数学建模-SAS软件入门.ppt

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1、数学软件SAS入门,张正军南京理工大学(2007年5月),1 SAS系统简介,1.1 SAS系统(1)(1)SAS系统全称为Statistics Analysis System，最早由北卡罗来纳大学的两位生物统计学研究生编制，并于1976年成立了SAS软件研究所，正式推出了SAS软件。(2)SAS是用于决策支持的大型集成信息系统，但该软件系统最早的功能限于统计分析，至今，统计分析功能也仍是它的重要组成部分和核心功能。(3)SAS现在的版本为9.0版，大小约为1G。(4)经过多年的发展，SAS已被全世界120多个国家和地区的近三万家机构所采用，直接用户则超过三百万人，遍及金融、医药卫生、生产、运

2、输、通讯、政府和教育科研等领域。,1 SAS系统简介,1.1 SAS系统(2)(5)SAS是由大型机系统发展而来，其核心操作方式就是程序驱动，经过多年的发展，现在已成为一套完整的计算机语言，其用户界面也充分体现了这一特点：它采用MDI（多文档界面），用户在PGM视窗中输入程序，分析结果以文本的形式在OUTPUT视窗中输出。使用程序方式，用户可以完成所有需要做的工作，包括统计分析、预测、建模和模拟抽样等。(6)初学者在使用SAS时必须要学习SAS语言，入门比较困难。(7)SAS的Windows版本根据不同的用户群开发了几种图形操作界面，这些图形操作界面各有特点，使用时非常方便。但是由于国内介绍他

3、们的文献不多，并且也不是SAS推广的重点，因此还不为绝大多数人所了解。,1 SAS系统简介,1.1 SAS系统(3)(8)SAS系统是从大型机上的系统发展而来，在设计上也是完全针对专业用户进行设计，因此其操作至今仍以编程为主，人机对话界面不太友好，并且在编程操作时需要用户最好对所使用的统计方法有较清楚的了解，非统计专业人员掌握起来较为困难。(9)SAS极为高昂的价格和只租不卖的销售策略使得实力不足的个人和机构只能对他望而却步。(10)SAS系统是一个组合软件系统，它由多个功能模块组合而成，其基本部分是BASE SAS模块。BASE SAS模块是SAS系统的核心，承担着主要的数据管理任务，并管理

4、用户使用环境，进行用户语言的处理，调用其他SAS模块和产品。也就是说，SAS系统的运行，首先必须启动BASE SAS模块，它除了本身所具有数据管理、程序设计及描述统计计算功能以外，还是SAS系统的中央调度室。它除可单独存在外，也可与其他产品或模块共同构成一个完整的系统。各模块的安装及更新都可通过其安装程序非常方便地进行。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(1)SAS系统具有灵活的功能扩展接口和强大的功能模块，在BASE SAS的基础上，还可以增加如下不同的模块而增加不同的功能：SAS/STAT（统计分析模块）、SAS/GRAPH（绘图模块）、SAS/QC（质量控制模块）、SAS/ET

5、S（经济计量学和时间序列分析模块）、SAS/OR（运筹学模块）、SAS/IML（交互式矩阵程序设计语言模块）、SAS/FSP（快速数据处理的交互式菜单系统模块）、SAS/AF（交互式全屏幕软件应用系统模块）等等。SAS有一个智能型绘图系统，不仅能绘各种统计图，还能绘出地图。SAS提供多个统计过程，每个过程均含有极丰富的任选项。用户还可以通过对数据集的一连串加工，实现更为复杂的统计分析。此外，SAS还提供了各类概率分析函数、分位数函数、样本统计函数和随机数生成函数，使用户能方便地实现特殊统计要求。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(2)SAS系统是由众多模块组成的系统。其中Base S

6、AS模块是SAS系统的核心。其它各模块均在Base SAS提供的环境中运行。用户可选择需要的模块与Base SAS一起构成一个用户化的SAS系统。Base SAS Base SAS作为SAS系统的核心，负责数据管理，交互应用环境管理，进行用户语言处理，调用其它SAS模块。Base SAS 为SAS系统的数据库提供了丰富的数据管理功能，还支持标准的SQL语言对数据进行操作。Base SAS能够制作从简单列表到比较复杂的统计报表。Base SAS可进行基本的描述性统计及其相关系数的计算，进行正态分布检验等。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(3)SAS/GRAPH SAS/GHAPH可将

