуляты с использованием пакета STATGRAPHICS Plus

54

§ 3.5. Определения и классификация числовых характеристик выборки

56

§ 3.6. Расчёт числовых характеристик выборки в пакете STATGRAPHICS Plus

60

§ 3.7. Точечное и интервальное оценивание числовых характеристик

65

§ 3.8. Интерпретация полученных данных и их представление в публикациях

70

Вопросы для самоконтроля

72

Глава 4. Проверка правдоподобия статистических гипотез. Постановка задачи

74

§ 4.1. Понятие статистической гипотезы

74

§ 4.2. Понятие статистического критерия

76

§ 4.3. Проверка гипотезы о нормальном распределении

78

Вопросы для самоконтроля

83

Глава 5. Проверка правдоподобия статистических гипотез. Сравнение независимых выборок

84

§ 5.1. Проверка гипотезы о равенстве дисперсий генеральных совокупностей (F-критерий Фишера)

84

§ 5.2. Проверка гипотезы о равенстве средних арифметических генеральных совокупностей (t-критерий Стьюдента)

85

§ 5.3. Проверка гипотезы о равенстве медиан генеральных совокупностей (критерии Манна-Уитни и Вилкоксона)

86

§ 5.4. Проверка статистических гипотез с использованием пакета STATGRAPHICS Plus

88

§ 5.5. Графическое отображение результатов анализа

95

Вопросы для самоконтроля

99

Глава 6. Проверка правдоподобия статисти­ческих гипотез. Сравнение связанных выборок

101

§ 6.1. Проверка гипотезы о равенстве нулю среднего арифметического генеральной совокупности (t-критерий Стьюдента)

101

§ 6.2. Проверка гипотезы о равенстве нулю медианы генеральной совокупности

102

§ 6.3. Проверка статистических гипотез с использованием пакета STATGRAPHICS Plus

105

Вопросы для самоконтроля

108

Глава 7. Начала корреляционного анализа

109

§.7.1. Постановка задачи и основные понятия

109

§ 7.2. Расчёт коэффициентов корреляции с использованием пакета STATGRAPHICS Plus for Windows

113

Вопросы для самоконтроля

117

Литература

120

Алфавитный список терминов

123

Англо-русский словарь терминов и выражений

126

Выдержки из книги

Предисловие

Настоящее пособие имеет своей целью познакомить читателя с методами математической обработки результатов экспериментов и их реализацией в пакете STATGRAPHICS Plus for Windows.

Сегодня решение статистических задач всё в большей степени переносится на персональные компьютеры. В пособии описываются соответствующие процедуры статистического пакета STATGRA-PHICS Plus for Windows и порядок работы с ними. Изложение этих вопросов невозможно без знания основ теории вероятностей и математической статистики. Поэтому пособие содержит и этот материал. Оно рассчитано на студентов вузов физической культуры, знакомых с основами дифференциального и интегрального исчисления и обладающих практическими навыками работы на персональном компьютере.

Математическая статистика имеет специфическую терминологию, которую необходимо освоить любому исследователю, использующему её методы. Работа с пакетом STATGRAPHICS Plus for Windows требует знания английских терминов, поэтому авторы сочли необходимым снабдить пособие алфавитным указателем терминов и их англоязычными аналогами.

Введение

Математическая статистика – важнейший инструмент современного специалиста

Большинство современных специальностей (в том числе и гуманитарных) требует знания методов математи­ческой статистики и умений обрабатывать статистические данные. Для студента вуза физической культуры трудность освоения этого раздела заключается в следующем противоречии. С одной стороны, изучение теории вероятностей и математической стати­стики требует времени, которого в программах вузов этого профиля явно недостаточно. С другой – работа с любым пакетом, производящим статистическую обра­ботку, невозможна без знания математической терминологии и математической постановки задач. Наконец, без математического языка невозможно изучение специальной литературы и опубликование результатов.

Математическая статистика - это раздел математики, посвященный методам сбора, анализа и обработки статистических данных для научных и практических целей.

Сформулируем задачи, решение которых излагается в настоящем пособии:

  • определение числовых характеристик (параметров) распределений;
  • определение закона распределения;
  • проверка правдоподобия статистических гипотез;
  • выявление зависимостей между признаками (факторами), влияющими на случайный процесс или явление.

