1. МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ
БЕРДЯНСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ ПЕДАГОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
Павленко Л.В.
ПРАКТИКУМ З ІНФОРМАТИКИ
Методичні рекомендації для самостійної роботи студентів денної та
заочної форм навчання
Бердянськ
2013
3. 3
Зміст
1. Самостійна робота №1 Технічний опис прикладного програмного засобу Statistica
2. Самостійна робота №2 Використання ППЗ Statistica для обчислення кореляції кількісних
та якісних ознак
3. Самостійна робота №3 Використання ППЗ Statistica для проведення дисперсійного
аналізу
4. Самостійна робота №4 Використання ППЗ Statistica при проведенні перевірки
статистичних гіпотез
4. 4
ВСТУП
Дисципліна «Практикум з інформатики» передбачає оволодіння студентами
професійними компетентностями з питань комп’ютерних технологій опрацювання
експериментальних даних з використанням програмних засобів Statistica та Excel,
ознайомленні з методиками та алгоритмами попереднього аналізу даних їх опрацювання з
використання відповідних комп’ютерних технологій.
Самостійна робота є основним засобом засвоєння студентами навчального матеріалу
у вільний від аудиторних навчальних занять час.
Зміст самостійної роботи визначається навчальною програмою з курсу "Практикум з
інформатики", завданнями та рекомендаціями викладача.
Самостійна робота студентів передбачає вивчення окремих питань курсу,
опрацювання теоретичних основ лекційного матеріалу, підготовку до лабораторної роботи,
виконання індивідуальних завдань, систематизацію вивченого матеріалу курсу перед
модульним контролем тощо. Засвоєний у процесі самостійної роботи навчальний матеріал
виноситься на поточний контроль.
Самостійна робота №1
Технічний опис прикладного програмного засобу Statistica
Мета роботи: знайомство з основними можливостями системи STATISTICA.
Загальні відомості
Статистичний аналіз даних в системі STATISTICA розбивається на наступні основні
етапи:
1 Введення даних в електронну таблицю початкових даних і їх попереднє
перетворення (побудова необхідних вибірок, ранжирування і так далі).
2 Візуалізація даних за допомогою одного з типів графіків.
3 Застосування конкретної процедури статистичної обробки.
4 Виведення результатів аналізу у вигляді графіків і електронних таблиць з чисельною
і текстовою інформацією.
5 Підготовка і друк звіту.
STATISTICA працює з чотирма різними типами документів:
електронна таблиця Spreadsheet, призначена для введення початкових даних і їх
перетворення;
електронна таблиця Scrollsheet для виведення чисельних і текстових результатів
аналізу;
графік - документ в спеціальному графічному форматі для візуалізації і графічного
представлення чисельної інформації;
звіт - документ у форматі RTF (розширений текстовий формат) для виведення
текстової і графічної інформації.
Одним з можливих і найпростіших способів взаємодії з системою є інтерактивний
режим роботи, коли взаємодія з системою здійснюється за допомогою послідовного вибору
різних команд з меню.
Робота з системою STATISTICA починається з її запуску.
Запуск STATISTICA
Запустити ОС Windows. Після чого натиснути кнопку "Пуск" і вибрати в меню
"Програми" теку, яка містить систему STATISTICA. У цій теці вибрати ярлик програми
STATISTICA і клацнути після нього мишею (рис. 1).
5. 5
Рис. 1. Запуск системи STATISTICA
Після інсталяції системи тека STATISTICA міститиме наступні елементи:
Setup - установка (за допомогою допоміжної програми Reinstall.exe можна встановити
додаткові модулі, видалити непотрібні модулі і настроїти конфігурацію для
конкретної робочої станції);
Help - Довідка (Довідкова система STATISTICA);
Readme - Важливі зауваження (Інформація про інсталяцію і деінсталяцію програми, а
також про останні зміни, що внесені до системи і не увійшли до друкованої
документації);
ModuleSwitcher (позначений STATISTICA) - Перемикач модулів (виклик статистичного
модуля, необхідного для аналізу даних);
Рис. 2. Перемикач модулів
Basic Statistics and Tables - Основні статистики і таблиці (один із статистичних
модулів системи, що дозволяє вичислити основні статистичні характеристики
початкових даних).