7、数据及其包含着的深层信息以多种图形生动地呈现出来，如直方图、圆饼图、星形图、散点相关图、曲线图、三维曲面图、等高线图及地理图等。SAS/GHAPH提供一个全屏幕编辑器，提供多种设备程序，支持非常广泛的图形输出设备以及标准的图形交换文件。SAS/ASSIST SAS/ASSIST为SAS系统提供了面向任务的菜单界面，借助它可以通过菜单系统来使用SAS系统其它产品。它自动生成的SAS程序既可辅助有经验的用户快速编写SAS程序，又可帮助用户学习SAS。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(4)SAS/AF SAS/AF是一个应用开发工具。用户使用SAS/AF可将包含众多功能的SAS软件作为方

8、法库，利用 SAS/AF的屏幕设计能力以及SCL语言的处理能力来快速开发各种功能强大的应用系统。SAS/AF也了采用了OOP(面向对象编辑)技术，使用户可方便快速开发各类具有图形用户界面(GUI)的应用系统。SAS/EIS SAS/EIS是决策工具，也是一个快速应用开发工具。SAS/EIS完全采用新兴的面向对象的编程模式(OOP)。EIS以生动直观的方式(图或表)将关键性或总结性信息呈现给使用者。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(5)SAS/ACCESS 为了对众多不同格式的数据进行查询、访问和分析，SAS/ACCESS提供了与目前许多流行数据库软件的接口，利用SAS/ACCESS

9、，可建立外部其它数据库的一个统一的公共数据界面。SAS/ACCESS提供的接口是透明的和动态的。用户不必将此文件当作真正存储着数据 的SAS数据集一样使用，而只需在SAS中建立对外部的描述(即VIEW)文件，便可将此文件当作真正存储着数据的SAS数据集一样使用。对一些经常使用的外部数据，可以利用SAS/ACCESS将数据真正提取进入SAS数据库。SAS/ACCESS 提供的接口是双向的，既可将数据读入SAS，也可在SAS中更新外部数据或将SAS数据加载到外部数据库中。目前，SAS/ACCESS支持的数据库主要有：IMLDL/I,SQL/DS,DB2,ADABAS,Rdb,ORACLE,Syba

10、se,INGRES,Informix,DBF/DIF,ODBC等。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(6)SAS/STAT SAS/STAT覆盖了所有的实用数理统计分析方法，是国际统计分析领域的标准软件。SAS/STAT提供了十多个过程，可进行各种不同模型或不同特点数据的回归分析，如正交回归/面回归、响应面回归、logistic回归、非线性回归等，且具有多种模型选择方法。可处理的数据有实型数据、有序数据和属性数据，并能产生各种有用的统计量和诊断信息。在方差分析方面，SAS/STAT为多种试验设计模型提供了方差分析工具。另外，它还有处理一般线性模型和广义线性模型的专用过程。在多变量统计

11、方面，SAS/STAT为主成分分析、典型相关分析、判别分析和因子分析提供了许多专用过程。SAS/STAT还包含多种聚类准则的聚类分析方法。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(7)SAS/QC SAS/QC为全面质量管理提供了一系列工具。它也提供一套全屏幕菜单系统引导用户进行标准的统计过程以及试验设计。SAS/QC提供了多种不同类型控制图的制作与分析。Pareto图（排列图）可用于发现需优先考虑的因素，Ishikawa图（鱼骨图）可用于直观地进行因果分析。SAS/ETS SAS/ETS提供丰富的计量经济学和时间序列分析方法，是研究复杂系统和进行预测的有力工具。它提供方便的模型设定手段、

12、多样的参数估计方法。SAS/OR SAS/OR提供全面的运筹学方法，是一种强有力的决策支持工具。它辅助人们实现对人力、时间以及其它各种资源的最佳利用。SAS/OR包含通用的线性规划、混合整数规划和非线性规划的求解，也为专门的规划问题提供更为直接的解决办法，如网络流问题、运输问题、分配问题等。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(8)SAS/IML SAS/IML提供功能强大的面向矩阵运算的编程语言，帮助用户研究新算法或解决SAS中没有现成算法的专门问题。SAS/IML中的基本数据元素是矩阵。它包含大量的数学运算符、函数和例行程序，用户用很少的语句便可执行很复杂的计算过程。SAS/WA

13、SAS/WA（Warehouse Administrator）是建立数据仓库的集成工具，它在其它SAS软件的基础上提供了一个建立数据仓库的管理层，包括：定义数据仓库和主题，数据转换和汇总，汇总数据的更新，Metadata的建立、管理和查询，Data marts和Info marts的实现。SAS/MDDB Server SAS/MDDB Server是SAS的多维数据库产品，主要用于在线分析处理（OLAP），可将从数据仓库或其它数据源来的数据以立体阵列的方式存储，以便于用多维数据浏览器等工具快速和方便地访问。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(9)SAS/IntrNet SAS/In