Для иллюстрации роли математической статистики в деятельности специалиста в области физической культуры и спорта, рассмотрим типичный педагогический эксперимент. Предположим, что тренер или исследователь предлагает новую методику подготовки спортсменов и ему необходимо оценить её эффективность. Для этой цели он выполняет следующие действия. Набираются две группы испытуемых: контрольная и экспериментальная, которые примерно одинаковы по признакам (факторам), имеющих какое-либо значение для цели исследования (пол, возраст, спортивная квалификация и т.п.). Контрольная группа тренируется по традиционной методике, а экспериментальная - с применением предлагаемых нововведений. После проведения тренировок (а может быть и в процессе тренировок) проводятся обследования испытуемых контрольной и экспериментальной групп, результаты которых изучаются и сравниваются.

Итак, тренер (или исследователь) получает результаты измерений в виде большого объёма числовых данных. Для доказательства эффективности новой методики тренировок, ему необходимо решить множество задач: обработать - представить для исследования - полученный статистический материал, измерить степени влияния разных признаков (факторов) на эффективность тренировок, извлечь из него полезную информацию, и, наконец, сделать выводы. Все эти задачи решаются методами математической статистики. Следует отметить, что без них сегодня не обходится практически ни одна наука, входящая в образование специалиста физической культуры: анатомия, биохимия, физиология, биомеханика, психология, спортивная медицина, педагогика спорта и многие другие.

Современные информационные технологии, основанные на использовании ПК, позволяют быстро решать необходимые математические задачи. Однако, во-первых, задачи обработки данных необходимо сформулировать; во-вторых, ввести их в компьютер на соответствующем “математическом” языке; в&?третьих, провести вычисления, и в-четвертых, интерпретировать полученные результаты, сделав из них правильные выводы.

Любой специалист в области физической культуры и спорта повышает свою квалификацию через изучение литературы по специальности. В большинстве публикаций представляются не исходные данные, а результаты статистической обработки. Поэтому знание терминологии, задач и алгоритмов математической статистики сегодня необходимо.

Современные статистические пакеты: STATGRAPHICS Plus for Windows, STADIA, STATISTICA, SPSS и др. позволяют выполнить сложнейшую обработку результатов эксперимента. Обширная литература (Тюрин Ю.Н., Макаров А.А., 1995; Боровиков В.П., Боровиков И.П.,1997; Дюк В., 1997; Дюк В., Самойленко А., 2001; Бююль А., Цефель П., 2002; Шестаков М.П., Попов Г.И., 2002) помогает освоить работу с ними самостоятельно.

 

Глава 2 Работа с базовой системой STATGRAPHICS Plus for Windows

§ 2.1. Характеристика статистических пакетов

В эпоху больших компьютеров на рынке математического обеспечения лидировали несколько статистических пакетов BMDP, SAS и SPSS. С появлением ПК стали появляться новые, в настоящее время очень популярные статистические пакеты, такие как: SPSS, Statistica, S-Plus Pro, а также STATGRAPHICS Plus for Windows (STATistical GRAPHICs System) фирмы Manugistics. Эти пакеты позволяют решать большинство задач статистического анализа и выбор пакета определяется в основном вкусом пользователя и наличием учебного пособия по работе с ним.

§ 2.2. Особенности пакета STATGRAPHICS Plus

Статистический пакет STATGRAPHICS Plus обладает тремя особенностями, которые выделяют его среди других пакетов, это: StatAdvisor, StatFolio и StatGallery.

  1. StatAdvisor (СтатКонсультант)

В STATGRAPHICS Plus встроена экспертная система под названием StatAdvisor. Эта система интерпретирует результаты, полученные в результате статистического анализа и формулирует статистические выводы.

  1. StatFolio (СтатПроект)

В STATGRAPHICS Plus можно сохранить не только результаты статистического анализа, но и выбранные методы, параметры статистических процедур, виды графических отображений результатов анализа, табличные формы, комментарии. Этой цели служит StatFolio (СтатПроект), который сохраняется в виде отдельного файла. Если возникает необходимость в обработке другого множества данных по составленной схеме анализа, нужно просто загрузить новый файл данных. Результаты расчетов, таблицы и графики будут выданы автоматически. Единственное требование – названия переменных в файлах должны быть одинаковыми.

