随机分组与随机抽样的统计电脑实验

统计软件产生的随机数是用数学方法计算出来的，严格来讲，它不是真正意义上的随机数，因而称为伪随机数（pseudo random number）。伪随机数具有随机数的性质，即等可能性，无序性。同一软件用相同种子数所产生的伪随机数是一样的，统计学上称为重现性，这一特点使得科学研究中使用伪随机数进行随机化更严谨更科学，也经得起他人的核查或验证。另外，采用计算机随机程序产生的随机数字，随机数字序号、分组与随机数字表法不太相同，但都遵循随机的原则，结果也都正确，方法皆可用。

【实验2-1】对例2-1进行随机化分组。

1.数据文件　如图2-1所示，以“编号”为变量名，建立1列10行的数据集E0201.sav。

2.操作步骤

（1）产生随机数之前的设置　Transform（转换）→Random Number Generators（随机数发生器）→在随即出现的视窗中选Set Starting Point，点击Fixed Value（固定种子数），在Value框内输入1000→OK→回到数据编辑窗口。

注：本步是固定种子数，为实现重现性而设置，即在新的数据视窗里，如此设置，得出的伪随机数是一样的。若不考虑重现性，本步可省略。不过一般情况下有此步为好。另外，SPSS随机分组结果与正文随机数字表法不同。

（2）产生随机数　Transform（转换）→Compute Variable（计算），在Target Variable（目标变量）框中输入“随机数”；在Function group（函数类别）列表框中选择Random Numbers（随机数），然后在Functions and Special Variables（函数和专用变量）列表框中选择Rv.Uniform（随机变量函数）送入Numeric Expression（数学表达式）框中，将RV.UNIFORM（？，？）（产生指定值间均匀分布的随机数）中的（？，？）改为（0，1）→OK。

（3）随机数排序　Transform（转换）→Rank Cases（编秩次）→将“随机数”变量移入Variable（s）框内→OK。

在数据集里增加了一列名为“R随机”变量的秩次。

（4）分组　Transform（转换）→Rcode into Different Variables→“R随机”变量→Numeric Variable框内→Output Variable框，在Name框中键入“组别”→Change→点击Old and new Values，选中Old Value栏内的Range选项，在框中输入“1”，在through框中输入“5”；在New Value栏内，选中Value，在其框内输入“1”→Add，这样就在Old→New框中增加了“1 thru 5→1”为第1组，同理，设置“6 thru 10→2”为第2组→Continue→OK。

如此建立了新变量“组别”，并增加到原始数据集中。

（5）组别排序与优化　Data→Sort Cases→将“组别”变量移入Sort by框内→OK。

在变量视窗（Variable View），将“编号、组别”变量的小数位数（Decimals）都设置为0。组别变量赋值：1=“A”，2=“B”。

3.主要结果　在数据视窗（Data View）出现的变量“编号”与“组别”对应的数字即为随机分组的结果。编号为2、4、5、6、10的小鼠为A组，1、3、7、8、9号的小鼠为B组。

【实验2-2】对例2-2进行分层随机化分组。（配对相当2层，区组配伍相当多层）

1.数据文件　如图2-2所示，以“编号”和“区组”为变量名，建立2列15行的数据集E0202.sav。

2.操作步骤

（1）至（2）步骤　同实验2-1，注意固定种子数仍为1000。

（3）随机数排序　Transform（转换）→Rank Cases（编秩次）→将“随机数”变量移入Variable（s）框内，“区组”变量移到by框内→OK。

（4）变量重新命名　在变量视窗（Variable View），将“R随机数”变量改为“处理组别”。

（5）变量排序与优化　Data→Sort Cases→将“区组”与“Rank of随机数by区组（处理组别）”变量依次移入Sort by框内→OK。

在变量视窗（Variable View），将“编号、区组、处理组别”变量的小数位数（Decimals）都设置为0。处理组别变量赋值：1=“A”，2=“B”，3=“C”。

3.主要结果　在数据视窗（Data View）出现的变量“编号”“区组”与“处理组别”对应的数字即为分层随机分组的结果。

编号为2、6、8、11、15号的5只小白鼠，接受甲复方中药，为A组；编号为3、4、9、10、14号的5只小白鼠，接受乙复方中药，为B组；编号为1、5、7、12、13号的小白鼠，接受丙复方中药，为C组。

【实验2-3】对例2-3进行单纯随机抽样。

1.数据文件　如图2-3所示，以“编号”“性别”与“年龄”为变量名，建立3列20行的数据集E0203.sav。

2.操作步骤

（1）产生随机数之前的设置　同实验2-1。

（2）单纯随机抽样　Data→Select Cases→点击Random sample of cases下的Exactly按钮，在其对应的前后两个空白框内分别输入10与20→Continue→OK。

上述为定量抽样，点击Approximately，可进行比例抽样。

这样在原数据集中增加了一列系统命名为“filter_$”的变量，其数值1为抽到的观察值，0为未抽到的观察值且用斜杠在左面系统默认的标号中标出。

（3）优化　Data→Sort Cases→移“filter_$”变量入Sort by框内→选Descending→OK。

可根据需要，进一步对数据集加工、存储与分析。

3.主要结果　编号为2、4、6、7、8、9、11、14、16、20的10名患者被抽到。

注：SPSS软件编程实现随机抽样与随机分组更为简捷，读者可参考有关书籍或上网搜索而得。另外，上述菜单模块操作之后在输出视窗中也给出相应的SPSS程序。