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МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ А.Ю. Гришенцев ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА ТЕХНИЧЕСКОГО И ТЕХНОЛОГИЧЕСКОГО ЭКСПЕРИМЕНТА Учебное пособие Санкт-Петербург 2010

Теория и Практика Технического и Технологического Эксперимента(А.Ю. Гришенцев)

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В пособии рассмотрены основные понятия теории вероятностей иматематической статистики применительно к курсу теория и практикатехнического и технологического эксперимента.Пособие адресовано студентам высших учебных заведенийобучающихся в соответствии с требованиями ОС ВПО по направлениюподготовки 211000 «Конструирование и технология электронныхсредств», специализации магистра 211000.68 – «Технология иинструментальные средства проектирования электронных систем»

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    2010

  • 519.2: 519.6 ..

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    211000 , 211000.68

    2007-2008 , , . 2015 , .

    , 2010 .., 2010

  • 2

    1. .....................................................................................................4 1.1. ...................................................................................4 1.2. ......................................................................5 1.3. STATISTICA .....................................................7 2. ..............................................................................9 2.1. ..............................................................................................9 2.2. .............................................................................11 2.3. .....................................11 2.4. ............................................................................14 2.5. , .................16 2.6. .........................................................................18 3. ............................................................20 3.1. , ..........................................................................20 3.2. ........................................................................................................22 4. , , ........................................................................................22 4.1. . . .......................................................................................22 4.2. ...........................23 4.3. .........24 4.4. ......24 4.5. ...................................................26 4.6. STATISTICA .....27 5. ...................................................30 5.1. ...................................................................30 5.2. , ....................................................35 5.3. , ............................................................................................................37 5.4. STATISTICA............................................................38 6. ..........................................40 6.1. ........................40 6.2. .....................44 6.3. STATISTICA................................................46 7. ....................................................................50 7.1. .....................................................................................50 7.2. .....................................................................54

  • 3

    7.3. ........................................................................55 7.4. STATISTICA........................................59 8. ............................................................................61 8.1. , ...................................................61 8.2. STATSTICA...............................................65 9. ...............................................................67 9.1. , .......................................................67 9.2. STATISTICA...................................69 10. ..................................................................................74 10.1. ..............................................74 10.2. .............................82 11. ...........................................................................84 11.1. .................................................84 11.2. .....................................94 12. .......................................................98 12.1. ............................................................................98 12.2. ..............................................................................98 13. .......99

  • 4

    1.

    . : . . [3] . . [2].

    1.1.

    , .

    ( . experimentum , ), , . , , . , ( ). , , [4].

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  • 5

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    (. measurement) , . , , , , .

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  • 6

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    . , , , .

    1.3. STATISTICA STATISTICA

    , StatSoft [7]. STATISTICA (. 1.3.1) (data analysis), (data management), (data mining), (data visualization).

  • 8

    STATISTICA . :

    Base , , ;

    Advanced Linear/Non-Linear Models , , , , . ;

    Multivariate Exploratory Techniques , STATISTICA , , ;

    QC (quality control) , , , ;

    Neural Networks , , , ;

    Data Miner , . STATISTICA

    OS Windows. STATISTICA STATISTICA.

  • 9

    1.3.1. STATISTICA.

    2.

    2.1. ,

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  • 12

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  • 14

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    4.2.

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    4.4. [a,b], R(a,b),

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    m=0, , 2=1, .

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    , student(x, n). x: istudent(x, n).

    4.5.

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    (4.5.2, 4.5.3) , p(x,y) X, Y , : M[X]=m1, D[X]=12 M[Y]=m2, D[Y]=22.

    X Y :

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    )()(),( ypxpyxp YX . (4.5.5)

    .

    4.6. STATISTICA STATISTICA 8.0.

    , . STATISTICA , :

    Spreadsheet ( .), , ;

    Workbook ( .),

    Spreadsheet , .

    Workbook, .. . Workbook , : FileNew Workbook Insert empty spreadsheet ( ) OK.

    spreadsheet (1010), . , , Excel ,

  • 28

    , : InsertAdd Cases, (How many), (Insert after cases). InsertAdd Variables

    , (FileSave As) .

    (4.4.3, 4.4.4), 50-.

    Var1 =normal(x; m; ), , Var1, Var1 ( ) Variable Specs Long name, =normal(v0;25;10) OK. v0, ( ) 1, 2, 3 , v0-1 0, 1, 2

    Long name (Var2) =inormal(v0;25;10), Var3 , Long name (Var3) =v1.

    , STATISTICA . Graphs2D GraphsScatterplots, Advanced Graph typeDouble-Y : FitSpline. Variables X: Var3, Y Left: Var1 Y Right: Var2. OK. 4.6.1. , , , , , .

  • 29

    4.6.1.

    .

