生物统计学
生物统计学复习要点
1、生物统计学主要包括试验设计和统计分析2、统计学的发展经历了3个阶段:古典记录统计学,近代描述统计学和现代推断统计学3、生物统计学是数理统计在生物学研究中的应用,它是用数理统计的原理和方法来分析和解释生物界各种现象和试验调查资料的一门学科,属于应用统计学的一个分支。
4、英国统计学家R.A.Fisher于1923年发展了显著性检验及估计理论,提出来F分布和F 检验,创立了方差和方差分析,在从事农业试验及数据分析研究时,他提出了随机区组法、拉丁方法和正交试验的方法5、常用的统计学术语有:总体与样本,参数与统计数,变量与资料,因素与水平,处理与重复,效应与互作,准确性与精确性,误差与错误6、总体按所含个体的数目可分为有限总体和无限总体,n小于30的样本称为小样本,n大于等于30的为大样本7、参数也称参量,是对一个总体特征的度量。
统计数也称统计量,是由样本计算所得的数值。
8、准确性反映测定值与真值符合程度的大小,而精确性则是反映多次测定值的变异程度9、生物统计学的基本作用:1)提供整理和描述数据资料的科学方法,确定某些性状和特性的数量特征2)判断试验结果的可靠性3)提供由样本推断总体的方法4) 提供试验设计的一些重要原则10、试验资料具有集中性和离散性两种基本特征。
平均数是反映集中性的特征数,主要包括算术平均数,中位数,众数,几何平均数等;反映离散性的特征数是变异数,主要包括极差,方差,标准差和变异系数11、资料可分为数量性状资料和质量性状资料12、数量性状资料分为计数资料(非连续变量资料)和计量资料(连续变量资料)13、资料的来源(资料的搜集方法)一般有两个,调查和试验14、常用的抽样方法有随机抽样,顺序抽样,典型抽样15、随机抽样的方法:简单随机抽样,分层随机抽样,整体抽样,双重抽样16、计量资料的整理步骤:1,计算全距2.确定组数和组距(样本容量30--60,分组数为5--8)3,确定组限和组中值4,分组,编制次数分布表17、常用的统计图有条形图,饼图,直方图,多边形图,散点图(会辨认)18、算术平均数的算法:直接计算法,减去(或加上)常数法,加权平均法19、算术平均数的重要特性:1)样本中各观测值与其平均数之差称为离均差,其总和等于零2)样本中各观测值与其平均数之差平方的总和,较各观测值与任一数值(不包括平均数)之差的平方和最小,即离均差平方和为最小20、标准差的特性:1,标准差的大小受多个观测值的影响,如果观测值与观测值之间差异较大,其离均差也大,因而标准差也大,反之则小2,计算标准差时,如将各观测值加上或减去一个常数a,其标准差不变,将各观测值乘以或除以一个常数a,则标准差扩大或缩小了a倍3,在正态分布情况下,一个样本变量的分布情况可作如下估计:在平均数两侧的1s范围内,观测值个数约为观测值总个数的68.26%,在平均数两侧的2s范围内,观测值个数约为观测值总个数的95。
生物统计学基础知识讲解
生物统计学基础知识讲解生物统计学是一门将统计学原理和方法应用于生物学、医学、农学等领域的交叉学科。
它旨在通过收集、整理、分析和解释生物数据，帮助我们理解生命现象、解决生物问题以及做出科学决策。
一、什么是生物统计学生物统计学运用概率论和数理统计的原理和方法，来研究生物界中各种随机现象和数量规律。
简单来说，它就是帮助我们从看似杂乱无章的生物数据中找出有用的信息和规律。
比如，在医学研究中，通过对大量患者的治疗数据进行分析，确定某种药物的疗效和副作用；在农业领域，研究不同施肥量对作物产量的影响；在生态学中，分析物种的分布和数量变化等等。
二、生物统计学的基本概念1、总体与样本总体是我们所研究对象的全体，而样本则是从总体中抽取的一部分用于观察和分析的个体。
例如，要研究某个地区成年人的身高情况，该地区所有成年人的身高构成总体，而随机抽取的一定数量成年人的身高数据则是样本。
2、变量与数据变量是在研究中可以变化的因素，如身高、体重、血压等。
而数据则是对变量的观测值。
数据可以分为定量数据（如身高、体重等可以用数值表示的）和定性数据（如性别、血型等分类数据）。
3、频率与概率频率是指某一事件在多次重复试验中出现的次数与试验总次数的比值。
