Métodos Matemático-Estadísticos en la Investigación

Es la utilización del método científico por la estadística como un método de investigación teórica. El fundamento de este método lo constituye la aplicación y el desarrollo de las ideas de la teoría de las probabilidades como una de las disciplinas matemáticas más importantes. 

Características

• Obtener información necesaria. 
• Organizar, resumir y presentar en forma adecuada el material numérico. 
• Analizar e interpretar los resultados obtenidos

Etapas

1. Recolección (medición): se recoge información cualitativa y cuantitativa señalada en el diseño de la investigación. 
• Directa: el hecho se produce, este tipo de fuentes son las mejores pero no siempre son posibles: hechos, información cotidiana
• Indirecta: provienen de una fuente interna, los datos son recopilados por la misma entidad en los registros básicos de la misma organización


2. Recuento: la información recogida es sometida a revisión, clasificación y computo numérico.
3. Presentación: Se elaboran los cuadros y los gráficos que permiten una inspección precisa y rápida de los datos. Tiene como propósito acomodar los datos de manera que se pueda efectuar una revisión numérica precisa de los mismos.
4. Síntesis: la información es resumida, tiene como propósito facilitar la comprensión global de las características fundamentales de los agrupamientos de datos.
5. Análisis: mediante formulas estadísticas apropiadas y el uso de tablas específicamente diseñadas, se efectúan la comparación de las medidas de resumen previamente calculadas.

Programas estadísticos usados para la investigación

1. SPSS: el software de estadística más valorado

Desarrollada por SPSS Inc. en 1968, la herramienta existe desde hace más de 50 años. Posteriormente IBM adquirió SPSS (en 2009) y el nombre de la herramienta cambió a IBM SPSS Statistics. 

SPSS es un formato que ofrece IBM para un análisis completo. Es el acrónimo de Producto de Estadística y Solución de Servicio. Existen otros productos diferentes en la suite, cada uno de ellos ofrecen sus propias características únicas.

SPSS es un software popular entre los usuarios de Windows, es utilizado para realizar la captura y análisis de datos para crear tablas y gráficas con data compleja. El SPSS es conocido por su capacidad de gestionar grandes volúmenes de datos y es capaz de llevar a cabo análisis de texto entre otros formatos más.

Características del SPSS

SPSS se utiliza para una amplia gama de análisis estadísticos, como las estadísticas descriptivas (por ejemplo, medias, frecuencias), las estadísticas bivariadas (por ejemplo, análisis de la varianza, prueba t), regresión, el análisis de factores, y la representación gráfica de los datos.

Aunque originalmente fue diseñado y nombrado para las ciencias sociales, puede ser utilizado para muchos tipos de conjuntos de datos experimentales o de observación, incluyendo las ciencias ambientales y ecológicas.

La base del software estadístico SPSS incluye estadísticas descriptivas como la tabulación y frecuencias de cruce, estadísticas de dos variables, además pruebas T, ANOVA y de correlación. Con SPSS es posible realizar recopilación de datos, crear estadísticas, análisis de decisiones de gestión y mucho más.

Funciones del SPSS

• Estadísticas avanzadas: El programa SPSS ofrece estadísticas avanzadas además de muchas funciones estadísticas básicas, incluyendo la tabulación cruzada, frecuencias, estadísticas de variables dobles como las pruebas T y ANOVA, lineal y modelos no lineales. El programa SPSS ofrece estadísticas avanzadas además de muchas funciones estadísticas básicas, incluyendo la tabulación cruzada, frecuencias, estadísticas de variables dobles como las pruebas T y ANOVA, lineal y modelos no lineales.
• Modeler: El programa Modeler te ayuda a construir modelos predictivos, así como a validarlos usando las técnicas estadísticas más avanzadas.
• Análisis de textos: Si la mayoría de la encuesta tienen principalmente respuesta de texto, puedes hacer uso también de un software de análisis de texto para obtener alguna información útil para el análisis de textos.
• Diseño de visualización: Puedes tener una visualización de datos y crear fácilmente una amplia variedad de efectos visuales tales como gráficos de caja radiales y gráficos de densidad.