6. 6
Після запуску STATISTICA на екрані з'являється "Перемикач модулів" (рис. 2).
У лівій частині діалогового вікна розташований прокручуваний список усіх модулів,
доступних в цій версії STATISTICA. У правій частині дається короткий опис статистичних
процедур, що містяться у вибраному модулі. Вибір конкретного модуля здійснюється або
подвійним клацанням на назві модуля, або одним клацанням і натисненням однієї з кнопок
Switch to - Перемкнутися на.., End&Switch to - Закінчити і перемкнутися на.. .
Кнопка Customize list.. - Налаштування списку.. дозволяє розташувати список
використовуваних в роботі модулів у верхній частині списку. Після натиснення на неї
з'являється наступне діалогове вікно (рис. 3).
У лівій частині цього вікна розташовується список модулів. У правій частині кнопки :
Append - додати (виділені модулі переміщаються в кінець списку);
Replace - замінити (Список модулів замінюється на список виділених модулів у вікні
Customize List of Modules);
Add / Remove - установка/видалення (використовується для зміни конфігурації
системи).
Рис. 3. Налаштування списку модулів в "Перемикачі модулів"
Основні елементи вікна STATISTICA
Загальний вигляд вікна STATISTICA представлений на рис. 4.
"Рядок заголовка" містить назву активного статистичного модуля, на рис. 4 - Це
STATISTICA Multiple Regression. У правій частині цього рядка розташовані кнопки в
напрямі зліва направо - мінімізації розмірів вікна, відновлення вікна і закриття вікна.
7. 7
Рис. 4. Загальний вигляд вікна STATISTICA
Другу строчку вікна займає "рядок меню", що містить команди меню, впорядковані за
функціональною ознакою. Вибір команди з цього, так званого, випадного меню найпростіше
здійснювати за допомогою миші. Оскільки STATISTICA працює з чотирма різними типами
документів, які відповідають основним структурним компонентам системи, то кожен
документ має своє меню і свою панель інструментів. Наприклад, для електронної таблиці
"SpreadSheet" введення початкових даних меню містить наступні команди: File - файл, Edit -
правка, View - вид, Analysis - Аналіз, Graphs - графіка, Options -опции, Window - вікно, Help -
довідка.
"Панель інструментів" розташована в третьому рядку і в лівому першому стовпці,
вона містить кнопки для швидкого доступу до найчастіше використовуваних команд меню.
Велику частину основного вікна STATISTICA займає робоча область, на яку
виводяться документи, з якими працює користувач. Звичайно це наступні документи:
електронні таблиці з початковими даними, електронні таблиці з результатами аналізу, набір
графіків, звіт, текстовий файл з програмами на мовах SCL і STATISTICA BASIC. Кожен
документ виводиться у своєму власному вікні.
Вікно документу складається з рядка заголовка, робочій області для введення і(чи)
відображення інформації і інструментів по управлінню вікном.
Разом з випадними меню STATISTICA має контекстні меню, що викликаються за
допомогою правої кнопки миші і дозволяють діставати швидкий доступ до найчастіше
використовуваних команд для роботи з тим або іншим об'єктом в активному вікні. Так
контекстне меню електронної таблиці з початковими даними забезпечує доступ до наступних
груп команд:
побудова різного типу графіків для виділеного блоку значень;
обчислення основних статистик;
завдання специфікацій змінних, операції з текстовими значеннями;
перетворення структури електронної таблиці (додавання, видалення рядка і т.д.);
операції з виділеним блоком значень;
операції з "Буфером обміну Windows".
Порядок виконання самостійної роботи
1. Вивчити основні можливості системи STATISTICA.
2. Увійти до системи STATISTICA.
3. Вивчити елементи вікна STATISTICA: рядок заголовка, меню, панель інструменту,
робоча область.
Контрольні питання
1 Які можливості має в розпорядженні система STATISTICA?
2 Які статистичні модулі є в системі?
3 Які елементи входять в теку системи STATISTICA?
4 Що є рядок заголовка?
5 Яких команд входять в рядок меню?
6 Що таке контекстне меню?
7 Що є робоча область STATISTICA?
8 Дати характеристику вікна документу.
8. 8
Самостійна робота №2
Використання ППЗ Statistica для обчислення кореляції кількісних та якісних ознак
Мета роботи: оволодіти навичками використання ППЗ Statistica для обчислення
кореляції кількісних та якісних ознак
Завдання
1. Проаналізувати умови задачі та побудувати моделі даних.
2. Розв’язати задачі з використанням ППЗ Statistica
Задача 1. У групи учасників психологічного експерименту було вивчено рівень
охайності та рівень ввічливості. Чи можна стверджувати, що рівень охайності залежить від
рівня ввічливості (табл. 1)?
Таблиця 1
Результати вивчення рівня охайності та рівня ввічливості
Рівень охайності, бал Рівень ввічливості, бал
56 69
76 68
65 65
66 34
76 77
62 63
89 57
48 61
62 42
50 85
47 49
80 41
67 62
87 63
78 80
55 88
67 46
51 57
73 65
75 60
Задача 2. У групи учасників психологічного експерименту було вивчено рівень
дипресивності та рівень сором’язливості. Чи можна стверджувати, що рівень дипресивності
залежить від рівня сором’язливості?
Таблиця 2
Результати вивчення рівня дипресивності та рівня сором’язливості
Рівень дипресивності: Рівень сором’язливості:
58 53
77 64
73 65
54 76
58 88
77 59
86 62
52 67
61 62
9. 9
42 90
70 88
93 69
54 61
65 81
51 65
70 89
55 68
80 44
51 61
Задача 3. Необхідно встановити наявність залежності між оцінками студентів у школі
та оцінками у вищому навчальному закладі за даними наведеними у табл. 3.
Таблиця 3
Середні балди студентів у школі та вищому навчальному закладі
№
ПІБ Середній бал у школі
Середній бал у вищому
навчальному закладі
1 2 3 4
1 Важкий А.П. 7,1 4,1
2 Іванов П.В. 10,5 5
3 Курцев В.Р. 8,1 4
4 Легкий Т.В. 8,4 4,1
5 Мирний А.П. 8,4 4,6
6 Панасенко В.І. 10,5 4,5
7 Петренко Р.І. 6,7 3,7
8 Прудкий Н.Г. 9,4 4,2
9 Сидорчук В.К. 8,6 3,2
10 Тарасов В.К. 9,2 4,6
Задача 4. Необхідно вивчити існування залежності між оцінкою з дисципліни "Вища
математика" та кількістю годин, присвячених студентами вивченню дисципліни щотижня.
Було опитано 500 студентів (табл. 4).
Таблиця 4
Результати опитування студентів
Кількість годин у тиждень
Оцінка
A B C D F Всього
Менше 2 36 75 81 63 10 265
2 – 4 27 28 50 25 10 140
Більше 4 32 25 24 6 8 95
Всього 95 128 155 94 28 500
Задача 5. Є дані про урожайність картоплі та кількість внесених мінеральних добрив.
Необхідно встановити наявність чи відсутність зв’язку між рівнем врожайності та кількістю
внесених мінеральних добрив (табл. 5).
Таблиця 5
Дані про урожайність картоплі та кількість внесених мінеральних добрив
№ п/п Врожайність, ц/га Кількість внесених мінеральних добрив, кг/га
1 28,0 79
2 21,0 70
3 27,6 80
10. 10
4 16,2 71
5 29,7 77
6 26,8 77
7 30,3 84
8 15,7 66
9 25,5 74
10 15,8 67
Задача 6. Вивчити залежність місячного випуску продукції від стажу робітника (табл.
6).
Таблиця 6
Дані про стаж робітників та місячний випуск продукції
№ пор. Стаж роботи, роки Місячний випуск продукції одним робітником, грн.
