生物统计实验sasppt课件

1 生物统计与试验设计 实验课 SAS 山东农业大学信息科学与工程学院数学系 陈茂学 2 SAS系统是用于数据分析与决策支持的大型集成式模块化软件系统 其早期的名称为统计分析系统 StatisticalAnalysisSystem 缩写为SAS 在数据处理和统计分析领域 SAS系统被誉为国际上的标准软件系统 第一章SAS系统简介 3 1 1SAS软件简史早在60年代 美国北卡罗来纳州Raleigh的SAS软件有限公司开始研制统计分析系统 SAS软件包 1976年研制成功 并作为产品推向市场 目前已被120多个国家和地区的29000多个机构所采用 直接用户300多万人 起初 SAS是建立在DOS环境下的 有适于不同机型的各种版本 在WINDOWS出现不久 SAS公司就研制出WINDOWS环境下运行的SAS系统 4 1 2SAS软件的结构SAS软件是模块式结构 整个系统有30多个模块组成 SAS BASE 基础核心模块 SAS STAT 常用和多元统计分析模块 SAS IML 矩阵运算模块 SAS ETS 时间序列预测模块 SAS QC 工业生产质量控制和实验设计模块 SAS ASSIST 处理一般简单问题模块 SAS INSIGHT 交互式统计分析模块 SAS OR 运筹学模块 SAS AA Analystapplication分析员应用模块 5 1 3SAS软件的功能功能十分强大 包括客户机与服务器之间的信息交换和计算 数据访问 数据存储和管理 数据报告和分析 质量控制和项目管理 图形处理和实验设计 应用开发 6 1 4进入SAS系统的方法和标志在WIN95或WIN98下 假设已经装好SAS 直接调用SAS快捷键或选择 开始 程序 TheSASSystem 即可进入SAS系统 进入SAS后 屏幕出现两个窗口 即LOG 记录 PROGRAMEDITER 程序编辑器 简写PGM 窗口 通过菜单条 Window 或 Globals 选项可以进入OUTPUT 输出 窗口 7 SAS6 12界面 8 SAS8 2界面 9 SAS9 0界面 10 菜单中的几个子菜单 1文件子菜单 11 2编辑子菜单 12 3查看子菜单 13 4工具子菜单 14 5运行子菜单 15 5解决方案子菜单 16 6帮助子菜单 17 2 1SAS过程与SAS程序SAS过程 SASPROCEDURE 是SAS研制者为解决特定问题而编写的 经过编译的SAS程序 以 DLL 为其扩展名 存储在SAS各子目录下 供用户调用 SAS程序 SASPROGRAM 是SAS用户运用SAS语言编写的一段程序 其目的是为了将用户的数据告诉SAS系统调用特定的SAS过程完成某项任务 第二章用SAS需了解的几个基本概念 18 2 2SAS文件与SAS数据集SAS文件是由SAS系统创建和管理的有特殊结构的文件 如 在程序编辑窗口 输入n行数据存盘得到的文件 SAS数据集是SAS文件的一种 其扩展名为 SD2 产生SAS数据集的主要方法有 1PGM窗口运行一段SAS程序 SAS数据步 来产生 2用VIEWTABLE界面输入并存储的方式来产生 3其他方式 SAS INSIGHT SAS AA 转换等 19 2 3SAS程序结构SAS程序包括 1SAS数据步 SASDATASTEP 作用是建立SAS数据集 2SAS过程步 SASPROCEDURESTEP 作用是激活SAS过程 例如 调查并测得8名14 16岁中学生有关指标的数据如下 写一段SAS程序 分析男女生体重均值之间的差异是否显著 20 DATAstudents INPUTname sex ageweightheight CARDS WangM1440150ZhangM1642170LiF1544149TangM1538162LiuF1447162ChenF1652168ZhuM1445158JiaF1645167 PROCTTEST CLASSsex VARweight run 从 DADA 到独占一行的 为SAS数据步 从 PROC 到 RUN 为SAS过程步 students 产生SAS数据集的名字 INPUT 产生5个变量 字符型 CARDS 表明各变量的具体取值 TTEST t检验 CLASS 以性别sex变量为分组变量 VAR 指明分析的变量 如weight RUN 表明程序的结束 21 程序运行结果 6 12 22 程序运行结果 SAS9 0 23 2 4SAS程序的产生办法1在PGM窗口直接编写SAS程序 2利用VIEWTABLE建立好SAS数据集后 借助部分非编程SAS模块自动产生SAS程序 如SAS AA 