楊亞軍

（常州大學(xué)，江蘇 常州 213164）

實驗數(shù)據(jù)處理是完成實驗報告的重要環(huán)節(jié)，在一些物理實驗中獲取的海量實驗數(shù)據(jù)需要經(jīng)過數(shù)據(jù)處理，才能獲取需要的信息。Excel軟件具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)組織、計算、分析和統(tǒng)計功能，能夠完成復(fù)雜的數(shù)據(jù)運(yùn)算，進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和預(yù)測[1，2]。文章主要利用Excel在處理數(shù)據(jù)方面的優(yōu)勢[3]，分析海量時間有序?qū)嶒灁?shù)據(jù)，求取指定條件下數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值以及百分位數(shù)等。

1 運(yùn)用Excel實現(xiàn)海量有序數(shù)據(jù)的處理

1.1 實驗數(shù)據(jù)的輸入及繪圖

我們首先將測得的實驗數(shù)據(jù)輸入到Excel中。以時間為橫坐標(biāo)，選定要作圖的數(shù)據(jù)，點(diǎn)擊作圖按鈕，選擇圖的類型，就可以獲得我們想要的圖像。例如我們選取一天的數(shù)據(jù)進(jìn)行作圖，得到圖1所示數(shù)據(jù)的時間分布圖。

圖1 實驗獲得數(shù)據(jù)的時間分布圖

1.2 計算指定條件下的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值以及百分位數(shù)

利用Excel求指定條件下的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值以及百分位數(shù)步驟：首先點(diǎn)擊Macros按鈕，打開 Macros對話框，輸入宏名稱，點(diǎn)擊Create按鈕，在打開的Microsoft Visual Basic對話框中輸入程序，以計算每小時（60分鐘）變化為例：

Sub dfd（）

desinence ＝ Range （＂ A65536＂）.End（xlUp）.Row

For H＝2To desinence Step 60

Cells（H ＋59，2）＝ Application.Average（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋ 59，3）＝ Application.StDev（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋ 59，4）＝ Application.Median（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋59，5）＝ Application.Percentile（（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59）），0.8）（得到80%處對應(yīng)的百分點(diǎn)數(shù)值）

Next H

End Sub

然后點(diǎn)擊run按鈕就可以在excel窗口對應(yīng)的列中出現(xiàn)計算結(jié)果。此過程中，通過修改程序中的數(shù)值，我們可以選擇時間范圍，也可以任意選取要計算的百分點(diǎn)數(shù)值。

我們利用Excel簡單編程對我們實驗測量得到的兩年的海量數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到如圖2所示月平均值及中值的變化，從圖中也可以清楚得看到每個數(shù)據(jù)點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)偏差。說明Excel在處理海量數(shù)據(jù)具有顯著優(yōu)勢，這一方法還可以應(yīng)用到很多實驗數(shù)據(jù)的平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值以及百分位數(shù)計算，實現(xiàn)指定條件下時間有序數(shù)據(jù)的分析。

圖2 Excel處理后的時間數(shù)據(jù)平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差及中間值的月變化

2 結(jié) 論

基于Excel軟件在數(shù)據(jù)處理方面的強(qiáng)大功能，文章利用Excel軟件對獲得的海量時間有序?qū)嶒灁?shù)據(jù)進(jìn)行繪圖和數(shù)據(jù)處理。研究表明Excel軟件不僅能實現(xiàn)數(shù)據(jù)繪圖，而且通過簡單編程，可以實現(xiàn)在指定條件下對數(shù)據(jù)進(jìn)行平均值、標(biāo)準(zhǔn)偏差、中間值以及百分位數(shù)計算。此方法簡單易學(xué)，可以推廣應(yīng)用到其他海量實驗數(shù)據(jù)的處理，有助于培養(yǎng)學(xué)生數(shù)據(jù)處理能力。

[1]Excel Home.Excel 2007實戰(zhàn)技巧精粹[M].北京：人民郵電出版社，2007.

[2][美]John Walkenbach.中文版 Excel 2007公式與函數(shù)應(yīng)用[M].北京：清華大學(xué)出版社，2008.

[3]John A.Rochowicz Jr.Bootstrapping Analysis，Inferential Statistics and EXCEL[J].Spreadsheets in Education（eJSiE），2010，4（3）：6－21.

[4]賀雅奇.EXCEL在物理實驗數(shù)據(jù)處理中的應(yīng)用研究[J].大學(xué)物理實驗，2011（2）：69－71.

[5]龍臥云，李晶.巧用Excel處理大學(xué)物理實驗數(shù)據(jù)[J].大學(xué)物理實驗，2012（3）：107－109.