INFORMATICA APPLICATA AI PROCESSI BIOTECNOLOGICI
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- Bernadetta Romeo
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1 INFORMATICA APPLICATA AI PROCESSI BIOTECNOLOGICI Fabio Scotti Universita' degli studi Dipartimento di tecnologie dell'informazione e Dipartimento di biotecnologie Analisi dei dati METODOLOGIA (cosa fare) STRUMENTI INFORMATICI (come farlo) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 2
2 Analisi dei dati: passi classici 1. Importazione, controllo e impostazione del tipo di dato 2. Visualizzazione e analisi qualitativa 3. Media e varianza 4. Statistica descrittiva 5. Test statistici Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 3 Analisi dei dati: 1) Importazione e controllo Sensori File Dati Archivi , file, altri formati Editor di testo Impostare il corretto formato del dato Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 4
3 Analisi dei dati: 2) analisi qualitativa Andamento temperature fermentatore Gradi Kelvin campioni ANALISI QUALITATIVA Esempi di osservazioni In che intervallo varia la grandezza in esame? Come e l andamento della grandezza? E presente rumore di acquisizione? E valutabile? Ha delle componenti periodiche? Di che periodo? E possibile ricostruire l asse temporale? Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 5 Analisi dei dati: 3) Media e deviaz. stand. Dati: X = , , , , 374.2, X = X1, X2, X3, X4, X5, possiamo calcolare media e varianza campionaria Alcune proprietà di media e var. campionanaria Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 6
4 Analisi dei dati: 3) Media e deviaz. stand. Deviazione Standard = radice dello Scarto quadratico medio = = radice quadrata della Varianza Significato fisico: variabilità del segnale o dei dati Andamento temperature fermentatore 395 Gradi Kelvin mean(x) std(x) campioni Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 7 Analisi dei dati: 3) Media e deviaz. stand. Un esempio di analisi basato su media e deviazione standard Confronto fra pazienti sani (*) e trapiantati ( ) rispetto alla media (mean) e alla deviazione standard (std) del tratto RR misurato in millisecondi 140 healthy heart transp. std, msec Il grafico rivela che i pazienti sani del gruppo hanno una variabilità del tratto RR (std, asse y) maggiore dei trapiantati. I cuori dei trapiantati battono più regolarmente mean, msec Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 8
5 Analisi dei dati: 4) Statistica descrittiva Column1 Gradi Kelvin Andamento temperature fermentatore campioni Mean Standard Error Median Mode Standard Deviation Sample Variance Kurtosis Skewness Range Minimum Maximum Sum Count 379,725 0, , , , , Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 9 Analisi dei dati: 5) Test statistici 1. Test di student 2. Ki Test 3. F Test 4. Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 10
6 Strumenti e ambienti informatici per la valutazione di parametri statistici Excel Matlab R Programmi ad hoc Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 11 EDITING DATI Problema: esaminare una sequenza temporale di temperature proveniente da uno strumento digitale. Dati in un file TESTO (temperature1.txt) Visualizzazione/Editing Notepad Word ( no) Editor testuali Excel Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 12
7 EDITING DATI Esempio ad una variabile Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 13 EDITING DATI Esempio ad una variabile (tab separated) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 14
8 EDITING DATI Esempio ad una variabile (tab separated) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 15 GESTIONE DATI EXCEL CARICARE IL FILE (open, all files) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 16
9 EXCEL GESTIONE DATI EXCEL Abbiamo i dati. Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 18
10 Esempio di analisi di dati Attività: Analisi di una sequenza temporale di dati Esempi: Un fermentatore ed un sensore di temperatura. Dati degli esami ematici di un gruppo di laboratori. La temperatura nel tempo di un corpo misurata con immagini all infrarosso Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 19 Analisi qualitativa in Excel Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 20
11 Media e varianza in EXCEL Inseriamo la funzione Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 21 Media e varianza in EXCEL Uppure inseriamo il comando a mano =AVERAGE(A1:A120) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 22
12 Media e varianza in EXCEL Deviazione standard =STDEV(A1:A120) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 23 Media e varianza EXCEL Il sistema e controllato adeguatamente in temperatura? Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 24
13 Ulteriori analisi Per rispondere meglio possiamo avvalerci del toolbox statistico di Excel Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 25 ISTOGRAMMA con EXCEL Per rispondere meglio possimo avvalerci del toolbox statistico di Excel (Tools Addins Selezionare Analysis tool) Inserite il toolpak Preparate i bin dell istogramma Selezionate istogramma Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 26
14 ISTOGRAMMA con EXCEL Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 27 Valutazione Della forma della distribuzione Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 28
15 Valutazione Della forma della distribuzione con EXCEL Bin larghi 2 gradi Troppo pochi campioni per poter leggere bene la forma dell istogramma. Meglio allargare il bin Bin larghi 5 gradi La forma dell istogramma è più leggibile probabilmente è non simmetrico (controllare il parametro Skewness) Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 29 RIASSUNTO STATISTICO con EXCEL Column1 Mean 379,725 Standard Error 0, Median 380 Mode 378 Standard Deviation 4, Sample Variance 23,66324 Kurtosis -0, Skewness 0, Range 21 Minimum 370 Maximum 391 Sum Count 120 Fabio Scotti - Informatica applicata ai processi biotecnologici 30
BIN = 15 um l [um] Minimum um. Data_31misure_ l [um] Maximum Points 102, , um 1.3 um
![BIN = 15 um l [um] Minimum um. Data_31misure_ l [um] Maximum Points 102, , um 1.3 um](/thumbs/88/116557022.jpg "BIN = 15 um l [um] Minimum um. Data_31misure_ l [um] Maximum Points 102, , um 1.3 um")
1 2 Data_31misure_070318 BIN = 15 um Minimum 80 Maximum Sum 120 3176,7 Points Mean Median 31 102,47419 102,9 102.5 um RMS Std Deviation Variance Std Error 102,7225 7,2559846 52,649312 1,3032133 7.3 um
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