  1. StatGallery (СтатГалерея)

Во всех версиях STATGRAPHICS большое внимание уделялось инструментам для составления отчетной документации. В STATGRAPHICS Plus комбинирование текста и графики осуществляется с помощью специального нововведения – инструмента StatGallery. Теперь стало возможным произвольно располагать в одном окне или на одном листе до 9 различных фрагментов текста или графических иллюстраций.

§ 2.3. Общие сведения о пакете STATGRAPHICS Plus

Запуск STATGRAPHICS Plus осуществляется стандартным способом.

Завершение работы с STATGRAPHICS Plus

Для завершения работы с STATGRAPHICS Plus нужно выбрать в меню File| Exit STATGRAPHICS Plus. При этом будет задан вопрос: “Save the current StatFolio?” (Сохранить СтатПроект?). Отвечайте: “Нет”.

После запуска STATGRAPHICS Plus появляется окно приложения с различными кнопками. Оно имеет следующий вид (рис.2.1).

Вверху окна приложения располагается заголовок программы. Под заголовком находится меню. Еще ниже - панель инструментов. Внизу располагается панель задач. Ниже панели задач находится статусная панель.

§ 2.4. Работа с меню, панелью инструментов и панелью задач

Меню

Меню в STATGRAPHICS Plus организовано также, как и в других приложениях Windows. Оно многоуровневое и “раскрывается” при нажатии на соответствующие пункты.

Основные пункты меню:

File (файл)

Команды этого пункта меню позволяют выполнять различные задачи: открытие, закрытие и сохранение файлов, предварительный просмотр и печать материалов, настройку параметров страницы.

Edit (правка)

Команды этого пункта меню позволяют выполнять задачи редактирования: возврат предшествующего результата, вырезание, копирование или вставку. Можно также изменить размер шрифта, вставить или удалить текст, а также вставить, удалить или модифицировать столбцы электронной таблицы.

Plot (график)

Команды этого пункта меню позволяют строить различные графики.

Describe (описание данных)

Этот пункт меню содержит статистические методы анализа по одной и множеству переменных, процедуры подбора распределений, средства табуляции и кросстабуляции данных.

Compare (сравнение данных)

Этот пункт меню включает методы сравнения двух и более выборок данных, процедуры одно- и многофакторного дисперсионного анализа.

Relate (отношение данных)

Команды этого пункта меню позволяют выполнять простой (Simple Regression), полиномиальный (Polynomical Regression) и множественный (Multiple Regression) регрессионный анализ.

Special (специальный)

Команды этого пункта меню позволяют обращаться к дополнительным модулям: Quality Control (контроль качества), Experimental Design (планирование эксперимента), Time-Series Analysis (анализ временных рядов), Multivariate Methods (многомерные методы), Advanced Regression (расширенный регрессионный анализ).

View (вид)

Команды этого пункта меню позволяют убирать или восстанавливать панели: инструментов, статусной строки, а также вводить или исключать текст СтатКонсультанта из окна анализа.

Window (окно)

Команды этого пункта меню позволяют расположить окна: каскадом (cascade), а также без перекрытия (tile), обновить содержимое окон.

Help (справка)

Команды этого пункта меню позволяют вызвать справочную систему STATGRAPHICS Plus. К сожалению, вся информация приводится на английском языке.

Панель инструментов

На рис. 2.2 представлена панель инструментов. Она содержит 21 кнопку, которые позволяют выполнять наиболее часто повторяющиеся операции.

Обозначения этих кнопок слева направо:

