komputerowo wspomagana analiza danych

Transkrypt

1 czyli komputerowo wspomagana analiza danych prowadzący: Marek Sobolewski konsultacje: poniedziałek , czwartek (p. L-341A) strona internetowa:

2 czyli wprowadzenie w tematykę zajęć

3 Wykłady: 15 godz. Laboratoria: 30 godz. Organizacja zajęć Warunki zaliczenia przedmiotu: 1. Obecność na zajęciach (dotyczy laboratoriów i wykładów!). 2. Uzyskanie pozytywnej oceny z projektu zaliczeniowego, dotyczącego zastosowania metod analizy danych do zbadania wskazanego zjawiska społeczno-gospodarczego. 3. Egzamin będzie miał formę pisemną odbędzie się w laboratorium komputerowym (czas trwania ok. 45 min.). Przykładowe zadania będzie można wkrótce znaleźć na mojej stronie internetowej inne zadania będą prezentowane na wykładach.

4 Tematyka zajęć 1. Modelowanie i prognozowanie wprowadzenie w tematykę zajęć. Podstawowe metody prezentacji danych oraz wnioskowania statystycznego. 2. Graficzne metody analizy danych. Analiza zależności pomiędzy dwiema cechami statystycznymi. 3. Analiza danych czasowych. Indeksy dynamiki. Trendy liniowe i nieliniowe. 4. Wykorzystanie modeli regresji w prognozowaniu na podstawie danych czasowych. Estymacja nieliniowa. 5. Metody wyrównywania wykładniczego w prognozowaniu szeregów czasowych. Analiza sezonowości zjawisk w czasie. 6. Wybrane metody statystycznych analiz wielowymiarowych. Metody automatyzacji pracy z programem STATISTICA.

5 Program STATISTICA Większość obliczeń i prezentacji graficznych wykonywać będziemy za pomocą programu STATISTICA (9.0) specjalistycznego narzędzia analizy danych. Program STATISTICA jest zainstalowany w pracowniach, ponadto licencja, którą posiada Wydział Zarządzania, uprawnia studentów do posługiwania się programem na komputerach domowych. Informacje o sposobie uzyskania wersji instalacyjnej programu STATISTICA znajdują się na stronie (hasło do ściągnięcia: kmi2011): Część obliczeń i analiz wykonywać będziemy także za pomocą arkusza kalkulacyjnego Excel.

6 Czy korzystamy z prognoz? Czy sami ich dokonujemy? zawierając umowę ubezpieczeniową (w ramach III filaru) dokonujemy nieformalnej prognozy długoterminowej, dotyczącej rozmaitych aspektów naszego życia, dotyczących np. zarobków, stanu zdrowia lub też realnej wartości świadczeń wypłacanych przez ZUS (co ciekawsze firmy ubezpieczeniowe czynią to samo, tyle że w odniesieniu do całej populacji i za pomocą formalnych metod statystycznych - tzw. statystyka aktuarialna) planując wyjazd na narty korzystamy z prognoz dotyczących pogody (co więcej, na podstawie doświadczenia wieloletniego sami takich prognoz dokonujemy, twierdząc, iż: w grudniu warunki śnieżne w Beskidach są zwykle nienajlepsze a w lutym i marcu znakomite )

7 Czy korzystamy z prognoz? Czy sami ich dokonujemy? decydując się na kupno takiego a nie innego typu samochodu uwzględniamy specyfikę naszych potrzeb komunikacyjnych w ciągu najbliższych kilku lat - ponadto uwzględniamy aktualne i przyszłe możliwości finansowe wyjeżdżając do pracy na 20 min. przed jej rozpoczęciem bierzemy pod uwagę wcześniejsze doświadczenia, które pozwalają przyjąć, iż czas przejazdu z jednego końca Rzeszowa na drugi wynosi nieco ponad kwadrans

8 Przegląd wybranych definicji pojęcia prognozy wg Z. Czerwińskiego:...sąd o zajściu określonego zdarzenia w czasie określonym z dokładnością do momentu (punktu) lub okresu (przedziału) czasu, należącego do przyszłości. wg Z. Hellwiga:...sąd, którego prawdziwość jest zdarzeniem losowym, przy czym prawdopodobieństwo tego zdarzenia jest znane i wystarczająco duże dla celów praktycznych. wg M. Cieślak:...sąd o następujących własnościach: - sformułowany z wykorzystaniem dorobku nauki; - odnoszący się do określonej przyszłości; - weryfikowalny empirycznie; - niepewny, ale akceptowalny. wg A. Smoluka:...wnioskowanie o rzeczach niedostępnych bezpośredniemu poznaniu, przeszkodą może być czas, przestrzeń lub jeszcze coś innego. wg H. Steinhausa:...[prognozą można nazwać] zarówno przepowiednię meteorologiczną, jak i szacowanie zawartości kruszcu w podziemiu obszaru wg A. Zeliasia:...prognozowanie to racjonalne, naukowe przewidywanie przyszłych zdarzeń