30 1 200
29 1 202
14 1 234
23 2,5 230
6 2,5 240
22 2,7 223
28 3 205
25 4,4 250
16 4,5 222
10 5 241
5 5 244
4 5,3 252
7 5,5 245
9 6 256
11 6,5 252
27 6,5 290
24 6,9 280
2 7 252
3 7,5 253
1 8 262
12 9 264
13 9 270
26 9,2 298
8 10,1 262
15 10,5 276
18 11 295
17 12 279
20 13,2 284
19 14 320
21 16 310
Задача 7. Необхідно визначити, чи існує залежність між зносом ріжучого інструменту
та часом обробки деталі на станку (табл. 7).
Таблиця 7
Дані про знос ріжучого інструмента через визначений час обробки деталі на
станку
11. 11
№ п/п
Час обробки
деталі на станку,
хвилин
Знос ріжучого
інструменту,
мкм
№ п/п
Час обробки
деталі на станку,
хвилин
Знос ріжучого
інструменту,
мкм
1. 24 54 26. 27 62
2. 46 103 27. 25 57
3. 32 72 28. 39 88
4. 41 92 29. 44 99
5. 37 83 30. 46 105
6. 36 81 31. 29 66
7. 35 79 32. 32 73
8. 23 53 33. 30 67
9. 30 68 34. 45 101
10. 36 82 35. 40 91
11. 42 94 36. 37 83
12. 29 65 37. 25 57
13. 43 97 38. 24 55
14. 49 110 39. 36 81
15. 34 78 40. 37 83
16. 36 82 41. 39 89
17. 28 63 42. 40 91
18. 45 101 43. 38 85
19. 30 68 44. 45 102
20. 38 87 45. 39 88
21. 43 98 46. 48 108
22. 42 95 47. 41 93
23. 23 53 48. 26 58
24. 41 93 49. 30 67
25. 34 78 50. 46 104
Задача 8. При випробуваннях підземних сталевих трубопроводів одержані значення
деформації трубопроводу (мм) в залежності від жорсткості (кгc/см) основи траншеї, в яку
вкладається трубопровід (табл. 8). Визначити наявність залежності між деформацією
трубопроводу та жорсткістю основи траншеї.
Таблиця 8
Дані випробування підземних сталевих трубопроводів
Значення деформації
трубопроводу, мм
1,08 0,94 0,96 0,73 0,64 0,68 0,63 0,60 0,67 0,52
Жорсткість основи
траншеї, кгс/см
5,7 7,2 10,1 11,2 13,4 13,7 13,9 14,2 16,0 18,2
Задача 9. Вивчався вплив витрат цементу на повзучість бетону. Перевірити, наявність
взаємозв’язку між цими показниками (табл. 9).
Таблиця 9
Дані дослідження повзучості бетону
Коефіцієнт повзучості бетону Витрати цементу на 1 м3
бетону, кг
1 2
27 340
64 300
1 2
123 250
12. 12
147 180
189 140
214 110
327 70
412 60
Задача 10. Досліджується залежність між межею міцності пресованої деталі (МПа) і
температурою при пресуванні (о
С) (табл. 10). Передбачається наявність лінійної залежності
між цими показниками.
Таблиця 10
Показники технологічного процесу
Межа міцності пресованої
деталі, МПа
120 125 130 135 140 145 150 155 160 165
Температура при пресуванні,
о
С
110 107 105 98 100 95 95 92 86 83
Задача 11. Встановити зв’язок між максимальною напругою згину в зубчастому
колесі (МПа) та числом циклів (тис. циклів) до руйнування.
Таблиця 11
Показники зношення зубчастого колеса
Максимальна
напруга згину, МПа
900 850 800 750 700 650 600 550 500 450 400
Число циклів, тис.
циклів
62 64 70 81 94 111 120 212 347 542 1230
Самостійна робота №3
Використання ППЗ Statistica та Excel для проведення дисперсійного аналізу
Мета роботи: оволодіти навиками використання ППЗ Statistica для проведення
дисперсійного аналізу.
Завдання
1. Проаналізувати умови задачі та побудувати моделі даних.