  1. Open StatFolio (открыть СтатПроект).
  2. Save StatFolio (сохранить СтатПроект).
  3. Open Data File (открыть файл данных).
  4. Save Data File (сохранить файл данных).
  5. Cut (вырезать) – удаляет текст и графики в буфер обмена.
  6. Copy (копировать) – копирует текст и графики в буфер обмена.
  7. Paste (вставить) – вставляет текст и графики из буфера обмена в активное окно.
  8. Print (печать) – выводит на печать содержимое активного окна.
  9. Scatterplot (X-Y график) – построение X-Y графика.
  10. Boxplot (ящик с усами) – построение графика “ящик с усами”.
  11. Histogram (гистограмма) – построение гистограммы, полигона и кумуляты.
  12. Summary stats (описательная статистика) – расчет числовых характеристик выборки.
  13. Multiple regression analysis (множественная регрессия).
  14. X-Bar and R Charts (X-Bar И R Charts анализ).
  15. Capability analysis (анализ качества).
  16. Forecasting (прогноз).
  17. Open design file (открытие файла планирование эксперимента).
  18. Claster analysis (кластерный анализ) – выполнение одного из многомерных методов – кластерного анализа.
  19. General Linear Models (GLM) - общие линейные модели. Этот метод позволяет оценивать линейные статистические модели.
  20. StatAdvisor (СтатКонсультант) – применяется для вызова СтатКонсультанта.
  21. Help (справка) – вызывает справку по STATGRAPHICS Plus for Windows.

Панель задач

Панель задач расположена в нижней части окна приложения и содержит четыре кнопки. Эти кнопки представляют собой свернутые окна:

  • электронной таблицы (Untitled data);
  • СтатКонсультанта (StatAdvisor);
  • СтатГалереи (StatGallery);
  • Комментария (Untitled Comment).

Чтобы развернуть окно, нужно щелкнуть на соответствующей кнопке.

Статусная панель

Статусная панель несет информацию о том, что происходит в STATGRAPHICS Plus, например, Ready – программа находится в режиме ожидания команд.

§ 2.5. Использование различных типов окон

В STATGRAPHICS Plus имеется семь различных типов окон:

  1. Окно приложения (Application Window);
  2. Окно электронной таблицы (Spreadsheet Window);
  3. Окно СтатКонсультанта (StatAdvisor Window);
  4. Окно СтатГалереи (StatGallery);
  5. Окно комментария (Comments Window);
  6. Окно анализа (Analysis Window);
  7. Окно предварительного просмотра (Preview Window).

Окно приложения

Окно приложения появляется при запуске STATGRAPHICS Plus. Вид окна приложения представлен на рис.2.1.

Окно электронной таблицы

Если щелкнуть на кнопке Untitled Data, расположенной на панели задач, появится окно электронной таблицы, рис.2.3. Это окно используется, когда нужно создать новый файл исходных данных, а также модифицировать существующие.

Окно СтатКонсультанта

Если для данного анализа или графика имеется статистическая интерпретация, она появится в этом окне. Окно СтатКонсультанта появится, если щелкнуть на кнопке StatAdvisor на панели задач.

Окно СтатГалереи

Открытие окна StatGallery осуществляется посредством щелчка на кнопке StatGallery на панели задач. Это окно использ/p/tr Сегодня решение статистических задач всё в большей степени переносится на персональные компьютеры. В пособии описываются соответствующие процедуры статистического пакета STATGRA-PHICS Plus for Windows и порядок работы с ними. Изложение этих вопросов невозможно без знания осно ?liв теории вероятностей и математической статистики. Поэтому пособие содержит и этот материа Запустить Window/td 65 и множественный /strongs strstrong trongл. Оно рассчnbsp; /pОкно электронной таблицыитано на студе/liнтEditов вузов физической культуры, знакомых с основами дифференциального и интегрального исчисления и обладающих практическими навыками работы на персональном компьютере. StatAdvisor.).уется для создания текстового отчета, в котором легко можно объединить текст и графику.

Окно комментария

Если щелкнуть по кнопке Untitled Comment на панели задач появится окно комментария. В окне комментария хранятся сведения о ходе статистической обработки данных: об обозначениях переменных, о методах обработки и т.д. Это окно принадлежит не отдельному файлу данных, а СтатПроекту (при открытии другого СтатПроекта содержание окна комментария будет иным). При открытии окна комментария появляется сообщение: Enter a description of your StatFolio hereВведите описание Вашего СтатПроекта. Однако, чтобы ввести информацию на русском языке иногда бывает недостаточно переключить драйвер клавиатуры в положение RUS. Для ввода русских букв нужно выполнить следующее: Edit | Change Text Font. Появится диалоговое окно Выбор шрифта (рис.2.4).

В поле Набор символов нужно установить Кириллица и нажать кнопку ОК. После выполнения этих процедур можно вводить текст на русском языке.

