深入浅出数据分析

总目录 序言 I 1 数据分析引言：分解数据 1 2 实验：检验你的理论 37 3 最优化：寻找最大值 75 4 数据图形化：图形让你更精明 111 5 假设检验：假设并非如此 139 6 贝叶斯统计：穿越第一关 169 7 主观概率：信念数字化 191 8 启发法：凭人类的天性作分析 225 9 直方图：数字的形状 251 10 回归：预测 279 11 误差：合理误差 315 12 相关数据库：你能关联吗？ 359 13 整理数据：井然有序 385 附录A 尾声：正文未及的十大要诀 417 附录B 安装R：启动R！ 427 附录C 安装Excel分析工具：ToolPak 431 细分目录及各章引子 序言 大脑对待数据分析的态度。一边是你努力想学会一些知识，一边是你 的大脑忙着开小差。你的大脑在想：“最好把位置留给更重要的事， 像该离哪些野生动物远点啊，像光着身子滑雪是不是个坏点子啊。” 既然如此，你该如何引诱你的大脑意识到，懂得数据分析是你安身立 命的根本？ 谁适合阅读本书？ II 我们了解你在想什么 III 元认知 V 征服大脑 VII 自述 VIII 技术顾问组 X 致谢 XI 1.分解数据数据分析引言 Acme化妆品公司需要你出力 2 首席执行官希望数据分析师帮他提高销量 3 数据分析就是仔细推敲证据 4 确定问题 5 客户将帮助你确定问题 6 Acme公司首席执行官给了你一些反馈 8 把问题和数据分解为更小的组块 9 现在再来看看了解到的情况 10 评估组块 13 分析从你介入的那一刻开始 14 提出建议 15 报告写好了 16 首席执行官欣赏你的工作 17 一则新闻 18 首席执行官确信的观点让你误入歧途 20 你对外界的假设和你确信的观点就是你的心智模型 21 统计模型取决于心智模型 22 心智模型应当包括你不了解的因素 25 首席执行官承认自己有所不知 26 Acme给你发来了一长串原始数据 28 深入挖掘数据 31 泛美批发公司确认了你的印象 32 回顾你的工作 35 你的分析让客户作出了英明的决策 36 2.实验 检验你的理论 你能向别人揭示自己坚信的信念吗？正在进行实证检验？做个好实验吧，再 没有什么办法能像一个好实验那样，既能解决问题又能揭示事物的真正运行 规律。一个好实验往往能让你摆脱对观察数据的无限依赖，能帮助你理清因 果联系；可靠的实证数据将让你的分析判断更有说服力。 咖啡业的寒冬到了！ 38 星巴仕董事会将在三个月内召开 39 星巴仕调查表 41 务必使用比较法 42 比较是破解观察数据的法宝 43 价值感是导致销售收入下滑的原因吗？ 44 一位典型客户的想法 46 观察分析法充满混杂因素 47 店址可能对分析结果有哪些影响 48 拆分数据块，管理混杂因素 50 情况比预料的更糟！ 53 你需要做一个实验，指出哪种策略最有效 54 星巴仕首席执行官已经急不可待 55 星巴仕降价了 56 一个月后…… 57 以控制组为基准 58 避免解雇123 61 让我们重新做一次实验 62 一个月后… 63 实验照样会毁于混杂因素 64 精心选择分组，避免混杂因素 65 随机选择相似组 67 随机访谈 68 准备就绪，开始实验 71 结果在此 72 星巴仕找到了与经验吻合的销售策略 73 3.寻找最大值最优化 有些东西人人都想多多益善。为此我们上下求索。要是能用数字表示我 们不断追求的东西——利润、钱、效率、速度等，实现更高目标的机会 就在眼前。有一种数据分析工具能够帮助我们调整决策变量，找出解决 方案和优化点，使我们最大限度地达到目标。本章将使用这样一种工具， 并通过强大的电子表格软件包Solver来实现这个工具。 