實驗目的:
學會使用SPSS的簡單操作,掌握非參數檢驗。
實驗內容:
1.中位數符號檢驗,檢驗總體中位數是否等於某個假定的值。設一個隨機樣本有n個數據,總體中位數的實際值為M,假設的總體中位數值為。當樣本中的數據大於假設的中位數時,用“+”號表示,小於假設的中位數時,用“-”表示;對於恰好等於假設的中位數的數據予以剔出。若關心實際的M與假設的
是否有差別,應建立假設:
;計算檢驗統計量S+和S-。S+表示每個樣本數據與
與差值符號為正的個數;S-表示每個樣本數據與
差值符號為負的個數。計算P值並作出決策。若P<
,拒絕原假設。
2.Wilcoxon符號秩檢驗,檢驗總體參數(如中位數)是否等於某個假定的值。它是對符號檢驗的一種改進,彌補了符號檢驗的不足,要比單純的符號檢驗更准確一些(對應的參數檢驗—單樣本均值檢驗)。檢驗步驟:①計算各樣本觀察值與假定的中位數的差值,並取絕對值;②將差值的絕對值排序,並找出它們的秩;③計算檢驗統計量和P值,並作出決策。
3.獨立樣本的檢驗,Mann-Whitney檢驗不需要諸如總體服從正態分布且方差相同等之類的假設,但要求是兩個獨立隨機樣本的數據至少是順序數據;Kruskal-Wallis檢驗不需要總體服從正態分布且方差相等這些假設。該檢驗可用於順序數據,也可用於數值型數據 。要檢驗k個總體是否相同,提出如下假設。:所有總體都相同,
:並非所有總體都相同或等價於
,
不全相同。
4.秩相關檢驗,對兩個順序變量之間相關程度的一種度量。Spearman秩相關系數也稱等級相關系數,記為,計算公式為
,
的取值范圍為[-1,1];
,兩種排序之間完全相關;若
,兩種排序之間為負相關;若
,兩種排序之間為正相關;若
,兩種排序之間不相關;
越趨於1,相關程度越高;越趨於0,相關程度越低。
實驗步驟:
1.中位數符號檢驗SPSS操作,點擊【分析】→【非參數檢驗】→【相關樣本】,打開【非參數檢驗、兩個或更多相關樣本】對話框。【字段】選入要檢驗的字段列;【設置】可以選擇【根據數據自動選擇檢驗】,也可以切換為【定制檢驗】,選擇【符號檢驗】。單擊【運行】,(默認α=0.05,可以在【設置】的【檢驗選項】修改)。
因為二者符號檢驗的顯著性為0.607>0.05,不拒絕原假設,沒有證據表明該企業生產的零件的實際中位數與15cm有顯著差異。

1 *Nonparametric Tests: Related Samples. 2 NPTESTS 3 /RELATED TEST(零件長度 假設的中位數) SIGN 4 /MISSING SCOPE=ANALYSIS USERMISSING=EXCLUDE 5 /CRITERIA ALPHA=0.05 CILEVEL=95.
2.Wilcoxon符號秩檢驗SPSS操作,基本同上在【設置】中的【自定義檢驗】選擇【Wilcoxon匹配對符號秩】。也可以使用舊對話框,【舊對話框】→【兩個關聯樣本檢驗】→【Wilcoxon(W)】。
漸進的雙尾檢驗概率為0.116,不拒絕原假設,沒有證據表明零件的實際中位數與15cm有顯著差異。

1 NPAR TESTS 2 /WILCOXON=零件長度 WITH 假設的中位數 (PAIRED) 3 /MISSING ANALYSIS.
統計量為-2.296,漸進的雙尾P=0.022<0.05,拒絕,兩種方法生產的產品數量有顯著差異

1 NPAR TESTS 2 /WILCOXON=舊方法 WITH 新方法 (PAIRED) 3 /MISSING ANALYSIS.
4.獨立樣本的檢驗SPSS操作,【分析】→【非參數檢驗】→【獨立樣本】,在打開的對話框中,【字段】設置使用定制字段分配,把相應變量選入【檢驗字段列表框】和【組變量列表框】。可默認使用【根據數據自動選擇檢驗】,也可切換為【自定義檢驗】,選擇M-W U檢驗,點擊【運行】。也可以使用舊對話框按鈕,【分析】→【非參數檢驗】→【舊對話框】→【兩個獨立樣本】,在打開的對話框中設置好【檢驗變量列表】框和【分組變量】列表框,【定義組】設置組1為組1,組2為組2,【繼續】。單擊【確定】。多個獨立樣本的檢驗,【分析】→【非參數檢驗】→【獨立樣本】,在打開的對話框中,【字段】設置好相應的【檢驗字段】和【組變量】選入【time】,選擇【K-W ANOVA】檢驗,多重比較采用默認的【所有成對比較】,單擊【運行】。使用舊對話框也可以。
因為統計量為-2.100,漸進的雙尾0.036,拒絕,亞洲國家和歐美國家的人均國民收入有顯著差別。

1 NPAR TESTS 2 /M-W= 人均國民總收入 BY 國家(1 2) 3 /MISSING ANALYSIS.
因為漸進到雙尾P值為0.778,不拒絕,沒有證據表明3所大學對的英語考試成績之間存在顯著差異。

1 NPAR TESTS 2 /K-W=考試成績 BY 大學(1 3) 3 /MISSING ANALYSIS.
4.秩相關檢驗SPSS操作,【分析】→【相關】→【雙變量】,在【雙變量相關性】窗口,將需要進行相關性分析的變量拖入到【變量】列表框中,勾選相關系數為【Spearman】→【雙尾檢驗】→【標記顯著性相關】,單擊【確定】。
因為Spearman秩相關系數為0.860,兩種排序之間有較高的正相關,即職業聲望越高,值得信賴的程度越高。雙尾檢驗的P=0.000,拒絕原假設,表明聲望排序與信賴程度排序之間存在顯著的相關關系。

1 NONPAR CORR 2 /VARIABLES=聲望排序 信賴程度排序 3 /PRINT=SPEARMAN TWOTAIL NOSIG 4 /MISSING=PAIRWISE.
小結:
(1)中位數檢驗,檢驗各個樣本是否來自具有相同中位數的總體,它的檢驗效能較低,但對於厚尾的對稱分布該方法較為有效。
(2)關於兩個樣本的非參數檢驗,Mann-Whitney U是檢驗功效最強、應用范圍最廣的非參數檢驗。其零假設和備擇假設的基礎是:如果兩個樣本有差異,它們的中心位置將不同。