數(shù)學建模軟件入門

數(shù)學建模軟件入門第一頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.1SAS系統(tǒng)(1)(1)SAS系統(tǒng)全稱為StatisticsAnalysisSystem，最早由北卡羅來納大學的兩位生物統(tǒng)計學研究生編制，并于1976年成立了SAS軟件研究所，正式推出了SAS軟件。(2)SAS是用于決策支持的大型集成信息系統(tǒng)，但該軟件系統(tǒng)最早的功能限于統(tǒng)計分析，至今，統(tǒng)計分析功能也仍是它的重要組成部分和核心功能。(3)SAS現(xiàn)在的版本為9.0版，大小約為1G。(4)經過多年的發(fā)展，SAS已被全世界120多個國家和地區(qū)的近三萬家機構所采用，直接用戶則超過三百萬人，遍及金融、醫(yī)藥衛(wèi)生、生產、運輸、通訊、政府和教育科研等領域。第二頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.1SAS系統(tǒng)(2)(5)SAS是由大型機系統(tǒng)發(fā)展而來，其核心操作方式就是程序驅動，經過多年的發(fā)展，現(xiàn)在已成為一套完整的計算機語言，其用戶界面也充分體現(xiàn)了這一特點：它采用MDI（多文檔界面），用戶在PGM視窗中輸入程序，分析結果以文本的形式在OUTPUT視窗中輸出。使用程序方式，用戶可以完成所有需要做的工作，包括統(tǒng)計分析、預測、建模和模擬抽樣等。(6)初學者在使用SAS時必須要學習SAS語言，入門比較困難。(7)SAS的Windows版本根據(jù)不同的用戶群開發(fā)了幾種圖形操作界面，這些圖形操作界面各有特點，使用時非常方便。但是由于國內介紹他們的文獻不多，并且也不是SAS推廣的重點，因此還不為絕大多數(shù)人所了解。第三頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.1SAS系統(tǒng)(3)(8)SAS系統(tǒng)是從大型機上的系統(tǒng)發(fā)展而來，在設計上也是完全針對專業(yè)用戶進行設計，因此其操作至今仍以編程為主，人機對話界面不太友好，并且在編程操作時需要用戶最好對所使用的統(tǒng)計方法有較清楚的了解，非統(tǒng)計專業(yè)人員掌握起來較為困難。(9)SAS極為高昂的價格和只租不賣的銷售策略使得實力不足的個人和機構只能對他望而卻步。(10)SAS系統(tǒng)是一個組合軟件系統(tǒng)，它由多個功能模塊組合而成，其基本部分是BASESAS模塊。BASESAS模塊是SAS系統(tǒng)的核心，承擔著主要的數(shù)據(jù)管理任務，并管理用戶使用環(huán)境，進行用戶語言的處理，調用其他SAS模塊和產品。也就是說，SAS系統(tǒng)的運行，首先必須啟動BASESAS模塊，它除了本身所具有數(shù)據(jù)管理、程序設計及描述統(tǒng)計計算功能以外，還是SAS系統(tǒng)的中央調度室。它除可單獨存在外，也可與其他產品或模塊共同構成一個完整的系統(tǒng)。各模塊的安裝及更新都可通過其安裝程序非常方便地進行。第四頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(1) SAS系統(tǒng)具有靈活的功能擴展接口和強大的功能模塊，在BASESAS的基礎上，還可以增加如下不同的模塊而增加不同的功能：SAS/STAT（統(tǒng)計分析模塊）、SAS/GRAPH（繪圖模塊）、SAS/QC（質量控制模塊）、SAS/ETS（經濟計量學和時間序列分析模塊）、SAS/OR（運籌學模塊）、SAS/IML（交互式矩陣程序設計語言模塊）、SAS/FSP（快速數(shù)據(jù)處理的交互式菜單系統(tǒng)模塊）、SAS/AF（交互式全屏幕軟件應用系統(tǒng)模塊）等等。SAS有一個智能型繪圖系統(tǒng)，不僅能繪各種統(tǒng)計圖，還能繪出地圖。SAS提供多個統(tǒng)計過程，每個過程均含有極豐富的任選項。用戶還可以通過對數(shù)據(jù)集的一連串加工，實現(xiàn)更為復雜的統(tǒng)計分析。此外，SAS還提供了各類概率分析函數(shù)、分位數(shù)函數(shù)、樣本統(tǒng)計函數(shù)和隨機數(shù)生成函數(shù)，使用戶能方便地實現(xiàn)特殊統(tǒng)計要求。第五頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(2) SAS系統(tǒng)是由眾多模塊組成的系統(tǒng)。其中BaseSAS模塊是SAS系統(tǒng)的核心。其它各模塊均在BaseSAS提供的環(huán)境中運行。用戶可選擇需要的模塊與BaseSAS一起構成一個用戶化的SAS系統(tǒng)。

