Podstawy analizy danych

Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
KONSPEKT PRZEDMIOTU
PIERWSZEGO POZIOMU STUDIÓW STACJONARNYCH
Nazwa przedmiotu
Podstawy Analizy Danych
Skrót:
Semestry:
Rodzaj przedmiotu:
Punkty ECTS:
3
Seminarium
Łącznie
30
VI
Liczba godzin w semestrze:
Wykład
Semestr VI
15
Strumień/profil:
chemia w medycynie
Kierunkowy ogólny
Ćwiczenia
Laboratorium
15
elektronika w medycynie
Osoba odpowiedzialna za przedmiot:
Imię:
Renata
E-mail: [email protected]
Projekt
fizyka w medycynie
Nazwisko:
Telefon:
PAD
informatyka w medycynie
X
Kalicka
0583471181
Lokal:
107 WETI
Cele przedmiotu: 6w
Celem przedmiotu jest zapoznanie słuchaczy z metodami statystycznymi i obliczeniowymi. Omawiane są wybrane
elementy rachunku prawdopodobieństwa. Omawiane są zmienne losowe i najważniejsze rozkłady zmiennych losowych.
Przedstawione zostaną metody generowania liczb losowych. Omówione zostanie pobieranie próby, rozkład w próbie i
estymatory. Przedstawione zostaną metody największej wiarygodności i najmniejszych kwadratów. Zaprezentowane
zostania także problemy weryfikacji hipotez statystycznych. Przedmiotem wykładu są także problemy regresji liniowej oraz
nieliniowej wraz ze wskaźnikami dopasowania.
Spodziewane efekty kształcenia - umiejętności i kompetencje:
Po wysłuchaniu wykładu, studenci posiądą podstawowe umiejętności pozwalające na praktyczne (laboratorium)
wykorzystanie i poznanych metod analizy dokładności pomiarów i danych obliczeniowych. Do umiejętności zaliczają się:
−
Umiejętność rozróżnienia i oceny właściwości podstawowych rozkładów zmiennych losowych.
−
Umiejętność analizy statycznej danych pomiarowych.
−
Umiejętność przedstawienia prób w postaci graficznej, histogramy.
−
Umiejętność wykorzystania ilościowych technik oceny, np. przedział ufności.
−
Umiejętność wyznaczania wartości oczekiwanej, wariancji, kowariancji i współczynników korelacji.
Po wysłuchaniu wykładu i odbyciu laboratorium, studenci posiądą wiedzę teoretyczną i częściowo praktyczna niezbędną
do oceny statystycznej wyników pomiarów oraz wyników obliczeń.
Karta zajęć - wykład
Lp.
Zagadnienie
Poziom
wiedzy
A
B
C
1
2
3
4
Wstęp. Metody statystyczne i obliczeniowe.
Wybrane elementy rachunku prawdopodobieństwa. Zmienne
losowe i najważniejsze ich właściwości.
Galeria rozkładów: normalny, t, F, eksponencjalny, logarytmiczny,
inne.
Wartości oczekiwane, wariancje, kowariancje i współczynniki
umiejętności
D
E
Liczba
godzin
x
X
1
1
X
1
X
1
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
korelacji.
Generowanie liczb losowych. Symulacja Monte Carlo.
Własnościwości rozkładu normalnego. Centralne twierdzenie
graniczne.
Przedstawienie prób w postaci graficznej. Histogramy. Interpretacja
histogramów.
Graficzne techniki analizy. Wykresy autokorelacji.
Ilościowe techniki oceny. Przedział ufności, t-test równości średnich.
F-test równości dewiacji standardowych. Levene test równości
wariancji. Testy Chi-sguare zgodności rozkładu z założonym
Test Kolmogorov-Smirnov zgodności rozkładu z założonym.
Metoda największej wiarygodności, jako podstawa nowoczesnej
analizy danych. Przykłady, interpretacja wyników.
Metoda najmniejszych kwadratów dla pomiarów bezpośrednich i
pośrednich.
Regresja liniowa. Wskaźniki jakości dopasowania
Regresja nieliniowa. Wskaźniki jakości dopasowania, zjawisko
interakcji parametrów, przyczyny
X
X
1
1
X
1
X
X
X
1
1
1
X
1
X
1
X
X
1
1
Razem: 15
Karta zajęć - laboratorium
Zagadnienie
Lp.