2. Розв’язати задачі з використанням ППЗ Statistica
Задача 1. Виміряна швидкість розв’язання практичних завдань в залежності від трьох
типів методик навчання. З’ясувати чи існує відмінність між цими методиками.
Таблиця 12
Швидкість розв’язування практичних завдань
Номер методики
Час розв’язання практичних завдань,
хвилини
1 30
1 26
1 27
1 26
1 28
2 27
2 26
2 25
2 26
2 28
2 24
13. 13
3 22
3 18
3 20
3 18
Задача 2. Менеджер з продажів у мережі супермаркетів бажає знати, чи впливає
розташування рекламних площ на обсяг продажу товару. Для кожного з трьох видів площ
відібрано випадковим чином по 6 магазинів, розташованих у відповідному районі. Обсяг
продажу за місяць (тис. грн.) приведено в табл. 13.
Таблиця 13
Розташування рекламних площ
Рекламна площа першого
виду
Рекламна площа другого
виду
Рекламна площа третього
виду
8,1 3,9 4,8
7,5 4,4 6,0
5,8 2,8 4,4
6,6 3,4 5,8
5,9 4,8 6,2
4,8 3,6 4,9
Задача 3. Визначити наявність залежності врожайності зернових культур від
використання міндобрив трьох різних типів.
Таблиця 14
Врожайність зернових культур
Тип міндобрива Врожайність зернових культур
Міндобриво №1 10,2
Міндобриво №1 8,5
Міндобриво №1 8,4
Міндобриво №1 10,5
Міндобриво №1 9,0
Міндобриво №1 8,1
Міндобриво №2 11,6
Міндобриво №2 12,0
Міндобриво №2 9,2
Міндобриво №2 10,3
Міндобриво №2 10,3
Міндобриво №2 12,5
Міндобриво №3 8,1
Міндобриво №3 9,0
Міндобриво №3 10,7
Міндобриво №3 9,1
Міндобриво №3 9,1
Міндобриво №3 9,5
Задача 4. Компанія, яка випускає спортивні товари, бажає порівняти відстані, які
пролітають м’ячі, виготовлені за 4 різними технологіями. За кожною технологією
виготовлено по 10 м’ячів. М’ячі передані для випробувань в спортивний клуб, де
випробувані протягом короткого проміжку часу при однакових погодних умовах. Результати
випробувань подані у метрах (табл. 15).
14. 14
Таблиця 15
Результати випробувань м’ячів
Технологія 1 Технологія 2 Технологія 3 Технологія 4
206 203 217 213
226 223 230 231
208 206 221 221
224 223 227 222
206 205 218 229
229 234 231 235
204 204 224 213
228 219 225 228
209 210 211 214
221 233 229 225
Задача 5. Перевірити вплив матеріалу (три види) на зносостійкість деталі, з якого
вона виготовлена. Одержані дані по зносостійкості п’яти деталей для кожного матеріалу: час
роботи деталі до зносу, тис. годин (табл. 16).
Таблиця 16
Вплив матеріалу на зносостійкість деталі
Матеріал 1 1,25 1,32 1,28 1,26 1,29
Матеріал 2 1,12 1,15 1,26 1,19 1,21
Матеріал 3 1,32 1,33 1,34 1,29 1,30
Задача 6. Дана таблиця експериментальних даних залежності продуктивності випуску
кілець підшипників (тис. шт.) від вмісту механічних домішок х1 (г/л), сода х2 (г/л), та и
нітрату натрію х3 (г/л) в змазуючо-охолоджуючій рідині, яка використовується в процесі
шліфування кілець.
Таблиця 17
Результати дослідження продуктивності випуску кілець підшипників
№ п/п х1 х2 х3 у № п/п х1 х2 х3 У
1. 309 1,8 1,8 61 7. 140 6,5 8 57
2. 220 4 4 54 8. 200 6,4 9,2 70
3. 90 5,6 5,6 65 9. 135 6,7 8,3 82
4. 100 5,1 5,1 53 10. 46 6,9 1,5 57
5. 156 7,5 6,6 56 11. 40 8,5 1,9 51
6. 110 6,9 7,6 54 12. 32 7,5 2 68
15. 15
Самостійна робота №4
Використання ППЗ Statistica при проведенні перевірки статистичних гіпотез
Мета роботи: оволодіти навичками використання ППЗ Statistica при проведенні
перевірки статистичних гіпотез
Завдання
1. Проаналізувати умови задачі та побудувати моделі даних.