3直接调用由SAS软件应用开发者编好的SAS程序 2 5SAS程序的运行在PGM窗口内有了SAS程序后 只需按一下工具拦中的小人像图标 SAS系统就开始执行操作 完成指定的任务 如果程序有错 错误信息显示在LOG窗口内 如果程序正确 计算结果显示在OUTPUT窗口内 24 第三章SAS语言 3 1SAS程序设计概述SAS程序分 数据 DATA 步和过程 PROC 步 DATA步的基本语句有DATA INPUT CARDS 3 2SAS常量 变量 函数 表达式和数组3 2 1常量数值 字符 日期 时间常量 如 数值常量 1024 10 1 5E23字符常量 JAC 1232 3 2 2变量如x xy x1 abc x name 25 3 2 3函数 1 算术函数 绝对值ABS 平方根SQRT 2 截取函数 取整INT 舍入ROUND 3 数学函数 EXP LOG LOG2 LOG10 4 三角函数 SIN COS TAN ARSIN 5 字符函数 字符串长度LENGTH 取子字符串SUBSTR 如SUBSTR ABCDEF 2 3 BCD 6 日期与时间函数 DATE TIME YEAR 26 7 随机函数 UNIFORM RANUNI 均匀分布NORMAL RANNOR 正态分布RANEXP 指数分布RANBIN 二项分布 RANPOI 普松分布 8 概率分布函数 P x PROBBNML p n x 二项分布函数 POISSON lambda x 普松分布函数 PROBNORM x 标准正态分布函数 27 9 分位数函数 PROBIT p 标准正态分布的分位数 如PROBIT 0 025 1 96 10 样本统计函数 MEAN 均值 如MEAN 2 4 9 5MAX 最大值 MIN 最小值 SUM 求和 VAR 方差 STD 标准差 28 3 2 4SAS运算符 1 算术运算符 2 比较运算符 或EQ 或NE 不等于 或GT 或GE 或LE 3 逻辑运算符 或AND 或OR 或NOT 3 2 5表达式由运算符将常量 变量 函数连接在一起的式子 3 2 6数组ARRAY数组名 n 变量表 初始值 29 3 3SAS的基本输入INPUT语句 1 自由格式INPUT变量 表示字符型变量 当字符常量 8个字符 中有空格时变量后加 若字符中含有一个空格 则下一常量与该字符之间至少空两个空格 例如 DATAnew INPUTname 运行结果 30 2 列方式INPUT变量 起始列号 终止列号 小数位数 字符长度可以为1 200 例如 DATAone INPUTname 1 10hgt13 16 1age11 12 CARDS CarlHui301700C J Jiang401808 PROCPRINT RUN 31 另外还有命令方式 指针方式等 仅对行固定表示符的使用进行说明 行表示符 例 DATAnew INPUTx1 x3 CARDS 123416252723235624769855 PROCPRINT RUN 32 3 4SAS程序结构3 4 1顺序结构3 4 2转移结构 SELECT 表达式 WHEN语句1 OTHERWISE语句 END 多分支结构 IFTHEN语句 ELSE语句 3 4 3分支结构 GOTO标号 标号OK y x 20 IFTHENGOTO标号 33 3 4 4DO循环结构 DATAtest ARRAYx 10 t1 t10 INPUTt1 t10 SUM 0 DOI 1to10 sum sum x I END CARDS 12345678910 PROCPRINT RUN DO 循环变量 初值 TO终值 BY步长 SAS语句 END 例 34 3 5数据预处理3 5 1产生新变量 DATAone INPUTxy x2 x x x3 x x x z x y 100 yp LOG y CARDS 1232323422234354 PROCPRINT RUN 35 3 5 2修改变量例如 x x 100 y LOG y 3 5 3删除变量例如 DATAone INPUTx1x2x3y DROPx2x3 CARDS 123402458035783 PROCPRINT RUN 36 4 1完全随机化设计 例1夏玉米硼肥肥效试验 处理A 施硼肥 处理B 不施硼肥 完全随机化设计 各重复5次 小区产量结果如下 A 39 37 6 44 3 42 4 44 1B 33 9 35 9 39 1 33 5 38 1试分析两处理平均产量间有无显著差异 第四章两均值检验及统计量计算 DATAtem INPUTg n DOi 1ton INPUTx OUTPUT END