常用统计分析方法-SPSS应用.pdf
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1、 常用统计分析方法 常用统计分析方法 SPSS 应用 SPSS 应用 General Method of Statistical Analysis SPSS Application General Method of Statistical Analysis SPSS Application 1前 言 前 言 统计学是一门计算科学,是自然科学在社会经济各领域中的应用学科,是许多学科的高校在校本科生的必修课程。在统计学原理的学习和统计方法的实际应用中,经常需要进行大量的计算。因此,统计分析软件问世使强大的计算机功能得到充分发挥,不仅能够减轻计算工作量,计算结果非常准确,而且还节省了统计分析时间。
2、因此,应用统计分析软件进行数据处理已经成为社会学家和科学工作者必不可少的工作内容。为了使高校的学生能够更好的适应社会的发展和需求,学习和使用统计软件已经成为当前管理学、社会学、自然科学、生物医学、工程学、农业科学、运筹学等学科的本科生或研究生所面临的普遍问题。为了使大学生和专业人员在掌握统计学原理的基础上能够正确地运用计算机做各种统计分析,掌握统计分析软件的操作是非常有必要的。现将常用的 SPSS 统计分析软件处理数据和分析数据的基本方法编辑成册,供高校学生及对统计分析软件有兴趣的人员学习和参考,希望能够对学习者有所帮助。本书以统计学原理为理论基础,以高等学校本科生学习的常用的统计方法为主要内
3、容,重点介绍这些统计分析方法的 SPSS 软件的应用。为了便于理解,每一种方法结合一个例题解释 SPSS 软件的操作步骤和方法,并且对统计分析的输出结果进行相应的解释和分析。同时也结合工业、农业、商业、医疗卫生、文化教育等实际问题,力求使学生对统计分析方法的应用有更深刻的认识和理解,以提高学生学习的兴趣和主动性。另外,为了方便学习者的查询,将常用统计量的数学表达式作为附录 1,SPSS中所用的主要函数释义作为附录 2,希望对学习者能够的所帮助。编者 1目录 目录 1.1 SPSS 的启动及数据库的建立.1 1.1.2 SPSS 简介.1 1.1.2 启动 SPSS 软件包.2 1.1.3 数据
4、文件的建立.3 1.2 数据的编辑与整理.5 1.2.1 数据窗口菜单栏功能操作.5 1.2.2 Date 数据功能.6 1.2.3 Transform 变换及转换功能.7 1.2.4 数据的编辑.8 1.2.5 SPSS 对变量的编辑.14 1.3 基本统计描述.17 1.3.1 描述统计分析过程.17 1.3.2 频数分析.19 1.4 交叉列联表分析.30 1.4.1 交叉列联表的形成.31 1.4.2 两变量关联性检验(Chi-square Test 卡方检验).32 2.1 单个总体的 t 检验(One-Sample T Test)分析.38 2.2 两个总体的 t 检验.40 2.
5、2.1 两个独立样本的 t 检验(Independent-sample T Test).40 2.2.2 两个有联系总体间的均值比较(Paired-Sample T Test).42 2.3 单因素方差分析.44 2.4 双因素方差(Univariate)分析过程.48 3.1 相关分析.56 3.1.1 简单相关分析.56 3.1.1.1 散点图.56 3.1.1.2 简单相关分析操作.58 3.1.2 偏相关分析偏相关分析.59 3.2 线性回归分析.62 3.3 曲线估计.70 4.1 实验准备工作.77 4.1.1 根据时间数据定义时间序列.77 4.1.2 绘制时间序列线图和自相关图
6、.77 4.2 季节变动分析.81 4.2.1 季节分析方法.82 第一章 数据文件的建立及基本统计描述第一章 数据文件的建立及基本统计描述.1第二章 均值比较检验与方差分析第二章 均值比较检验与方差分析.38第三章 相关分析与回归模型的建立与分析第三章 相关分析与回归模型的建立与分析.56第四章 时间序列分析第四章 时间序列分析.77 24.2.2 进行季节调整.83 5.1 Chi-Square Test 卡方检验.87 5.2 一个样本的 K-S 检验.89 5.3 两个独立样本的检验(Test for Two Independent Sample).92 5.4 两个有联系样本检验(T
