محتويات الدورة

تحليل البيانات / المتوسط: العلاقات وعدم اليقين / الدرس 9

تصميم التصور والفئات وعدم اليقين

اختر رسماً يكشف المقارنة ويحفظ معنى القياس ويحدد عدم اليقين دون تحويل التنسيق البصري إلى دليل.

وقت القراءة التقريبي: 4 دقيقةتاريخ مراجعة المحتوى
في هذه الصفحة

أهداف الدرس

  • اختيار الرسم وفق المهمة التحليلية.
  • شرح المحاور وفئات المدرج والوحدات.
  • تسمية التباين وعدم اليقين بدقة.

اختر المقارنة قبل نوع الرسم

استخدم الأعمدة لمقارنة الفئات والخط لتقدم مرتب له معنى كالزمن والمدرج لتوزيع عددي والتشتت لمشاهدات مزدوجة. يفترض الخط الواصل ترتيباً واستمراراً بصرياً وقد يخترع علاقة بين فئات اعتباطية. ابدأ بالسؤال ووحدة البيانات لا بأكثر نوع رسومي تعقيداً.

يسمي العنوان المفيد الناتج والمجتمع والفترة بدلاً من إعلان استنتاج لا يدعمه التصميم. ضع الوحدة على المحور واشرح الشروط والمقام والغياب. تستخدم الأمثلة قيماً مصطنعة وMatplotlib3.6.3 بخلفية Agg، فترسم دون سطح مكتب أو خدمة خارجية وتغلق كل شكل بعد استخدامه.

عامل المقياس كجزء من الحجة

يمثل طول العمود مقداراً، لذلك قد يضخم بدء المحور فوق الصفر فرقاً متواضعاً. يضع البرنامج النسبتين20 و30 على مجال صفر إلى خمسين ويسميهما مئويتين. تتحقق الطباعة من الارتفاع والحدود لا من اختلاف إحصائي بين الفئتين؛ فلا يضم الرسم نموذج عينة أو دليلاً استدلالياً وحده.

لا يلزم الصفر لكل خط أو تشتت؛ اختر مجالاً مبرراً وأفصح عنه. يمثل اللوغاريتمي النسب ولا يعرض الصفر والسالب العاديين. لا تحذفهما صامتاً لتنجح الصورة. قارن وحدات متشابهة ووحّد المقاييس بين اللوحات إذا أُريدت مقارنة تغيرها الظاهري.

python رسم أعمدة بوحدة ومقياس صريحين
import matplotlib
matplotlib.use("Agg")
import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots(figsize=(4, 3))
try:
    bars = ax.bar(["A", "B"], [20, 30])
    ax.set_ylim(0, 50)
    ax.set_ylabel("Completion rate (%)")
    ax.set_title("Synthetic groups, defined period")
    fig.tight_layout()
    fig.canvas.draw()
    print("bars", [int(bar.get_height()) for bar in bars])
    print("ylim", *ax.get_ylim())
finally:
    plt.close(fig)
الناتج المتوقع
bars [20, 30]
ylim 0.0 50.0

الارتفاعان20 و30 والمحور0..50. يتحقق الرسم عبر Agg دون فتح واجهة رسومية.

أظهر حدود الفئات وتطبيع المدرج

يجمع المدرج القيم العددية في فترات. قد يكشف عرض الفئة وبدايتها قمماً أو يخفيها، فافحص أكثر من اختيار مبرر بدلاً من الأجمل. وفق اصطلاح المدرج المستخدم في Matplotlib، تشمل الفئة اليسار وتستبعد اليمين إلا الأخيرة التي تشمله. يضع البرنامج مشاهدات عند الحدود عمداً لاختبار القاعدة.

تحتوي0..2 و2..4 قيمتين وثلاثاً؛ إذ تنتمي2 للثانية وتدخل4 في النهاية الأخيرة. قد تضلل ارتفاعات الأعداد مع عروض غير متساوية؛ استخدم كثافة تكرار أو احتمال مسماة إذا كانت المساحة تمثل الكمية. تطبع density=True المساحة ولا تعد بأن مجموع الارتفاعات واحد.

python فحص حدود الفئات ورسم صورة في الذاكرة
import io
import matplotlib
matplotlib.use("Agg")
import matplotlib.pyplot as plt

fig, ax = plt.subplots(figsize=(4, 3))
try:
    counts, edges, _ = ax.hist([0, 1, 2, 3, 4], bins=[0, 2, 4])
    ax.set_xlabel("Synthetic measurement (units)")
    ax.set_ylabel("Observation count")
    fig.tight_layout()
    print("counts", counts.astype(int).tolist())
    print("edges", edges.astype(int).tolist())
    with io.BytesIO() as image:
        fig.savefig(image, format="png")
        print("png", image.getvalue().startswith(b"\x89PNG\r\n\x1a\n"))
finally:
    plt.close(fig)
الناتج المتوقع
counts [2, 3]
edges [0, 2, 4]
png True

تدخل0 و1 الأولى و2 و3 و4 الثانية. تُنشأ PNG في الذاكرة وتفحص ثم يُتخلص منها.

سمّ ما تمثله الفترة أو الحزمة

قد تمثل أشرطة الخطأ الانحراف المعياري أو الخطأ المعياري أو فترة ثقة أو مجالاً آخر، ولا تتبادل معانيها. حدد الطريقة ومستوى الثقة عند انطباقه ووحدة المشاهدة وحجم العينة. قد تبدو فترة ضيقة بافتراض استقلال خاطئ دقيقة وهي غير صالحة. لا تختلق عدم اليقين من تباعد بصري أو حزمة زخرفية بلا حساب.

افصل تباين المشاهدات من عدم يقين متوسطها المقدر. أظهر الخام أو التوزيع حين يمكن، خصوصاً للفئات الصغيرة أو غير المتساوية. ليس تداخل الفترات اختباراً عاماً لغياب الفرق، ولا غيابه حجة سببية. يحتاج القارئ هدف التقدير وافتراضاته لا انطباع اللون فقط.

تحقق من الرسم وشرحه المتاح

طابق القيم المرسومة بالجدول وافحص ترتيب الفئات والوحدات وقدم وصفاً نصياً للمقارنة وقيودها. لا تعتمد اللون وحده؛ ميّز السلاسل بالتسمية أو العلامة أو نمط الخط حيث يفيد. أبق جدولاً أو شرحاً لمن لا يفحص الصورة. تجنب زخرفة ثلاثية الأبعاد تشوه حكم الحجم.

احفظ الشيفرة وتعريف البيانات وخيارات الفئة والمحور والأثر للنشر المتكرر. أغلق الأشكال لمنع احتجاز الذاكرة في الرسم الدفعي. تتحقق الأمثلة الصغيرة من الآلية والقيم المعروفة فقط ولا تثبت جودة بيانات حقيقية غير مسماة أو صلاحية قرار بسبب فرق بصري.

الأخطاء الشائعة وإصلاحها

يبدو تغير صغير هائلاً بالأعمدة.

لماذا يحدث؟
بدأ محور طول الأعمدة فوق الصفر.
كيف تصلحه؟
استخدم صفراً مبرراً أو ترميزاً آخر واضحاً.
كيف تتجنب تكراره؟
راجع الحدود والتسميات وفق المقارنة.

عُدت قيمة حدية في الفئة الخاطئة.

لماذا يحدث؟
افتُرض شمول الأطراف دون تحديد.
كيف تصلحه؟
صرح بالحواف واختبر القيم عندها.
كيف تتجنب تكراره؟
احفظ تعريف الفئات مع التحليل.

وُصف شريط كعدم يقين دون طريقة.

لماذا يحدث؟
اختلط التباين والخطأ المعياري وحدود الثقة.
كيف تصلحه؟
سمّ الكمية واحسبها بافتراضات معلنة.
كيف تتجنب تكراره؟
اشترط تعريف الفترة في مواصفات الرسم.

اختبر فهمك

1. وزع0 و1 و2 و3 و4 على الحواف[0,2,4].

اعرض الحل المشروح

تحوي الأولى0 و1 والأخيرة2 و3 و4، فالعددان2 و3. تدخل الحافة اليمنى الأخيرة، ويغير تبديل الحواف الصورة فيجب حفظها.

2. يعرض خط متوسطات شهرية وحزمة بلا تفسير. ما الناقص؟

اعرض الحل المشروح

حدد هل تمثل SD أوSE أوثقة أوغيرها والطريقة والوحدة والعدد والاستقلال. فسّر الأشهر المفقودة وهل يفترض الاتصال استيفاءً. لا يحدد اللون هذا المعنى.

أهم ما تعلمته

  • يتبع الرسم السؤال ووحدة السجل.
  • المحاور والفئات وتعريف عدم اليقين اختيارات تحليلية.
  • يشمل الرسم المتكرر القيم والطريقة والتسميات والقيود.

المراجع الرسمية