概率则是指某一事件在特定条件下发生的可能性大小。
当试验次数足够多时，频率会趋近于概率。
4、误差误差是指观测值与真实值之间的差异。
误差分为随机误差和系统误差。
随机误差是不可避免的，由多种偶然因素引起；而系统误差则是由于测量方法或仪器等原因导致的有规律的偏差。
三、数据的收集1、抽样方法常见的抽样方法有简单随机抽样、分层抽样、整群抽样等。
简单随机抽样是从总体中随机抽取个体，每个个体被抽取的概率相等。
分层抽样是先将总体按照某些特征分成不同层次，然后在各层中进行随机抽样。
整群抽样则是将总体划分为若干群，随机抽取部分群进行观察。
2、数据的质量收集的数据应具有准确性、完整性和可靠性。
准确性是指数据能准确反映实际情况；完整性是指数据应包含所需的所有信息；可靠性是指数据在不同条件下重复测量时能保持一致。
生物统计知识点总结
生物统计知识点总结生物统计学基本概念1. 总体和样本生物统计学中，研究对象的全体称为总体，而从总体中选取的部分个体称为样本。
样本是总体的代表，通过对样本进行研究和分析，可以对总体进行推断。
2. 参数和统计量总体的特征称为参数，它是总体的固有属性。
而样本的特征称为统计量，它是样本的统计学特征，用来推断总体的参数。
3. 随机变量在生物统计学中，用来研究某种现象的变量称为随机变量。
随机变量有两种类型，离散型和连续型。
离散型随机变量的取值是有限个或者可数个，而连续型随机变量的取值是连续的。
4. 抽样分布抽样分布是指在总体中随机抽取样本后得到的分布。
当样本容量足够大时，抽样分布具有一些特定的性质，如正态分布、t分布、F分布等，这些分布在生物统计学中是非常重要的。
生物统计学常用方法1. 描述统计描述统计是对数据进行整理、归纳和描述的过程，主要包括测量中心趋势的指标（如均值、中位数、众数）、测量离散程度的指标（如标准差、方差）以及数据的图表展示。
2. 推断统计推断统计是通过样本对总体参数进行推断的过程。
推断统计主要包括参数估计和假设检验两个部分。
参数估计是通过样本来估计总体参数的值，而假设检验是对总体参数的某种假设进行检验的过程。
3. 方差分析方差分析是一种用来比较两个或多个总体均值是否相等的统计方法。
它包括单因素方差分析和多因素方差分析，用于研究不同因素对总体均值的影响。
4. 回归分析回归分析是用来研究一个或多个自变量对因变量的影响程度和方向的统计方法。
回归分析分为简单线性回归和多元线性回归，以及非线性回归等方法。
5. 生存分析生存分析是研究生存时间或事件发生时间的统计方法，它包括生存曲线、生存率和生存分布等内容，主要用于临床医学和流行病学领域。
生物统计学在生物学领域的应用生物统计学在生物学领域有着广泛的应用。
它可以用来设计实验、收集和整理数据、进行数据分析和结果解释。
以下是一些生物统计学在生物学领域的应用示例。
生物统计学与实验设计
生物统计学与实验设计生物统计学是一门研究生物学数据处理和解释的学科，是生物学实验设计和数据分析的重要工具。
合理的实验设计和有效的统计分析可以帮助我们得出可靠的结论和科学的推断。
本文将介绍生物统计学的基本原理和常用方法，以及如何进行合理的实验设计。
一、生物统计学的基本原理生物统计学是应用统计学原理和方法研究生物学数据的科学。
它的基本原理包括以下几个方面：1. 变量类型：生物学实验中通常涉及不同类型的变量，包括定性变量和定量变量。
定性变量是指描述事物属性的变量，如性别、颜色等；定量变量是指可以进行数值计量的变量，如体重、血压等。
2. 数据采集：在生物学实验中，我们需要收集相应的数据来进行分析。
数据采集应该尽量精确、全面和可靠。
采集数据的过程中要严格按照实验设计的要求进行，避免任何干扰因素的影响。
3. 数据整理和清洗：收集到的数据需要进行整理和清洗，包括去除异常值、缺失值的处理等。
数据整理和清洗是保证数据质量和准确性的重要环节。
4. 描述统计分析：描述统计是通过统计指标来描述数据的基本特征。
包括均值、标准差、频数分布等。
描述统计是对数据的第一层次的分析，可以帮助我们对数据有一个直观的认识。
5. 推断统计分析：推断统计是通过样本数据对总体进行推断。
常用的方法包括假设检验、置信区间估计等。