现在是浴盆玩具游戏时间 76 你能控制的变量受到约束条件的限制 79 决策变量是你能控制的因素 79 你碰到了一个最优化问题 80 借助目标函数发现目标 81 你的目标函数 82 列出有其他约束条件的产品组合 83 在同一张图形里绘制多种约束条件 84 合理的选择都出现在可行区域里 85 新约束条件改变了可行区域 87 用电子表格实现最优化 90 Solver一气呵成解决最优化问题 94 利润跌穿地板 97 你的模型只是描述了你规定的情况 98 按照分析目标校正假设 99 提防负相关变量 103 新方案立竿见影 108 你的假设立足于不断变化的实际情况 109 4.数据图形化 图形让你更精明 数据表远非你所需。你的数据庞杂晦涩，各种变量让你目不暇接，应付堆积 如山的电子表格不只令人厌倦不堪，而且确实浪费时间。相反，与仅仅使用 电子表格不同，一幅用纸不多、栩栩如生的清晰图像，却能让你摆脱“一叶 障目，不见泰山”的烦恼。 新军队需要优化网站 112 结果面世，信息设计师出局 113 前一位信息设计师提交的三份信息图 114 这些图形隐含哪些数据？ 115 体现数据！ 116 这是前一位设计师主动提供的意见 117 数据太多绝不会成为你的问题 118 让数据变美观也不是你要解决的问题 119 数据图形化的根本在于正确比较 120 你的图形已经比打入冷宫的图形更有用 123 使用散点图探索原因 124 最优秀的图形都是多元图形 125 同时展示多张图形，体现更多变量 126 图形很棒，但网站掌门人仍不满意 130 优秀的图形设计有助于思考的原因 131 实验设计师出声了 132 实验设计师们有自己的假设 135 客户欣赏你的工作 136 订单从四面八方滚滚而来！ 137 5.假设并非如此假设检验 世事纷纭，真假难辨。人们需要用庞杂多变的数据预测未来，然而免不了 剪不断，理还乱。正因如此，分析师不会简单听信浮于表面的解释，也不 会想当然地认可这些解释的真实性：通过数据分析的仔细推理，分析师能 够异常细致地评估大量备选答案，然后将手头的一切信息整合到各种模 型中。接下来要学的证伪法即是一种切实有效的非直觉方法。 给我来块“皮肤”…… 140 我们何时开始生产新手机皮肤？ 141 PodPhone不希望别人看透他们的下一步行动 142 我们得知的全部信息 143 电肤的分析与数据相符吗？ 144 电肤得到了机密《战略备忘录》 145 变量之间可以正相关，也可以负相关 146 现实世界中的各种原因呈网络关系，而非线性关系 149 假设几个PodPhone备选方案 150 用手头的资料进行假设检验 151 假设检验的核心是证伪 152 借助诊断性找出否定性最小的假设 160 无法一一剔除所有假设，但可以判定哪个假设最强 163 你刚刚收到一条图片短信…… 164 即将上市！ 167 6.贝叶斯统计 穿越第一关 数据收集工作永不停息。必须确保每一个分析过程都充分利用所搜集到的与 问题有关的数据。虽说你已学会了证伪法，处理异质数据源不在话下，可要 是碰到直接概率问题该怎么办？这就要讲到一个极其方便的分析工具，叫做 贝叶斯规则，这个规则能帮助你利用基础概率和波动数据做到明察秋毫。 医生带来恼人的消息 170 让我们逐条细读正确性分析 173 蜥蜴流感到底有多普遍？ 174 你计算的是假阳性 175 这些术语说的都是条件概率 176 你需要算算 177 1%的人患蜥蜴流感 178 你患蜥蜴流感的几率仍然非常低 181 用简单的整数思考复杂的概率 182 搜集到新数据后，用贝叶斯规则处理基础概率 182 贝叶斯规则可以反复使用 183 第二次试验结果：阴性 184 新试验的正确性统计值有变化 185 新信息会改变你的基础概率 186 放心多了！ 189 7. 信念数字化 主观概率 虚拟数据未尝不可。真的。不过，这些数字必须描述你的心智状态，表 明你的信念。主观概率就是这样一种将严谨融入直觉的简便办法，具体 做法马上介绍。随着讲解的进行，你将学会如何利用标准偏差评估数据 分布，前面学过的一个更强大的分析工具也会再次登台亮相。 