Статистические и математические пакеты

МИНИСТЕРСТВО  ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное  учреждение высшего профессионального  образования

«Сибирский государственный  аэрокосмический университет  
имени академика М.Ф. Решетнева»

 

 

 

 

 

 

 

Реферат

На тему: Статистические и математические пакеты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Проверил:

КукарцевВ.В.

Выполнила:

Студентка гр. БИЭ-01

Маркелова А.Б.

 

 

 

 

Красноярск 2013 г.

 

Содержание

Введение 3

Пакеты статистических программ 3

Виды статистических пакетов 4

Требования к СПП. 5

Возможности статистических пакетов 6

Пакет Statistica for Windows 7

Общая структура системы Statistica. 8

Математические пакеты 9

MATLAB 9

MATHEMATICA 10

Заключение 11

Список литературы: 12

 

 

Введение

Для успешного и прибыльного  функционирования в условиях рынка  и жесткой конкуренции фирмы, банки, страховые компании и т.д. нуждаются в тщательном анализе  имеющейся информации о создании продукции, её сбыте, эксплуатации, а  также анализ информации о конкурентах  и т. п. и получении из нее надежных и обоснованных выводов. Поэтому  потребность в средствах анализа  данных очень велика.

Именно этот факт и послужил причиной для развития рынка компьютерных программ анализа данных, на котором  представлены более тысячи наименований. Различные по объему и качеству реализованной статистики, области возможного применения, пользовательскому интерфейсу, цене, требованиям к оборудованию и т.п., они отражают многообразие потребностей обработки данных в различных областях человеческой деятельности.

Пакеты статистических программ

Пакеты статистических программ - считаются наукоемкими программными продуктами, но, пожалуй, наиболее широко применяются в практической и исследовательской работе в самых разнообразных областях.

В настоящее время, по перечисленным  выше причинам, число статистических пакетов, получивших распространение  в России, достаточно велико и спрос  на них продолжает возрастать.

В таблицах ниже представлены наиболее распространённые представители статистических пакетов:

 

 

Зарубежные

Название	Разработчик
S-PLUS	Math. Soft Inc.
SYSTAT	SPSS Inc.
SPSS	SPSS Inc.
STATISTICA	Stat. Soft
STATGRAPHICS	Manugistic Inc.
SAS	SAS Inst.
Visual Numerics	Visual Numerics

 

Отечественные

Название	Разработчик
Мезозавр, САНИ Класс-мастер	СТАТ-ДИАЛОГ
Эвриста	Центр Стат. исслед. МГУ
DataScope	СтатПойнт
Olymp	РОСЭКСПЕРТИЗА
STADIA	Информатика и копьютеры
SIGN	ИМТ МГУ
Статистик-консультант	Тандем, Петрозаводск

Видыстатистическихпакетов

Большую часть статистических пакетов  можно разбить на две группы —  это статистические пакеты общего назначения и специализированные программные  продукты.

 

Вид	Отечественные	Зарубежные
Универсальные	STADIA, Olymp	BAS, SPSS, SYSTAT, Minilab, STATGRAPHICS, STATISTICA
Специализированные	Класс-мастер, КВАЗАР, Статистик-Консультант, Мезозавр, DataScope, Эвриста, САНИ	ODA, WinSTAT, Statit

 

В универсальных пакетах отсутствует ориентация на конкретную предметную область,  они предлагают широкий диапазон статистических методов, обладают дружественным интерфейсом. Из зарубежных универсальных пакетов наиболее распространены BAS, SPSS, Systat, Minilab, Statgraphics, STATISTICA.

Специализированные пакеты - как правило, реализуют несколько статистических методов или методы, применяемые в конкретной предметной области. Чаще всего это системы, ориентированные на анализ временных рядов, корреляционно-регрессионный, факторный или кластерный анализ. Применять такие пакеты целесообразно в тех случаях, когда требуется систематически решать задачи из этой области, для которой предназначен специализированный пакет, а возможностей пакетов общего назначения недостаточно. Из российских пакетов более известныКласс-Мастер, КВАЗАР, Статистик-Консультант, Мезозавр, DataScope, Класс Мастер, Эвриста, САНИ; американские пакеты – ODA, WinSTAT, Statit и т.д.

Требования к  СПП.

Статистический пакет в идеале должен удовлетворять определенным требованиям:

• модульность;
• ассистирование при выборе способа обработки данных;
• использование простого проблемно-ориентированного языка для формулировки задания пользователя;
• автоматическая организация процесса обработки данных и связей с модулями пакета;
• ведение банка данных пользователя и составление отчета о результатах проделанного анализа;
• диалоговый режим работы пользователя с пакетом;
• совместимость с другим программным обеспечением.

Следует заметить, что развитие статистического  пакета программ обычно идет поэтапно, на каждом из них создается вариант  пакета, все в большей степени  удовлетворяющий перечисленным  выше требованиям. При этом если создание есть результат разработки, то на каждом этапе пакет, с одной стороны, должен представлять собой готовую  к использованию программную  продукцию, а с другой - входить  составной частью в более поздние  стадии развития пакета.

Возможности статистических пакетов

Ввиду того, что в настоящее время  стали очень популярны статистические методы обработки данных, соответствующие  средства стали включаться в табличные  процессоры общего назначения (например, в Еxcеl, Lоtus 1-2-3 и т.д.), а также в некоторые базы данных.

Западные статистические пакеты (SРSS,SAS,BMDР и т.д.) имеют следующие возможности:

• Позволяют обрабатывать гигантские объемы данных.
• Включают средства описания задач на встроенном языке.
• Дают возможность построения на их основе систем обработки информации для целых предприятий.
• Позволяют проводить узкоспециальные методы анализа.