 

2. MATLAB

Es un sistema de cómputo numérico que ofrece un entorno de desarrollo integrado (IDE) con un lenguaje de programación propio (lenguaje M). Está disponible para las plataformas Unix, Windows, macOS y GNU/Linux.La plataforma de MATLAB está optimizada para resolver problemas científicos y de ingeniería. El lenguaje de MATLAB, basado en matrices, es la forma más natural del mundo para expresar las matemáticas computacionales.

Entre sus prestaciones básicas se hallan la manipulación de matrices, la representación de datos y funciones, la implementación de algoritmos, la creación de interfaces de usuario (GUI) y la comunicación con programas en otros lenguajes y con otros dispositivos hardware. El paquete MATLAB dispone de dos herramientas adicionales que expanden sus prestaciones, a saber, Simulink (plataforma de simulación multidominio) y GUIDE (editor de interfaces de usuario - GUI). Además, se pueden ampliar las capacidades de MATLAB con las cajas de herramientas (toolboxes); y las de Simulink con los paquetes de bloques (blocksets).

Es un software muy usado en universidades y centros de investigación y desarrollo. En los últimos años ha aumentado el número de prestaciones, como la de programar directamente procesadores digitales de señal o crear código VHDL.

En 2004, se estimaba que MATLAB era empleado por más de un millón de personas en ámbitos académicos y empresariales.

Características principales

1. Lenguaje de alto nivel para cálculos científicos y de ingeniería.

2. Entorno de escritorio optimizado para la exploración iterativa, el diseño y la solución de problemas.

3. Gráficas para visualizar datos y herramientas para crear diagramas personalizados.

4. Aplicaciones para ajustar curvas, clasificar datos, analizar señales, ajustar sistemas de control y muchas otras tareas.

5. Toolboxes complementarias para una amplia variedad de aplicaciones científicas y de ingeniería.

6. Herramientas para crear aplicaciones con interfaces de usuario personalizadas.

7. Interfaces para C/C++, Java®, .NET, Python, SQL, Hadoop y Microsoft® Excel®.

8. Opciones de implementación libres de derechos para compartir programas de MATLAB con los usuarios finales.

Gráficos e interfaces gráficas

MATLAB provee funciones y herramientas para visualizar datos en 2D y 3D.

Ventajas de usar Matlab

1. MATLAB Habla Matemáticas:

Los ingenieros y científicos necesitan un lenguaje de programación que les permita expresar directamente matrices matemáticas y arreglos vectoriales. El álgebra lineal en MATLAB se aprende y luce como en un libro académico

2. MATLAB está Diseñado para Ingenieros y Científicos

·         Los nombres de las funciones son familiares y fáciles de recordar

·         El entorno de escritorio está ajustado para flujos de trabajo científicos y de ingeniería

·         La documentación está escrita para ingenieros y científicos, no para informáticos

3. Los Toolbox de MATLAB Funcionan

Las toolbox de MATLAB ofrecen funcionalidades desarrolladas profesionalmente, probadas rigurosamente y totalmente documentada para una amplia gama de aplicaciones científicas y de ingeniería. Los Toolboxes están diseñados para trabajar en conjunto, y se integran con entornos de computación paralela, GPUs y generación de código C

4. MATLAB tiene Apps

MATLAB Apps son aplicaciones interactivas que combinan acceso directo a grandes colecciones de algoritmos con retroalimentación visual inmediata. Puedes visualizar instantáneamente cómo funcionan los diferentes algoritmos con tus datos. Iterar hasta obtener los resultados esperados, luego generar automáticamente un código de MATLAB para reproducir o automatizar tu trabajo.

5. MATLAB Integra Flujos de Trabajo que permite

·         Conectar: MATLAB permite conectarse con más de 1.000 dispositivos de hardware.

