生物統(tǒng)計學(xué)課件上(南昌大學(xué))

單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,Today:,*,第四軍醫(yī)大學(xué)衛(wèi)生統(tǒng)計學(xué)教研室,*,制作：,Dr.,宇傳華,單擊此處編輯母版標(biāo)題樣式,授課人：鄒志文,Email:,zouzhiwen,南昌大學(xué)生命科學(xué)與食品工程學(xué)院,名人名言,生活中最重要的問題,其中占大多數(shù)實(shí)際上只是概率的問題拉普拉斯,在終極的分析中，一切知識都是歷史在抽象的意義下，一切科學(xué)都是數(shù)學(xué)在理性的世界里，所有的判斷都是統(tǒng)計學(xué)C.R,勞,若想了解上帝在想什么，我們就必須學(xué)統(tǒng)計，因?yàn)榻y(tǒng)計學(xué)就是在量測他的旨意南丁格爾,世界上有三種,謊言,：謊言、該死的謊言和,統(tǒng)計,There are three kinds of lies:lies,damned lies and statistics.,馬克,吐溫,自傳引述十九世紀(jì)英國首相狄斯雷利的名句,國家統(tǒng)計局相關(guān)官員表示，我國居民消費(fèi)增長較慢，居民消費(fèi)支出在,GDP,中的比重較低據(jù)悉，,2008,年中國居民消費(fèi)率,(,居民消費(fèi)占,GDP,的比重,),為,35.3%,，美國為,70.1%,，印度為,54.7%,09,年,12,月,3,日新華網(wǎng)）,“前三季度中國國內(nèi)生產(chǎn)總值（,GDP,）同比增長,7.7,，其中第三季度增長,8.9,”、“中國城市化率已達(dá),45.68%”,、“,97%,外出農(nóng)民工已就業(yè)”,央視網(wǎng)消息，,CTR,市場研究公司通過隨機(jī)抽樣，電話調(diào)查了,2290,個收看家庭，結(jié)果顯示，,96.1%,的用戶收看了今年春晚，其中,81.6%,認(rèn)為今年春晚辦得好。

而,15,日的,廣州日報,報道，在某門戶網(wǎng)站對今年春晚的滿意度調(diào)查上，截至今日零時記者截稿前，認(rèn)為“好”的只占,15.2%,，不到兩成，,46.5%,的人認(rèn)為不好春晚的滿意度每年都有兩個版本，央視永遠(yuǎn)志得意滿，神采飛揚(yáng)，民間許多人并不買賬，罵聲不絕京華時報,15,日報道，央視市場研究公司公布?xì)v年的調(diào)查結(jié)果，近,5,年來，央視春晚的叫好率逐年走低其中，,2006,年叫好率為,85.5%,，,2007,年為,83.6%,，,2008,年為,81.1%,，,2009,年為,81.1%,緒 論,第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,第二節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展簡史,第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容,第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常用術(shù)語,第五節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)教學(xué)要求,第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,一、生物統(tǒng)計的概念,生物統(tǒng)計學(xué)：,把概率論和數(shù)理統(tǒng)計的科學(xué)原理和方法應(yīng)用于生物科學(xué)研究中的數(shù)量資料的搜集、整理和分析的科學(xué),，是一門應(yīng)用數(shù)學(xué)，是現(xiàn)代生物學(xué)研究中不可缺少的工具數(shù)理統(tǒng)計：,是以隨機(jī)現(xiàn)象的數(shù)量特征和分布規(guī)律為研究對象的一種數(shù)學(xué)方法重要任務(wù)就是,對客觀事物得出,本質(zhì)的和規(guī)律性的認(rèn)識,，使人們對所研究的資料作出,正確的結(jié)論,第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,二、生物統(tǒng)計的地位,生物數(shù)學(xué),(Biomathematics):,以數(shù)學(xué)方法研究和解決生物學(xué)問題，并對生物學(xué)有關(guān)的數(shù)學(xué)方法進(jìn)行理論研究，介于生物學(xué)和數(shù)學(xué)之間的邊緣學(xué)科。

