第1章绪论.ppt

第一章第一章 绪绪 论论 第一节第一节 生物统计在畜禽、水产科生物统计在畜禽、水产科学研究中的作用学研究中的作用 下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 为了推动畜牧业、水产业的发展，常常要为了推动畜牧业、水产业的发展，常常要进行科学研究进行科学研究。进行科学研究离不开调查或试。进行科学研究离不开调查或试验验。进行调查或试验必须解决二个问题：。进行调查或试验必须解决二个问题：如何合理地进行调查或试验设计如何合理地进行调查或试验设计；如何科学地整理、分析所收集得来的具有如何科学地整理、分析所收集得来的具有变异的资料变异的资料，揭示出隐藏在其内部的规律性。，揭示出隐藏在其内部的规律性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 合理地进行调查或试验设计、合理地进行调查或试验设计、科学地整科学地整理理 、分分 析析 所所 收收 集集 得来的资料是生物统计得来的资料是生物统计（Biometrics）的根本任务。的根本任务。生物统计是数理统计的原理和方法在生物生物统计是数理统计的原理和方法在生物科学研究中的应用，是一门应用数学。科学研究中的应用，是一门应用数学。它在它在畜禽畜禽、水产科学水产科学 研究研究 中中 具有十分重要的作具有十分重要的作用。用。一、提供试验或调查设计的方法一、提供试验或调查设计的方法 试验设计这一概念有广义与狭义之分：试验设计这一概念有广义与狭义之分：下一张 主 页 退 出 上一张 广义的试验设计是指试验研究课题设计广义的试验设计是指试验研究课题设计，也就是指整个试验计划的拟定也就是指整个试验计划的拟定，包含课题名包含课题名称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的称、试验目的，研究依据、内容及预期达到的效果，试验方案，供试单位的选取、重复数的效果，试验方案，供试单位的选取、重复数的确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要确定、试验单位的分组，试验的记录项目和要求，试验结果的分析方法，经济效益或社会效求，试验结果的分析方法，经济效益或社会效益的估计益的估计,已具备的条件已具备的条件,需要购置的仪器设需要购置的仪器设备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、备，参加研究人员的分工，试验时间、地点、进度安排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰进度安排和经费预算，成果鉴定，学术论文撰写等内容。写等内容。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 狭义的试验设计主要是指试验单位狭义的试验设计主要是指试验单位(如动如动物试验的畜、禽物试验的畜、禽)的选取、重复数目的确定及的选取、重复数目的确定及试验单位的分组。试验单位的分组。生物统计中的试验设计主要生物统计中的试验设计主要指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和指狭义的试验设计。合理的试验设计能控制和降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分降低试验误差，提高试验的精确性，为统计分析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提析获得试验处理效应和试验误差的无偏估计提供必要的数据。供必要的数据。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 调查设计这一概念也有广义与狭义之分：调查设计这一概念也有广义与狭义之分：广义的调查设计广义的调查设计 是是 指指 整个调查计划的制整个调查计划的制定定，包括调查研究的目的、对象与范围，调查，包括调查研究的目的、对象与范围，调查项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、项目及调查表，抽样方法的选取，抽样单位、抽样数量的确定，数据处理方法，调查组织工抽样数量的确定，数据处理方法，调查组织工作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。作，调查报告撰写与要求，经费预算等内容。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 狭义的调查设计狭义的调查设计 主要主要 包含抽样方法的选包含抽样方法的选取，抽样单位、抽样数目的确定等内容。取，抽样单位、抽样数目的确定等内容。生物生物统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合统计中的调查设计主要指狭义的调查设计。合理的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调理的调查设计能控制与降低抽样误差，提高调查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供查的精确性，为获得总体参数的可靠估计提供必要的数据。必要的数据。试验或调查设计主要解决合理地收集必要试验或调查设计主要解决合理地收集必要而有代表性资料的问题。而有代表性资料的问题。