9 Sposoby przewidywania przyszłości (poznawania nieznanego) Przewidywania racjonalne - są oparte na potocznie rozumianym doświadczeniu, lecz nie używa się w nich metod naukowych. Przewidywania naukowe - oparte na regułach naukowych, które charakteryzują się ścisłością, precyzją i powtarzalnością. Przewidywania nieracjonalne - wróżby, proroctwa, przepowiednie. Prognozy naukowe Oparte o metody ilościowe: matematyczno-statystyczne Oparte o metody niematematyczne

10 Wyjaśnienie pojęcia symulacja Ponieważ tematyka zajęć będzie dotyczyła szeroko rozumianych ilościowych metod prognozowania, więc każda próba wnioskowania o nieznanej rzeczywistości (przyszłości) będzie oparta na pewnym uproszczonym modelu opisującym najważniejsze aspekty badanego problemu. Zanim więc zaistnieje możliwości dokonania rzetelnej prognozy konieczne jest znalezienie najlepszego modelu, który opisywałby zgromadzone dane empiryczne. Słowo modelowanie zastępowane jest czasami terminem symulacja i stąd nazwa przedmiotu. Gwoli ścisłości należałby dodać, iż właściwsza wydawałby się kolejność: symulacja i prognoza (jeszcze lepiej: modelowanie i prognozowanie ).

11 Dodatkowe spostrzeżenia Prognozy mogą dostarczać informacji - ukierunkowywać pewne działania, mogą też pełnić funkcje aktywizujące - ostrzegawcze. Warto sobie uświadomić, że choć w sensie metodologicznym oczekujemy od prognoz przede wszystkim sprawdzalności, to nie zawsze jest to oczekiwane z praktycznego punktu widzenia. Jeżeli dokonamy prognozy, z której będzie wynikać, iż przy obecnej polityce rządu nastąpi znaczący wzrost bezrobocia, to akurat ostatnią rzeczą której byśmy od niej oczekiwali będzie jej trafność. Niektóre prognozy mogą mieć właściwość samospełnienia się (mit o Edypie). Prognoza ekonomiczna, która będzie zapowiadała wzrost cen jakiegoś towaru może do niego doprowadzić z powodu znaczącego wzrostu popytu, generowanego przez klientów kupujących na zapas. Mieliśmy przykład takiego zjawiska tuż przed wejściem Polski do Unii Europejskiej, gdy bez wyraźnej przyczyny, z dnia na dzień rosły ceny cukru. Często używa się klasyfikacji prognoz, w których niewiedza jest spowodowana jest czynnikiem czasowym, na krótko-, średnio- i długoterminowe. Należy mieć świadomość, iż w przypadku zjawisk demograficznych prognoza pięcioletnia będzie miała charakter krótkoterminowej, podczas gdy ten sam horyzont czasowy w odniesieniu do kursów akcji wydaje się niewyobrażalnie odległy.

12 Obszary zastosowania metod statystycznych (metod analizy danych) badania marketingowe reklama telemetria sondaże opinii publicznej analizy makroekonomiczne (prognozy długoterminowe) statystyka regionalna i międzynarodowa (analiza porównawcza) analiza biorównoważności (leki generyczne) medycyna (skuteczność metod terapeutycznych i profilaktycznych) ochrona zdrowia (monitorowanie i planowanie kosztów) ubezpieczenia prognozowanie kursów akcji i walut socjologia analiza jakości i poziomu życia edukacja (kontrola wyników nauczania) kontrola jakości badania naukowe (antropologia, antropometria, archeologia,...)

13 Prognozowanie - znamię naszych czasów? Prognozowanie stało się konieczne i możliwe dopiero z nadejściem epoki cywilizacji informacyjnej. Bezprecedensowe przyspieszenie tempa zmian, z jakim mamy do czynienia w ostatnich kilkudziesięciu (a szczególnie kilkunastu latach) zmusiło ludzi do podjęcia prób przewidywania przyszłości, w kontekście konsekwencji jakie te zmiany mogą wywołać. K. Boulding: Świat dzisiejszy... jest tak różny od świata, w którym ja się urodziłem, jak tamten był różny od czasów Juliusza Cezara. Mówiąc z grubsza, urodziłem się w środkowym okresie historii człowieka. Prawie tyle samo wydarzyło się, odkąd ja się urodziłem, co na przestrzeni całego okresu poprzedzającego moment moich urodzin.