·BaseSAS

BaseSAS作為SAS系統(tǒng)的核心，負責數(shù)據(jù)管理，交互應用環(huán)境管理，進行用戶語言處理，調用其它SAS模塊。BaseSAS為SAS系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫提供了豐富的數(shù)據(jù)管理功能，還支持標準的SQL語言對數(shù)據(jù)進行操作。BaseSAS能夠制作從簡單列表到比較復雜的統(tǒng)計報表。BaseSAS可進行基本的描述性統(tǒng)計及其相關系數(shù)的計算，進行正態(tài)分布檢驗等。第六頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(3) ·SAS/GRAPH

SAS/GHAPH可將數(shù)據(jù)及其包含著的深層信息以多種圖形生動地呈現(xiàn)出來，如直方圖、圓餅圖、星形圖、散點相關圖、曲線圖、三維曲面圖、等高線圖及地理圖等。SAS/GHAPH提供一個全屏幕編輯器，提供多種設備程序，支持非常廣泛的圖形輸出設備以及標準的圖形交換文件。

·SAS/ASSIST

SAS/ASSIST為SAS系統(tǒng)提供了面向任務的菜單界面，借助它可以通過菜單系統(tǒng)來使用SAS系統(tǒng)其它產品。它自動生成的SAS程序既可輔助有經驗的用戶快速編寫SAS程序，又可幫助用戶學習SAS。第七頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(4) ·SAS/AF

SAS/AF是一個應用開發(fā)工具。用戶使用SAS/AF可將包含眾多功能的SAS軟件作為方法庫，利用SAS/AF的屏幕設計能力以及SCL語言的處理能力來快速開發(fā)各種功能強大的應用系統(tǒng)。SAS/AF也了采用了OOP(面向對象編輯)技術，使用戶可方便快速開發(fā)各類具有圖形用戶界面(GUI)的應用系統(tǒng)。

·SAS/EIS

SAS/EIS是決策工具，也是一個快速應用開發(fā)工具。SAS/EIS完全采用新興的面向對象的編程模式(OOP)。EIS以生動直觀的方式(圖或表)將關鍵性或總結性信息呈現(xiàn)給使用者。第八頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(5) ·SAS/ACCESS

為了對眾多不同格式的數(shù)據(jù)進行查詢、訪問和分析，SAS/ACCESS提供了與目前許多流行數(shù)據(jù)庫軟件的接口，利用SAS/ACCESS，可建立外部其它數(shù)據(jù)庫的一個統(tǒng)一的公共數(shù)據(jù)界面。SAS/ACCESS提供的接口是透明的和動態(tài)的。用戶不必將此文件當作真正存儲著數(shù)據(jù)的SAS數(shù)據(jù)集一樣使用，而只需在SAS中建立對外部的描述(即VIEW)文件，便可將此文件當作真正存儲著數(shù)據(jù)的SAS數(shù)據(jù)集一樣使用。對一些經常使用的外部數(shù)據(jù)，可以利用SAS/ACCESS將數(shù)據(jù)真正提取進入SAS數(shù)據(jù)庫。SAS/ACCESS提供的接口是雙向的，既可將數(shù)據(jù)讀入SAS，也可在SAS中更新外部數(shù)據(jù)或將SAS數(shù)據(jù)加載到外部數(shù)據(jù)庫中。目前，SAS/ACCESS支持的數(shù)據(jù)庫主要有：IML－DL/I,SQL/DS,DB2,ADABAS,Rdb,ORACLE,Sybase,INGRES,Informix,DBF/DIF,ODBC等。第九頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(6) ·SAS/STAT