7、est for Two related samples).95 5.6 多个样本的非参数检验(K Samples Test).97 5.6 游程检验(Runs Test).101 6.1 数据的基本统计特征描述.105 6.2 总体均值检验统计量.106 6.3 方差分析中的统计量.108 6.4 回归分析模型.110 6.5 非参数检验.116 第五章 非参数检验第五章 非参数检验.86附录 1 部分常用统计量公式附录 1 部分常用统计量公式.105附录 2 SPSS 函数附录 2 SPSS 函数.121 1第一章 数据文件的建立及基本统计描述 第一章 数据文件的建立及基本统计描述 在社会各
8、项经济活动和科学研究过程中,经常获得许多数据,而这些数据中包含着大量有用的信息。若要准确地、科学地提取这些信息,就要应用各种统计分析方法,其中最基本的方法是数据的基本统计描述。通过数据的基本统计描述,可以得到数据的分布状况,数据的主要特征值,时间序列的趋势性,是否存在异常值以及数据的大致图形等。当然,要实现对数据的统计分析和描述,首先要从建立数据文件开始。这一章主要介绍数据文件的建立和数据的基本统计描述方法。1.1 SPSS 的启动及数据库的建立 1.1.2 SPSS 简介 SPSS(Statistics Package for Social Science)for Windows 是一种运行
9、在 Windows 系统下的社会科学统计软件软件包。SPSS 软件包集数据整理、分析过程、结果输出等功能为一体,采用窗口操作界面,统计分析方法涵盖面广,用户操作使用方便,输出数据表格图文并貌,并且随着它的功能不断完善,统计分析方法不断充实,大大提高了统计分析工作的效率。从 1968 年由美国斯坦福大学开发使用至今,已经拥有全球数以万计的用户,分布在通信、医疗、银行、证券、保险、制造、商业、市场研究、科学教育等众多的行业领域,成为世界上应用最广泛的专业统计软件之一。SPSS 的基本功能包括数据管理、统计分析、图表分析、输出管理等,具体内容包括描述统计、列联分析,总体的均值比较、相关分析、回归模型
10、分析、聚类分析、主成份分析、时间序列分析、非参数检验等多个大类,每个类中还有多个专项统计方法。SPSS 设有专门的绘图系统,可以根据使用者的需要将给出的数据绘制各种图形,能够满足用户的不同需求。一 一 SPSS 的运行方式的运行方式 SPSS 提供了 3 种基本运行方式:完全窗口菜单方式,程序运行方式、混合运行方式。程序运行方式和混合运行方式是使用者从特殊的分析需要出发,编写自己的SPSS 命令程序,通过语句直接运行。这里只介绍完全窗口菜单管理方式,这种操作方式简单明了,除数据输入工作需要键盘外,大部分的操作命令、统计分析方法的实现是通过菜单、图标按钮、对话框来完成的,非常适用于一般的统计分析
11、人员和一般统计方法的应用者。SPSS 中使用的对话框主要有两类,一类是文件操作对话框,文件操作对话窗口操作与 Windows 应用软件操作风格一致。另一类是统计分析对话框,统计分析对话框可以分为主窗口和下级窗口,在该类对话框中,选择参与分析的各类变量及统计方法是对话框的主要任务。有关对话框的详细操作将在后面的统计方法的实验中解释。二 SPSS 的实验环境要求 1、系统运行环境 二 SPSS 的实验环境要求 1、系统运行环境 SPSS10.0 以上版本软件包可以工作在两种模式下,单机模式和作为网络系统的用户界面模式。SPSS for Windows 软件包可以运行在微软公司的 Windows98
12、、Windows NT 4.0、Windows ME、Windows2000 和 Windows XP 操作系统之下。由于统计分析软件的数据 2量比较大,所以系统运行需要大于 16M 以上空间。2、辅助软件环境 2、辅助软件环境 SPSS 可以直接将 SPSS 数据文件保存为 Excel 工作表,也可以直接打开一个Excel 工作表,因此,为了方便数据录入(许多人对 Excel 工作表编辑比较熟习),应在操作系统下安装一个 Excel 软件。另外,许多数据在处理之前可能保存在某个数据库中,例如 FoxBase、Sybase、SQL_Server、Oracle 等等,如有需要从数据库中获取数据的