推断统计可以帮助我们从样本数据中得出总体特征的结论。
二、实验设计合理的实验设计是进行科学研究的基础，也是保证实验结果可靠性的重要因素。
一个良好的实验设计应具备以下几个要素：1. 研究目的和假设：明确研究的目的和假设，假设应具备可验证性和明确性。
2. 实验设计：选择适当的实验设计，包括对照组设计、随机分组设计等。
实验设计应遵循科学原理，能够有效控制干扰因素。
3. 样本大小确定：确定合适的样本大小是保证实验结果可靠性的重要环节。
样本大小的确定需要考虑效应大小、显著水平、样本方差等因素。
4. 随机分配：在实验中对实验对象进行随机分配是避免实验结果的偏倚和提高实验效力的重要手段。
生物统计学
1．总体：我们研究的全部对象2．样本：从总体中抽出的一个部分3．方差：4．对立事件：如果事件A1和A2必发生其一，但不能同时发生，我们称事件A1和A2为对立事件。
5．小概率事件：若随机事件的概率很小，例如小于、、，称之小概率事件。
6．小概率事件：原理小概率事件在一次试验中几乎是不会发生的。
若根据一定的假设条件计算出来该事件发生的概率很小，而在一次试验中竟然发生了，则可以认为假设的条件不正确，从而否定假设。
7．抽样分布：从一个已知的总体中，独立随机地抽取含量为 n 的样本，研究所得样本的各种统计量的概率分布。
8．标准正态分布：期望值μ=0，即曲线图象对称轴为Y 轴，标准差σ=1条件下的正态分布，记为N(0，1)。
9．统计推断：根据抽样分布律和概率理论，由样本结果（统计数）来推论总体特征（参数）。
10．单尾测验：否定区位于分布的一尾的测验。
11．备择假设：与零假设相对立的假设称为备择假设。
12．接受区：接受无效假设的区间。
13．数学期望：随机变量Y 或者Y 的函数的理论平均数。
14．点估计：用样本数据所计算出来的单个数值，对总体参数所做的估计称为点估计1．算术平均数的重要特征之一是离均差之和 （ C ）A 最小B 最大C 等于零D 接近零2．统计推断过程中，若我们拒绝H0，则 （ C ）A 犯错误B 犯错误C 犯错误或不犯错误D 犯错误或不犯错误变数变异程度的度量，对于总体()22i Y N μσ-=∑， 对于样本22()1Y y s n -=-∑。
3．两个平均数的假设测验用测验。
（ C ）A uB tC u或tD F4．总体参数在区间[L1,L2]内的概率为1-,其中L1和L2在统计上称为（ D ）A 置信区间 B 区间估计 C 置信距 D 置信限5．下列不是方差分析基本假定的是假定。
（ C ）A 可加性B 正态性C 无偏性D 同质性6．人口调查中，以人口性别所组成的总体是( C )总体A 正态分布B 对数正态C 二项分布D 指数分布7．下列有关标准正态分布概率公式的计算中错误的是（ D ）A P（0<U<u）=f (u) -1/2 B P（U>u）=f (-u)C P（| U| > u）= 2 f (-u)D P (u1<U<u2) = f (u1) - f (u2)8．在抽样分布的研究中，当总体标准差σ未知时样本平均数分布服从（ B ）分布。
生物统计学
s=
(x-x ) 2
n-1
总体
σ= (x-μ) 2
N
4. 变异系数（coefficient of variability, CV )
定义：样本的标准差除以样本平均数，所得到的比值 就是变异系数。
CV=s / x × 100%
第二章
概率 及其 分布
第一节 随机事件及其概率
随机事件的概念 事件的关系及其运算 概率的定义 概率的运算
第二步 t检验
u x1 x 2
x1 x 2
u x1 x2 s x1 x2
t x1 x 2 s x1 x 2
成对数据平均数的比较
将性质相同的两个样本（供试单位）配偶成 对，每一对除随机地给予不同处理外，其他试验条件 应尽量一致，以检验处理的效果，所得的观测值称为 成对数据。
二、泊松分布
泊松分布(Poisson distribution) 是一种可以用 来描述和分析随机地发生在单位空间或时间里的稀 有事件的概率分布，也是一种离散型随机变量的分 布。
泊松分布是二项分布的一种极限分布（p值很 小，n很大）。
泊松分布的概率函数
P(x) e-λ x
x!