SAS/STAT覆蓋了所有的實用數(shù)理統(tǒng)計分析方法，是國際統(tǒng)計分析領域的標準軟件。SAS/STAT提供了十多個過程，可進行各種不同模型或不同特點數(shù)據(jù)的回歸分析，如正交回歸/面回歸、響應面回歸、logistic回歸、非線性回歸等，且具有多種模型選擇方法?？商幚淼臄?shù)據(jù)有實型數(shù)據(jù)、有序數(shù)據(jù)和屬性數(shù)據(jù)，并能產生各種有用的統(tǒng)計量和診斷信息。在方差分析方面，SAS/STAT為多種試驗設計模型提供了方差分析工具。另外，它還有處理一般線性模型和廣義線性模型的專用過程。在多變量統(tǒng)計方面，SAS/STAT為主成分分析、典型相關分析、判別分析和因子分析提供了許多專用過程。SAS/STAT還包含多種聚類準則的聚類分析方法。第十頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(7)·SAS/QC

SAS/QC為全面質量管理提供了一系列工具。它也提供一套全屏幕菜單系統(tǒng)引導用戶進行標準的統(tǒng)計過程以及試驗設計。SAS/QC提供了多種不同類型控制圖的制作與分析。Pareto圖（排列圖）可用于發(fā)現(xiàn)需優(yōu)先考慮的因素，Ishikawa圖（魚骨圖）可用于直觀地進行因果分析。

·SAS/ETS

SAS/ETS提供豐富的計量經濟學和時間序列分析方法，是研究復雜系統(tǒng)和進行預測的有力工具。它提供方便的模型設定手段、多樣的參數(shù)估計方法。

·SAS/OR

SAS/OR提供全面的運籌學方法，是一種強有力的決策支持工具。它輔助人們實現(xiàn)對人力、時間以及其它各種資源的最佳利用。SAS/OR包含通用的線性規(guī)劃、混合整數(shù)規(guī)劃和非線性規(guī)劃的求解，也為專門的規(guī)劃問題提供更為直接的解決辦法，如網(wǎng)絡流問題、運輸問題、分配問題等。第十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(8)·SAS/IML

SAS/IML提供功能強大的面向矩陣運算的編程語言，幫助用戶研究新算法或解決SAS中沒有現(xiàn)成算法的專門問題。SAS/IML中的基本數(shù)據(jù)元素是矩陣。它包含大量的數(shù)學運算符、函數(shù)和例行程序，用戶用很少的語句便可執(zhí)行很復雜的計算過程。

·SAS/WA

SAS/WA（WarehouseAdministrator）是建立數(shù)據(jù)倉庫的集成工具，它在其它SAS軟件的基礎上提供了一個建立數(shù)據(jù)倉庫的管理層，包括：定義數(shù)據(jù)倉庫和主題，數(shù)據(jù)轉換和匯總，匯總數(shù)據(jù)的更新，Metadata的建立、管理和查詢，Datamarts和Infomarts的實現(xiàn)。

·SAS/MDDBServer

SAS/MDDBServer是SAS的多維數(shù)據(jù)庫產品，主要用于在線分析處理（OLAP），可將從數(shù)據(jù)倉庫或其它數(shù)據(jù)源來的數(shù)據(jù)以立體陣列的方式存儲，以便于用多維數(shù)據(jù)瀏覽器等工具快速和方便地訪問。第十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(9)·SAS/IntrNet

SAS/IntrNet為SASWeb應用提供了數(shù)據(jù)服務和計算服務，包括htmSQL，它為一UNIXWeb服務器的CGI程序，使得能通過支持Web瀏覽器動態(tài)查詢SAS數(shù)據(jù)或外部的關系型數(shù)據(jù)庫；SASODBCDriver使得能通過支持ODBC的WindowsWeb服務器來訪問SAS數(shù)據(jù)；SASDriverforJDBC使得可以通過Javaapplet來查詢SAS數(shù)據(jù)；SAS/IntrNetApplicationDispatcher使得可以通過Web瀏覽器動態(tài)地遞交SAS程序到SAS應用服務器執(zhí)行，并將結果返回瀏覽器。