從研究使用的數(shù)學(xué)方法劃分，生物數(shù)學(xué)可分為生物統(tǒng)計學(xué)、生物信息學(xué)、生物系統(tǒng)論、生物控制論和生物方程等分支第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,三、生物統(tǒng)計的作用,1,、,為科學(xué)地整理分析數(shù)據(jù)提供方法,2,、,判斷試驗(yàn)結(jié)果的可靠性,由于存在試驗(yàn)誤差，從試驗(yàn)所得的數(shù)據(jù)資料必須借助于統(tǒng)計分析方法才能獲得可靠的結(jié)論3,、確定事物之間的相互關(guān)系,科學(xué)試驗(yàn)的目的，不僅是研究事物的特征、特性，同時還要研究事物間的相互關(guān)系的聯(lián)系形式4,、提供試驗(yàn)設(shè)計的原則和方法,5,、,為學(xué)習(xí)其他課程提供基礎(chǔ),第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,四、生物統(tǒng)計的意義,W.Gosset,于,1908,年以,“,Student,”,筆名將,“,t-,檢驗(yàn),”,發(fā)表于,Biometrika,上，文章說：,“,任何實(shí)驗(yàn)可以作為是許多可能在相同條件下作出的實(shí)驗(yàn)的總體中的一個個體，一系列的實(shí)驗(yàn)則是從這個總體所抽得的一個樣品第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,21,世紀(jì)是生命科學(xué)的世紀(jì)，無疑也為生物統(tǒng)計學(xué)的發(fā)展與應(yīng)用拓展了廣闊的空間生物醫(yī)學(xué)期刊雜志社聘請統(tǒng)計學(xué)專家為期刊論文把握統(tǒng)計處理的質(zhì)量，,新英格蘭醫(yī)學(xué)雜志,、,柳葉刀,等著名的醫(yī)學(xué)期刊還增設(shè)了負(fù)責(zé)處理統(tǒng)計學(xué)問題常務(wù)編委。

第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,生物統(tǒng)計分析軟件包的普及將生物統(tǒng)計學(xué)從統(tǒng)計學(xué)家的書本里解放出來，成為生物學(xué)研究者的常用工具但它也帶來了一個嚴(yán)重的弊端,對生物統(tǒng)計方法的誤用與濫用,如果把整個統(tǒng)計分析過程變成一個黑箱，那就有可能垃圾進(jìn)，垃圾出,(garbage in,garbage out),第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,五、生物統(tǒng)計學(xué)的特點(diǎn),Characteristics,1,、根據(jù)有限數(shù)量的樣本觀察數(shù)據(jù)來推斷和估計事物的總體，是生物統(tǒng)計的基本特點(diǎn)2,、用樣本來推斷總體，要求樣本具有一定的含量和代表性3,、推斷有很大的可靠性，但有一定的錯誤率（,如假陽性,）4,、實(shí)驗(yàn)設(shè)計應(yīng)該先于生物統(tǒng)計分析的思考,!,第一節(jié) 生物統(tǒng)計的地位意義,第二節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展簡史,最早建立生物統(tǒng)計思想的是,A.Quetelet,(1796-1874),把統(tǒng)計學(xué)應(yīng)用于解決生物學(xué)、醫(yī)學(xué)和社會學(xué)中的問題，第一個認(rèn)識到大量變異數(shù)據(jù)中蘊(yùn)涵規(guī)律性（近代統(tǒng)計學(xué)的重要思想）,最早應(yīng)用生物統(tǒng)計學(xué)的是,C.Darwin,（,1809-1882,），,進(jìn)化論的本質(zhì)是生物統(tǒng)計,遺傳學(xué)奠基人,G.Mendel,的豌豆雜交實(shí)驗(yàn)結(jié)果也證實(shí)了生物統(tǒng)計的規(guī)律,第二節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展簡史,統(tǒng)計學(xué)用于生物學(xué)的研究，開始于,19,世紀(jì)末，,1870,年，英國遺傳學(xué)家，,Galton(1822-1911),提出了,相關(guān)與回歸,的概念，被公認(rèn)為生物統(tǒng)計學(xué)的創(chuàng)始人。