Окно анализа

Окно анализа раскрывается тогда, когда выполняется определенный статистический анализ или строится рисунок (рис.2.5).

Окно анализа содержит следующие компоненты:

  • заголовок;
  • панель инструментов;
  • текстовую область;
  • графическую область.

Заголовок содержит значок окна и название анализа.

Панель инструментов содержит кнопки для вызова диалоговых окон, табличных и графических опций, сохранения результатов статистического анализа, и, когда необходимо, для обращения к дополнительным графическим опциям.

Текстовые и графические области выводят текст и графику. Можно вывести текст и графику в одну область или текст в левую, а графику – в правую области.

Окно предварительного просмотра

Окно предварительного просмотра становится активным, если вы используете команду Print Preview в меню File. Это окно содержит заголовок приложения и панель инструментов, состоящую из семи кнопок: Print, Next Page, Prev Page, Two Page, Zoom In, Zoom Out, Close.

Print (печать) - выводит диалоговое окно Print. Имя диалогового окна может варьировать в зависимости от типа данных, открытых для предварительного просмотра.

Next Page (следующая страница) – открывает для предварительного просмотра следующую страницу.

Prev Page (предыдущая страница) – открывает для предварительного просмотра предыдущую страницу.

Two Page (две страницы) - открывает для предварительного просмотра две страницы. Это возможно, если материал занимает более одной страницы.

Zoom In (увеличение) - увеличивает масштаб изображения

Zoom Out (уменьшение) - возвращает масштаб изображения к первоначальному размеру.

Close (закрыть) - закрывает просматриваемый материал без печати.

§ 2.6. Работа с электронной таблицей

Если щелкнуть на кнопке Untitled на панели задач откроется окно электронной таблицы, рис. 2.3. Структура таблицы аналогична таблице Excel. Она состоит из столбцов, имеющих названия Col_1, Col_2 и т.д. и строк, обозначенных порядковыми числительными: 1, 2, 3, 4. На пересечении столбца и строки находится ячейка.

Ввод чисел в электронную таблицу

Чтобы ввести число, нужно набрать его на числовой части клавиатуры и нажать клавишу ENTER. Чтобы ввести десятичную дробь, например, 10,25 нужно переключить драйвер клавиатуры с английского (EN) на русский язык (RU). Если это условие не будет выполнено, в ячейку будет введено число 10.25, то STATGRAPHICS Plus выдаст сообщение: Invalid entry in numeric cellнеправильный ввод в числовую ячейку.

Выделение ячейки, столбца, строки и блока.

Чтобы выделить ячейку, нужно установить на ней курсор.

Чтобы выделить столбец, нужно щелкнуть на его заголовке (Соl_1), столбец выделится черным цветом.

Чтобы выделить строку, нужно щелкнуть на ее номере, строка выделится черным цветом.

Чтобы выделить блок, нужно установить курсор мыши в левый верхний угол, нажать левую кнопку мыши и протащить мышь в правый нижний угол, отпустить мышь. Блок выделится черным цветом.

Копирование ячейки, столбца, строки и блока.

Чтобы скопировать в буфер обмена ячейку, столбец, строку или блок, их нужно выделить, после этого нажать правую клавишу мыши, появится контекстное меню (рис. 2.6). В меню выбрать пункт Copy. После этого выделенный элемент будет скопирован в буфер обмена.

Удаление ячейки, столбца, строки и блока.

Чтобы удалить в буфер обмена ячейку, столбец, строку или блок, их нужно выделить, после этого нажать правую клавишу мыши, появится контекстное меню (рис. 2.6). В меню выбрать пункт Delete. После этого выделенный элемент будет удален в буфер обмена.

Вставка ячейки, столбца, строки.

Чтобы вставить в электронную таблицу пустую ячейку, нужно установить курсор в то место, где нужно вставить элемент, после этого нажать правую клавишу мыши, появится контекстное меню (рис. 2.6). В меню выбрать пункт Insert. После этого ячейка будет вставлена выше по отношению к выделенной.

Чтобы вставить в электронную таблицу пустой столбец, нужно выделить столбец, после чего нажать правую клавишу мыши, появится контекстное меню (рис. 2.6). В меню выбрать пункт Insert. Пустой столбец будет вставлен слева от выделенного.

