Классификация и обзор пакетов прикладных программ, используемых в эконометрических исследованиях

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Владимирский государственный университет

имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых»

 

 

 

 

 

Реферат

по дисциплине: «Методы и инструменты проведения экономических исследований»

на тему: «Классификация и обзор пакетов прикладных программ, используемых в эконометрических исследованиях»

 

 

 

 

Выполнил:

ст. гр.ЗЭКв-112

Ольшевская И.В.

 

Проверил:

доц. Левизов А.С.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Владимир, 2014г.

 

Содержание

Введение………………………………...…………………………………………3

1. Информационные технологии эконометрических исследований…………5

2. Классификация пакетов, использующихся для эконометрического моделирования…………………………………………………………………….7

3. Краткий обзор пакетов, использующихся для эконометрического моделирования…………………………………………………………………….9

3.1 Электронные таблицы Excel.............…………………………………12

3.2 Пакет Stata …………………………………………………………….13

3.3 Статистический пакет общего назначения STATISTICA…………15

3.4 SPSS…………………………………………………………………....16

3.5 MATLAB ……………………………………………..……………….17

3.6 Эконометрические программные  пакеты. Matrixer 5.1….………….18

3.7  Анализ временных рядов  в системе ЭВРИСТА…...……………….20

Заключение……………………………………………………………………….21

Список использованной литературы…...………………………………………23

 

 

Введение

На  современном  этапе  невозможно  представить  эконометрическое  исследование без применения компьютеров. В настоящее время исследователю доступно  большое  количество  разнообразных  программных  продуктов,  которые могут быть использованы для решения эконометрических задач. Сюда относятся,  естественно,  и  все  статистические  программные  пакеты.

Программное обеспечение (ПО) представляет собой распространенный класс программных продуктов, представляющих наибольший интерес для пользователя. Непрерывное повышение мощности персональных компьютеров, периферийных устройств, а также развитие средств связи дает разработчикам ПО все больше возможностей для максимально полного удовлетворения запросов конечных потребителей. Пакеты прикладных программ являются наиболее динамично развивающейся частью программного обеспечения.

Программное обеспечение, предназначенное для эффективной разработки и выполнения конкретных, как правило сложных, комплексов задач пользователя, называется прикладным программным обеспечением (аррliсаtiоп sofrware). Оно работает под управлением операционной системы и состоит из пакетов программ фирменного изготовления и прикладных программ пользователя.

Основную часть прикладного программного обеспечения составляют пакеты прикладных программ (ППП). Пакет прикладных программ -комплекс программ, предназначенный для решения определенного класса задач по некоторой тематике. Пакеты разрабатываются таким образом, чтобы максимально упростить использование компьютера специалистами разных профессий, освободив их от необходимости изучать программирование и другие области знаний, связанные с компьютером. Это достигается за счет так называемого дружественного интерфейса.

При этом пользователь выполняет в режиме общения с компьютером набор действий определенных входным языком пакета (ввод с клавиатуры, выполнение команд, просмотр информации и т.п.) или следует указаниям встроенного средства (программного модуля) пошагового достижения результата, называемого мастером.

В настоящее время существует огромное число ППП, охватывающих практически все стороны деятельности. Все множество ППП можно разделить на два больших класса: общего назначения и специализированные. 

Целью данной работы является обзор пакетов прикладных программ, используемых в эконометрических исследованиях

В связи с поставленной целью целесообразным является решение следующих задач:

• изучение имеющихся возможных эконометрических пакетов;
• детальное изучение возможностей ряда пакетов как инструмента анализа данных.

В ходе написания данной работы были использованы монографии, материалы журналов по эконометрическому анализу и интернет-ресурсы.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1. Информационные технологии эконометрических исследований

Проведение любого эконометрического исследования невозможно без использования компьютерной техники. Причиной этого является сложность расчетов и их алгоритмов. Так, даже для правильного построения линейной регрессии требуется решение матричных уравнений, в которых размер матриц всегда больше, чем 10×10. Очевидно, что такие задачи не могут быть быстро и правильно решены без использования компьютерного инструментария. 

Под инструментарием понимаются программные продукты, сделанные для решения математических задач, возникающих при проведении эконометрического исследования. Чаще всего подобные продукты не ограничиваются только эконометрикой, поскольку экономические задачи в большинстве случаев носят комплексный характер.