Galton,和他的繼承人,K.Plarson(1857-1936),于,1895,年成立了倫敦大學(xué)生物統(tǒng)計實(shí)驗(yàn)室，提出了,檢驗(yàn)方法K.Plarson,的學(xué)生,Gosset(1876-1937),在,1908,年以,“,student,”,筆名發(fā)表了,“,t,分布和,t,檢驗(yàn)法,”,創(chuàng)立了小樣本檢驗(yàn)代替大樣本檢驗(yàn)的理論和方法Fisher,于,1923,年發(fā)展了顯著性檢驗(yàn)及估計理論，提出了,F,分布和,F,檢驗(yàn),，創(chuàng)立了正交試驗(yàn)設(shè)計和方差分析1901,年英國著名統(tǒng)計學(xué)家,Pearson,創(chuàng)辦了,生物統(tǒng)計學(xué)雜志,(,Biometrika),，標(biāo)志著生物數(shù)學(xué)發(fā)展的起點(diǎn)第二節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展簡史,Neyman(1894-1981),和,S.Pearson,進(jìn)行了統(tǒng)計理論的研究工作，提出統(tǒng)計假設(shè)檢驗(yàn)系統(tǒng)，標(biāo)志著統(tǒng)計學(xué)真正形成There are five components to an experiment,：,Hypothesis,（假設(shè)）,Experimental design,（實(shí)驗(yàn)設(shè)計）,Experimental execution,（實(shí)驗(yàn)實(shí)施）,Statistical analysis,（數(shù)據(jù)分析）,Interpretation,（描述）,第二節(jié) 生物統(tǒng)計學(xué)發(fā)展簡史,第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容,統(tǒng)計研究設(shè)計,統(tǒng)計描述 統(tǒng)計分析,第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容,調(diào)查設(shè)計,指調(diào)查研究工作全過程的計劃。

試驗(yàn)設(shè)計,是指試驗(yàn)研究工作進(jìn)行前應(yīng)用數(shù)理統(tǒng)計原理，制定試驗(yàn)方案，選擇試驗(yàn)材料,，對實(shí)驗(yàn)因素作合理、有效的安排，最大限度地減少 試驗(yàn)誤差，使之達(dá)到高效，快速、準(zhǔn)確、可靠和經(jīng)濟(jì)的目的兩者的區(qū)別,前者,:,是被動地進(jìn)行觀察，希望干擾因素的影響盡可能減少；,后者,:,研究者能較主動地安排試驗(yàn)因素，控制實(shí)驗(yàn)條件，盡可能排除或抵消非試驗(yàn)因素的干擾和影響統(tǒng)計研究設(shè)計,統(tǒng)計描述,統(tǒng)計分析,第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容,統(tǒng)計表和統(tǒng)計圖,定量資料集中趨勢的度量,算術(shù)均數(shù)、幾何均數(shù)、調(diào)和均數(shù)、中位數(shù)、分位數(shù)和眾數(shù),定量資料離散趨勢的度量,標(biāo)準(zhǔn)差、標(biāo)準(zhǔn)誤差、變異系數(shù)、極差和四分位數(shù)間距,隨機(jī)變量及其概率分布,離散型：二項分布、波松分布,連續(xù)型：正態(tài)分布、,t,分布、,2,分布、,F,分布,統(tǒng)計研究設(shè)計 統(tǒng)計描述,統(tǒng)計分析,第三節(jié) 生物統(tǒng)計的主要內(nèi)容,a.,假設(shè)檢驗(yàn),b.,統(tǒng)計推斷,estimative statistics,c.,研究變量之間的關(guān)系,無自變量與因變量之分：,直線相關(guān)分析、典型相關(guān)分析,研究多變量內(nèi)部的從屬關(guān)系：主成分分析、因子分析等多變量之間親疏關(guān)系：聚類分析,有自變量與因變量之分：,直線回歸分析、曲線回歸分析、多項式回歸分析、,Logistic,概率模型回歸分析等,d.,判別分析,根據(jù)一些明確分類的總體所提供的信息，對未知個體的歸屬進(jìn)行分類的判別分析。