Чтобы вставить в электронную таблицу пустую строку, нужно выделить строку, после чего нажать правую клавишу мыши, появится контекстное меню (рис. 2.6). В меню выбрать пункт Insert. Пустая строка будет вставлена выше по отношению к выделенной.

Сортировка данных

Сортировка – расположение чисел по возрастанию или убыванию. Чтобы выполнить сортировку чисел в столбце нужно:

  • выделить столбец,
  • щелкнуть правой клавишей мыши;
  • выбрать в контекстном меню Sort file.

Появится диалоговое окно сортировки данных (Sort file Options). В этом окне в опции Order (порядок) установить порядок сортировки по возрастанию (Ascending) или по убыванию (Descending) , а также указать, к чему нужно применить сортировку: ко всему файлу (Entire File) или выделенному столбцу (Selected Range Only).

§ 2.7. Создание файла данных

Чтобы создать файл данных нужно:

  1. Запустить программу STATGRAPHICS Plus.
  2. Щелкнуть на кнопке Untitled на панели задач. Раскроется окно электронной таблицы (рис.2.3).
  3. Щелкнуть на заголовке столбца, например, Col_1 тем самым выделить его (весь столбец становится темным).
  4. Щелкнуть правой кнопкой мыши. Появится контекстное меню, в меню выбрать Modify Column (модифицировать столбец). Появится диалоговое окно (рис.2.7).
  5. Щелкнуть в поле Name (имя переменной) и ввести имя переменной на английском языке.
  6. Если необходимо, ввести в поле Comment (комментарий) описание переменной (можно на русском языке), а в поле Width (ширина столбца) установить требуемую ширину столбца (в количестве символов).
  7. Нажать ОК. Столбец получит данное вами название.
  8. Щелкнуть на первой строке столбца и ввести первое значение переменной.
  9. Нажать ENTER и ввести второе и т.д.
  10. Если необходимо, таким же образом создать следующую переменную.
  11. Чтобы сохранить файл данных в меню File выбрать Save as |Save Data File As. Появится диалоговое окно Save Data File As (рис.2.8). В поле Имя файла занести имя файла и нажать кнопку Сохранить.

Задание 2.1.

  • Создать в пустой электронной таблице три переменные: x, y, z.
  • Занести в эти переменные следующие значения (табл. 2.1).
  • Сохранить введенные данные в файле Primer_21.

Таблица 2.1

x
y
z

10

100

1000

20

200

2000

30

300

3000

40

400

4000

50

500

5000

§ 2.8. Модификация исходных данных

При решении задач в области физической культуры и спорта очень часто необходимо перед статистической обработкой данных выполнить необходимые расчеты на основе исходных данных. В качестве примера приведем задачу из диссертационного исследования Е.Большовой.

В исследованиях у испытуемых измерялись следующие показатели: возраст (age); ЧСС (pulse); систолическое артериальное давление (sad) и диастолическое артериальное давление (dad). Задача состояла в том, что по этим исходным данным нужно вначале вычислить пульсовое давление (pd), ударный объем крови (uok) и минутный объем (mo) и только затем проводить вычисление числовых характеристик выборки.

Задание 2.2

 

  1. Создать в пустой электронной таблице переменные: age, pulse, sad, dad, pd, uok, mo.
  2. Ввести исходные данные (табл. 2.2).

Таблица 2.2

age
pulse
sad
dad

14

115

170

70

18

111

190

70

15

94

150

70

19

115

130

60

18

115

150

50

18

115

140

70

17

100

180

0

18

100

140

70

22

136

160

70

  1. Вычислить пульсовое давление (pd) по формуле:pd = saddad.

Результаты отобразить в столбце pd.

  1. Вычислить ударный объем крови (uok) по формуле: uok = 100 + 0,5?pd - 0,6?dad - 0,6?age.

Результаты отобразить в столбце uok.

  1. Вычислить минутный объем (mo) по формуле: mo = uok ? pulse.

Результаты занести в столбец mo.

  1. Результаты сохранить в файле Primer_22.
  • Технология работы
  1. Технология создания файла подробно описана в § 2.7. После выполнения первых двух пунктов задания электронная таблица будет иметь следующий вид (рис.2.9).

