多个样本均数比较的方差分析SAS分析课件.ppt

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1、第六章第六章 多多个样本均数比较的个样本均数比较的方差分析方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程1n第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析（掌握）完全随机设计资料的方差分析（掌握）n第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析（掌握）随机区组设计资料的方差分析（掌握）n第五节第五节 析因设计资料的方差分析（了解）析因设计资料的方差分析（了解）q两因素两水平的析因分析两因素两水平的析因分析n能对能对SAS程序的输出结果作出合理解释程序的输出结果作出合理解释2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程2教学内容教学内容方差分析方差分析nSAS常用的过程常

2、用的过程ANOVA过程过程(Analysis Of Variance)GLM过程过程(General Linear Model)q。2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程3anova过程过程nanova过程适用于程适用于平衡平衡实验设计资料（各料（各设计单元均元均具有相同的具有相同的样本量或本量或观察察值）进行方差分析。行方差分析。n由于由于anova过程在分析运算程在分析运算时考考虑了平衡了平衡设计的数据的数据结构因素，因而比构因素，因而比glm过程的运行速度要快，占用的程的运行速度要快，占用的存存贮空空间也要小一些也要小一些类型等。型等。anova过程的一般形式过程的

3、一般形式proc anova ;class variables;model dependents=effects ;absorb variables;by variables;freq variable;manova ;means effects ;repeated factor-specification ;test e=effect;run;proc anova语句语句 proc anova语句用以调用语句用以调用anova过程，语句中包含若干过程，语句中包含若干控制选项，详见下表。控制选项，详见下表。选 项功能与用法data=指定用于分析的输入数据集。manova要求以多变量方式除去包含

4、缺失值的观测。如果反应变量中的任何一个为缺失值，相应观测即被排除出分析过程。multipass要求anova过程在必要时重新读入数据，而不是将数据写入某个中间文件。其作用在于以增加程序运行时间为代价而减少对磁盘空间的占用，这在大样本数据处理时非常有用。namelen=为效应名称指定字符串的长度。须设置为20200的正整数。默认设置为“namelen=20”。noprint禁止在结果窗口显示分析结果。此选项在仅需要anova过程创建输出数据集时有用。order=指定anova过程对分组变量（class变量）各水平的排序方式，此处的排序方式决定了模型中分组变量各水平所对应的参数。此选项对所有分组变

5、量有效。可设置的值及其含义：“data”与输入数据集中各水平的排列顺序（首次出现的顺序）相同；“formatted”以变量的格式化值作升序排列；“freq”以包含观测数的多少降序排列；“internal”以变量的非格式化值作升序排列。默认设置为“order=formatted”。outstat=要求创建用于存储方差分析表（包括平方和、自由度、f统计量以及p值等）的输出数据集。class语句语句n语句形式：句形式：class variables;nclass语句用来指定作句用来指定作为分分组因素的因素的变量，量，class变量量可可为数数值型或字符型。型或字符型。n对于于anova过程，程，cl

6、ass语句是必需的句是必需的（即模型中（即模型中应至少包含一个分至少包含一个分组变量），且必量），且必须位于位于model语句句之前。之前。nclass变量的水平由其格式化量的水平由其格式化值所决定，因此可以通所决定，因此可以通过格式化的方法确定格式化的方法确定class变量的水平。量的水平。manova语句语句n语句形式：句形式：manova;n当当model语句定句定义的模型中包含多个反的模型中包含多个反应变量量时，使用使用manova语句要求句要求anova过程程执行多元方差分析行多元方差分析的操作。的操作。n语句中可句中可设置两种形式的置两种形式的选项，即，即检验和和细节选项n检验选项

7、用来定用来定义所要所要检验的效的效应。n细节选项用来指定如何用来指定如何执行行检验过程以及程以及给出哪些出哪些检验结果。果。model语句语句n语句形式：句形式：model dependents=effects;nmodel语句用来指定分析模型中的句用来指定分析模型中的应变量和自量和自变量，量，并且通并且通过特定的表达式特定的表达式规定自定自变量的作用方式。量的作用方式。n如果没有指定任何自如果没有指定任何自变量，量，则模型中模型中仅包含常数包含常数项，此此时所所检验的假的假设是是应变量的均数是否量的均数是否为零。零。nmodel语句中指定的自句中指定的自变量必量必须是是class语句中指定句

8、中指定的分的分组变量，量，anova过程程不允不允许自自变量中有量中有连续型型变量量（即必（即必须全部全部为离散型的分离散型的分组变量），量），而而应变量量则必必须是是连续型型变量量。model语句的模型表达式语句的模型表达式n语句中以句中以等号等号连接起来的接起来的变量（包括量（包括应变量和自量和自变量）列表或量）列表或组合称合称为模型表达式。模型表达式。n其中其中“dependents”项代表代表应变量量，可，可为输入数据入数据集中的一个或多个数集中的一个或多个数值型型变量，多个量，多个应变量之量之间以以空格相分隔。空格相分隔。n“effects”项为方差分析模型的方差分析模型的效效应项，

9、是由自，是由自变量（分量（分组变量）以特定方式量）以特定方式组合而成的表达式合而成的表达式（自（自变量表达式量表达式），一个模型表达式中可以同），一个模型表达式中可以同时包包含多个效含多个效应项。不同效应模型的表述方式不同效应模型的表述方式n自自变变量表达式可用来表达三种不同的效量表达式可用来表达三种不同的效应应模型，即模型，即主效主效应应模型、交互效模型、交互效应应模型、嵌套模型、嵌套设计设计效效应应模型。模型。n主效主效应应模型：模型：y=a b cn交互效交互效应应模型：模型：y=a b c a*b a*c b*c a*b*cn嵌套效嵌套效应应模型：模型：y=a b c(a b)，其中，

10、其中c因素因素为为a、b两两因素各水平因素各水平组组合下的二合下的二级级因素。因素。n同一同一model语语句中三种效句中三种效应应可以混合使用。可以混合使用。means语句语句n语句形式：句形式：means effects;n通通过使用使用means语句，句，anova过程可以程可以对model语句句所定所定义的效的效应计算其各水平下算其各水平下应变量的均量的均值及其及其标准差。准差。n还可通可通过设置必要的置必要的选项实现对指定主效指定主效应的的组间多重比多重比较。n同一同一过程步中可同程步中可同时使用多条使用多条means语句，但均句，但均须位于位于model语句之后句之后。nmeans

11、语句中可句中可设置众多的置众多的选项，均与指定效，均与指定效应的的组间多重比多重比较有关。有关。means语句选项及其功能（语句选项及其功能（1）选 项功能及用法alpha=指定均数多重比较时的显著性水平，需设置为01之间的值。默认值为0.05。bon对means语句中指定的全部主效应执行组间多重比较的bonferroni t检验。dunnett对means语句中指定的全部主效应执行各组与对照组间多重比较的双侧dunnetts t检验。如果要指定对照组所对应的（分组）变量水平，将该水平所对应的格式化变量值以单引号括起置于选项后的圆括号中。如果要为多个主效应指定对照组，将各效应之对照组所对应的变

12、量值（先以单引号括起）以空格分隔置于选项后的圆括号中。默认情况下，各效应的第一个水平将被作为对照组来使用。dunnettl对means语句中指定的全部主效应执行各组与对照组间多重比较的单侧dunnetts t检验，所检验的假设为各组均数是否小于对照组的均数。设置对照组的方法同“dunnett”选项。dunnettu对means语句中指定的全部主效应执行各组与对照组间多重比较的单侧dunnetts t检验，所检验的假设为各组均数是否大于对照组的均数。设置对照组的方法同“dunnett”选项。hovtest对means语句所指定效应的各组（水平）进行方差齐性检验。除“hovtest”的设置形式（此

13、时执行levene检验）外，此选项还可设置为“hovtest=”的形式，等号后可设置的值及其含义：“bartlett”bartlett检验；“bf”brown-forsythe检验；“levene”levene检验；“obrien”o brien检验。means语句选项及其功能（语句选项及其功能（2）选 项功能及用法lsd同“t”选项。snk对means语句中指定的全部主效应执行student-newman-keuls组间多重比较过程。regwq对means语句中指定的全部主效应执行ryan-einot-gabriel-welsch组间多重比较过程。scheffe对means语句中指定的全部主

14、效应执行scheffe组间多重比较过程。sidak依据sidak不等式调整各组均数，然后进行组间比较的两两t检验过程。smm同“gt2”选项t在各设计单元样本量相等的情况下，执行组间均数的两两t检验过程，等同于fisher的最小显著差异（lsd,least significant difference）检验。tukey对means语句中指定的全部主效应执行组间多重比较的turkey检验过程。waller对means语句中指定的全部主效应执行组间多重比较的waller-duncan t检验过程。welch要求执行welch方差加权的单因素方差分析过程。对于方差齐性的前提条件，此方法要比一般的方差

15、分析方法更为稳健。设置“welch”选项时model语句中定义的模型必须为单因素模型，否则该选项将被忽略。test语句语句n语句形式：句形式：test e=effect;ntest语句用来句用来进行其它行其它类型的型的F 检验，这种种检验不同于通不同于通常方差分析中以常方差分析中以误差均方差均方为分母的分母的F检验，我，我们可以指定可以指定此此F 检验中所使用的分母中所使用的分母项（误差差项）。）。n当数据的当数据的误差差结构构为非常非常规状状态（如裂区（如裂区设计）时，就必，就必须使用使用test语句句执行特定的行特定的F 检验过程。程。test语句句须置于置于model语句之后。句之后。n

16、“h=”指定需要指定需要检验的效的效应项（作（作为F 检验的分子），此的分子），此效效应项必必须为model语句中所包含的效句中所包含的效应。语句中可指定句中可指定多个效多个效应项。n“e=”用来指定作用来指定作为误差差项的效的效应项（作（作为F 检验的分母）的分母），语句中只能指定一个句中只能指定一个误差差项。n1.两两比两两比较 n常用的方法有常用的方法有SNK、Bonferonni、Dunnett等等q语句句 means 分分类变量量/snkqmeans 分分类变量量/bonqmeans 分分类变量量/dunnettq2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程16n2.

17、多个多个处理理组和一个和一个对照照组的比的比较-dunnet t test q 相相应的的选项为dunnett q 语句句 means c/dunnett;2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程17n3.多重比多重比较语句的其他句的其他设置置q设置置alpha 水平水平 默默认为0.05 q如如 means c/dunnett alpha=0.01;2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程18第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析n例例6-1 某医生某医生为了研究一种降血脂新了研究一种降血脂新药的的临床床疗效，按效，按统一一

18、纳入入标准准选择120名高血脂患者，采用完全随机名高血脂患者，采用完全随机设计方方法将患者等分法将患者等分为4组（安慰（安慰剂组和服和服药剂量分量分别为2.4、4.8、7.2的降脂新的降脂新药组）中，）中，进行双盲行双盲试验。6周后周后测得得低密度脂蛋白作低密度脂蛋白作为试验结果，果，见表表6-1。问4个个处理理组患者患者的低密度脂蛋白含量的低密度脂蛋白含量总体均数有无差体均数有无差别?2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程19第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程20第一节第一节 完

19、全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程21第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程22第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程23完全随机设计的方差分析表完全随机设计的方差分析表变异来源SSdfMSF组间(处理组间)SS组间k-1SS组间/v组间MS组间/MS组内组内(误差)SS组内N-kSS组内/v组内总SS总N-1第一节第一节 完全随机设计资料的方差

20、分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程25第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程26第一节第一节 完全随机设计资料的方差分析完全随机设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程27第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析n随机区随机区组设计：q处理因素（理因素（处理理组）q区区组因素（区因素（区 组）n步步骤q除除处理因素外其它条件相似的理因素外其它条件相似的对象象归入一个区入一个区组q将区将区组

21、内的受内的受试对象随机分配到不同象随机分配到不同处理理组n优点点q保保证同一区同一区组内的受内的受试对象接受的象接受的处理不同理不同q实验效效应 差异主要由差异主要由处理因素引起理因素引起2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程28第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析n例例6-2 某研究者采用随机区某研究者采用随机区组设计进行行实验，比，比较三种抗癌三种抗癌药物物对小白鼠肉瘤的抑瘤效果，先将小白鼠肉瘤的抑瘤效果，先将15只染有肉瘤小白鼠按体只染有肉瘤小白鼠按体重大小配成重大小配成5个区个区组，每个区，每个区组内内3只小白鼠随机接受三种抗只小白鼠

22、随机接受三种抗癌癌药物（物（A、B、C），以肉瘤的重量），以肉瘤的重量为指指标，试验结果果见表表6-2。问三种不同三种不同药物的抑瘤效果有无差物的抑瘤效果有无差别？2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程29第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程30第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程33随机区组设计的方差分析表随机区组设计的方差分析表变异来源SSdfMSF处理组 SS处理k-1SS处理/k-1MS

23、处理/MS误差区组 SS区组b-1SS区组/b-1MS区组/MS误差误差 SS误差N-k-b+1SS误差/v误差总SS总N-1第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程35第二节第二节 随机区组设计资料的方差分析随机区组设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程36第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析n例例6-5 将将20只家兔随机等分只家兔随机等分4组，每，每组5只，只，进行神行神经损伤后的后的缝合合试验。处理由两个因素理由两个因素组合而成，合而成，A

24、因素因素为缝合方法，有合方法，有两水平，一水平两水平，一水平为外膜外膜缝合，另一水平合，另一水平为束膜束膜缝合合；B因素因素为缝合后的合后的时间，有两水平，一水平，有两水平，一水平为缝合后合后1月月，另一水平，另一水平为缝合后合后2月月。试验结果果为家兔神家兔神经缝合后的合后的轴突通突通过率率(%)（注：（注：测量指量指标，视为计量量资料）。欲比料）。欲比较不同不同缝合方法及合方法及缝合后合后时间对轴突通突通过率的影响，率的影响，试做析因方差分析。做析因方差分析。2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程37第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析2023/

25、3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程38第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程39第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程40第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程41第五节第五节 析因设计资料的方差分析析因设计资料的方差分析2023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教程422023/3/8SAS9.1统计软件应用教程统计软件应用教

26、程43Thanks!人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说古人说“书中自有黄金屋。书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。