λ为参数，λ=np x = 0，1，2,…
样本1 样本2
x1
d x1 x2
… …
n对
x2
d
d
n
(x1 x2 ) n
x1 n
x2 n
x1 x2
样本差数的平均数等于样本平均数的差数
样本差数的方差
样本差数平均数 的标准误 t值
H0: μd=0
sd2
(d d )2 n 1
生物统计学的主要内容和作用
生物统计学的主要内容和作用一、生物统计学的主要内容生物统计学是统计学在生物学领域的应用，主要涉及以下几个方面的内容：1. 数据收集和整理：生物统计学关注如何有效地收集和整理生物学实验或调查所得的数据。
这包括确定数据收集方法、样本选择和数据录入等环节。
2. 描述统计分析：描述统计分析是对生物学数据进行概括和描述的过程。
通过计算平均数、中位数、标准差等统计指标，可以帮助研究人员了解数据的中心趋势、离散程度和分布情况。
3. 推断统计分析：推断统计分析是根据样本数据推断总体特征的过程。
通过假设检验和置信区间等方法，可以判断样本与总体之间是否存在显著差异，并进行科学推断与决策。
4. 方差分析：方差分析是研究不同因素对生物学实验结果影响的统计方法。
通过比较不同组间的差异，可以确定哪些因素对实验结果具有显著影响，为生物学研究提供有力的支持。
5. 回归分析：回归分析是研究变量间关系的统计方法。
通过建立数学模型，可以预测和解释生物学现象中的变化，如药物剂量与疗效的关系、环境因素对生物种群的影响等。
6. 生存分析：生存分析是研究事件发生时间的统计方法。
在生物学研究中，常用于分析生物个体的存活时间、疾病的发展进程以及物种的演化历程等。
7. 多元统计分析：多元统计分析是研究多个变量之间关系的统计方法。
通过主成分分析、聚类分析、判别分析等方法，可以揭示生物学数据中隐藏的模式和规律。
二、生物统计学的作用生物统计学在生物学研究中具有重要的作用，主要体现在以下几个方面：1. 数据分析和解释：生物统计学可以对生物学实验或调查所得的数据进行科学的分析和解释。
通过统计方法，可以揭示数据中的规律和趋势，从而帮助研究人员更好地理解生物学现象。
2. 假设检验和推断：生物统计学提供了假设检验和推断的工具，可以判断样本与总体之间是否存在显著差异，并进行科学推断与决策。
这对于生物学研究的可靠性和准确性至关重要。
3. 实验设计和样本选择：生物统计学可以指导实验设计和样本选择。
《生物统计学》课件
生物统计学方法
生物样本收集和处理
讨论如何收集、处理生物样本， 并保证数据的准确性。
数据可视化和描述统 计
介绍如何使用图表和统计指标 对数据进行可视化和描述。
假设检验和推断统计
学习如何对数据进行假设检验 和推断统计，以得出科学结论。
物统计学在研究中的应用
流行病学研究
了解生物统计学在流行病学 研究中的重要作用，如疾病 传播和危险因素分析。
总结与展望
1 对生物统计学的重要性
总结本次演示文稿，强调生物统计学在科学研究中的重要性和作用。
临床试验设计与分析
探讨生物统计学在临床试验 设计和结果分析中的应用， 以支持医学决策。
基因组学研究
探索生物统计学如何帮助基 因组学研究，如基因表达分 析和关联性研究。
生物统计学软件和工具
常用的生物统计学软件
介绍流行的生物统计学软件，如SPSS和R语言，并 展示其功能。
网络资源和数据库
推荐一些常用的在线资源和数据库，供学习和研究 使用。
《生物统计学》PPT课件
欢迎大家来到本次《生物统计学》PPT课件！将带你深入了解生物统计学的概 念和应用领域，以及在研究中扮演的重要角色。
引言
1 目的和背景
介绍本次演示文稿的目的以及其背景。
生物统计学简介
1 定义
探讨生物统计学的定义和其在科学研究中的重要性。
2 应用领域
介绍生物统计学在医学、环境科学和生物研究等领域的广泛应用。
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生物统计学-数理统计对生命的诠释生物统计（biostatistics）即用数理统计的原理和方法，分析和解释生物界的种种现象和数据资料，以求把握其本质和规律性。
这个专业非常Interdisciplinary ，跟统计、生物信息、计算机（尤其是data mining）等关系很密切。
生统学什么？在美国的专业设置以及课程设置是怎样的？先从生物统计项目的开设情况说起，在美国Top30的学校中，有19所学校开设了生统的Master项目，Top70的院校中超过一半的学校均开设有Biostatistics项目。
