《试验设计与数据处理》从技术与实际应用出发,重点阐述了常用试验设计与数据处理的技术原理。同时,将Microsoft Excel软件作为重要工具,对典型案例的求解方法、步骤和技巧进行展示,并以非程序设计语言形式介绍Excel软件在试验数据处理和试验设计中的重要应用。
《试验设计与数据处理》共分9章,内容包括Excel基础及有关操作技巧、误差理论、试验数据整理、统计检验、方差分析、回归分析、非线性模型参数估值、简单试验设计与正交试验设计和单纯形序贯试验设计。
《试验设计与数据处理》实例丰富、注重理论联系实际,特别是采用计算机软件解决典型技术的复杂计算部分,图文并茂,信息量大,具有很强的实用性和可操作性。
《试验设计与数据处理》适合作为化工、化学、生物、食品、环境、轻工、材料、制药等相关专业本科生的教材,也可作为工程技术人员、科研人员的参考用书。
试验设计与数据处理对广大科研工作者、工厂技术人员、企业管理人员非常重要。在科学实验、工程设计、企业管理以及工科院校的大学生、研究生做毕业论文或毕业设计等实际工作中,经常遇到试验设计与数据处理问题。因此,掌握试验设计与数据处理的一些方法和技巧十分必要。为了满足实际需要,我们撰写了本书。
本书较为详尽地介绍了一些试验设计与数据处理的常用方法。在语言上,力求做到通俗易懂;在内容上,尽量做到少而精,并注重从实际需要出发,侧重介绍结论和用法。这样做的目的是使读者花费较少的时间和精力,掌握更多的方法。
本书的全部数据处理方法均给出了Microsoft Excel程序,这种程序不是用程序设计语言编写,而是在Excel工作表中输入一些工作表函数和计算公式,并进行了必要的命名,这样就完成了程序编制。学习这种编程方法,对读者的计算机应用水平要求不高,掌握一些计算机基础即可。使用这种程序时,一般只需在工作表中填入要处理的数据和必要的参数,计算机便可立即显示数据处理结果。一些用常规程序设计语言编写需要上百条语句的程序(如多元线性回归包括对回归方程的检验),用Excel程序仅需要十几个公式即可完成,并且程序的输出格式、版式可以根据需要随意设置。这种Excel程序具有简单、直观、方便的特点。掌握这种方法,对于提高读者的计算机计算技能是十分有用的。
本书共分9章,在实际学习时,可将全文分为三部分:Excel基础及有关操作技巧(第1章)、数据处理(第2-7章)、试验设计(第8章、第9章)。在数据处理和试验设计部分(第2~9章)都含有MicrosoftExcel程序(共37个,用非程序设计语言编写,非常简单、直观),各章均附有习题,书末附有必要的统计用表。
第1章 Excel基础及有关操作技巧
1.1 了解Excel
1.2 Excel的基本操作
1.3 选择操作对象
1.4 输入公式和插入工作表函数
1.5 单元格引用
1.6 用于公式计算的有关命名及名称的应用
1.7 复制与数据填充及公式填充
1.8 建立图表
1.9 函数
1.10 打印工作表
1.11 安装“加载宏”
1.12 Excel常见的错误信息
1.13 Excel编程简介
习题
第2章 误差理论
2.1 误差研究的意义
2.2 真值与试验数据的位置特征参数
2.3 误差的表示方法
2.4 误差的来源及分类
2.5 准确度与精密度
2.6 随机误差的统计分布
2.7 有效数字
2.8 间接测定的误差估计
习题
第3章 试验数据整理
3.1 数据处理中常用的几个概念
3.2 子样的均值与标准差
3.3 均值与方差的点估计
3.4 平均值与标准差的基本性质
3.5 平均值与标准差的算法
3.6 均值的置信区间及其Excel程序
3.7 异常数据的取舍及其Excel程序
3.8 整理试验数据举例
3.9 Excel的试验数据统计描述
习题
第4章 统计检验
4.1 统计检验的几个基本概念
4.2 u检验及其Excel程序
4.3 t检验及其Excel程序
4.4 X2检验及其Excel程序
4.5 方差的置信区间及其Excel程序
4.6 F检验及其Excel程序
4.7 正态性检验及其Excel程序
习题
第5章 方差分析
5.1 方差分析的意义
5.2 单因素试验的方差分析及其Excel程序
5.3 不等重复数的单因素试验方差分析及其Excel程序
5.4 双因素试验的方差分析及其Excel程序
5.5 有重复测定的双因素试验方差分析及其Excel程序
5.6 用Excel数据分析工具进行方差分析及其Excel程序
习题
第6章 回归分析
6.1 回归分析的意义
6.2 一元线性回归及其Excel程序
6.3 一元非线性回归及其Excel程序
6.4 二元线性回归及其Excel程序
6.5 多元线性回归及其Excel程序
6.6 一元多项式回归及其Excel程序
6.7 多元逐步回归及其Excel程序
习题
第7章 非线性模型参数估值
7.1 引言
7.2 高斯一牛顿法
7.3 麦夸特法及其Excel程序
7.4 单纯形法及其Excel程序
7.5 非线性模型参数估值的Excel“规划求解”法
习题
第8章 简单试验设计与正交试验设计
8.1 试验设计的意义及程序
8.2 简单试验设计
8.3 正交试验设计及其Excel程序
习题
第9章 单纯形序贯试验设计
9.1 单纯形序贯试验设计的特点
9.2 单纯形序贯法试验设计的基本步骤
9.3 初始单纯形的建立
9.4 因素效应计算
9.5 变步长单纯形序贯试验设计寻优规则
9.6 单纯形序贯试验设计应用举例
9.7 单纯形序贯试验设计的Excel程序
习题
Excel中常用的工作表函数
常用统计用表
附录B-1 标准正态分布表
附录B-2 t分布表
附录B-3 X2分布表
附录B-4 F分布表