2. Розв’язати задачі з використанням ППЗ Statistica
Задача 1. Перевірити припущення про те, що середні результати екзаменів з
математики у студентів двох різних навчальних закладів відмінні
Таблиця 18
Результати екзаменів з математики
Оцінки студентів першого навчального
закладу
Оцінки студентів другого навчального
закладу
1 2
3 3
3 3
4 4
3 3
4 4
5 4
3 3
5 5
3 3
4 5
3 4
3 4
4 3
5 3
3 3
4 5
5 4
3 5
3 5
5 3
3 4
1 2
3 3
4
5
3
Задача 2. Компанія відслідковує рівень задоволеності замовника різними магазинами
за шкалою від 0 до 100. Наведені в табл. Д.19 дані – це оцінка замовника з магазинів 1 та 2.
Таблиця 19
Рівень задоволеності замовника магазинами
Магазин 1 90 87 93 75 88 96 90 82 95 97 78
Магазин 2 82 85 90 74 80 89 75 81 93 75
Необхідно перевірити гіпотезу, що Магазин 1 має більш високий рівень задоволеності
замовника ніж Магазин 2.
16. 16
Задача 3. Зразки двох різних видів пластика були перевірено на силу розриву.
Результати наведені в табл. 20.
Таблиця 20
Сила розриву для двох видів пластику
Тип А 60 53 45 47 – – –
Тип Б 47 72 64 67 69 71 63
Перевірити, чи мають два види пластику однакову силу розриву.
Задача 21. Здійснюється перевірка двох каталізаторів на те, як вони впливають на
результати хімічного процесу. Каталізатор першого типу використовується в поточні роботі,
а каталізатор другого типу має меншу вартість і може бути прийнятий до використання,
якщо не змінюватиме результативність процесу. Після використання пробної партії
каталізатора другого типу отримано результати наведені в табл. 21.
Таблиця 21
Результати використання каталізатору хімічного процесу
№ спостереження Каталізатор №1 Каталізатор №2
1 91,50 89,19
2 94,18 90,95
3 92,18 90,46
4 95,39 93,21
5 91,79 97,19
6 89,07 97,04
7 94,72 91,07
8 89,21 92,75
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Боровиков В. П. Statistica : Искусство анализа данных на компьютере / Владимир
Боровиков. - СПб. [и др.] : Питер, 2001. - 650 с. : ил., табл.; 24 см + 1 CD-ROM. - (Для
профессионалов).
2. Бююль А. SPSS: искусство обработки информации : [пер. с нем] / Ахим Бююль, Петер
Цёфель. – Москва [и др.] : DiaSoft, 2005. – 602 с. : ил., табл.; 23 см.
3. Гуржій А. М. Електричні і радіотехнічні вимірювання: посіб. для пед. працівників та
учнів проф.-техн. навч. закл. / Гуржій А.М., Поворознюк Н.І. – К. : Навчальна книга, 2002. –
267 с. : рис.
4. Довбня В. Т. Статистичні методи розв’язування інженерних задач : навч. посіб. для
студентів спец. «Електровод та автоматизація промислових установок та технологічних
комплексів» / Довбня Віктор Трофимович ; ІСДО ; Харківський політехнічний ін-т. – К.,
1994. – 83 с.
5. Наследов А. Д. SPSS: компьютерный анализ данных в психологии и социальных
науках / Наследов Андрей Дмитриевич; 2-е изд. – СПб. : Питер, 2007. – 416 с. : ил.
6. Пациорковский В. В. SPSS для социологов : учеб. пособие / Пациорковский В.В.,
Пациорковская В.В.; Рос. акад. наук, Ин-т соц.-экон. пробл. народонаселения. – Москва :
РИЦ ИСПЭН РАН, 2005. – 432 с. : ил., карт., табл.; 21 см.