·SAS/GIS

SAS/GIS集地理位置系統(tǒng)功能與數(shù)據(jù)的顯示分析于一體。它提供層次化的地理信息，每一層可以是某些地理元素，也可與用戶定義的主題（例如：人口、產值等）相關聯(lián)。用戶可交互式地縮小或放大地圖，設定各層次顯示與否，并利用各種交互式工具進行數(shù)據(jù)顯示與分析。第十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.2SAS系統(tǒng)模塊(10)·SAS/ITSVITServiceVision（ITSV）是企業(yè)的全面IT服務的性能評估和管理的軟件，這些IT服務包括計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡系統(tǒng)、Web服務器和電話系統(tǒng)等。ITSV將不同來源的數(shù)據(jù)進行整理和組織，存放于性能數(shù)據(jù)倉庫中，用GUI或批處理的方式產生組織任意層面的報告。系統(tǒng)程序員及網(wǎng)絡工程師能借此識別、研究并解決有關問題，業(yè)務分析人員能借此制定資源管理的總體策略，CIO和數(shù)據(jù)中心經理能借此定期地得到所需的IT運作的匯總和分析報告。

·SAS/CFOVision

SAS/CFOVision用于財務整合和報告，內部包含了會計知識，為日常財務工作提供了現(xiàn)成的程序，并提供了訪問所有主要數(shù)據(jù)源的接口。它主要用于；訪問財務和非財務的有關住處整合財務數(shù)據(jù)，通過一個財務信息倉庫來管理業(yè)務結構，通過財務報告和分析幫助理解財務的結果，并在組織內交流關鍵的業(yè)務結果信息。第十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.3SAS基本運行環(huán)境介紹

SAS的基本運行環(huán)境是一個交互式用戶界面，被稱為顯示管理系統(tǒng)（DISPLAYMANAGER）。

進入顯示管理系統(tǒng)（DISPLAYMANAGER）可看到以下三個主要窗口 PROGRAMEDITOR窗口：編寫SAS程序的文本編輯器(F5)；

LOG窗口：顯示有關程序運行的信息(F6)；

OUTPUT窗口：顯示有關程序的輸出(F7)。

顯示管理系統(tǒng)命令可通過直接輸入命令、按功能鍵、使用下拉菜單、工具欄四種來實現(xiàn)。文本編輯行命令：發(fā)布在文本編輯器的數(shù)字區(qū)，進行文字編輯工作，進入這個窗口由顯示管理系統(tǒng)命令‘NUM’控制，用‘END’命令可以退出當前窗口。第十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.4SAS程序的一個實例(1)準備和提交一個簡單的SAS程序(例s0.sas,sas1.sas,sas2.sas)。

(1)在PROGRAMEDITOR窗口中鍵入程序；

title'房屋價格低于＄150,000';

procprintdata=sasuser.houses;

varstreetbedroomsbathsprice;

whereprice<150000andbedroomsgt2;

run；

(2)提交此程序，可通過以下辦法實現(xiàn)：

方法一：命令框中輸入“SUBMIT”；

方法二：從LOCALS下拉菜單中選擇“SUBMIT”；

方法三：按下F3（SUBMIT所對應的功能鍵）；

方法四：按工具欄中與SUBMIT命令對應的圖標。第十六頁，共二十九頁，2022年，8月28日1SAS系統(tǒng)簡介1.4SAS程序的一個實例(2) (3)通過查看LOG窗口的信息，檢查程序是否出錯，如果出錯，用RECAL命令重新調回提交的程序并修改它。 (4)在OUTPUT窗口查看運行的結果。