CARDS A539 037 644 342 444 1B533 935 939 133 538 1 PROCTTEST CLASSg VARx RUN 37 38 例2为鉴定某小麦新品系A的生产能力 以当地的优良小麦品种B为对照 两两组成一对分别种植于相邻的两个小区上 重复8次 试验结果如下 A 2120181716171920B 1517151616161719试分析两种子产量之间有无显著差异 程序如下 4 2配对设计 39 DATAtem INPUTx1x2 d x1 x2 CARDS 21152017181517161616171619172019 PROCMEANSMEANSTDERRTPRTMAXDEC 4 VARd RUN 40 例3某班31个学生 某门课程的考试成绩如下 254550545561646872757578798183848484858686868789898990919192100 4 3统计量的计算 计算均值 方差 标准差 变异系数 中位数 极差 dataex3 inputx cards 254550545561646872757578798183848484858686868789898990919192100 procmeansmeanvarstdcvmedianrangemaxdec 2 varx run quit 解SAS程序 41 dataex3 inputx cards 254550545561646872757578798183848484858686868789898990919192100 procmeansmeanvarstdcvmedianrangemaxdec 2 varx run quit 输出结果 42 例1设有5个品种的单因素完全随机化设计 各重复4次 小区产量结果如下 试进行方差分析 5 1单因素完全随机化设计的方差分析 第五章方差分析 43 DATAone INPUTa n DOi 1TOn INPUTy OUTPUT END CARDS A1424302826A2427242126A3431282530A4432333328A5421221621 PROCANOVA CLASSa MODELy a MEANSa LSDALPHA 0 05 RUN QUIT 44 方差分析结果 45 多重比较结果 46 例2有6个大豆品种的比较试验 随机区组设计 4个区组 试验结果如下表 试进行方差分析 5 2单因素随机区组设计的方差分析 47 DATAtwo DOa A1 A2 A3 A4 A5 A6 DOb 1to4 INPUTy OUTPUT END END CARDS 585450494238413632362935464543463531343444423638 PROCANOVA CLASSab MODELy ab MEANSa TUKEY RUN 48 方差分析结果 49 多重比较结果 50 例3 玉米试验 A施肥期 前期A1 后期A2 B施肥量 B1 N5 B2 N10 B3 N15 设置5个区组 试验结果如下 进行方差分析 5 3多因素随机区组设计的方差分析 51 DATAex3 DOa A1 A2 DOb B1 B2 B3 DOc 1to5 INPUTy OUTPUT END END END CARDS 505945525860535862556466677163556056624571657578805559586360 PROCANOVA CLASSabc MODELy abca b MEANSaba b LSD RUN 52 方差分析结果 53 A因素多重比较结果 54 B因素多重比较结果 55 例4A B C D E五个水稻品种试验的拉丁方设计 试验设计及试验结果如下表 试进行方差分析 5 4拉丁方设计的方差分析 56 DATAex4 DOr 1TO5 DOc 1TO5 INPUTt y OUTPUT END END CARDS D37A38C38B44E38B48E40D36C32A35C27B32A32E30D26E28D37B43A38C41A34C30E27D30B41 PROCANOVA CLASSrct MODELy rct MEANSt LSD RUN 57 方差分析结果 58 处理的多重比较结果 59 第六章相关与回归分析 6 1相关系数的计算 例1某物质在凝固时放出的热量y 卡 克 与此物质中4种化学成分 x1 x2 x3 x4有关 求这5个变量间的相关系数 数据与程序如下 60 DATAhald INPUTx1x2x3x4y CARDS 72666078 5129155274 31156820104 3113184787 675263395 91155922109 2371176102 7131224472 5254182293 12147426115 9140233483 81166912113 31068812109 4 PROCCORR VARx1 x4y RUN 61 相关分析结果 62 例2某植物的苗龄x d 与株高的试验数据如下 求x与y的直线回归方程 6 2简单线性回归 其SAS程序如下 DATAtwo INPUTxy CARDS 521051592014251930253533 PROCREG MODELy x RUN 63 方差分析与参数估计 64 如果输出预测值 在MODEL语句后加 p PROCREG MODELy x P RUN PROCGPLOT PLOT纵轴变量名 横轴变量名 SYMBOLV 符号CV 颜色I NONE其他图形选项 RUN 用GPLOT过程作图 其中 符号 散点符号 I NONE 散点间不连线 I RL表示线性回归 RQ RC是二 三次回归 65 PROCGPLOT PLOTy x SYMBOLV starI RLCV orangeCI blue RUN 其中 CV CL 分别表示点的符号和回归线的颜色 上例作y关于x的回归和散点图 程序如下 66 67 6 3曲线回归 例3苹果叶面积y cm2 生长量与前期间隔天数x d 的数据如下表 求x与y的指数曲线回归方程 其SAS程序如下 DATAthree INPUTxy yp LOG y CARDS 05 7543 71076 715102 320183 425225 130344 2 PROCREG MODELyp x RUN 68 输出结果 指数方程 y e2 6594 e0 1175x 14 2877e0 1175x 69 在例1中 建立y与x1 x2 x3 x4的多元线性回归方程 数据步 PROCREG MODELy x1x2x3x4 RUN 6 4多元线性回归 70 输出结果 71 采用逐步回归方法筛选自变量 建立y与x1 x2 x3 x4的多元线性回归方程 程序如下 PROCREG MODELy x1x2x3x4 SELECTION STEPWISE RUN 注意 在REG过程中 可以有多个MODEL语句 72 引入 剔除变量显著性水平的选择在MODEL语句中的选项 SELECTION 方法 后面加入选项 1引入变量显著性水平STEPWISE法用 SLE 水平值 缺省值为0 15 2剔除变量显著性水平STEPWISE法用 SLS 水平值 缺省值为0 15 73 DATAhald INPUTx1x2x3x4y CARDS 72666078 5129155274 31156820104 3113184787 675263395 91155922109 2371176102 7131224472 5254182293 12147426115 9140233483 81166912113 31068812109 4 PROCREG MODELy x1x2x3x4 SELECTION STEPWISESLE 0 1SLS 0 1 RUN 74 逐步回归分析结果 75 76 77 7 1 1离散型分布的检验 例1研究大豆蛋白质型类的遗传 蛋白质型类A与蛋白质型类B杂交第一代 F1 为AB 当F1自交得F2共分离成A型类为24 AB型类为35 B型类为21 问这种现象是否符合孟德尔1 2 1的遗传分离定律 7 1适合性检验 第七章非参数统计 解 SAS程序如下 78 dataex1 inputf y cards A24AB35B21 procfreq weighty tablesf nocumtestp 255025 run quit 输出结果 79 7 1 2连续型分布的检验 检验是否服从正态分布 例2对100名女生测定血清总蛋白含量 g L 数据如下 74 378 868 878 070 480 580 569 771 273 579 575 675 078 872 072 072 074 371 272 075 073 578 874 375 865 074 371 269 768 073 575 072 064 375 880 369 774 373 573 575 875 868 876 570 471 281 275 070 468 070 472 076 574 376 577 667 372 075 074 373 579 573 574 765 076 581 675 472 772 767 276 572