·         Analizar: Integrar MATLAB a entornos de producción

·         Escalar: MATLAB Ejecuta algoritmos más rápido y con grandes datos mediante la ampliación a clústeres, la nube y las GPUs

·         Simular: Conectividad a Simulink y Stateflow para la simulación y el diseño basado en modelos

6. MATLAB es Rápido

MATLAB hace el trabajo de hacer su código más rápido. Las operaciones matemáticas se distribuyen a través de los núcleos de su computadora, las llamadas a librerías están muy optimizadas y todo el código es compilado.

3. Prisma de GraphPad

Es una herramienta con una trayectoria de más de 25 años que se centra en el análisis de datos para desmitificar las estadísticas.

Es una poderosa combinación de bioestadística básica, ajuste de curva y gráficos científicos en un programa integral

Más de 100.000 científicos en más de 100 países confían en GraphPad Prism para analizar, transformar en gráficos y presentar sus datos científicos. Es el programa elegido por muchas de las principales universidades del mundo, centros médicos, institutos de investigación y empresas farmacéuticas.

 

Es una aplicación diseñada para crear gráficos y tablas de datos, a través de la introducción de datos o ecuaciones. Podemos destacar entre sus funciones:

·         Simplicidad de uso.

·         Ajustar curvas en un único paso, con la simple acción de seleccionar la ecuación.

·         Crear representaciones gráficas a nivel profesional.

·         Opciones avanzadas para aquellos que quieren mayor precisión en sus cálculos.

·         Generar regresión lineal y no lineal.

Dos características de GraphPad más representativas del programa:

1.-Estadísticas comprensibles

Permite realizar fácilmente pruebas estadísticas básicas comúnmente usadas por el laboratorio y los investigadores clínicos.

Además, ofrece ayuda estadística comprensible cuando usted lo necesita, pulsando el botón “Learn” de cualquier diálogo de análisis de datos.

2.-Registro completo de su trabajo

Un archivo de proyecto en GraphPad Prism puede contener más de datos, análisis y gráficos.

Cada archivo puede ser un registro completo de sus experimentos e incluir tablas de datos, páginas de información, resultados de análisis, gráficos y diseños de página.

Los gráficos y diseños pueden ser adornados con texto, líneas, flechas, cuadros, tablas, ecuaciones, fotos y mucho más.

 

4.-SAS 

SAS es la base de la analítica avanzada, con funcionalidades que abarcan una amplia gama de empresas y organizaciones científicas y de ingeniería. El desarrollo de SAS (Statistical Analysis System) comenzó en 1966 de la mano de Anthony Bar, de la Universidad Estatal de Carolina del Norte, al que se unió posteriormente James Goodnight. El Instituto Nacional de Salud financió este proyecto con el objetivo de analizar los datos agrícolas para mejorar el rendimiento de las cosechas.

CARACTERISTICAS:

 

Algunas de las características o ventajas de SAS están relacionadas con su tamaño y la propiedad de la licencia. La clave está en el tiempo de implementación de nuevas ideas y métodos y los tecnicismos en el proceso de documentación. SAS ha ganado popularidad entre los servicios financieros, la administración pública, la industria manufacturera y las ciencias de la salud y la vida.

Un archivo SAS se compone de datos, variables y observaciones, permitiendo la interacción durante el proceso de su utilización.

INFORMACIÓN

·         Simplificar la preparación de datos. 

·         Crear mejores modelos de manera fácil y rápida. 

·         Poner sus mejores modelos en servicio.

 

Descripción del sistema de Menús del SAS 9.1

 En la mayoría de las aplicaciones bajo Windows después de la barra de título se encuentra la barra de menú, que consiste de varios menús desplegables fijos con todas las opciones que contiene dicha aplicación. Por lo general las aplicaciones tienen los menús de File (Archivo), Edit (Edición), Windows (Ventana) y Help (Ayuda), y dependiendo de la aplicación otros para realizar sus operaciones. En el caso del SAS son: File, Edit, View, Tools, Run, Solutions, Windows y Help, los cuáles se explicaran con sus respectivas opciones a continuación.

El diseño del sistema SAS es modular y se compone de un gran número de módulos y se configura fácilmente a las necesidades de la organización.