(5)存儲程序：發(fā)布END命令回到PROGRAMEDITOR窗口，再用‘RECALL’調回此程序，在菜單中選擇“SEVEAS”注：(1)句法SAS語句必須用一個“；”結尾；(2)間隔空白，空格，縮進等。第十七頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.1SAS實例(sas3.sas)例：美國限速每小時65英里超速行駛罰款數(shù)。數(shù)據(jù)如下：州名：Alabama Delaware Alaska Arkansas罰款數(shù)：$60 $31.50 $20 $47 datatickets;inputstate$amount@@;cards;AL60HI35DE31.50IL20AK20CT60AR47IA33FL44KS28AZ15IN50CA50LA45GA45MT5ID12.50KY65CO64ME40NE10MA50MD40NV5MO50MI40NM20NJ50MN44NY28NC47.50MS39.50ND10OH100NH33OR26OK56WV60VA40WY15WA38WI44.5DC.;第十八頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.2建立數(shù)據(jù)庫(1)(1)數(shù)據(jù)庫的構成 數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)集+目錄(2)分類 數(shù)據(jù)集：(a)永久庫(sasuser);(b)臨時庫(work);(c)自定義庫(3)定義庫名 語法： Libname庫名“目錄名” 例：libnamemytmp“d:\temp”; 例(sas4.sas)第十九頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.2建立數(shù)據(jù)庫(2)(6)觀察數(shù)據(jù)庫 打開數(shù)據(jù)庫管理程序(7)其它數(shù)據(jù)與SAS數(shù)據(jù)集轉換(a)利用Input,Export子程序其它數(shù)據(jù)(.txt,.dbf,.xls)<-(export)---(input)->SAS數(shù)據(jù)集(b)利用Data步(例sas5.sas)Datafs; infile“d:\tmp\bb.txt”; inputa$b;Run;第二十頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.3數(shù)據(jù)庫操作(1)(1)修改數(shù)據(jù)庫語法：Data新數(shù)據(jù)集; set老數(shù)據(jù)集; 賦值語句; where語句; IF語句; keep語句; drop語句; output;Run;例(sas19.sas)datanew;setd12;wherex1>110;keepx1x2;output;run;第二十一頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.3數(shù)據(jù)庫操作(2)(2)分類數(shù)據(jù)庫(例sas20.sas)(3)合并數(shù)據(jù)庫(a)上下堆疊語法：Data新數(shù)據(jù)集; set老數(shù)據(jù)集1,老數(shù)據(jù)集2,…,老數(shù)據(jù)集n;Run;(b)左右合并語法：Data新數(shù)據(jù)集; merge老數(shù)據(jù)集1,老數(shù)據(jù)集2,…,老數(shù)據(jù)集n; byid;Run;第二十二頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.4控制語句(1)(1)IF語句If條件then語句;Else語句；例:datanew; setsasuser.class; ifsex=‘F’thensex12=2; elsesex12=1; Run;(2)DO語句(例sas22.sas)(3)條件循環(huán)Dowhile(條件); 語句;end;第二十三頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.4控制語句(2)(3)控制運算符比較符:=(EQ),^=(NE),>(GT),<(LT),>=(GE),<=(LE)邏輯符:AND(并),OR(或),NOT(非)2.5賦值語句與表達式(1)(1)賦值語句語法：變量=表達式;例：total=flavor+texture+looks;(2)常量及特殊常量常量:(a)數(shù)值型例：3.1，-0.1,2E+12;(b)字符型用雙引號或單引號括起來例：“南京理工大學”第二十四頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.5賦值語句與表達式(2)特殊常量：日期如：‘10JUL2005’d;時間如：‘8:45’t日期時間如：’10JUL2005:8:45’dt 例(s1.sas)：Data_null_; d=‘10JUL2005’d;注：1960.1.1后的天數(shù)t=‘8:45’t;注：零點后的秒數(shù) dt=‘10JUL2005:8:45’;putdtt;Run;(3)運算符：+(加),-(減),*(乘),/(除),**(乘方)(優(yōu)選級：由低到高)第二十五頁，共二十九頁，2022年，8月28日2創(chuàng)建SAS數(shù)據(jù)集2.5賦值語句與表達式(3)(4)基本函數(shù)abs(x),max(x1,x2),min(x1,x2),sqrt(x),Round(x)(四舍五入),cell(x)(>=x的最小整數(shù)),floor(x)(<=x的最大整數(shù))log(x),log1