    . STATISTICA . . (0,max) =rnd(max), max . Long name (Var4) =vnormal(rnd(1);25;10), . , StatisticsBasic Statistics/Tables Descriptive statistics, Var4, Variables, Histograms, 4.6.2. STATISTICA F1.

  • 30

    4.6.2.

    .

    5.

    5.1.

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  • 31

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    c.) , . , , , . , 40 , 30 , 20 40 30 40 .

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  • 34

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  • 35

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    N

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    , (5.2.9) , (5.2.8) ( N), X.

  • 37

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  • 38

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    5.4. STATISTICA .

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  • 39

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    StatisticsBasic Statistics/Tables Descriptive statistics Summary Statistics. ( ) (Valid N), (Mean), (Std.Dev.), (Minimum) (Maximum) . Descriptive statistics .

    (Probability Calculator). (. 5.4.1.) . StatisticsProbability CalculatorDistributions , ( ), : (mean), (st.dev.), (p) (x: Xx ). (Density Function) (Distributtion Function).

  • 40

    5.4.1. .

    6.

    6.1.

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    X . X. , X; , . , , X N(0, 1); , N(m, 1), bma , . , 1/3 (1, 5); X [3].

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  • 41

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  • 42

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  • 43

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  • 44

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  • 46

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    , , [35].

    6.3. STATISTICA (p-)

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  • 47

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  • 48

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    , Nisbett, et al., 1987. 2 . , 120 , 12. , , 50/50. , . , ? , , . , . , ( ) .

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    2 (6.1.5). STATISTICA

  • 49

    . StatisticsDistribution Fitting, (. 6.3.1), Normal. (), Parametrs . (Chi-Square), (df) (p). (p) .

    6.3.1. .

    STATTSTICA

    StatisticsNonpametrics (.6.3.2).

    6.3.2. .

  • 50

    Nonpametrics . -. (. 6.3.2), (. 6.3.2), (. 6.3.3), (Mann-Whitney U-test). (p-level) 0H , , .

    6.3.3. .

    7.

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  • 51

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  • 52

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  • 54

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  • 55

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  • 57

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  • 58

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  • 59

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    7.4. STATISTICA STATISTICA .

    StatisticsBasic Statistics/Tables (. 7.4.1) Correlation matrices, . , ( ).

    7.4.1. .

  • 60

    StatisticsMultiple Regression. (7.4.2) , , . .

    7.4.2. .

    (. 7.4.3)

    Residuals/assumptions/prediction , , .

  • 61

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    8.

    8.1. , ( Tryon, 1939)

    . , , , , .. . , , . , , , , , . , , , . (.. ), "" (, ) ..

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  • 62

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    . (Hartigan, 1975) , , . , , . , .. . . , , "" , .

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  • 63

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  • 64

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    ( , STATISTICA Distance measure).

    1. (Euclidean distance):

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    4. ( (Chebychev distance metric)):

  • 65

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    : rm, .

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    8.2. STATSTICA STATISTICA

    . Cluster Analysis :

    ( ), Joining (tree clustering); - (K-means clustering); (Two-way joining). (Joining)

    . . n nXXX ...,, 21

    ji XX , ),( ji XX . distance measure Joining.

    . . , , ( : Amalgamation (linkage) rule).

    1. (Single Linkage). , . , , . . . .

  • 66

    2. (Complete Linkage). , . , . , . , .

    3. (Unweightedpair-group average). .

    4. (Weighted pair-group average). , , .

    5. (Unweighted pair-group centroid). .

    6. (Weighted pair-group centroid). , , (. . ).

    7. (Ward's metod). , . , , .

    (. 8.2.1). ( ). , ( ) "" , , . , , .

  • 67

    8.2.1. .

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    9.

    9.1. , ,

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  • 68

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  • 69

    9.1.1.

    2800 .

    9.2. STATISTICA STATISTICA

    StatisticsAdvanced Linear/Nonlinear ModesTime Series Analysis (. 9.1.1).

  • 70

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  • 71

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    "" . ( ), . , .

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  • 72

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  • 73

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    . , . . , , - .. , , .. (. 9.2.3).

    9.2.3. .

    (), . ( ). , , , (. , 1976; . McDowall, McCleary, Meidinger, and Hay, 1980). "" .

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  • 74

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    10.

    10.1.

    , () artificial neural network. . , , , , , . , , , , , .

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  • 75

    10.1.1. .

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  • 76

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  • 77

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  • 78

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  • 79

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    b.) . , - , , "", . , , , , . , . ( ), , . , .

    c.) . , . , , , , . ,

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  • 82

    . , , . "" . . , . , . , .

    10.2. STATISTICA

    (. 10.2.1) (automated neural networks), , : (Regression, Time series); (Classification, Time series); (Cluster analysis).

    10.2.1. .

    , .

  • 83

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