2.3.3 常用回归分析软件

更新于 2026年10月10日 版权声明
2.3.3 常用回归分析软件

用于回归设计的统计软件较多,无论是对回归方案设计,还是对试验数据处理和回归设计成果的应用分析,都有相应的软件支撑,或是自编自用的专业软件,或是具有商业性质的统计软件包,多种多样,各有特色。为了便于回归设计的更好应用,这里简要地介绍挑选或评价统计软件的基本思考以及几种回归设计常用的统计软件,以供相关人员简洁地选用。

1)统计软件的选用原则

在挑选或评价统计软件时,应从以下几个方面加以考虑。

(1)可用性

一个软件如果能为用户提供良好的用户界面、灵活的处理方式和简明的语句或命令,就称这个软件可用性强。随着统计软件在可用性方面的不断进步,很多统计软件的语法规则简明、灵活、学用方便,这是人们非常欢迎的。

(2)数据管理

数据录入、核查、修改、转换和选择,统称为数据管理。好的统计软件,如SPSS(Statistical Package for the Social Science),SAS(Statistical Analysis System)等的数据管理功能已近似于大众化的数据库软件。统计软件与数据库软件之间建立接口,使数据管理不断深入,用起来非常方便。

(3)文件管理

数据文件、程序文件、结果文件等一些文件的建立、存取、修改、合并等,统称为文件管理。统计软件的功能越强,文件管理操作就越简单越方便。由于操作系统本身文件管理功能较强,因此,从统计软件直接调用操作系统的命令,可大大增强其文件管理功能。好的统计软件都已设计了这类调用指令。

(4)统计分析

统计分析是统计软件的核心。有些软件,如SAS,BMDP(Bio Medical Data Processing)等。所包括的分析过程,足够科研与管理之需。由于统计量的选择,参数估计的方法等是多种多样的,用户往往希望统计分析过程尽可能多地提供选项,这样可以提高统计分析的灵活性和深度。

(5)容量

尽管处理的数据量与计算机硬件有直接关系,然而,软件的设计和程序编写技巧仍起很大作用。统计软件好,在一定程度上可以弥补硬件的不足,而低水平的软件会浪费好的硬件配置。通常,统计软件应至少能同时进行不小于10个变量的上千个数据点的分析、综合、对比与预测。

2)常用软件

(1)SAS软件系统

SAS软件系统于20世纪70年代左右由美国SAS研究所开发。SAS软件是用于决策支援的大型集成资讯系统,但该软件系统最早的功能限于统计分析。统计分析功能是它的重要模组和核心功能。SAS遍布全世界,重要应用领域涵盖政府的经济决策与企业的决策支援应用等,使用的单位涉及金融、医药卫生、生产、运输、通信、科学研究、政府和教育等领域。在资料处理和统计分析领域,SAS系统曾被誉为统计软件界的巨无霸。(https://www.daowen.com)

SAS是一个模块化、集成化的大型应用软件系统。它由数十个专用模块构成,功能包括数据访问、数据储存及管理、应用开发、图形处理、数据分析、报告编制、统计预测等。 SAS系统基本上可以分为四大部分:SAS数据库部分、SAS分析核心、SAS开发呈现工具、SAS对分布处理模式的支持及其数据仓库设计。SAS系统主要完成以数据为中心的四大任务:数据访问、数据管理、数据呈现和数据分析。

SAS是由大型机系统发展而来,其核心操作方式就是程序驱动,经过多年的发展,成为了一套完整的计算机语言,其用户界面也充分体现了这一特点。它采用MDI(多文档界面),用户在PGM视窗中输入程序,分析结果以文本的形式在OUTPUT视窗中输出。使用程序方式,用户可以完成所有需要做的工作,包括统计分析、预测、建模和模拟抽样等。但是,这使得初学者在使用SAS时必须要学习SAS语言,入门比较困难。

(2)Excel软件

在回归设计的实践中,一些计算机软件可以解决多元回归分析的求解问题,但常常是数据的输入和软件的操作运用要经过专门训练。Excel软件为回归分析的求解给出了非常方便的操作过程,而且Excel软件几乎在每台计算机上都已经安装。

Excel是一个面向商业、科学和工程计算的数据分析软件,它的主要优点是具有对数据进行分析、计算、汇总的强大功能。除众多的函数功能外,Excel的高级数据分析工具则给出了更为深入、更为有用、针对性更强的各类经营和科研分析功能。高级数据分析工具集中了Excel最精华、对数据分析最有用的部分,其分析工具集中在Excel主菜单中的“工具”子菜单内。

Excel是以电子表格的方式来管理数据的,所有的输入、存取、提取、处理、统计、模型计算和图形分析都是围绕电子表格进行的。

(3)Statistica软件

Statistica是由统计软件公司(Statsoft)开发,专用于科技及工业统计的大型软件包。它除了具有常规的统计分析功能,还包括有因素分析、质量控制、过程分析、回归设计等模块。利用其回归设计模块可以进行回归正交设计、正交旋转组合设计、正交多项式回归设计、A最优及D最优设计等。该软件包还可以进行对试验结果的统计检验、误差分析、试验水平估计和各类统计图表、曲线、曲面的分析计算工作。

(4)SPSS软件

SPSS是世界上最早采用图形菜单驱动界面的统计软件,它最突出的特点就是操作界面极为友好,输出结果美观漂亮。它将几乎所有的功能都以统一、规范的界面展现出来,将各种管理和数据分析功能用窗口方式呈现,将功能选择以对话框的形式呈现。用户只要掌握一定的Windows操作技能,精通统计分析原理,就可以使用该软件为特定的科研工作服务。SPSS采用类似Excel表格的方式输入与管理数据,数据接口较为通用,能方便地从其他数据库中读入数据。其统计过程包括了常用的、较为成熟的统计过程,完全可以满足非统计专业人士的工作需要。输出结果十分美观,存储时则是专用的SPO格式,可以转存为HTML格式和文本格式。对于熟悉老版本编程运行方式的用户,SPSS还特别设计了语法生成窗口,用户只需在菜单中选好各个选项,然后按“粘贴”按钮就可以自动生成标准的SPSS程序,极大地方便了中、高级用户。

(5)R软件

R语言在统计领域广泛使用,是S语言的一个分支。R语言是S语言的一种实现。S语言是由贝尔实验室开发的一种用来进行数据探索、统计分析、作图的解释型语言。

R是一套完整的数据处理、计算和制图软件系统。其功能包括数据存储和处理系统;数组运算工具(其向量、矩阵运算方面功能尤其强大);完整连贯的统计分析工具;优秀的统计制图功能;简便而强大的编程语言:R软件可以操纵数据的输入和输出,可实现数据的分支和循环处理,用户可自定义功能。

与其说R是一种统计软件,还不如说R是一种数学计算的环境,因为R并不是仅仅提供若干统计程序、使用者只需指定数据库和若干参数便可进行一个统计分析。R的思想是:它可以提供一些集成的统计工具,但更大量的是它提供各种数学计算、统计计算的函数,从而使使用者能灵活机动地进行数据分析,甚至创造出符合需要的新的统计计算方法。

R是一个开源软件,代码全部开放,对所有人免费。它有UNIX、Linux、MacOS和Windows版本,都是可以免费下载和使用的。在R主页可以下载到R的安装程序、各种外挂程序和文档。在R的安装程序中只包含了8个基础模块,其他外在模块可以通过CRAN获得。

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