按学院名称分类：School of Public Health- e.g. JHU, Harvard, Yale, Columbia, Emory, U Mich, Brown etc.School/ College of Medicine, Medical Center-e.g. Duke, U Penn, WUSTL, USC, Case etc.School of Arts and Science-e.g. UCD, Connecticut etc.这其中，大部分学校是开设在公共卫生学院下的（School of Public Health）按项目名称分类：-MS/MA in Biostatistics-MPH/MSPH in BiostatisticsMPH in Biostatistics核心课程,以Emory为例：Statistical Methods-统计方法Statistics for Experimental Biology-统计实验生物学Biostatistical Methods-生物统计方法Statistical Inference-统计推断Probability Theory-概率论Modern Regression Analysis-现代回归分析SAS Programming-SAS编程Statistical Computing-统计计算Stochastic Processes-随机过程一般来说要求的先修课程：Multivariable Calculus-多元微积分Linear Algebra-线性代数Probability-概率论基础Theoretical and applied statistics-理论和应用统计学One statistical system R(SAS)-一门统计学软件比如SAS或者R One computer language C(Python,Java)-一门计算机语言，C/C++MS in Biostatistics课程设置，以WUSTL为例：Biostatistics Pathway：Statistical Computing with SAS-应用SAS的统计计算Fundamentals of Genetic Epidemiology-遗传流行病学原理R PrimerIntroduction to Bioinformatics-生物信息学导论Biostatistics I，II-生物统计学Introduction to Epidemiology-流行病学导论Study Design and Clinical Trials-研究设计和临床试验Survival Analysis-生存分析Ethical & Legal Issues in Clinical ResearchInternship PreparationBiostatistics Consulting LabThesis or Electives*从Research Area来看，主要领域为：1.临床统计学Clinical Statistics-生存分析(survival analysis)，主要处理临床实验中的个体寿命，是研究生存现象和响应时间数据及其统计规律的一门学科。
该方向近二三十年来一直受到国内外统计学家的关注。
生存分析以前主要用KAplan-Meier和Cox两大模型，现在又出现了frailty models，accelerated failure time models，transformation models等新的理论。
-纵向数据分析(longitudinal data analysis)，主要处理临床实验中对同一个体重复观测得到的数据。
描述纵向数据常用的模型有random effects models，marginal models等等。
-临床试验设计(clinical trial and design)，主要研究在随机化实验中，如何在保证统计功效的条件下，尽可能让患者接受新药治疗(intention to treat)进行实验设计。
这方面较新的理论是alpha spending functions。
2.统计遗传学Statistical Genetics-运用统计手段研究遗传学与分子生物学中的问题，统计手段有：建模，Monte Carlo等等。
教授通常是通过基因表达数据对基因的调控行为与功能进行研究。
统计和生物统计专业有什么区别？很多人申请的时候，统计statistics和生物统计biostatistics两个专业同时考虑，最近有人询问两个专业之间的不同，尤其是应该选择读哪个专业。
小编在这里做一下总结：1）统计专业就业出路更广阔，生物统计出路自然要狭窄，看专业名字就知道了。
如果不确定自己想读什么，就选择出路更广阔的。
2）TOP院校一般统计学项目会比生统项目更难申请,比如DUKE。
3）如果一个生物（硕士）前30名校的录取和一个计算机普通学校（比如80名）的录取做比较，想在美国找工作，那么无疑计算机专业是占优的，尽管学校差一些，但是就业前景会好很多。
而统计和生统之间的差距，并没有这么大，这二者本质上是一个专业和这个专业的一个分支，所以在一个生统名校和一个统计普通学校之间，到底选择哪个，要根据自己的职业规划来定。
如果去药厂、科研机构、health care、学统计和学生统没有多大区别，可以等同对待。
