實驗數(shù)據(jù)處理方法

實驗數(shù)據(jù)處理方法第一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)的搜集

數(shù)據(jù)的整理數(shù)據(jù)統(tǒng)計（Statistics）

數(shù)據(jù)的分析

數(shù)據(jù)的評估實驗數(shù)據(jù)處理方法？研究采用概率論和數(shù)理統(tǒng)計知識對實驗數(shù)據(jù)進行處理（包括搜集、整理、分析、評估等）的方法實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言

Statistics的詞源是state（國家）——國家的數(shù)據(jù)統(tǒng)計

對數(shù)學(xué)的要求

學(xué)習(xí)這門課的意義

實驗數(shù)據(jù)處理與學(xué)術(shù)道德（參考）

大規(guī)模數(shù)據(jù)處理與計算機的發(fā)展相關(guān)

開普勒的行星運動三定律

LHC與GRID2第二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五統(tǒng)計（statistics）?《辭海》

1.指統(tǒng)計資料，即反映大量現(xiàn)象數(shù)量特征的數(shù)字資料。如，人口統(tǒng)計。

2.指統(tǒng)計工作，即搜集、整理、分析和推斷統(tǒng)計資料的工作。如統(tǒng)計人數(shù)。

3.指統(tǒng)計學(xué)。如數(shù)理統(tǒng)計、概率統(tǒng)計、醫(yī)學(xué)統(tǒng)計等。AmericanHeritageDictionary

1.Themathematicsofthecollection,organization,andinterpretationofnumericaldata,especiallytheanalysisofpopulationcharacteristicsbyinferencefromsampling.

（與單數(shù)動詞連用）統(tǒng)計學(xué)：搜集、組織、解釋數(shù)值數(shù)據(jù)的數(shù)學(xué)，尤指用樣本分析總體的特征者。

2.Numericaldata.

（與復(fù)數(shù)動詞連用）數(shù)字?jǐn)?shù)據(jù)。Merriam-WebsterOnlineDictionary

1.abranchofmathematicsdealingwiththecollection,analysis,interpretation,andpresentationofmassesofnumericaldata

2.acollectionof`quantitativedata

實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言3第三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五數(shù)據(jù)處理方法？實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言Probability&Statistics

概率論和統(tǒng)計學(xué)（數(shù)理統(tǒng)計）——數(shù)學(xué)的兩個分支統(tǒng)計推斷（StatisticalReasoning）