El sistema SAS es portable entre diferentes tipos de plataformas y entre diferentes Sistemas Operativos (UNIX, LINUX, WINDOWS, OS/2 y otros). Un programa puede ser ejecutado con los mismos resultados sobre un PC, estaciones de trabajo, minicomputadoras o supercomputadoras. La arquitectura MVA (MultiVendor Architecture – Arquitectura Multi Proveedor) del SAS hace que el sistema tenga el mismo aspecto tanto en hardware como en sistemas operativos diferentes. El sistema SAS se puede invocar y ejecutar en modo “batch” o por lotes (Sistema Operativo MVS

para mainframes) en modo no interactivo (usuarios del sistema operativo CMS y PC) en modo de línea no interactivo en modo de ventanas interactivas (SAS Display Manager) modo dirigido por menús interactivos o aplicaciones creadas con SAS/ASSIST, SAS/AF o SAS/EIS. 

5. Stata

Stata es una completa caja de herramientas que proporciona una capacidad de gestión de datos, análisis de datos y una colorida interfaz gráfica. Stata puede considerarse como el software estadístico común a las instituciones, incluidas las organizaciones internacionales como las Naciones Unidas, los gobiernos y los académicos para la salud pública, la economía, el trabajo social y la medicina. Sigue siendo el software más potente disponible en el espacio analítico. El nombre Stata es una abreviatura silábica de las palabras estadística y datos y fue lanzado en 1985 y luego la opción de interfaz gráfica de usuario en 2003.

Las características de Stata incluyen, la interfaz gráfica de usuario (GUI) o simplemente, la interfaz de apuntar y hacer clic acompañada de una opción para la interfaz de línea de comandos (CLI) que es rápida, auténtica y fácil de usar. STATA es compatible con archivos de Excel (.xls, .xlsx), archivos de texto (.txt, .csv, .dat), SAS (.XPT) y otros (.XML).

Hay una gran cantidad de funciones estadísticas, que van desde el análisis descriptivo, el análisis de tabulación cruzada hasta técnicas más avanzadas como el modelado de ecuaciones estructurales, los modelos de probabilidad, el análisis de supervivencia, las series temporales y los modelos multinivel. Stata permite a los usuarios tener control sobre los datos, las variables y también la compilación estadística de grupos. Stata funciona bien con datos longitudinales, pero sólo puede mantener un conjunto de datos en la memoria, que tiene que reescribirse para añadir o acceder a un nuevo conjunto de datos. Los gráficos de Stata no son tan flexibles en comparación con otros programas y los diferentes paquetes limitan el tamaño de los conjuntos de datos utilizables (Stata/IC, Stata/SE y Stata/MP).

6. Minitab

 

Minitab ofrece las herramientas estadísticas necesarias para analizar sus datos y mejorar la calidad en un paquete fácil de usar. Es el número uno en el mercado de software para implementación del sistema Six Sigma.

Minitab es fácil de usar, mientras ofrece profundidad y una amplia gama de herramientas y orientación necesaria para satisfacer hasta al más exigente de la mejora de calidad del proyecto.

Gestión de archivos y datos

Minitab permite utilizar fuentes de datos externas y administrar fácilmente su hoja de cálculo de forma automática, así usted puede pasar más tiempo analizando sus datos sin tener que consumir tiempo con la organización.

Gráficos y capacidades avanzadas de edición 

Es fácil crear gráficos claros y específicos para cada tipo de aplicación, gracias a la interfaz intuitiva que le permite editar imágenes directamente. La colección enorme de elementos gráficos y herramientas de edición Minitab son impresionantes.

Estadísticas Generales

Minitab incluye una amplia gama de procedimientos estadísticos utilizados en la estimación de parámetros y pruebas de hipótesis para una o dos muestras. Esos procedimientos constituyen la base para una búsqueda avanzada. Entre ellos se encuentran las estadísticas descriptivas y gráficos, los intervalos de confianza y pruebas de hipótesis, análisis de variación y correlación, y mucho más.