14、trNet为SAS Web应用提供了数据服务和计算服务，包括htmSQL，它为一UNIX Web服务器的CGI程序，使得能通过支持Web浏览器动态查询SAS数据或外部的关系型数据库；SAS ODBC Driver使得能通过支持ODBC的Windows Web服务器来访问SAS数据；SAS Driver for JDBC使得可以通过Java applet来查询SAS数据；SAS/IntrNet Application Dispatcher使得可以通过Web浏览器动态地递交SAS程序到SAS应用服务器执行，并将结果返回浏览器。SAS/GIS SAS/GIS集地理位置系统功能与数据的显示分析于一体。

15、它提供层次化的地理信息，每一层可以是某些地理元素，也可与用户定义的主题（例如：人口、产值等）相关联。用户可交互式地缩小或放大地图，设定各层次显示与否，并利用各种交互式工具进行数据显示与分析。,1 SAS系统简介,1.2 SAS系统模块(10)SAS/ITSV IT Service Vision（ITSV）是企业的全面IT服务的性能评估和管理的软件，这些IT服务包括计算机系统、网络系统、Web服务器和电话系统等。ITSV将不同来源的数据进行整理和组织，存放于性能数据仓库中，用GUI或批处理的方式产生组织任意层面的报告。系统程序员及网络工程师能借此识别、研究并解决有关问题，业务分析人员能借此制定资

16、源管理的总体策略，CIO和数据中心经理能借此定期地得到所需的IT运作的汇总和分析报告。SAS/CFO Vision SAS/CFO Vision用于财务整合和报告，内部包含了会计知识，为日常财务工作提供了现成的程序，并提供了访问所有主要数据源的接口。它主要用于；访问财务和非财务的有关住处整合财务数据，通过一个财务信息仓库来管理业务结构，通过财务报告和分析帮助理解财务的结果，并在组织内交流关键的业务结果信息。,1 SAS系统简介,1.3 SAS基本运行环境介绍 SAS的基本运行环境是一个交互式用户界面，被称为显示管理系统（DISPLAY MANAGER）。进入显示管理系统（DISPLAY MAN

17、AGER）可看到以下三个主要窗口PROGRAM EDITOR窗口：编写SAS程序的文本编辑器(F5)；LOG窗口：显示有关程序运行的信息(F6)；OUTPUT窗口：显示有关程序的输出(F7)。显示管理系统命令可通过直接输入命令、按功能键、使用下拉菜单、工具栏四种来实现。文本编辑行命令：发布在文本编辑器的数字区，进行文字编辑工作，进入这个窗口由显示管理系统命令NUM控制，用END命令可以退出当前窗口。,1 SAS系统简介,1.4 SAS程序的一个实例(1)准备和提交一个简单的SAS程序(例s0.sas,sas1.sas,sas2.sas)。(1)在PROGRAM EDITOR窗口中键入程序；ti

18、tle 房屋价格低于150,000;proc print data=sasuser.houses;var street bedrooms baths price;where price150000 and bedrooms gt2;run；(2)提交此程序，可通过以下办法实现：方法一：命令框中输入“SUBMIT”；方法二：从LOCALS下拉菜单中选择“SUBMIT”；方法三：按下F3（SUBMIT所对应的功能键）；方法四：按工具栏中与SUBMIT命令对应的图标。,1 SAS系统简介,1.4 SAS程序的一个实例(2)(3)通过查看LOG窗口的信息，检查程序是否出错，如果出错，用RECAL命令重

19、新调回提交的程序并修改它。(4)在OUTPUT窗口查看运行的结果。(5)存储程序：发布END命令回到PROGRAM EDITOR窗口，再用RECALL调回此程序，在菜单中选择“SEVE AS”注：(1)句法 SAS语句必须用一个“；”结尾；(2)间隔 空白，空格，缩进等。,2 创建SAS数据集,2.1 SAS实例(sas3.sas)例：美国限速每小时65英里超速行驶罚款数。数据如下：州 名：AlabamaDelawareAlaskaArkansas罚款数：$60$31.50$20$47 data tickets;input state$amount;cards;AL 60 HI 35 DE 3

20、1.50 IL 20 AK 20 CT 60 AR 47 IA 33FL 44 KS 28 AZ 15 IN 50 CA 50 LA 45 GA 45 MT 5 ID 12.50KY 65 CO 64 ME 40 NE 10 MA 50 MD 40 NV 5 MO 50 MI 40 NM 20NJ 50 MN 44 NY 28 NC 47.50 MS 39.50 ND 10 OH 100 NH 33 OR 26OK 56 WV 60 VA 40 WY 15 WA 38 WI 44.5 DC.;,2 创建SAS数据集,2.2 建立数据库(1)(1)数据库的构成数据库：数据集+目录(2)分类数据集