Выбор статистического пакета для  анализа данных зависит от характера решаемых задач, объема и специфики обрабатываемых данных, квалификации пользователей, имеющегося оборудования и т.д.

Пакет StatisticaforWindows

Статистический пакет StatisticaforWindows (фирма «StatSoft, Inc.»,США) имеет удобный пользовательский интерфейс, включает в себя мощные средства работы с данными, богатые графические возможности и большое количество методов и процедур статистического анализа. В него включен внутренний язык программирования Statistica BASIC, который позволяет пользователю расширять возможности системы.

 

Основные этапы статистического  анализа:

• ввод данных в электронную таблицу с исходными данными и их предварительное преобразование перед анализом (структурирование, построение необходимых выборок, ранжирование и т.д.);
• визуализация данных при помощи того или иного типа графиков;
• разведочный анализ и определение подходящих методов статической обработки;
• применение конкретной процедуры статической обработки;
• вывод результатов анализа в виде графиков и электронных таблиц с численной и текстовой информацией;
• подготовка и печать отчета;
• автоматизация рутинных процессов обработки с помощью макрокоманд, языка SQL или Statistica BASIC.

Общая структура  системыStatistica.

Statistica представляет собой интегрированную систему статистического анализа и обработки данных. Система состоит из следующих компонент:

• многофункциональной системы для работы с данными, которая включает в себя электронные таблицы для ввода и задания исходных данных, а также специальных таблиц для ввода численных результатов анализа. Для сложной (специализированной) обработки данных в Statistica имеется модуль «Управления данными». Для статистической обработки чрезвычайно больших массивов данных имеется специальный инструмент «Менеджер метафайлов», который может быть использован и для предварительной обработки данных перед вводом их непосредственно в электронной таблицу Statistica;
• мощной графической системы для визуализации данных и результатов статистического анализа;
• набора статистических модулей, в которых собраны группы логически связанных между собой статистических процедур. Каждый модуль является полноценным Windows приложением;
• специального инструментария для подготовки отчетов;
• встроенных языков SQL или Statistica BASIC.

В ней реализован подход к анализу  данных, чтобы получить всестороннее визуальное представление данных на всех этапах статистической обработки  и на основе этого представления выбрать следующий шаг анализа. Имеются сотни типов графиков, предназначенных для визуализации данных, разведывательного анализа, графического вывода результатов и выбора последующих направлений анализа.

 

 

Математические  пакеты

В современных условиях невозможно представить себе квалифицированного ученого, инженера, конструктора, не использующего Интернет для получения и обмена самой свежей информацией, программ для автоматизации выполнения и высококачественного оформления проектов. К числу наиболее замечательных программ такого типа можно отнести всемирно известные программные продукты в области математики и физики Maple V, Matlab, Mathcad, Mathematica и другие программы.

MATLAB

Первая версия системы MATLAB была использована в конце 70-х годов ХХ века в Университете Нью Мехико и Стэндфордском университете для преподавания курсов теории матриц, линейной алгебры и численного анализа.

Сейчас возможности системы  значительно превосходят возможности  первоначальной версии матричной лаборатории MatrixLaboratory. Нынешний MATLAB — это высокоэффективный язык инженерных и научных вычислений. Он поддерживает математические вычисления, визуализацию научной графики и программирование с использованием легко осваиваемого операционного окружения, когда задачи и их решения могут быть представлены в нотации, близкой к математической.

 

Наиболее известные области применения системы MATLAB:

• математика и вычисления;
• разработка алгоритмов;
• вычислительный эксперимент, имитационное моделирование, макетирование;
• анализ данных, исследование и визуализация результатов;
• научная и инженерная графика;
• разработка приложений, включая графический интерфейс пользователя.

 

MATLAB — это интерактивная система,  основным объектом которой является  массив, для которого не требуется  указывать размерность явно.

 Матрицы, дифференциальные уравнения,  массивы данных, графики — это  общие объекты и конструкции,  используемые как в прикладной математике, так и в системе MATLAB. Именно эта фундаментальная основа обеспечивает системе MATLAB непревзойденную мощь и доступность.

Система MATLAB — это одновременно и операционная среда и язык программирования. Одна из наиболее сильных сторон системы  состоит в том, что на языке MATLAB могут быть написаны программы для многократного использования.

MATHEMATICA

Система Mathematica имеет широкий набор средств, переводящих сложные математические алгоритмы в программы. Все так называемые элементарные функции и огромное количество неэлементарных. Алгебраические и логические операции. По сути дела все алгоритмы, содержащиеся в курсе высшей математики ведущего технического вуза, заложены в память компьютерной системы Mathematica.

Mathematica не только дает окончательный ответ, но может описать промежуточные вычисления. Mathematica имеет мощный графический пакет. Сверх всего этого Mathematica решает задачи, известные только специалистам.

Огромное преимущество системы  Mathematica состоит в том, что множество ее операторов и способы записи алгоритмов просты и естественны. Как правило, здесь не надо особенным образом заранее объявлять тип переменных, не надо специально распределять память для хранения той или иной информации. Это значит, что научиться работать в системе Mathematica довольно просто.

Еще одно преимущество системы Mathmatica, делающее ее лидером среди других систем высокого уровня, таких как Maple, Mathcad, Mathlab и др. Система Mathematica уже очень широко распространена в мире, ею захвачены огромные области применения в научных и инженерных исследованиях, а также в системе образования.

Заключение

В ближайшем будущем фирма StatSoft (STATISTICA) планирует выпустить ряд новых программных продуктов. В первую очередь это средства разработки, ориентированные на пользователей, которые разрабатывают собственные процедуры и методы обработки данных. Новые программы будут включать в себя объектно-ориентированные средства для макропрограммирования графических, математических и статистических процедур.