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 二、提供整理、分析资料的方法二、提供整理、分析资料的方法 整理资料的基本方法是根据资料的特性将整理资料的基本方法是根据资料的特性将其整理成其整理成统计表统计表、绘制成绘制成统计图统计图。通过统计通过统计表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情表、图可以大致看到所得资料集中、离散的情况。并利用所收集得来的数据计算出几个况。并利用所收集得来的数据计算出几个统计统计量量，以表示该资料的数量特征、估计相应的总，以表示该资料的数量特征、估计相应的总体参数。体参数。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 统计分析统计分析 最重要的内容是最重要的内容是 差异显著性检差异显著性检验验。通过抽样调查或控制试验，获得的是具有。通过抽样调查或控制试验，获得的是具有变异的资料。产生变异的原因是什么？是由于变异的资料。产生变异的原因是什么？是由于进行比较的处理间，例如不同品种、不同饲料进行比较的处理间，例如不同品种、不同饲料配方间有实质性的差异或是由于无法控制的偶配方间有实质性的差异或是由于无法控制的偶然因素所引起？然因素所引起？显著性检验的目的就在于承认显著性检验的目的就在于承认并尽量排除这些无法控制的偶然因素的干扰，并尽量排除这些无法控制的偶然因素的干扰，将处理间是否存在本质差异揭示出来将处理间是否存在本质差异揭示出来。显著性。显著性检验的方法很多，常用的有：检验的方法很多，常用的有：下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 t 检验检验主要用于检验两个处理平均数主要用于检验两个处理平均数差异是否显著；差异是否显著；方差分析方差分析主要用于检验多个处理平均主要用于检验多个处理平均数间差异是否显著；数间差异是否显著；检验检验 主要用于由质量性状得来的主要用于由质量性状得来的次数资料的显著性检验等。次数资料的显著性检验等。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 统计分析的另一个重要内容是对试验指标统计分析的另一个重要内容是对试验指标或畜禽性状间的关系进行研究，或者研究它们或畜禽性状间的关系进行研究，或者研究它们之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的之间的联系性质和程度，或者寻求它们之间的联系形式，即进行联系形式，即进行相关分析与回归分析相关分析与回归分析。通过。通过对资料进行相关、回归分析，可以揭示出试验对资料进行相关、回归分析，可以揭示出试验指标或性状间的内在联系，为畜禽、水产新品指标或性状间的内在联系，为畜禽、水产新品种选育等提供强有力的依据。种选育等提供强有力的依据。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 还有一类统计分析方法不考虑资料的分还有一类统计分析方法不考虑资料的分布类型布类型，也不事先也不事先 对有关对有关 总体参数进行估总体参数进行估算，这类统计分析方法叫算，这类统计分析方法叫非参数检验法非参数检验法。非。非参数检验法计算简便。当通常的检验方法对参数检验法计算简便。当通常的检验方法对畜禽、水产科研中的某些资料无能为力时，畜禽、水产科研中的某些资料无能为力时，非参数检验法则正好发挥作用。非参数检验法则正好发挥作用。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 第二节第二节 生物统计的常用术语生物统计的常用术语 一、总体与样本一、总体与样本 根据研究目的确定的研究对象的全体称为根据研究目的确定的研究对象的全体称为总体总体(population)；总体中的一个研究单位称为总体中的一个研究单位称为个体个体 (individual)；总体的一部分称为总体的一部分称为样本样本(sample)；含有有限个个体的总体称为含有有限个个体的总体称为有限总体有限总体；包含有无限多个个体的总体叫包含有无限多个个体的总体叫无限总体无限总体；下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 在实际研究中还有一类在实际研究中还有一类假想总体假想总体。例如进。例如进行几种饲料的饲养试验，实际上并不存在用这行几种饲料的饲养试验，实际上并不存在用这几种饲料进行饲养的总体，只是假设有这样的几种饲料进行饲养的总体，只是假设有这样的总体存在，把所进行的试验看成是假想总体的总体存在，把所进行的试验看成是假想总体的一个样本；一个样本；样本中所包含的个体数目叫样本中所包含的个体数目叫样本容量样本容量或或大大小小(sample size)，样本容量常记为样本容量常记为n。通常把通常把n30的样本叫的样本叫小样本小样本，n 30的样本叫的样本叫大大样本样本。研究的目的是要了解总体，然而能观测到研究的目的是要了解总体，然而能观测到的却是样本，的却是样本，通过样本来推断总体是统计分析通过样本来推断总体是统计分析的基本特点的基本特点。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 为了能可靠地从样本来推总体，要求样本为了能可靠地从样本来推总体，要求样本具有一定的含量和代表性。具有一定的含量和代表性。只有从只有从 总体总体 随机抽取随机抽取 的样本才具有代表的样本才具有代表性。所谓性。所谓随机抽取随机抽取(random sampling)的样的样本本是指总体中的每一个个体都有同等的机会被是指总体中的每一个个体都有同等的机会被抽取组成样本。