Для выполнения п.3 задания (вычисления пульсового давления) необходимо:

  • Выделить столбец pd, щелкнув на его названии левой кнопкой мыши;
  • Щелкнуть правой кнопкой мыши, в контекстном меню выбрать пункт Modify Column;
  • Щелкнуть на флажке Formula (ввод формул) и на кнопке Define (определить). Появится диалоговое окно Generate Data (модификация данных);
  • В поле Expression (выражение) диалогового окна ввести формулу (рис.2.10).
  • Нажать кнопку ОК, произойдет автоматический пересчет данных и занесение их в столбец pd.
  • Аналогичную процедуру выполнить с переменными uok и mo. Диалоговое окно при вводе формулы для расчета ударного объема крови будет иметь вид (рис. 2.11). Пересчитанные данные отображаются в электронной таблице серым цветом.

Примечание 1. Ввод цифр и арифметических действий осуществляется нажатием соответствующих клавиш в диалоговом окне Generate Data. Для ввода переменной, например age достаточно дважды щелкнуть на ее имени в поле Variables.

Примечание 2. В отличие от электронной таблицы Excel модификация данных имеет две особенности:

  • поле Expression хранит выражение, которое было введено последним. Поэтому, если выделить столбец pd после введения формулы для расчета mo, то в этом столбце будет представлено выражение: uok•pulse

Если изменить исходные данные, а также добавить новые, автоматического пересчета не происходит. Чтобы повторить пересчет нужно:

  • выделить столбец, например, pd;
  • щелкнуть правой клавишей мыши;
  • в появившемся контекстном меню выбрать пункт Update Formulas. Произойдет пересчет всех столбцов: pd, uok и mo.

После проведенных действий получатся следующие результаты (табл. 2.3).

Таблица 2.3

age
pulse
sad
dad
pd
uok
mo
14
115
170
70
100
99,6
11454
18
111
190
70
120
107,2
11899,2
15
94
150
70
80
89
8366
19
115
130
60
70
87,6
10074
18
115
150
50
100
109,2
12558
18
115
140
70
70
82,2
9453
17
100
180
0
180
179,8
17980
18
100
140
70
70
82,2
8220
22
136
160
70
90
89,8
12212,8

 

Вопросы для самоконтроля

  1. Каковы особенности пакета STATGRAPHICS Plus?
  2. Как называются панели окна приложения?
  3. Какие пункты включает меню и каково их назначение?
  4. Какие кнопки включает панель инструментов и каково их назначение?
  5. Где располагается панель задач, и какие кнопки она содержит по умолчанию?
  6. Какие типы окон существуют в STATGRAPHICS Plus?
  7. Какая информация выводится в окне анализа?
  8. Как выделить ячейку, строку, столбец или блок?
  9. Как скопировать ячейку, строку, столбец или блок?
  10. Как удалить ячейку, строку, столбец или блок?
  11. Как вставить ячейку, строку, столбец или блок?
  12. Как произвести сортировку содержимого столбца по возрастанию и по убыванию?
  13. Как переименовать столбец?
  14. Как создать и сохранить файл данных?
  15. Как модифицировать исходные данные?