Практика  их  использования позволила сформулировать следующие общие требования, предъявляемые  к  программному  обеспечению,  применяемому  в  эконометрических исследованиях:

• наличие удобных средств для работы с исходными данными;
• расчет статистических характеристик;
• поддержка методов построения моделей взаимосвязей;
• поддержка методов оценки адекватности моделей;
• реализация методов анализа и моделирования  временных рядов;
• реализация методов прогнозирования;
• реализация статистических критериев;
• обеспечение  возможности  создания  и  сохранения  сценария  исследования, представляющего описание последовательно применяемых процедур;
• визуализация промежуточных и конечных результатов исследования.

Наиболее  важными  для  исследователя  являются  средства  автоматизации процесса моделирования и оценка адекватности полученных моделей.

С  точки  зрения  эффективности  использования  рабочего  времени  важное значение имеют такие возможности по работе с исходными данными, как:

• удобный ввод данных;
• накопление и хранение эконометрических данных;
• фильтрация и поиск информации;
• предварительная обработка данных.

Удобный  ввод  данных  подразумевает  наличие  средств  копирования  данных из других приложений (созданных другими программными продуктами) в табличном  виде  либо  возможности  загрузки  данных  из  файлов  стандартных форматов (.xml, .xls, .txt).

Важное  значение  имеет  также  возможность  графического  представления исходных данных и результатов средствами 2D и 3D-графики.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

2. Классификация пакетов, использующихся для эконометрического моделирования

В эконометрическом моделировании существует достаточно большой выбор пакетов, с помощью которых можно моделировать как макроэкономические, так и микроэкономические данные. Выбор пакетов связан с предпочтениями исследователя и типов данных, с которыми приходится работать.

В эконометрической науке используются следующие виды данных:

• пространственные данные – характеризуют один и тот же момент времени, но разных субъектов. Примером панельных данных может служить доходы семей за определенный год или объем производства за год.
• временные ряды – характеризуют динамику определенного показателя во времени. Например, валовые инвестиции за 1990-2000 гг. в определенный сектор экономики.
• панельные данные – соединяют в себе две вышеописанные группы данных, т.е. отражают изменение показателя по различным субъектам и во времени. Примером панельных данных может служить изменение доходов домашних хозяйств по регионам за 1950-2000 гг.

В зависимости от типа данных и предполагаемого исхода модели исследователи выбирают тот или иной пакет, наиболее широко используются такие профессиональные пакеты.

«Все программы статистической обработки данных можно разделить на профессиональные, полупрофессиональные (популярные) и специализированные. Статистические программы относятся к наукоемкому программному обеспечению, цена их часто недоступна индивидуальному пользователю» [3].

Профессиональные пакеты имеют большое количество методов анализа, а у популярных пакетов количество функций ограничено. Специализированные пакеты ориентированы на какую-либо узкую область анализа данных. Отсутствие у большинства исследователей времени для освоения нескольких программ делает их выбор непростым. Тем не менее почти все они имеют сходный интерфейс и набор базовых функций.

Применяемое  в  эконометрических  исследованиях  программное  обеспечение можно разделить на следующие группы:

1. Программы,  реализующие  технологию  электронных  таблиц MS Excel, OpenOffice.org Calc и др. Используют представление данных в табличном виде и позволяют решать простейшие эконометрические задачи.
2. Статистические  пакеты  общего  назначения: SPSS, STATISTIСA, STATGRAPHICS и др.
3. Программы,  ориентированные  на  решение  эконометрических  задач: Econometric Views, STADIA, Matrixer 3.4  и др.  
4. Специализированные  статистические  пакеты,  предназначенные  для  решения  ограниченного  круга  задач  ЭВРИСТА, МЕЗОЗАВР, ОЛИМП, Forecast Expert и др.;
5. Математические пакеты общего назначения Mathcad, Matlab, Maple, Mathematica и др.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

3. Краткий обзор пакетов, использующихся  для эконометрического моделирования

К наиболее распространенным в нашей стране относятся пакеты STATISTICA, SPSS, STATA, SAS и другие. Все они зарубежного производства. Единственным исключением является программа STADIA, которая не выдержала конкуренции с зарубежными аналогами, и ее развитие прекращено в 2006 году, но ее все еще можно найти в Интернете в качестве бесплатного ПО [1].

Разработчики такого рода программ постоянно ведут между собой рыночные войны, что отрицательно сказывается на качестве программного продукта. Часто алгоритмы вычисления тех или иных статистических показателей являются коммерческой тайной разработчиков и не доступны исследователям.

