Столбиковая и линейчатая диаграмма.
Лабораторная работа №5. ВИЗУАЛИЗАЦИЯ ДАННЫХ
Теоретическая часть
Данные – это воспринимаемые человеком факты, события, сообщения, измеряемые характеристики, регистрируемые сигналы.
Специфика данных в том, что они, с одной стороны, существуют независимо от наблюдателя, а с другой – становятся собственно «данными» лишь тогда, когда существует целенаправленно собирающий их субъект. В итоге: данные должны быть тем основанием, на котором возводятся все заключения, выводы и решения. Они вторичны по отношению к цели исследования и предметной области, но первичны по отношению к методам их обработки и анализа, извлекающим из данных только ту информацию, которая потенциально доступна в рамках отобранного материала.
Данные получаются в результате измерений. Под измерением понимается присвоение символов образцам в соответствии с некоторым правилом. Эти символы могут быть буквенными или числовыми. Числовые символы также могут представлять категории или быть числовыми.
Анализ данных – это совокупность методов и средств извлечения из организованных данных информации для принятия решений.
Одной из важнейших составляющих анализа данных является визуализация - представление данных в виде, который обеспечивает наиболее эффективное представление данных.
Визуализация (от лат. visualis, «зрительный») — общее название приёмов представления числовой информации или физического явления в виде, удобном для зрительного наблюдения и анализа.
|
|
|
Способ визуализации должен максимально полно отражать поведение данных, содержащуюся в них информацию, тенденции, закономерности и т. д. При этом выбор способа визуализации зависит от характера исследуемых данных и от задачи анализа, а также от предпочтений пользователя.
Многие связывают визуализацию только с интерпретацией, оценкой качества и достоверности результатов анализа. Однако это в корне неверно. Визуализацию необходимо применять на всех этапах аналитическоrо процесса без исключения.
На практике в процессе анализа данных пользователь непрерывно работает с различными визуализаторами.
Типы визуализаторов
Иллюстрация – это графическое изображение, поясняющее или дополняющее основной текст, помещенное на страницах (листах). Самое бесспорно необходимое использование визуализации. Сравните полноту и точность информации, полученной из текста и из иллюстрации.
Таблица (matrix). Показывает набор данных в виде заполненных его значениями ячеек, которые образуют собой строки и столбцы. Каждому столбцу и строке соответствует параметр, определяющий ячейку для значения.
|
|
|
Статистическая таблица – это наиболее рациональная форма изложения и изображения статистической информации. Таблица состоит из пересечения граф и строк. Табличный способ изображения данных позволяет представить качественные и количественные данные с кратким сопроводительным объясняющим текстом. Таким текстом служит название таблицы, раскрывающее связь между числовыми рядами, и внутренние заголовки таблицы.
График – это средство обобщения статистической информации, наглядно изображающее количественное соотношение и развитие взаимосвязанных процессов или явлений в виде кривой, прямой, ломаной линии, построенной в системе координат.
Диаграмма – наиболее распространенный способ графических изображений количественных отношений. Виды и способы построения диаграмм разнообразны. Они применяются для наглядного сопоставления в различных аспектах (пространственном, временном и др.) независимых друг от друга величин. При этом сравнение исследуемых совокупностей производится по какому-либо существенному варьирующему признаку.
Композиция графика – это сочетание всех элементов графика или диаграммы. График должен привлекать внимание, обеспечивая в то же время легкость его прочтения и усвоения. Немаловажной задачей композиции графика является художественная и эстетическая сторона его оформления.
|
|
|
Правила построения графиков:
1. Необходимо провести тщательный отбор из имеющегося цифрового статистического материала тех данных, которые будут изображены на графике (далеко не все полученные данные следует изображать графически). Главным требованием, предъявляемым к графическому представлению, является его наглядность, и поэтому графики и диаграммы нельзя перегружать лишними линиями и фигурами.
2. Выбрать тот вид графика, который, по мнению педагога-исследователя, наиболее ярко будет отражать полученные данные.
3. График надо оформить так, чтобы наиболее существенные стороны и связи были ясно различимы от менее существенных. Важную роль при этом играет применение различных цветов. Допускается количество различных цветов на графике не более трех. Но если у Вас нет возможности в дальнейшем распечатать графики в цвете, можно применять различные способы штриховки и обозначений. Хорошо оформленные графики легко читаются и понимаются.