第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,1,、總體與樣本,Population and sample,1),總體,根據(jù)研究目的確定的研究對象的全體稱為,總體,構(gòu)成總體的每個成員稱為個體,(individual),含有有限個個體的總體稱為,有限總體,(finite population),包含有無限多個個體的總體叫,無限總體,(infinite population),2),樣本,總體的一部分稱為,樣本,樣本中所包含的個體數(shù)目叫,樣本容量或大小,(sample size),樣本容量常記為,n,通常,n30,的樣本叫,小樣本,，,n,30,的樣本叫,大樣本,3,）抽樣,sampling,從總體中獲得樣本的過程可分為放回式抽樣,(sampling with replacement),和非放回式抽樣,(without replacement),隨機(jī)抽樣,(random sampling),是確定樣本代表性的有效方法第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,2,、特征數(shù),表示總體和樣本的數(shù)量特征的量稱為特征數(shù)1),參數(shù),Parameter,：由總體計算得來的特征數(shù),，常用,希臘字母,表示用,表示總體平均數(shù)，用,表示總體標(biāo)準(zhǔn)差。

2),統(tǒng)計量,statistics,：由樣本計算得來的特征數(shù),，常用,拉丁字母,表示統(tǒng)計量用 表示樣本平均數(shù)，用,S,表示樣本標(biāo)準(zhǔn)差3),總體參數(shù)由相應(yīng)的統(tǒng)計量來估計,，例如用 估計,，用,S,估計,等總 體,樣 本,抽 樣,描 述,計算統(tǒng)計量,推 斷,統(tǒng)計量,第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,3,、平均數(shù),mean,算術(shù)平均數(shù),:,幾何平均數(shù),:,加權(quán)平均數(shù)：,第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,4,、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù),variance,standard deviation and variation coefficient,1),極差,又稱范圍,range:,它是樣本變量中最大值和最小值之差，一般用,R,表示2),方差,樣本方差：,總體方差：,第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,4,、方差、標(biāo)準(zhǔn)差和變異系數(shù),variance,standard deviation and variation coefficient,3,）標(biāo)準(zhǔn)差,樣本標(biāo)準(zhǔn)差,:,總體標(biāo)準(zhǔn)差,:,4,）變異系數(shù),:,是樣本變量的相對變異量，是不帶單位的純數(shù)用變異系數(shù)可以比較不同樣本相對變異程度的大小第四節(jié) 生物統(tǒng)計的常見術(shù)語,5,、數(shù)據(jù)類型與頻數(shù)（率）分布,1,）連續(xù)型數(shù)據(jù)和離散型數(shù)據(jù),與某種標(biāo)準(zhǔn)做比較所得到的數(shù)據(jù)稱為連續(xù)型數(shù)據(jù),(continuous data),，又稱度量數(shù)據(jù),(measurement data);,例如，長度、時間、重量等。

對連續(xù)型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法，通常稱為變量的方法,(method of variable),由記錄不同類別個體的數(shù)目所得到的數(shù)據(jù)，稱為離散型數(shù)據(jù),(discrete data),，又稱為計數(shù)數(shù)據(jù),(count data),；例如種子數(shù)、株數(shù)、人頭等對離散型數(shù)據(jù)進(jìn)行分析的方法，通常稱為屬性的方法,(method of attribute),2,）頻數(shù)（率）表,frequency table,用頻數(shù)分布或頻率分布清楚地描述數(shù)據(jù)變化規(guī)律的表格3,）頻數(shù)（率）圖,frequency gr。