«Большинство пакетов – такие, как RATS, SАS, SТАТА, ТSР, SPSS, SORITEC, SYSTAT, были написаны до эры персональных компьютеров и ориентированы на технологию работы с большими ЭВМ. Фактически они представляли собой набор процедур на языке FORTRAN.

Многие из этих пакетов и до сих пор включают части, написанные на FORTRANе. При перенесении на персональные компьютеры к набору процедур добавлялась надстройка в виде командного языка (или достаточно примитивной системы меню, за которой стоит командный язык) для управления вызовом процедур. В силу этого они уступают пакетам, специально написанным для персонального компьютера, например, GAUSS, Microfit, MicroTSP, EViews, по таким параметрам, как быстродействие, дизайн, интерфейс, эффективность использования процессора.

Программы, предназначенные для персонального компьютера, написаны, как правило, на языке Си, который позволяет запрограммировать более гибкий и эффективный интерфейс. Однако приложения, изначально написанные на FORTRANе, такие, как TSP, STATA, SPSS, SYSTAT, SAS, создавались и развивались в течение многих лет большими коллективами разработчиков и включают в себя огромное количество самых разнообразных методов» [2, с. 543].

Итак, наиболее широко используются такие профессиональные пакеты:

Stata – мощный пакет для статистического и эконометрического анализа данных. Ориентирован, в первую очередь, на эконометристов. Компания Stata Corporation внимательно следит за развитием эконометрики и за нуждами исследователей и постоянно совершенствует пакет, добавляя в него все новые возможности для эконометрического анализа. Пакет особенно хорош для обработки пространственных данных (cross-section data), панельных (panel data) и данных по временам жизни (survival-time data). Интерфейс пакета предполагает программирование с помощью командного языка и минимум действий с помощью меню. Человеку, привыкшему работать с программой типа Microsoft Word, это может сначала показаться сложным и неудобным, но специфика работы с данными, на которые ориентирован пакет, показывает большие преимущества такого подхода. Освоить пакет достаточно легко. Кроме того, пакет Stata имеет отличную систему встроенной подсказки. Пакет также имеет встроенный язык программирования.

EViews – очень хороший профессиональный пакет, ориентированный, в первую очередь, на анализ временных рядов. Имеет удобный, легко осваиваемый интерфейс с большим количеством меню, но возможно и программирование. Пакет широко используется как экономистами-исследователями, так и финансовыми аналитиками, специалистами в области макроэкономического прогнозирования, прогнозирования продаж и т.д. На сайте разработчика доступна студенческая версия программы. Отличная система подсказки пакета представляет собой, по существу, учебник по эконометрике, ориентированный на практическую работу. Пакет имеет встроенный язык программирования.

Gauss – профессиональный язык программирования, ориентированный на решение задач эконометрического анализа. Необходимость в программировании возникает, например, в случае, когда эконометрист пользуется нестандартными эконометрическими методами, которые не реализованы в статистических пакетах. Гаусс – излюбленная программа эконометристов-теоретиков. Ссылки, связанные с этим пакетом и домашние задания с использованием пакета можно найти, например, на сайте Станислава Анатольева. Одно из удобств этого языка программирования заключается в том, что переменная в нем по умолчанию является не скаляром, как в обычных языках, а матрицей. Для Гаусса существует обширная библиотека подпрограмм. Отрицательная сторона пакета – неразвитая диагностика ошибок.

SPSS – пакет анализа с развитым windows-интерфейсом и красивой графикой, особенно популярный среди социологов и маркетологов. Пакет ориентирован, главным образом, на анализ пространственных данных и на кластерный анализ. Удобной особенностью пакета является возможность написания программ. Однако встроенные модели и тесты для пространственных данных и для временных рядов заметно отстают от развития науки. Компания SPSS явно отдает предпочтение развитию качества графики перед развитием статистических возможностей пакета, что делает пакет идеальным для целей маркетинга, но малопривлекательным для современных эконометрических исследований.

Statistica – наиболее простой диалоговый пакет, позволяющий производить некоторые эконометрические расчеты с пространственными данными. Может быть полезен при начальном знакомстве с эконометрикой. Программа имеет удобный интерфейс. На сайте разработчика доступна студенческая версия программы.

PcGive – диалоговый пакет эконометрического моделирования. Позволяет проводить различные процедуры оценки и тесты, от метода наименьших квадратов до коинтеграционного анализа данных и оценки моделей одновременных уравнений. На сайте разработчика доступна студенческая версия программы.