背水投资公司需要你效力 192 分析师们相互叫阵 193 主观概率体现专家信念 198 主观概率可能表明：根本不存在真正的分歧 199 分析师们答复的主观概率 201 首席执行官不明白你在忙些什么 202 首席执行官欣赏你的工作 207 标准偏差量度分析点与平均值的偏差 208 这条新闻让你措手不及 213 贝叶斯规则是修正主观概率的好办法 217 首席执行官完全知道该怎么处理这条新信息了 223 俄罗斯股民欢欣鼓舞！ 224 8.启发法 凭人类的天性做分析 现实世界的风云变幻让分析师难以料事如神。总有一些数据可望不可及，即 使有所能及，最优化方法也往往艰深耗时。所幸，生活中的大部分实际思维 活动并非以最理性的方式展开，而是利用既不齐全也不确定的信息，凭经验 进行处理，迅速做出决策。奇就奇在这些经验确实能够奏效，因此也是进行 数据分析的重要而必要的工具。 邋遢集向市议会提交了报告 226 邋遢集确实把镇上打扫得干干净净 227 邋遢集已经计量了自己的工作效果 228 他们的任务是减少散乱垃圾量 229 计量垃圾量不可行 230 问题刁钻，回答简单 231 数据邦市的散乱垃圾结构复杂 232 无法建立和运用统一的散乱垃圾计量模型 233 启发法是从直觉走向最优化的桥梁 236 使用快省树 239 是否有更简单的方法评估邋遢集的成就？ 240 固定模式都具有启发性 244 分析完毕，准备提交 246 看来你的分析打动了市议会的议员们 249 9. 数字的形状直方图 直方图能说明什么？数据的图形表示方法不计其数，直方图是其中出类 拔萃的一种。直方图与柱状图有些相似，能迅速而有效地汇总数据。接 下来你将用这种小巧而实用的图形量度数据的分布、差异、集中趋势等。 无论数据集多么庞大，只要画一张直方图，就能“看出”数据中的奥妙。 让我们在本章中用一个新颖、免费、无所不能的软件工具绘制直方图。 员工年度考评即将到来 252 伸手要钱形式多样 254 这是历年加薪记录 255 直方图体现每组数据的发生频数 262 直方图不同区间之间的缺口即数据点之间的缺口 263 安装并运行R 264 将数据加载到R程序 265 R创建了美观的直方图 266 用数据的子集绘制直方图 271 加薪谈判有回报 276 谈判要求加薪对你意味着什么？ 277 10.回归 预测 洞悉一切，未卜先知。回归分析法力无边，只要使用得法，就能帮助你预测 某些结果值。若与控制实验同时使用，回归分析还能预测未来。商家狂热地 运用回归分析帮助自己建立模型，预测客户行为。本章即将让你看到，明智 地使用回归分析，确实能够带来巨大效益。 你打算怎么花这些钱？ 280 以获取大幅度加薪为目的进行分析 283 稍等片刻……加薪计算器！ 284 这个算法的玄机在于预测加薪幅度 286 用散点图比较两种变量 292 直线能为客户指明目标 294 使用平均值图形预测每个区间内的数值 297 回归线预测出人们的实际加薪幅度 298 回归线对于具有线性相关特点的数据很有用 300 你需要用一个等式进行精确预测 304 让R创建一个回归对象 306 回归方程与散点图密切相关 309 加薪计算器的算法正是回归方程 310 你的加薪计算器没有照计划行事…… 313 11. 合理误差误差 世界错综复杂。预测有失精准并不稀奇。不过，如果在进行预测的时候 指出误差范围，你和你的客户就不仅能知道平均预测值，还能知道该误 差造成的典型偏差，指出误差可以让预测和信念更全面。通过本章讲授 的工具，你还会懂得如何控制误差及如何尽量降低误差，从而提高预测 可信度。 客户大为恼火 316 你的加薪预测算法做了什么？ 317 客户组成 318 要求加薪25%的家伙不在模型范围内 321 如何对待想对数据范围以外的情况进行预测的客户 322 由于使用外插法而惨遭解雇的家伙冷静下来了 327 你只解决了部分问题 328 扭曲的加薪结果数据看起来是什么样子？ 