4. Название графика должно быть ясным и полным, отражающим содержание и имеющим при необходимости особые пояснения. Название графика выравнивается по центру и размещается под самим графиком (например,
|
|
|
Рисунок 18 - Гистограмма распределения испытуемых контрольной группы по числу правильно решенных задач до начала эксперимента).
5. Надписи и легенда располагаются, как правило, в нижней или правой части графика.
6. Если графики отражают серию наблюдений, рекомендуется ясно обозначать все точки (ряды), соответствующие отдельным наблюдениям.
Графы — это фигура, состоящая из точек (вершин), соединенных отрезками (ребрами). Вершины графа могут обозначать различные компоненты педагогического процесса, параметры, факторы, а ребра — отношения и связи между ними. Графы (как модели) часто применяются на этапе прогнозирования эксперимента, а на обобщающем этапе с ними сопоставляются результаты. Простейшим примером графа служит “дерево” целей.
Облако тегов. Отображает сравнение ключевых слов или фраз, тегов, которые содержатся в тексте (набора данных), задавая каждому разный кегль. Размер кегля зависит от числовой величины параметра (частоты его появления в тексте).
Ментальная карта (mind map) отображает состав и структуру явления или понятия в виде дерева, в котором каждый объект имеет один или несколько дочерних элементов. Это частный случай дерева, с той разницей, что ветви расходятся из узла, который находится в центре изображения.
Диагра́мма Га́нтта (англ. Gantt chart, также ленточная диаграмма, график Гантта, календарный график) — это популярный тип столбчатых диаграмм (гистограмм), который используется для иллюстрации плана, графика работ по какому-либо проекту. Является одним из методов планирования проектов. Используется в приложениях по управлению проектами.
Отображает последовательность, длительность, а также время начала и завершения этапов и конкретных задач, необходимых для выполнения проекта. Отображается в виде ступенек, каждая из которых соединена линиями. Длина лестницы зависит от времени, необходимого для выполнения задачи.
2. Виды графиков:
1. Линейный график – передает изменения в некоторых показателях, характеристиках, например, изменение средних баллов за контрольные работы, проведенные в одном классе в течение учебного года.
Линейный график — это графическое изображение зависимости между двумя переменными, позволяющее представить данные в простой, понятной и наглядной форме.
Линейный график используется для графического отображения зависимости между двумя переменными и изучения их колебаний во времени. Такие графики особенно часто применяют для выявления тенденций развития различных процессов.
График рассеивания используется для визуального исследования зависимости между двумя переменными X и Y (например, весом и ростом человека, рекламой и объемом продаж и т. д.).
Позволяет визуально распределить ограниченный набор точек, соответствующих своим осям. Между точек принято рисовать выравнивающую кривую, которая наглядно показывает закономерности среди значений.
2. Гистограмма представляет собой разновидность графика, в котором по оси ОY откладываются частотные (интервальные) значения какой-либо группировки, в результате чего график становится “ступенчатым”. Гистограммы позволяют увидеть, как распределены значения переменных по интервалам группировки, то есть, как часто переменные принимают значения из различных интервалов. Таким образом, гистограмма представляет собой графическое изображение зависимости частоты попадания элементов массива числовых данных от соответствующего интервала группировки. Гистограмма представлена в виде прямоугольников, высота которых пропорциональна частоте, а ширину прямоугольников (интервал группировки) обычно для удобства восприятия берут одинаковую. Особенно полезна гистограмма для большого числа данных, например, больше 100.На простой гистограмме отображаются частоты значений одной переменной, а на составной можно отобразить одновременно частоты нескольких переменных.
3. Полигон частот – на базе полигона частот строится гистограмма, разница между ними заключается в том, что в полигоне частота интервала сведена к его центру, а на гистограмме частоты изображают равномерно в пределах всего интервала.
4. Кумулятивный график частоты (накопляющее распределение частоты) – частота отдельных интервалов совокупности рассматривается кумулятивно, то есть к частоте каждого интервала прибавляются частоты всех предыдущих интервалов.
5. Диаграммы сопоставляют количественную информацию в виде площадей различных фигур (круг, прямоугольник, сектор, цилиндр, пузырьки и др.). Так же на диаграмме можно сравнивать между собой какие-то параметры (признаки) двух и более совокупностей, например, уровень успеваемости в контрольной и экспериментальной группе.
Столбиковая и линейчатая диаграмма.
Показывает один или несколько наборов данных, сравнивая их друг с другом. Есть два варианта отображения нескольких наборов: в виде нескольких стоящих рядом столбцов (но не слишком близко); в виде одного, но поделенного внутри, в соответствии с долями, значений.
Круговая диаграмма. Показывает связи внутри набора данных в виде кольца, на котором расставлены значения. Значения связаны дугами или линиями, находящимися во внутренней области круга. При большом количестве значений они могут находиться и внутри кольца, хотя это менее наглядно. Связи также могут иметь направление.
Кольцевая диаграмма. Показывает процент от максимального количества, которое занимает одно из значений в наборе данных, в виде дробно закрашенного кольца. Часто используется сразу несколько таких диаграмм, сравнивающих разные значения.
Лепестковая диаграмма. Отображает сравнение величин нескольких значений, каждая из которых соответствует точке на оси. Количество осей соответствует количеству значений, а точки соединяются линями. Хорошую наглядность обеспечивают лепестковые диаграммы. На них каждая категория данных представлена в виде отдельной оси (лепестка), на которой отображается соответствующее значение. Затем значения на всех осях соединяются линиями. Если в ряду данных все точки имеют одинаковые значения, то лепестковая диаrpамма приобретает вид кpyra. Наличие на диаrpамме нескольких рядов позволяет сравнивать, например, динамику изменения структуры продаж в rруппах товаров по месяцам.
Радиальные диаграммы используются при наличии множества факторов и при циклических закономерностях. В отличие от линейных диаграмм, в радиальных или сетчатых диаграммах более двух осей. По каждой из них производится отсчёт от начала координат, находящегося в центре. Для каждого типа полученных значений создаётся своя ось, которая исходит из центра диаграммы. Эти диаграммы напоминают сетку или паутину, их называют еще сетчатыми. Преимущество радиальных диаграмм отображают одновременно несколько независимых величин, которые характеризуют общее состояние структуры статистических совокупностей. Если отсчёт производить не с центра круга, а с окружности, то такая диаграмма называется спиральной.
Диаграммы рассеяния применяются для обнаружения корреляции между данными. Если корреляционная зависимость присутствует, то установить контроль над наблюдаемым явлением значительно проще. Диаграмма разброса представляет наблюдаемое явление в пространстве двух измерений. Если одну величину рассматривать как «причину», влияющую на другую величину, то ей будет соответствовать ось Х (горизонтальная ось). Реагирующей на это влияние величине соответствует ось Y (вертикальная ось). Когда четко классифицировать переменные невозможно, распределение производится пользователем. Диаграмма разброса является удобным и простым инструментом для выявления взаимосвязи парных данных. Однако сильная взаимосвязь не обязательно означает, что одна переменная напрямую связана с другой переменной. В частности, может быть третья переменная, которая влияет на исследуемые парные данные и которая в итоге «кластеризует» точки на диаграмме разброса.
Создание ментальных карт
Ментальная карта, диаграмма связей, ассоциативная карта, интеллект-карта, mind map — все эти термины обозначают один популярный инструмент для систематизации информации в визуальной форме.
Создателем методики является Тони Бьюзен, автор книг и консультант по вопросам интеллекта и психологии обучения. За основу он взял те принципы, по которым работает наш мозг, а именно ассоциативность, иерархическое мышление.
Ментальная карта - это древовидная схема, структурирующая информацию и позволяющая легко визуализировать любую творческую идею. Является одним из простейших и эффективнейших инструментов по работе с информацией.
Ментальная карта наглядно показывает расположение всех основных элементов той или иной идеи. Как правило, центральное понятие или главная идея располагается в центре карты и от неё в разные стороны расходятся ветви с теми или иными сопутствующими идеями, планами, задачами, мыслями, ключевыми словами и т.д. Представленная в таком видеинформация воспринимается и запоминается значительно легче и быстрее, поскольку всю структуру и содержание той или иной темы можно охватить буквально одним взглядом.
Интеллект-карта имеет четыре существенные отличительные черты:
1. объект внимания/изучения кристаллизован в центральном образе;
2. основные темы, связанные с объектом внимания/изучения, расходятся от центрального образа в виде ветвей;
3. ветви, принимающие форму плавных линий, обозначаются и поясняются ключевыми словами или образами. Вторичные идеи также изображаются в виде ветвей, отходящих от ветвей более высокого порядка; то же справедливо для третичных идей и т. д.;
4. ветви формируют связанную узловую систему (см. рис. 1).
Рисунок 1- пример ментальной карты
Достоинствами ментальных карт являются:
- структурированность информации
- наглядность
К недостаткам относятся:
- ограниченная масштабируемость
- сфокусированность только на одной центральной идее
Дата добавления: 2020-04-25; просмотров: 197; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!