Таким образом, существует достаточное предложение эконометрических пакетов для анализа данных с помощью ИТ. Каждый исследователь может выбрать ту или иную программу, которую в дальнейшем будет использовать в своих исследованиях, исходя из своих информативных и эстетических потребностей.

 

3.1 Электронные таблицы Excel

К достоинствам электронных таблиц Excel относится:

• доступность, так как они входят в состав наиболее используемого пакета Microsoft Office;
• наличие обширного методического обеспечения с примерами использования в эконометрике;
• широкая известность, так как, как правило, Excel изучается в курсе информатики;
• эффективность на этапе обучения эконометрическим методам;
• электронные таблицы согласуются с большинством статистических пакетов прикладных программ.

Электронные  таблицы Excel  предоставляют  исследователю  следующие возможности:

• проведение расчетов с использованием большого количества математических и статистических функций: вычисление распределений случайных величин; вычисление  статистических характеристик;  вычисление критических  значений статистических гипотез. С помощью статистической функции «Линейн» можно получить расчеты основных характеристик  всех  эконометрических моделей;
• использование пакета «Анализ данных», реализующего некоторые  статистические методы:

• однофакторный дисперсионный анализ;
• двухфакторный дисперсионный анализ; 
• корреляция;
• ковариация;
• описательная статистика;
• экспоненциальное сглаживание;
• двухвыборочный f-тест для дисперсии;
• анализ Фурье;
• скользящее среднее;
• регрессия;
• парный двухвыборочный t-тест для средних;
• двухвыборочный t-тест с одинаковыми дисперсиями;
• двухвыборочный t-тест с различными дисперсиями;
• двухвыборочный z-тест для средних;     
• имеется также возможность составления программ для реализации различных эконометрических моделей.

 

3.2 Пакет Stata

Программа Stata – это универсальный пакет для решения статистических задач в самых разных прикладных областях. Впервые пакет вышел на рынок под этим название в начале 80-х гг. В настоящее время доступна одиннадцатая версия данной программы.

Основными достоинствами являются:

• большой спектр реализованных статистических методов;
• возможности гибкой пакетной обработки данных (т.е. программирования всей последовательности команд, начиная от загрузки данных в память и вплоть до всех деталей анализа). Возможности интерактивного режима работы полностью идентичны возможностям пакетной обработки;
• относительная простота написания собственных программных модулей, и, вместе с тем, весьма серьезный спектр средств программирования;
• мощная поддержка как со стороны производителя, так и со стороны других пользователей.

Внешний вид Stata несколько отличен от того, что обычно можно увидеть в других статистических пакетах. Внешний аскетизм интерфейса унаследован от идеологии командной строки UNIX, и пользователю Windows требуется некоторое привыкание.

Stata использует в работе несколько окон: окно ввода команд (Stata Command), окно вывода результатов (Stata Results), окно истории, или предыдущих команд (Review), окно переменных (Variables), окно поиска и помощи (Help), графический экран (Graph), окно файла-протокола, или log-файла.

В пакете Stata имеется широчайший спектр статистических команд, важных для эконометрического анализа:

• регрессия с инструментальными переменными, робастная регрессия, одновременные уравнения, нелинейный МНК;
• модели временных рядов: модели авторегрессии со скользящими средними ; автокорреляции и частные автокорреляции; модели с условной гетероскедастичностью;
• обобщенные линейные модели;
• средства дисперсионного анализа;
• средства факторного анализа и анализа главных компонент;
• средства анализа таблиц сопряженности;
• средства анализа панельных моделей;
• средства анализа данных типа длительностей, или времени жизни, или времени отказа;
• средства анализа стратифицированных обследований;
• средства анализа моделей с бинарной зависимой переменной;
• тесты на равенство средних, дисперсий и медиан;
• ранговые корреляции;
• возможность максимизации функций правдоподобия, запрограммированных пользователем.

 

3.3 Статистический пакет  общего назначения STATISTICA

Статистический  пакет  общего  назначения STATISTICA  разработан  фирмой StatSoft Incorporation. В данный момент в продаже имеется русскоязычная версия STATISTICA 6 и англоязычная версия STATISTICA 9.

Стандартную комплектацию пакета STATISTICA составляют три модуля.

Базовый  пакет (STATISTICA Base)  предоставляет  обширный  выбор  основных  статистик  в  едином пакете  в  сочетании  с мощностью, производительностью и простотой использования технологии STATISTICA.

Линейные и нелинейные модели (STATISTICA Advanced Linear/Non-Linear Models) включает большой набор самых современных инструментов для моделирования и прогнозирования, включающий возможность автоматического выбора модели и расширенные интерактивные средства визуализации.

Многомерные разведочные технологии анализа (STATISTICA Multivariate Exploratory Techniques) содержит широкий выбор разведочных технологий анализа различных типов данных в сочетании с богатыми интерактивными средствами визуализации.

Иерархическое меню характеризует возможности программы:

Основные статистики и таблицы.

Множественная регрессия.

Дисперсионный анализ (ДА).

Непараметрическая статистика.

Подгонка распределений. 

Углубленные методы анализа

Многомерный разведочный анализ

Анализ мощности, оценка объема выборки.

Нейронные сети.

Добыча данных

Добыча данных в управлении качеством.

Текстовая добыча и сканирование Web.

Блоковые статистики.

Вероятностный калькулятор.

Широкому  распространению  пакета STATISTICA  способствуют  удобный понятный интерфейс, развитые методы визуализации результатов, возможности обмена данными с электронными таблицами Excel и вызова непосредственно из Excel функций пакета STATISTICA. Для поддержки русскоязычных пользователей имеется вэб-страница «Статистический Портал StatSoft» [28].

 

3.4 SPSS

Самый распространенный в мире пакет статистической обработки данных с более чем 30-летней историей. Отличается гибкостью, мощностью, применим для всех видов статистических расчетов. Существует русское представительство компании http://www.spss.ru, которое предлагает полностью русифицированную версию SPSS для Windows. Российский офис SPSS регулярно проводит учебные курсы по анализу данных при помощи программного обеспечения SPSS7.

История SPSS началась с того, что два студента Норман Най (Norman Nie) и Дейл Бент (Dale Bent), специализировавшиеся в области политологии, в 1965 году пытались отыскать в Стенфордском университете Сан-Франциско компьютерную программу, подходящую для анализа статистической информации. Вскоре они разочаровались в своих попытках, так как имеющиеся программы оказывались непригодными, неудачно построенными или не обеспечивали наглядность представления обработанной информации. К тому же принципы пользования менялись от программы к программе. 

Так, недолго думая, они решили разработать собственную программу со своей концепцией и единым синтаксисом. В их распоряжении тогда был язык программирования FORTRAN и вычислительная машина типа IBM 7090. Уже через год была разработана первая версия программы, которая еще через год, в 1967, могла работать на IBM 360.

Программа SPSS постоянно модернизируется. В 2011 году вышла в свет новая версия статистического пакета SPSS 19.0. Пакет SPSS 19.0 доступен как на русском, так и на других языках: английском, французском, немецком, испанском, итальянском, корейском, китайском.

Встроенная справочная система достигла уже 3000 страниц, которые уже не могут поместиться ни в одно однотомное руководство.

Политика компании направлена на разработку нестандартных решений для производственных, образовательных и научных организаций, что подразумевает индивидуальный подход к каждому клиенту.

 

3.5 MATLAB

Одна из старейших, тщательно проработанных и проверенных временем систем автоматизации математических расчетов, построенная на расширенном представлении и применении матричных операций, что нашло свое отражение в названии системы – MATrix LABoratory – матричная лаборатория. Однако синтаксис языка программирования системы продуман настолько тщательно, что эта ориентация почти не ощущается теми пользователями, которых не интересуют непосредственно матричные вычисления. 

В настоящее время MATLAB вышел далеко за пределы специализированной матричной системы и стал одной из наиболее мощных универсальных интегрированных систем компьютерного моделирования. Слово «интегрированная» указывает на то, что в этой системе объединены удобная оболочка, редактор выражений и текстовых комментариев, вычислитель и графический программный процессор. В новой версии используются такие типы данных, как Программное обеспечение эконометрического исследования Econometric software многомерные массивы, массивы ячеек, массивы структур, массивы Java и разреженные матрицы, что открывает новые возможности применения системы для создания и отладки сложных матричных алгоритмов решений и основанных на них параллельных вычислений и крупных баз данных.

В целом MATLAB – это уникальная коллекция реализаций современных численных методов компьютерной математики, созданных за последние три десятка лет. Она вобрала в себя опыт, правила и методы математических вычислений, накопленные за тысячи лет развития математики, сочетающиеся с мощными средствами графической визуализации и даже анимационной графики. Систему с прилагаемой к ней обширной документацией вполне можно рассматривать как фундаментальный многотомный справочник по математическому обеспечению ЭВМ, представленный полностью лишь на английском и японском языках.