13、分析,应在操作系统下安装相应的数据库管理系统。三 SPSS 的主要界面 三 SPSS 的主要界面 SPSS 的主要界面有数据编辑窗口和结果输出窗口。数据编辑窗口与微软的 Exdel类似,但 SPSS 的统计功能更多。SPSS 的结果输出窗口是显示统计分析的结果,此窗口的内容可以以结果文件.spo 的形式保存。数据编辑窗口和结果输出窗口的详细描述将在有关 SPSS 的数据文件建立的内容中查到。四 SPSS 的帮助系统 四 SPSS 的帮助系统 SPSS 对一些基本模块中的统计提供了帮助,可以通过单击 Help 菜单中的Statistics Coach 命令,选择所需要的统计指导。1.1.2 启动
14、 SPSS 软件包 当用户在操作系统下运行 SPSS 软件后,计算机屏幕上出现一个对话框,如图 1.1所示:3 图图 1.1 SPSS 启动后操作对话框 启动后操作对话框 对话框包括一个六选一单选对话框和一个复选对话框,其内容为:Run the tutorial 运行操作指南;Type in data 输入数据选项,建立新的数据集时可选择此项;Run an existing query 运行一个已经存在的数据文件选项;Create new query using Database Wizard 用数据库处理工具建立新文件;Open an existing date source 打开一个已经存
15、在的数据文件;Open another type of file 打开其他类型的文件。Dont show this dialog in the future 是一复选对话框,选中该复选项后,下次启动 SPSS 时将不会显示对话框,直接显示数据编辑窗口。1.1.3 数据文件的建立 当对话框选择 Type in data 后,点击 OK,系统将显示出 SPSS 软件包数据编辑主窗口,数据文件的建立就是在数据编辑窗口中完成的。数据编辑窗口可以显示两张表,分别是 Data View(见图 1.2)和 Variable View(见图 1.3),通过点击下端的2 个同名窗口标签按钮实现相互切换。标尺栏
16、菜单栏工具栏数据输入区数据编辑区 窗口标签 标题栏 图 1.2 SPSS for Windows 主窗口示意图 图 1.2 SPSS for Windows 主窗口示意图 状态栏 当前数据栏 显示区滚动条 4 数据编辑区是 SPSS 的主要操作窗口,是一个二维平面表格,用于对数据进行各种编辑;标尺栏由纵向标尺栏和横向标尺栏,横向标尺栏显示数据变量,纵向标尺栏显示数据顺序(如时间顺序)。Data View 表可以直接输入观测数据值或存放数据,表的左端列边框显示观测个体的序号,最上端行边框显示变量名。Variable View 表用来定义和修改变量的名称、类型及其他属性,如图 1.3 所示。图图
17、1.3 Variable View 表表 在 Variable View 表中,每一行描述一个变量,依次是:Name:变量名。变量名必须以字母、汉字及开头,总长度不超过 8 个字符,共容纳 4 个汉字或 8 个英文字母,英文字母不区别大小写,最后一个字符不能是句号。Type:变量类型。变量类型有 8 种,最常用的是 Numeric 数值型变量。其它常用的类型有:String 字符型,Date 日期型,Comma 逗号型(隔 3 位数加一个逗号)等。Width:变量所占的宽度。Decimals:小数点后位数。Label:变量标签。关于变量涵义的详细说明。Values:变量值标签。关于变量各个取值
18、的涵义说明。Missing:缺失值的处理方式。Columns:变量在 Date View 中所显示的列宽(默认列宽为 8)。Align:数据对齐格式(默认为右对齐)。Measure:数据的测度方式。系统给出名义尺度、定序尺度和等间距尺度三种(默认为等间距尺度)。如果输入变量名后回车,将给出变量的默认属性。如果不定义变量的属性,直接输入数据,系统将默认变量 Var00001,Var00002 等。定义了变量的各种属性后,回到 Data View 表中,就可以直接在表中录入数据。5输入数据后可以点击 Save 或 Save as 作为数据文件保存。另外对于统计分析的结果也可以作为文件保存起来。为了
19、在统计分析过程中能有效的利用其它软件产生的数据,SPSS 软件编辑窗口除可以使用*.sav 扩展名数据文件,还可以直接打开和保存下述类型的文件。SPSS DOS 版本产生的数据文件*.sys;Excel 报表程序产生的数据文件*.xls;DBASE 数据库格式文件*.dbf;SAS 统计软件产生的数据文件。1.2 数据的编辑与整理 当录入数据之后,就可以对原始数据进行整理和分析,关于数据的整理和分析都是在数据窗口完成的。下面将介绍 SPSS 统计分析软件在数据窗口的主要操作方式和菜单相应的功能。1.2.1 数据窗口菜单栏功能操作 数据编辑窗口的主菜单如图 1.4 所示,主菜单中的具体功能包括:
20、图 1.4 SPSS 主菜单 图 1.4 SPSS 主菜单 1.File:文件操作。2.Edit:文件编辑。3.View:视图编辑。4.Data:数据操作。5.Transform:数据转换。6.Analyze:统计分析方法。7.Graphs:图形编辑。8.Utilities:实用程序。9.Windows:窗口控制。10.Help:帮助。在统计分析过程中常用的功能主要集中在数据操作、数据转换、数据分析、统计图形的建立与编辑等操作。61.2.2 Date 数据功能 数据编辑窗口的 Data 菜单为用户创建和定义数据提供了方便的功能,如图 1.5所示。这个菜单是 SPSS 统计软件数据整理的特有功能
21、菜单。它的功能包括:对变量、观测量的编辑处理;对变量数据的变换;对观察量数据整理。这些功能为各种统计分析要求提供极其灵活了数据整理功能,用户可以根据不同统计分析对数据的要求对数据进行整理。一、定义和编辑变量、观测量的命令 一、定义和编辑变量、观测量的命令 Define Variable Properties 用于定义变量属性;Copy Data Properties 由外部文件和工作文件拷贝数据变量和属性;Define Dates 定义或编辑日期变量格式;Insert Variable 在数据编辑窗口插入一个变量;Insert Case 在数据编辑窗口插入一个观测量;Goto Case 光标跳
22、转到某一指定观测量。二、变量数据变换的命令 二、变量数据变换的命令 Sort Cases 对观测量进行排序;Transpose 对观测量进行转置;Restructure 对现有的观测量进行重新构造,形成新格式的数据文件;Merge File 把外部文件数据合并到工作文件中;Aggregate 对数据进行分类或不分类汇总,产生新文件或代替工作文件。Identify Duplicate Cases 标识重复观测量;图 1.5 Data 菜单项示意图图 1.5 Data 菜单项示意图 拷贝数据属性 定义变量属性 插入一个变量 定义日期变量 定位观测量 插入观测量 重构数据结构 数据文件转置 观测量排
23、序 标识重复观测量 分类或不分类汇总 合并数据文件 观测量加权 选择观测量 拆分数据文件 正交设计 7Orthogonal Design 进行正交设计。三、观察量数据整理的命令 三、观察量数据整理的命令 Split File 拆分数据文件的观测量,观测量进行条件分组;Select Cases 选择观测量;Weight Cases 对观测量进行加权处理。通过选择上述命令,可以实现对数据的整理编辑。1.2.3 Transform 变换及转换功能 数据编辑窗口的 Transform 菜单为用户创建和定义复杂的数据提供了方便的功能,如图 2.3 所示。它与 Data 菜单共同使用,可对基本的数据进行重
24、新编辑,形成新的变量和观测量。这个菜单主要对变量进行操作,分为三部分的功能。这些功能也为各种统计分析要求提供极其灵活了数据处理功能。一.通过基本变量创建各种新变量;一.通过基本变量创建各种新变量;Compute 计算产生新变量,SPSS 提供了 10 类 100 多个函数,通过该菜单可以用表达式产生一个新变量;Random Number Seed 创建随机数种子;Create Times Series 创建时间序列变量;二.创建各种参数变量;二.创建各种参数变量;Count 创建一个计数变量,用于统计计数;Recode 对变量值重新编码;Rank Cases 为观测量排秩,求得的秩在数据窗口作
25、为一个新变量保存;Categorize Variables 建立新的分组变量,使数据分成若干个组;Automatic Recode 对变量值自动编码,产生一个连续的变量值编码;Replace Missing Values 创建替代缺失值变量;图 1.6 Transform 菜单项示意图图 1.6 Transform 菜单项示意图变量值重新编码计算产生新变量变量值自动编码 设定随机数种子 创建代替缺失值变量 创建时间序列变量 运行其它转换程序 产生新的分组变量 创建计数变量 观测量排秩 8三.运行其它自定义的转输程序。三.运行其它自定义的转输程序。Run Pending Transform 运行
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