抽取组成样本。样本毕竟只是总体的一部分，尽管样本具样本毕竟只是总体的一部分，尽管样本具有一定的含量也具有代表性，通过样本来推断有一定的含量也具有代表性，通过样本来推断总体也不可能是百分之百的正确。总体也不可能是百分之百的正确。有很大的可有很大的可靠性但有一定的错误率这是统计分析的又一特靠性但有一定的错误率这是统计分析的又一特点点。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 二、参数与统计量二、参数与统计量 为了表示总体和样本的数量特征，需要计算出几为了表示总体和样本的数量特征，需要计算出几为了表示总体和样本的数量特征，需要计算出几为了表示总体和样本的数量特征，需要计算出几个特征数。个特征数。个特征数。个特征数。由总体计算的特征数叫由总体计算的特征数叫由总体计算的特征数叫由总体计算的特征数叫参数参数参数参数(parameter)(parameter)；由样本计算的特征数叫由样本计算的特征数叫由样本计算的特征数叫由样本计算的特征数叫统计量统计量统计量统计量(staisticstaistic)。常用希腊字母表示参数，例如用常用希腊字母表示参数，例如用常用希腊字母表示参数，例如用常用希腊字母表示参数，例如用 表示总体平均表示总体平均表示总体平均表示总体平均数，用数，用数，用数，用 表示总体标准差；表示总体标准差；表示总体标准差；表示总体标准差；常用拉丁字母表示统计量，例如用常用拉丁字母表示统计量，例如用常用拉丁字母表示统计量，例如用常用拉丁字母表示统计量，例如用 表表表表 示样本示样本示样本示样本平均数，用平均数，用平均数，用平均数，用S S表示样本标准差。表示样本标准差。表示样本标准差。表示样本标准差。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 总体参数由相应的统计量来估计，例如用总体参数由相应的统计量来估计，例如用 估计估计，用，用S估计估计等。等。三、准确性与精确性三、准确性与精确性 准确性准确性(accuracy)也叫也叫准确度准确度，指在调查指在调查或试验中某一试验指标或性状的观测值与其真或试验中某一试验指标或性状的观测值与其真值接近的程度。值接近的程度。设某一试验指标或性状的真值设某一试验指标或性状的真值为为，观测值为观测值为 x，若若 x与与相差的绝对值相差的绝对值|x|小，小，则观测值则观测值x的准确性高；的准确性高；反之则低。反之则低。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 精确性精确性(precision)也叫也叫精确度精确度，指调查指调查或试验中同一试验指标或性状的重复观测值彼或试验中同一试验指标或性状的重复观测值彼此接近的程度。此接近的程度。若观测值彼此接近，即任意二若观测值彼此接近，即任意二个观测值个观测值xi i、xj j 相差的绝对值相差的绝对值|xi i xj j|小，小，则观测值精确性高；反之则低。则观测值精确性高；反之则低。准确性、精确性的意义见准确性、精确性的意义见图图1-1。调查或试验的准确性、精确性合称为调查或试验的准确性、精确性合称为正确正确性性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 在调查或试验中应严格按照调查或试验计在调查或试验中应严格按照调查或试验计划进行，准确地进行观测记载，力求避免人为划进行，准确地进行观测记载，力求避免人为差错，特别要注意试验条件的一致性，即除所差错，特别要注意试验条件的一致性，即除所研究的各个处理外，供试畜禽的初始条件如品研究的各个处理外，供试畜禽的初始条件如品种、性别、年龄、健康状况、饲养条件、管理种、性别、年龄、健康状况、饲养条件、管理措施等应尽量控制一致，并通过合理的调查或措施等应尽量控制一致，并通过合理的调查或试验设计努力提高试验的准确性和精确性。试验设计努力提高试验的准确性和精确性。由于真值由于真值常常不知道，所以准确性不易常常不知道，所以准确性不易度量，但利用统计方法可度量精确性。度量，但利用统计方法可度量精确性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 四、随机误差与系统误差四、随机误差与系统误差 随机误差随机误差(random error)与与系统误差系统误差(systematic error)随机误差随机误差 也叫也叫 抽样误差抽样误差 (sampling error)，这是由于许多无法控制的内在和外这是由于许多无法控制的内在和外 在的偶然因素在的偶然因素 所造成所造成。随机误差带有偶然性质，。随机误差带有偶然性质，在试验中，即使十分小心也难以消除。在试验中，即使十分小心也难以消除。随随 机误差影响试验的精确性。机误差影响试验的精确性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张 统计上的试验误差指随机误差。这种误差统计上的试验误差指随机误差。这种误差愈小，试验的精确性愈高。愈小，试验的精确性愈高。系统误差系统误差 也叫也叫 片面误差片面误差 (lopsided error)，这是这是 由于试验动物的初始条件相差由于试验动物的初始条件相差较大，饲料种类、品质、数量、饲养条件未控较大，饲料种类、品质、数量、饲养条件未控制相同制相同，测量的仪器不准，测量的仪器不准、标准试剂未经校标准试剂未经校正，以及观测、记载、抄录、计算中的错误所正，以及观测、记载、抄录、计算中的错误所引起。引起。系统误差影响试验的准确性。系统误差影响试验的准确性。下一张下一张 主主 页页 退退 出出 上一张上一张