14 Prognozowanie - znamię naszych czasów? A. Toffler:...gdyby ostatnie 50 tysięcy lat istnienia człowieka podzielić na odcinki życia wynoszące około 62 lata, to okazałoby się, że mieliśmy już 800 takich odcinków. Z tych ośmiuset pełne 650 przeżyliśmy w jaskiniach. Zaledwie w ostatnich 70 takich odcinkach udało się człowiekowi nawiązać faktyczną łączność pomiędzy jednym a drugim okresem życia - co stało się możliwe dzięki pismu. Zaledwie w ostatnich 6 odcinkach po raz pierwszy udostępniono człowiekowi słowo drukowane w skali masowej. Zaledwie w ostatnich 4 - możliwym stało się odmierzanie czasu z jako taką dokładnością. Zaledwie w ciągu ostatnich 2 - ktoś gdzieś posłużył się silnikiem elektrycznym. Telefon komórkowy w powszechnym użytku, to 0,2 takiego odcinka czasowego, niewiele krócej lub dłużej korzystamy z tak ogromną intensywnością z komputerów osobistych, internetu, aparatów cyfrowych.

15 Schemat dokonywania prognoz Pojawienie się problemu praktycznego Zebranie wszelkich istotnych danych empirycznych i informacji o rozważanym zjawisku Stworzenie modelu opisującego specyfikę rozważanego zjawiska Sprawdzenie poprawności otrzymanego modelu Poszerzenie wiedzy o rozważanym zjawisku Dokonanie prognozy poprzez wstawienie do modelu nowych danych wejściowych

16 Wątpliwości zastrzeżenia natury naukowej... Z. Czerwiński: Brak uniwersalnych, niezmiennych w czasie praw, jak również brak dokładnego rozpoznania aktualnego stanu obiektów ekonomicznych wyklucza istnienie niezawodnych metod prognozowania. Nie da się też - bez arbitralnych założeń - wskazać metod dających prognozy prawdopodobne (w ścisłym, a nie jakościowym i intuicyjnym tylko tego słowa znaczeniu)....i metafizycznej M. Bułhakow: Przepraszam - powiedział nieznajomy - po to, żeby czymś kierować, trzeba bądź co bądź mieć dokładny plan, obejmujący jakiś możliwie przyzwoity okres czasu. Pozwoli więc pan, że go zapytam, jak człowiek może czymkolwiek kierować, skoro pozbawiony jest nie tylko możliwości planowania na choćby śmiesznie krótki czas, no, powiedzmy tysiąc lat, ale nie może ponadto ręczyć, co się z nim samym stanie następnego dnia? [Mistrz i Małgorzata]

17 Skuteczność prognoz (warunki) Podstawowym warunkiem skuteczności prognoz jest: stabilność modelowanego zjawiska w czasie i przestrzeni Uwaga 1: Wydaje się, iż można wysnuć tezę o większej stabilności zjawisk naturalnych i co za tym idzie, można spodziewać się dużej sprawdzalności prognoz w medycynie, biologii, demografii a nieco mniejszej w socjologii. Zjawiska par excellance ekonomiczne (często wręcz wirtualne ) jak na przykład kursy akcji, walut są bardzo niestabilne i jako takie stwarzają duże problemy podczas tworzenia prognoz. Uwaga 2: Wspomnieć tu należy, że związki między dwoma bardzo dynamicznymi zjawiskami mogą mieć charakter stały - na przykład trudno przewidzieć wahania stopy bezrobocia i natężenie zjawiska przestępczości. Jednakże relacje pomiędzy bezrobociem a przestępczością mogą być ściśle określone.

18 Literatura Podstawowe podręczniki: Hydzik P., Sobolewski M., Komputerowa analiza danych społeczno-gospodarczych, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów Prognozowanie gospodarcze. Metody i zastosowania, pod red. nauk. Cieślak M., PWN, Warszawa Dittmann P., Metody prognozowania sprzedaży w przedsiębiorstwie, Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej we Wrocławiu, Zeliaś A., Teoria prognozy, PWE, Warszawa Aczel D.A., Statystyka w zarządzaniu, PWN, Warszawa Koronacki J., Mielniczuk J., Statystyka dla studentów kierunków technicznych i przyrodniczych, Wydawnictwo Naukowo-Techniczne, Warszawa Dobosz M., Wspomagana komputerowo analiza danych, Akademicka Oficyna Wydawnicza EXIT, Warszawa Stanisz A., Przystępny kurs statystyki z wykorzystaniem pakietu Statistica PL na przykładzie danych z medycyny. Tom I i II. StatSoft Polska, Kraków 2000.

19 Literatura Inne wykorzystane materiały: Z. Czerwiński, Jeszcze raz o prognozach, Przestrzenno-czasowe modelowanie zjawisk społeczno-gospodarczych, Wyd. AE Kraków, Świat i Polska Prognozy, analizy, opinie. The Economist/Polityka, grudzień-luty Kinsella K., Velkoff V.A., An Aging World: 2001, US. Census Bureau, Washington Toffler A., Szok przyszłości, Wydawnictwo Zyska i S-ka, Poznań Fukuyama F., Koniec człowieka, Wydawnictwo Znak, Kraków 2004.

20 Dziękuję za uwagę Temat następnego wykładu to: Tabelaryczne i graficzne metody opisu danych oraz wnioskowanie statystyczne z zastosowaniem programu STATISTICA