如果去IT、Market research、金融这类行业，生统这种更加specialized的专业，就没有“专业性”的优点了，招人的公司有可能看到“生统”会怀疑你的背景是否匹配；统计专业就业更广阔，指的也就是在这类行业更有优势。
4）很多统计知识在不同领域之间是transferable的，无论是在生物制药，还是在IT行业，只不过是换了一种数据来分析，当然这些数据有新的特点，你需要考虑一下用什么新的方法来分析更合理。
也正是在统计知识transferable的基础上，有些课程设置很好的生统项目，出路也很好。
5）一个常见的现象：在制药公司里做生物统计师（biostatistician），你的工作大方向是要meet FDA regulations，至于用什么方法和软件，很可能由FDA来决定，而在其他领域，你也许有更大的自由度来尝试不同的方法。
6）统计和生统类的就业，生物制药和金融是最大的出路；近几年来，形势有所改变，最大的区别就是IT行业的红火和现在big data对数据分析人才的需求，针对目前的形势，建议统计生统专业的同学修Data Mining/Machine Learning功课+学编程。
很多统计和生统项目的教授们已经意识到应该培养学生知识技能来从事IT行业，在这个改变的过程中，统计专业转变的更快一些。
最后也是最重要的一点，无论你读什么专业，到底将来出路如何，要看你的背景。
学校牌子只是敲门砖，别把就业和出路归结为一个学校牌子了事。
生统专业出身的，或者做bioinformatics、computational biology的，照样有人去IT公司做现在非常hot的Data Scientist，说具体点，从哈佛到stony brook，都有做生统类方向的中国学生找到IT行业工作的例子；也有哥伦比亚大学生物统计专业的硕士，找到market research行业工作。
可见学生统的，如果实力强，有机会在其他行业找到好工作。
同时，如果实力太差，背景不够强，即使是学统计专业的，也无法找到这样的工作。
生物统计和生物信息有什么区别？1.从定义上来看生物信息学是一门利用计算机技术研究生物系统之规律，进而揭示数据所蕴含的生物学意义的学科生物统计学是一门探讨如何从事生物学实验研究的设计,取样,分析,资料整理与推论的科学.2.从研究对象上来看生物信息学的研究对象是DNA、蛋白质这类生物分子的数据，属于微观范畴。
生物统计学的研究对象一般为生物个体的数据，相对来说宏观一些。
3.从研究手段来看生物信息学讲的是研究技术，生物统计学更偏向于研究方法。
4.从研究问题来看生物信息学主要研究如何找到调控信息的编码，生物统计学主要研究如何应用统计方法处理生物中变异的问题（这里变异的含义与物理学中测量误差的概念类似）综上，从不同点也可以看出，生物信息学更适合有生物和计算机双背景的申请人来申请，生物统计学则对生物背景没那么看重，更适合数学/应数这一类偏数理背景的申请人来申请。
生物统计学就业：首先需要了解一下What is it like to work as a biostatistician?基本包括：1.参与临床开发计划的准备Collaborates in the preparation of the clinical development plan.2.审阅病例报告表，确保其收集的信息可以满足研究目的和标准Reviews case report forms to ensure that protocol objectives are met and project standards are maintained.3.制定或审阅统计分析计划Statistical analysis plans development and review. Develops statistical programs as necessary to perform analysis and prepare data displays.4.必要时编写统计分析程序，并呈现数据情况Develops statistical programs as necessary to displays data5.参与数据核查报告的准备Participation the Data Review Report preparation6.撰写统计分析报告Preparation the statistical analysis report.7.参与审阅临床研究报告的统计学部分Participant to review the statistical results in the clinical study report.8.为临床研究结果的公开发表提过支持Provides support for publication of clinical trial results.9.通过查阅文献、出席学术专题研讨会和专业会议，追踪统计学、药物研发和管理指南的最新动态。