《用EXCEL和SPSS学统计》

《用EXCEL和SPSS学统计》

这学期有门课叫数据模型建立和分析，课时数被压缩得很少，只有36学时，可它包含的内容很多。至少有统计学这门课程中的很多内容。

因为老师布置的作业作不出来，就在网上找了一些统计学方面的资料。没想到，没想到，找到的资料最好最系统最多样最精细的是来自一些大学网站。都是一 些大学为申报全国精品课程而建立的网站，里面能找到教材的WORD全稿、教师的全部PPT、课后作业及答案、上机操作指南、参考资料和论文、所用软件、甚 至一些上课视频等等。

真没想到网上有这样的好东西。

下面是一本书《用EXCEL和SPSS学习统计学》中的一章中的内容，来源是

http://stat.cufe.edu.cn/stat/shjzhd/shjzhd2.htm

我把整本书都下载下来，整理为WORD上传到网上，整本书的下载地址是： 

 http://blog.cersp.com/UploadFiles/2007-10/1031799056.doc

1.1  Excel的主要统计功能及其不足

1.2  常用统计软件简介

1.3  使用统计软件学习统计学的几点建议

1.1 Excel 的主要统计功能及其不足

Excel的基本功能中包括了比较强大的数据处理功能，还提供了丰富的工作表函数，可以完成很多类型的数据处理和分析任务。除了工作表函数以外，Excel还提供了一个称为“分析工具库”的加载宏。

1.1.1 Excel分析工具库的安装和调用

安装分析工具库可以采用以下三种方式。

1、在Office的默认安装中分析工具库并没有安装到你的计算机中，第一次使用“分析工具库”时需要从安装盘安装。操作步骤是：单击“工具”菜单中的“加载宏”命令，在弹出的“加载宏”对话框中选择“分析工具库”，单击“确定”按钮（如图1-1所示），此时系统要求插入Office安装盘，安装完成后，在“工具”菜单就多出了一个“数据分析”命令（图1-2）。“数据分析”模块提供了对数据进行描述统计、假设检验、相关和回归分析、方差分析等分析工具。我们在以后的章节中将会逐步讲解这些方法。

图1-1 加载分析工具库的界面

图1-2 加载分析工具库后的菜单

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2、如果希望在第一次安装Office时就安装“分析工具库”，则需要在安装Office时选择自定义安装，再选中“选择应用程序的高级自定义”选择框，选择“下一步”，会弹出一个对话框，在Excel的加载宏中把“分析工具库”的安装方式改为“从本机运行”（图1-3）。

图1-3  自定义安装“分析工具库”的界面

3、如果你需要在一台没有安装该模块的电脑上临时使用“分析工具库”，也可以采用以下方法：在安装了“分析工具库”的电脑中找到一个名为“Analysis”的文件夹（一般情况下路径为“C:/Program Files/Microsoft Office/OFFICE11/Library/Analysis”），把这个文件夹复制到U盘上。需要使用“分析工具库”时双击运行文件夹中的ANALYS32.XLL就可以了（如果系统弹出一个安全警告的对话框，单击“启用宏”）。

要卸载分析工具库只需要在图1-1中取消选定“分析工具库”，否则每次启动Excel时这一模块都会自动加载。

1.1.2  Excel是一个适当统计软件吗？

由于Excel应用的普及性，许多人都把它作为最常用的统计软件来使用。Excel提供的统计功能包括数据管理、描述统计、概率计算、假设检验、方差分析和回归分析等等，对于统计学原理所涉及的大部分内容已经足够了。然而，在学习Excel的统计功能以前我们有必要先交待一下Excel在统计分析方面的局限性。下面是在网络、杂志和个人经验中发现的一些值得注意的方面：

1、就统计学原理所涉及的统计方法而言，Excel没有直接提供的方法包括：箱线图（Boxplot）、茎叶图、相关系数的p-值、无交互作用可重复的双因素方差分析、方差分析中的多重比较、非参数检验方法、质量控制图等。

2、按照优秀图形的标准，Excel做出的很多图形都不合格。Excel的有些图形可能适合于普通大众，但不适合用于科学报告中。例如二维图形的三维表示，圆柱图，圆锥图等等。Excel提供的有些图形可能永远不应该使用。

3、Excel不能很好的处理缺失值(Missing data)问题。总体来说Excel对缺失值的处理方式远不如专门的统计软件恰当。

4、虽然大部分情况下Excel的计算结果都是可靠的，但在一些极端情况下Excel的计算程序不够稳定和准确（特别是Excel2003以前的版本中）；有些自动功能可能会导致意想不到地结果。关于这一方面的内容我们在后面的章节中还会提及，在这里只举两个例子使你有一点直观的印象。

练习1：如果自己计算，你认为“-5^ 2 ” 等于多少？在Excel工作表的单元格中输入“=-5^ 2 ” 得到的答案是多少？

练习2：在区域B1：B3中分别输入数字10、20、30；然后在B5中输入公式“=sum(b1:b3)”。这时B5的值等于多少？现在再在B4中输入40，B5的值有什么变化？

在第一个练习中Excel 2003得出的结果是25，这至少与通行的数学规则不一致。在第二个练习中Excel会自动将B5的公式改为“=sum(b1:b4)”。但这种自动功能有时候并不是我们想要的。在我们不知情的情况下对公式的修改将会直接导致计算结果的错误。

总体来说，Excel为我们输入和管理数据、描述数据特征、制作统计表和统计图都提供了强大的支持，但在处理复杂的计算时有时候误差相对较大，因而一些数据处理专家建议人们避免采用Excel处理复杂的统计问题。

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1.2  常用统计软件简介

常用的统计分析软件包括SAS、SPSS、S-plus、Stata、Minitab等等。这些软件都能完成常用的统计方法，如描述统计、回归分析、生存分析、方差分析、多元分析等等，但不同的软件在功能、易用性、扩展性等方面又各具特色，下面我们分别加以简要介绍。

1、SAS

SAS过去是“Statistical Analysis System”的简称，由于其功能现已远远超出了统计分析的范围，“SAS”已经变成了一个单纯的商标。其强大的功能和可编程性使其成为一些超级用户的首选。

SAS软件的主要特点包括：可以同时处理多个数据集；有很多模块、功能非常全面；虽然也提供了许多菜单操作方式，但仍以编程为主，学习起来有一定困难，是最难掌握的统计软件之一。

SAS的绘图功能可能是所有的统计软件中最强大的，但同时也是最难掌握的：虽然SAS也提供了一些交互式的制图界面，但与其他软件相比还不够方便。

2、SPSS

SPSS过去是“Statistical Package for Social Sciences”的简称，它也是最早的统计软件之一。许多初学者都喜欢使用SPSS，因为它非常容易使用（以及误用）：用鼠标点击下拉菜单中的命令就能完成分析工作。当然，SPSS也提供了编程的操作方式。

SPSS的数据编辑窗口与Excel类似，并且可以自己定义数据的属性（数值标签、数据类型等等），最多允许有4096个变量。但其数据管理功能相对较弱，一个SPSS过程只允许同时打开一个数据文件，这对于有些分析工作来说可能不够方便。SPSS是一个模块式的软件，可以根据需要选择购买不同的功能模块。SPSS在方差分析和多元统计分析方面的功能比较突出。

SPSS也有强大的图形功能，可以做出高质量的图形，并且可以比较方便的进行编辑。

3、S-Plus

许多人认为S-Plus是介于SAS和SPSS之间的一个软件，它也可以完成绝大部分统计分析，具有菜单式的操作界面，同时提供了强大的编程语言。你可以很容易地把自己编写的函数集成到S-Plus中去。S-Plus的绘图能力特别出色，灵活性强。

4、R

R是一套很像S-Plus的免费统计软件，其语法与图形功能几乎跟S-Plus一模一样，大多数的S-Plus程序也可在R上面顺利执行。R可以在R project的网页免费取得，不足之处是没有实现菜单式的图形用户界面，对于初学者来说学习起来较为困难。

5、Stata

经济学和社会科学领域的许多学者喜欢使用Stata软件。这一软件也有菜单式的操作界面，同时提供了强大的编程能力，易学易用，扩展性强，更新速度快，很容易将自己编写或者网上下载的程序加入到软件中。

Stata的回归分析和回归诊断部分功能非常强大，几乎能估计统计学和计量经济学中的所有回归模型，而在多元统计分析方面的功能稍弱。Stata可以用菜单或程序做出高质量的图形，但完成后的图形不能再进行编辑。

6、Minitab

Minitab也是一个简单易学的统计软件，其统计功能和图形功能都比较全面，在统计学的教学中应用广泛。这一软件突出特色是提供的质量改进分析工具非常全面易用。

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1.3  使用统计软件学习统计学的几点建议

1.3.1 我应该选择哪个软件？

每个软件都有自己的优势和劣势。就统计学原理涉及的统计方法而言几乎所有的统计软件都可以胜任，但对于一些具体的实际问题可能有的软件会比其它软件更适合。例如，在进行一些多元统计分析时你可能会选择SAS，处理抽样调查数据可能会选择Stata，做方差分析可能会选择SPSS，进行质量改进统计分析可能会选择Minitab，希望进行统计应用开发时可能会选择SAS或S-plus。因此，如果你需要经常进行统计分析，我们的建议是你把这些软件都纳入到你的工具箱中。

作为入门的软件，易学易用的SPSS或者Minitab可能是较好的选择，一开始就学习复杂的统计软件可能令人沮丧。

Excel为我们处理数据和对数据进行初步的分析提供了良好的条件，但Excel至少在2003以前版本的部分统计函数中有一些缺陷，而且Excel的统计功能有限，如果你正进行的分析工作牵涉到重大的决策、对计算结果的准确性有很高的要求，我们建议你采用专门的统计软件。许多用户（包括作者）喜欢用Excel准备数据，然后用专门的统计软件进行统计分析，有时候还会把结果转回Excel中作图。

1.3.2 使用统计软件学习统计学的一些建议

1、如果你要做统计分析的话，一定要正确的去做！使用Excel以及其它统计软件获得一些分析结果易如反掌，但要获得正确的答案并不容易，这要求你对相应的统计方法有透彻的理解。

2、在开始学习一种统计方法时，不要试图立即搞清楚软件的全部输出结果。即使你只希望计算一下数据的平均值，统计软件也可能有数页的输出结果：搞清楚所有输出结果的努力可能使你很沮丧，因为有些内容可能已经大大超出了你的学科范围。

3、不要试图使用你还不理解的统计方法，这很容易导致统计方法的误用；但要勇于学习新的方法，新的方法可能更适合你所研究的问题。

4、不要不加分析的把软件的全部输出结果直接复制到分析报告中，这只能说明你并没有真正理解软件的输出结果。可能对你研究的问题而言软件的大部分输出都是不必要的。此外，软件生成的图表往往也需要进行一些编辑工作才能使用。

5、学习统计软件的最好方法是在应用中学习。

6、软件的帮助文件可能是软件最好的使用说明书，许多软件还附有简明的例子。

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