21、：(a)永久库(sasuser);(b)临时库(work);(c)自定义库(3)定义库名语法：Libname 库名“目录名”例：libname mytmp“d:temp”;例(sas4.sas),2 创建SAS数据集,2.2 建立数据库(2)(6)观察数据库打开数据库管理程序(7)其它数据与SAS数据集转换(a)利用Input,Export子程序其它数据(.txt,.dbf,.xls)SAS数据集(b)利用Data步(例sas5.sas)Data fs;infile“d:tmpbb.txt”;input a$b;Run;,2 创建SAS数据集,2.3 数据库操作(1)(1)修改数据库语法：Da

22、ta 新数据集;set 老数据集;赋值语句;where 语句;IF 语句;keep 语句;drop 语句;output;Run;,例(sas19.sas)data new;set d12;where x1110;keep x1 x2;output;run;,2 创建SAS数据集,2.3 数据库操作(2)(2)分类数据库(例sas20.sas)(3)合并数据库(a)上下堆叠语法：Data 新数据集;set 老数据集1,老数据集2,老数据集n;Run;(b)左右合并语法：Data 新数据集;merge 老数据集1,老数据集2,老数据集n;by id;Run;,2 创建SAS数据集,2.4 控制语句

23、(1)(1)IF语句If 条件 then 语句;Else语句；例:data new;set sasuser.class;if sex=F then sex12=2;else sex12=1;Run;(2)DO语句(例sas22.sas)(3)条件循环Do while(条件);语句;end;,2 创建SAS数据集,2.4 控制语句(2)(3)控制运算符比较符:=(EQ),=(NE),(GT),=(GE),=(LE)逻辑符:AND(并),OR(或),NOT(非)2.5 赋值语句与表达式(1)(1)赋值语句语法：变量=表达式;例：total=flavor+texture+looks;(2)常量及特殊

24、常量常量:(a)数值型 例：3.1，-0.1,2E+12;(b)字符型 用双引号或单引号括起来 例：“南京理工大学”,2 创建SAS数据集,2.5 赋值语句与表达式(2)特殊常量：日期 如：10JUL2005d;时间 如：8:45t日期时间 如：10JUL2005:8:45dt例(s1.sas)：Data _null_;d=10JUL2005d;注：1960.1.1后的天数 t=8:45t;注：零点后的秒数dt=10JUL2005:8:45;put dt t;Run;(3)运算符：+(加),-(减),*(乘),/(除),*(乘方)(优选级：由低到高),2 创建SAS数据集,2.5 赋值语句与表

25、达式(3)(4)基本函数abs(x),max(x1,x2),min(x1,x2),sqrt(x),Round(x)(四舍五入),cell(x)(=x的最小整数),floor(x)(=x的最大整数)log(x),log10(x),sin(x),cos(x),tan(x),ctan(x),arsin(x),atan(x),(5)统计函数(例sas1.sas,s2.sas)(a)常见分布分位点(0p1下侧概率,df自由度)：Probit(p)(正态分布),Tinn(p,df)(t分布),Finn(p,ndf,ddf)(f分布),Cinn(p,df)(开方分布)(b)常见分布函数：Probnorm(x

26、,df)(正态分布),Probbchi(x,df)(开方分布),Probf(x,df)(f分布),Probt(x.df)(t分布),Possion(x,df)(泊松分布)(c)随机数函数：ranbin(seed,n,p),rancau(seed),rangam(seed),rannor(seed),ranpoi(seed,m),ranuni(seed),2 创建SAS数据集,2.6 输出(1)Put语句：输出到LOG窗口(2)OUTPUT语句：使命令写入数据集,3 数据处理,3.1 数据步语法:Data 数据集;Run;或Data 数据集;Input 变量1,变量n；;cards;数据；,3.2 过程步语法:Proc 过程名 选项 数据集;Run;注：常见错误(1)无分号；(2)拼写错误。,3 数据处理,3.3 常见过程(1)Print过程：打印数据(例sas6.sas)(2)freq过程：统计频数(例sas7.sas)(3)chart过程：绘制条形图(例sas8.sas)(4)plot过程：绘制散点图(例sas9.sas)(5)means：简单统计描述(例smeans.sas)(6)univariate:复杂统计描述(例univariate.sas,sas24.sas)(7)corr:相关性分析(例corr.sas,sas25.sas),