根據(jù)帶隨機性的觀測數(shù)據(jù)，按照問題的條件，選用一定的模型，而對未知事物作出的、以概率形式表達的推斷。

例如，溫度作為物體冷熱程度的量度，并不描述組成物體的單個分子的能量，而是正比于分子動能的統(tǒng)計平均值。

與演繹推理相對。4第四頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言自然科學(xué)的最終目標(biāo)是揭示自然界的基本規(guī)律概率論證和統(tǒng)計推斷方法越來越重要，在某些領(lǐng)域是必不可少的例如：概率論和統(tǒng)計學(xué)方法貫穿高能物理試驗的整個過程在實驗建議書中，要估計所需的人力和經(jīng)費，給出實驗的要點和設(shè)計方案；在實驗開始計劃時，要估計試驗的規(guī)模，即要達到所需的精度，需要獲取多少事例；（繪制直方圖時，為避免漲落，需要足夠的數(shù)據(jù)量）在整個實驗過程中，要進行大量的MonteCarlo模擬，估計探測器的接收度和探測效率；在實驗數(shù)據(jù)獲取階段，在線觸發(fā)判選系統(tǒng)選擇感興趣的事例，在線計算機將來自各子探測器的信號進行初步的處理后將該事例寫到磁帶上；對所記錄的事例進行檢查，去掉壞事例，修正實驗偏差，進行事例重建；用理論模型對所得的實驗結(jié)果進行解釋，如果現(xiàn)有的理論模型不能解釋實驗結(jié)果，就要對模型進行修正，在一些特殊的情況下，將導(dǎo)致新規(guī)律的發(fā)現(xiàn)。5第五頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言實驗實驗結(jié)果理論統(tǒng)計學(xué)概率論（理論模型）新的理論模型新的理論預(yù)言對實驗結(jié)果進行理論分析指導(dǎo)實驗實驗與理論之間的關(guān)系6第六頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五組合態(tài)態(tài)的數(shù)目(24)磁矩14641-4-2024通過概率論將理論具體化為統(tǒng)計分布二項式分布7第七頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言理論概率和統(tǒng)計實驗設(shè)某一可觀測量x和一組參數(shù)θ之間存在某種對應(yīng)關(guān)系（未知）理論：給定一組參數(shù)θ，可觀測量x的預(yù)期分布形式什么？概率論的問題實驗：給定一組x的觀測值，確定θ的取值是什么？統(tǒng)計學(xué)的問題統(tǒng)計學(xué)在粒子物理中的應(yīng)用主要包括兩部分：參數(shù)估計（ParameterEstimation）：從一組觀測值，用統(tǒng)計的方法求出未知參數(shù)θ的值及其誤差。

徑跡擬合（中，P308）假設(shè)檢驗（HypothesisTesting）：檢驗理論模型所預(yù)言的參數(shù)值是否與實驗所得的值一致。

反應(yīng)角分布（中，P369）8第八頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五徑跡擬合——參數(shù)估計的例子實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言參數(shù)：半徑ri，圓心坐標(biāo)

觀測量：粒子坐標(biāo)9第九頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言第一部分：概率論基礎(chǔ)知識；第二部分：MonteCarlo模擬；第三部分：統(tǒng)計學(xué)方法；課程內(nèi)容10第十頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五概率論：為統(tǒng)計提供必要的工具

概率論是研究隨機現(xiàn)象數(shù)量規(guī)律的數(shù)學(xué)分支。概率的基本概念：定義、性質(zhì)概率分布的基本性質(zhì)：概率密度函數(shù)、期望值、誤差傳遞、…特殊的概率分布函數(shù)：二項式分布、泊松分布、高斯分布、…實驗數(shù)據(jù)和理論分布的比較：分辨率和探測效率對實驗數(shù)據(jù)的影響實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言課程內(nèi)容11第十一頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五MonteCarlo模擬：概率論的一種應(yīng)用

利用隨機數(shù)對隨機過程進行數(shù)值模擬的方法。隨機過程是隨時間演進的隨機現(xiàn)象的數(shù)學(xué)抽象。例如著名的馬爾可夫過程，布朗運動（維納）等。實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言課程內(nèi)容12第十二頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五統(tǒng)計學(xué)：概率論的一種應(yīng)用指數(shù)理統(tǒng)計學(xué)，研究如何有效地收集、整理和分析帶有隨機性的數(shù)據(jù)，并作出推斷和預(yù)測。這種推斷稱為統(tǒng)計推斷。數(shù)理統(tǒng)計學(xué)是隨著概率論的發(fā)展而發(fā)展起來的。當(dāng)人們認識到，必須把數(shù)據(jù)看成是來自具有一定概率分布的總體，所研究的對象是這個總體而不能局限于數(shù)據(jù)本身之日，也就是數(shù)理統(tǒng)計學(xué)誕生之時。置信區(qū)間、置信水平、顯著性水平；參數(shù)估計的基本概念；最大似然法；最小二乘法；假設(shè)檢驗；實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言課程內(nèi)容13第十三頁，共十五頁，編輯于2023年，星期五實驗數(shù)據(jù)處理方法

第一章引言一些常用數(shù)據(jù)分析軟件的使用參考書：A.G.Frodesen,ProbabilityandStatisticsinParticlePhysics講稿：張學(xué)堯/zhangxueyao王永剛/wangyonggang/chinese/work/