329 机会误差=实际结果与模型预测结果之间的偏差 330 误差对你和客户都有好处 334 机会误差访谈 335 定量地指定误差 336 用均方根误差定量表示残差分布 337 R模型知道存在均方根误差 338 R的线性模型汇总展示了均方根误差 340 分割的根本目的是管理误差 346 优秀的回归分析兼具解释功能和预测功能 350 相比原来的模型，分区模型能更好地处理误差 352 你的客户纷纷回头 357 12.你能关联吗？ 关系数据库 如何组织变化多端的多变量数据？一张电子数据表只有两维数据：行和 列。如果你的数据包括许多方面，则表格格式很快就会过时。在本章， 你会看出电子表格很难管理多变量数据，还能看到关系数据库管理系统 让多变量数据的存储和检索变得极其简单。 《数据邦新闻》希望分析销量 360 这是他们保存的运营跟踪数据 361 你需要知道数据表之间的相互关系 362 数据库就是一系列相互有特定关系的数据 365 找到一条贯穿各种关系的路线，以便进行必要的比较 366 创建一份穿过这条路径的电子表格 366 通过汇总将文章数目和销量关联起来 371 看来你的散点图确实画得很好 374 复制并粘贴所有这些数据是件痛苦的事 375 用关系数据库管理关系 376 《数据邦新闻》利用你的关系图建立了一个RDBMS 377 《数据邦新闻》用SQL提取数据 379 RDBMS数据可以进行无穷无尽的比较 382 你上了封面 383 13.井然有序整理数据 乱糟糟的数据毫无用处。许多数据搜集者需要花大量时间整理数据。不 整齐的数据无法进行分割、无法套用公式，甚至无法阅读，被人们视而 不见也是常事，对不对？其实，你可以做得更好。只要眼前清楚地浮现 出希望看到的数据外观，再用上一些文本处理工具，就能抽丝剥茧地整 理数据，化腐朽为神奇。 刚从停业的竞争对手那儿搞到一份客户名单 386 数据分析不可告人的秘密 387 Head First猎头公司想为自己的销售团队搞到这份名单 388 清理混乱数据的根本在于准备 392 一旦组织好数据，就能修复数据 393 将#号作为分隔符 394 Excel通过分隔符将数据分成多个列 395 用SUBSTITUTE替换“^”字符 399 所有的“姓”都整理好了 400 用SUBSTITUTE替换名字模式太麻烦了 402 用嵌套文本公式处理复杂的模式 403 R能用正则表达式处理复杂的数据模式 404 用sub指令整理“名” 406 现在可以向客户交货了 407 可能尚未大功告成…… 408 为数据排序，让重复数值集中出现 409 这些数据有可能来源于某个关系数据库 412 删除重复名字 413 你创建了美观、整洁、具有唯一性的记录 414 Head First猎头公司正在一网打尽各种人才！ 415 再见…… 416 附录A 尾声 正文未及的十大要诀 你已颇有收获。但数据分析这门技术不断变迁，学之不尽。由于本书篇幅有 限，尚有一些密切相关的知识未予介绍，我们将在本附录中浏览十大知识点。 其一：统计知识大全 418 其二：Excel技巧 419 其三：耶鲁大学教授Edward Tufte（爱德华•塔夫特）的图形原则 420 其四：数据透视表 421 其五：R社区 422 其六：非线性与多元回归 423 其七：原假设-备择假设检验 424 其八：随机性 424 其九：Google Docs 425 其十：你的专业技能 426 启动R！ 附录B 安装R 强大的数据分析功能靠的是复杂的内部机制。好在只需几分钟就能安装 和启动R，本附录将介绍如何不费吹灰之力安装R。 附录C 安装Excel分析工具 ToolPak Excel有一些最好的功能在默认情况下并不安装。为了执行第3章的优化和第 9章的直方图，需要激活Solver和Analysis ToolPak，Excel在默认情况下安 装了这两种扩展插件，但若非用户主动操作，这些插件不会被激活。

1、深入浅出数据分析是作者迈克尔•米尔顿 (Michael Mil创作的原创作品，下载链接均为网友上传的网盘链接！

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