Литература

  1. Арефьева, М.А. Статистическая обработка данных педагогических исследований в физической культуре и спорте средствами электронных таблиц Excel 7.0 (97) : метод. рекомендации / М.А. Арефьева, А.Ф. Бочаров ; Санкт-Петербургская гос. акад. физ. культуры им. П.Ф.Лесгафта.– СПб. :[б.и.], 1999. – 16 с.
  2. Баева, Т.Е. Применение статистических методов в педагогическом исследовании : учеб.-метод. пособие для студ. и аспирантов ин-тов физ. культуры /Т.Е. Баева, С.Н. Бекасова, В.А. Чистяков; под общей ред. проф. М.В. Прохоровой; НИИХ Санкт-Петербургского ун-та. – СПб. : [б.и.], 2001. – 82 с.
  3. Боровиков, В.П. STATISTICA Статистический анализ и обработка данных в среде Windows / В.П. Боровиков, И.П. Боровиков.– М. : Филинъ, 1995. – 608 с.
  4. Бююль, А. SPSS: искусство обработки информации : анализ статистических данных и восстановление скрытых закономерностей / А. Бююль, П. Цефель ; пер. с нем. – СПб. : ДиаСофт, 2001. – 608 с.
  5. Гагин, Ю.А. Математический минимум и максимум в педагогических исследованиях: метод. пособие для аспирантов и соискателей / Ю.А. Гагин ; Санкт-Петербургская гос. акад. физ. культуры им. П.Ф. Лесгафта ; СПб АППА, Балтийская пед. академия. – СПб. : [б.и.], 2004.– 88 с.
  6. Гмурман, В.Е. Теория вероятностей и математическая статистика : учеб. пособие для вузов / В.Е. Гмурман.– М. : Высш. шк., 1999. – 479 с.
  7. Годик, М.А. Спортивная метрология : учеб. для ин-тов физ. культуры / М.А. Годик. – М. : Физкультура и спорт, 1988. - 192 с.: ил.
  8. Дюк, В. Обработка данных на ПК в примерах / В. Дюк. – СПб. : Питер, 1997. – 240 с.
  9. Дюк, В. Data Mining : учеб. курс / В. Дюк, А. Самойленко. – СПб. : Питер, 2001. – 368 с. : ил.
  10. Жданов, Л.Н. Возраст спортивных достижений // Теория и практика физ. культуры. – 1996. – № 6 . – С. 59-60.
  11. Железняк, Ю.Д. Основы научно-методической деятельности в физической культуре и спорте : учеб. пособие для студ. высш. пед. учеб. заведений / Ю.Д. Железняк, П.К. Петров. – М. : Академия, 2002. – 264 с.
  12. Зациорский, В.М. Осторожно: статистика! // Теория и практика физ. культуры – 1989. – № 2. – С. 52-55.
  13. Лакин, Г.Ф. Биометрия : учеб. пособие для биолог. спец. вузов / Г.Ф. Лакин. – 3-е изд. – М. : Высш. шк., 1980. – 293 с.
  14. Ланка, Я.Е. Биомеханика толкания ядра / Я.Е. Ланка, А.А. Шалманов. – М. : Физкультура и спорт, 1982. – 72 с.
  15. Лапшина, Г.Г. Особенности физического состояния студенток гуманитарного факультета // Теория и практика физ. культуры. &nstrongstrong (комментарий) описание переменной (можно на русском языке), 1989. – № 4. – С. 18-20.
  16. Начинская, С.В. Математическая статистика в спорте / С.В. Начинская. – Киев : Здоров&я, 1978. –136 с.
  17. Основы математической статистики : учеб. пособие для ин-тов физ. культуры / под ред. В.С. Иванова. – М. : Физкультура и спорт, 1990. – 176 с.
  18. Пакет прикладных программ STATGRAPHICS на персональном компьютере : практич. пособие по обработке результатов медико-биологических исследований / С.Г. Григорьев, А.М. Перфилов, В.В. Левандовский, В.И. Юнкеров. &? СПб. : [б.и.], 1992. – 104 с.
  19. Селуянов, В.Н. Основы научно-методической деятельности в физической культуре / В.Н. Селуянов, М.П. Шестаков, И.П. Космина. – М. : СпортАкадемПресс, 2001. – 184 с.
  20. Сепетлиев, Д. Статистические методы в научных медицинских исследованиях / Д. Сепетлиев. &? М. : Медицина, 1968. – 419 с.
  21. Статистика : обработка спортивных данных на компьютере : учеб. пособие для студ. высш. учеб. заведений физ. культуры / под ред. М.П.Шестакова и Г.И. Попова. – М. : СпортАкадемПресс, 2002. – 278 с.
  22. Суходольский, Г.В. Лекции по высшей математике для гуманитариев / Г.В. Суходольский : учеб. пособие. – СПб. : Изд-во Санкт-Петербургского ун-та, 2003. – 232 с.
  23. Тюрин, Ю.Н. Анализ данных на компьютере / Ю.Н. Тюрин, А.А. Макаров. – М. : Финансы и статистика, 1995. – 384 с.
  24. Statistische Methoden in Sport /Stemmler R., Becher H. Reichstein G., Steglich W. – Berlin : Sportverlag, 1976.– 222 р.