Poziom
wiedzy
A
B
C
1
2
3
4
5
Ćwiczenie nr 1. Wyznaczanie parametrów rozkładu zmiennej losowej
Ćwiczenie nr 2. Propagacja błędów. Wyznaczanie kowariancji i
współczynników korelacji.
Ćwiczenie nr 3. F-test równości dewiacji standardowych. Levenne
test równości wariancji.
Ćwiczenie nr 5. Regresja liniowa. Wskaźniki dopasowania. Interakcja
parametrów.
Ćwiczenie nr 6. Regresja nieliniowa. Wskaźniki dopasowania.
Interakcja parametrów.
umiejętności
D
E
Liczba
godzin
X
X
3
3
X
3
X
3
X
3
Razem: 15
Próg zaliczenia:
Semestr:
III
z wykładu
35/60
Warunki zaliczenia przedmiotu
z ćwiczeń
z laboratorium
z projektu
25/40
z seminarium
Opis form zaliczenia
Wykład (semestr III)
Id
Termin
1
Tydzień 7
2
Tydzień 15
Punkty
30
30
Razem:
Laboratorium (semestr III)
Id
Termin
Punkty
1
Ćwiczenie 1
8
2
Ćwiczenie 2
8
3
Ćwiczenie 3
8
4
Ćwiczenie 4
8
5
Ćwiczenie 5
8
Razem: 40
Zakres
Kolokwium z zakresu zagadnień 1-7, według planu wykładu
Kolokwium z zakresu zagadnień 8-15, według planu wykładu
60
Zakres
Zrealizowanie ćwiczenia oraz wykonanie raportu
Zrealizowanie ćwiczenia oraz wykonanie raportu
Zrealizowanie ćwiczenia oraz wykonanie raportu
Zrealizowanie ćwiczenia oraz wykonanie raportu
Zrealizowanie ćwiczenia oraz wykonanie raportu
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.
Z CAŁOŚCI
70/100
Politechnika Gdańska, międzywydziałowy kierunek „INŻYNIERIA BIOMEDYCZNA”
Uwagi dotyczące kryteriów zaliczenia:
Lp.
1.
Przedmiot
Podstawy analizy
danych
Przedmioty wyprzedzające wraz z wymaganiami wstępnymi
Zakres
1. „Analiza matematyczna i algebra liniowa” w zakresie programu przedmiotu.
Metody dydaktyczne:
Treści wykładu będą przekazywane z wykorzystaniem projektora do prezentacji slajdów, ukazujące treści przedmiotu ze
szczególnym uwzględnieniem materiału ilustrującego w postaci schematów, wykresów, tabel itd.
Praktyczną ilustracją materiału przedstawianego w czasie wykładów są zajęcia laboratoryjne. Studenci będą pracowali w
grupach 2 osobowych. Każda grupa pracować będzie przy oddzielnym stanowisku pomiarowym, odpowiednim do
wykonywanego ćwiczenia. Kolejne ćwiczenia laboratoryjne wykonywane będą zgodnie z ustalonymi terminami. Do
każdego ćwiczenia laboratoryjnego udostępniona zostanie (na platformie edukacji na odległość) szczegółowa instrukcja.
Po zapoznaniu się z instrukcją student wykona w sali laboratoryjnej kolejne zadania danego ćwiczenia (pod opieką i z
pomocą prowadzącego). Ocenie podlegać będzie przygotowanie studenta do zajęć i realizacja zadań wyznaczonych do
samodzielnego wykonania w czasie ćwiczenia. Zajęcia laboratoryjne rozpoczną się w piątym tygodniu wykładów.
Wykaz literatury podstawowej:
1. Skrypt z materiałami „Podstawy analizy danych”
2. Brandt S.: Analiza danych. Metody statystyczne i obliczeniowe. WNT, Warszawa 1999.
Wykaz literatury uzupełniającej:
1. NIST/SEMATECH e-Handbook of Statistical Methods, http://www.itl.nist.gov/div898/handbook/, date.
Projekt „Przygotowanie i realizacja kierunku inżynieria biomedyczna – studia międzywydziałowe”
współfinansowany ze środków Unii Europejskiej w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego.