基于ExceI的海量有序实验数据处理方法研究

杨亚军

（常州大学，江苏 常州 213164）

实验数据处理是完成实验报告的重要环节，在一些物理实验中获取的海量实验数据需要经过数据处理，才能获取需要的信息。Excel软件具有强大的数据组织、计算、分析和统计功能，能够完成复杂的数据运算，进行数据分析和预测[1，2]。文章主要利用Excel在处理数据方面的优势[3]，分析海量时间有序实验数据，求取指定条件下数据的平均值、标准偏差、中间值以及百分位数等。

1 运用Excel实现海量有序数据的处理

1.1 实验数据的输入及绘图

我们首先将测得的实验数据输入到Excel中。以时间为横坐标，选定要作图的数据，点击作图按钮，选择图的类型，就可以获得我们想要的图像。例如我们选取一天的数据进行作图，得到图1所示数据的时间分布图。

图1 实验获得数据的时间分布图

1.2 计算指定条件下的平均值、标准偏差、中间值以及百分位数

利用Excel求指定条件下的平均值、标准偏差、中间值以及百分位数步骤：首先点击Macros按钮，打开 Macros对话框，输入宏名称，点击Create按钮，在打开的Microsoft Visual Basic对话框中输入程序，以计算每小时（60分钟）变化为例：

Sub dfd（）

desinence ＝ Range （＂ A65536＂）.End（xlUp）.Row

For H＝2To desinence Step 60

Cells（H ＋59，2）＝ Application.Average（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋ 59，3）＝ Application.StDev（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋ 59，4）＝ Application.Median（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59））

Cells（H ＋59，5）＝ Application.Percentile（（Range（＂A＂＆ H ＆ ＂：A＂＆ H ＋59）），0.8）（得到80%处对应的百分点数值）

Next H

End Sub

然后点击run按钮就可以在excel窗口对应的列中出现计算结果。此过程中，通过修改程序中的数值，我们可以选择时间范围，也可以任意选取要计算的百分点数值。

我们利用Excel简单编程对我们实验测量得到的两年的海量数据进行处理，得到如图2所示月平均值及中值的变化，从图中也可以清楚得看到每个数据点的标准偏差。说明Excel在处理海量数据具有显著优势，这一方法还可以应用到很多实验数据的平均值、标准偏差、中间值以及百分位数计算，实现指定条件下时间有序数据的分析。

图2 Excel处理后的时间数据平均值、标准偏差及中间值的月变化

2 结 论

基于Excel软件在数据处理方面的强大功能，文章利用Excel软件对获得的海量时间有序实验数据进行绘图和数据处理。研究表明Excel软件不仅能实现数据绘图，而且通过简单编程，可以实现在指定条件下对数据进行平均值、标准偏差、中间值以及百分位数计算。此方法简单易学，可以推广应用到其他海量实验数据的处理，有助于培养学生数据处理能力。

[1]Excel Home.Excel 2007实战技巧精粹[M].北京：人民邮电出版社，2007.

[2][美]John Walkenbach.中文版 Excel 2007公式与函数应用[M].北京：清华大学出版社，2008.

[3]John A.Rochowicz Jr.Bootstrapping Analysis，Inferential Statistics and EXCEL[J].Spreadsheets in Education（eJSiE），2010，4（3）：6－21.

[4]贺雅奇.EXCEL在物理实验数据处理中的应用研究[J].大学物理实验，2011（2）：69－71.

[5]龙卧云，李晶.巧用Excel处理大学物理实验数据[J].大学物理实验，2012（3）：107－109.