Softwaregestü te empirische Datenanalyse - Einführung - Dominik Hecker 3. April 2019
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Softwaregestü te empirische Datenanalyse
- Einführung -
Dominik Hecker
FSU Jena
3. April 2019
Organisatorischer Rahmen
Neuer Kurs im Rahmen der Digitalisierungsstrategie der Fakultät: DigiLab
„Softwaregestü te empirische Datenanalyse“
• Innerhalb von DigiLab gibt es neue Kurse, die einen Schwerpunkt auf
anwendungsorientierte Forschungsmethoden und Software legen.
• Wenn Sie ausreichend „DigiLab-fähige“ Kurse abschließen, können Sie
ein Zusa zertifikat erwerben.
• Alle Informationen zum Zertifikat finden Sie unter diesem Link
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Neue Module im Rahmen des DigiLab
Neue Lehrveranstaltung vom LS Operations Management
• Inhalt: Einführung in die Modellbildung und Simulation mit der
Software AnyLogic
• Format: Blended-Learning, 4 Präsenztermine, Online-Tutorials und
Selbststudium, Gruppenprojekt zu Praxisproblem (voraussichtlich mit
Besichtigung)
• Ansprechpartner: Dr. Stefan Fedtke
Umbau des BM Statistik
• stärkerer Fokus auf eigenständige Anwendung der deskriptivem
Statistik
• Ansprechpartner: (tba)
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Lernziele
1. Programmieren mit MATLAB
• Einstiegshürde in die Programmierung überwinden
• Grundfunktionen und selbstständig Code schreiben
• fortgeschri ene Befehle wie Schleifen, Matrizen, statistische
Inferenz
• Lösung von Programmierproblemen mithilfe der Dokumentation
2. wissenschaftlicher Umgang mit quantitativen Daten
• Suche in Datenbanken
• Daten einlesen und au ereiten
• Datenauswertung
3. Erweiterung statistischer und ökonometrischer Kenntnisse
• sachkundige Verwendung und Interpretation statistischer Maße
• grundlegendes Verständnis der Inferenzstatistik
• reflektierter Umgang mit statistischen und ökonometrischen
Methoden
4 / 25Vorausse ungen
formelle Vorausse ungen:
• Grundlagen: Einführung in die VWL (BM23.1), Empirische und
Experimentelle Wirtschaftsforschung (BM24.1), BM Statistik (BM 30.1)
• optional: BM Makroökonomik, BM Mikroökonomik,
Vertiefungsmodule in der VWL, Wirtschaftsinformatik, Statistik
informelle Vorausse ungen:
• hohe Anforderung an Eigeninitiative und Selbststudium
• Programmieren lernt man nicht an einem Tag!
5 / 25Au au des Moduls
Vorlesung:
• Einführung in die Programmierung mit MATLAB anhand von
forschungsrelevanten Fragestellungen und Vertiefung statistischer und
ökonometrischer Kenntnisse
• regulärer Termin: Mi woch, 14-16 c.t.
Übungen/Tutorien:
• wöchentliche Aufgabenstellungen (Assignments) zum selbstständigen
Erlernen und Vertiefen der Programmierkenntnisse sowie der
ökonomischen Intuition
• Assignments sollen selbstständig bearbeitet werden. Bei Fragen steht im
PC-Pool Herr Kevin Klein als Tutor bereit.
• reguläre Termine: Dienstag, 16-18 c.t., und Freitag, 14-16 c.t.
• Sie erreichen Herrn Klein unter kevin.klein@uni-jena.de
Projekt:
• eigenständige Beantwortung einer wissenschaftlichen Fragestellung
anhand von quantitativen Daten
• Die Projektphase wird ausführlich in der siebten Vorlesung vorgestellt.
6 / 25Zeitplan
Woche Übung Dienstag Vorlesung Mi woch Übung Freitag
8.04. - 14.04. entfällt VL 01 Assignment 1
15.04. - 21.04. Assignment 1 VL 02 entfällt: Karfreitag
22.04. - 28.04. Assignment 2 VL 03 Assignment 3
29.04. - 05.05. Assignment 3 entfällt: 1. Mai VL 04
06.05. - 12.05. Assignment 4 VL 05 Assignment 5
13.05. - 19.05. Assignment 5 VL 06 Assignment 6
20.05. - 26.05. Assignment 6 VL 07 Projektpräferenzen
7 / 25Gliederung des Moduls
Inhalte Gliederung:
VL 1 Organisatorisches, Einführung in MATLAB
VL 2 Daten einlesen, au ereiten und grafisch darstellen
VL 3 Deskriptive statistische Maße und grafische Darstellungen
VL 4 Schleifen (for, if, while)
VL 5 Vektoren und Matrizen
VL 6 Lineare Regression und Fi eines Regressionsmodells
VL 7 Beginn der Projektphase
8 / 25Projektphase
Im Anschluss an Vorlesungen und Übungen:
• Beginn der Projektphase: 27.05.
• Sprechstundentermine: zwischen 31.05. und 21.06.
• Vorstellung der Projekte : 26.06., 14-16 c.t. (und eventuell 28.06., 14-16
c.t.)
• Abgabe des Projektberichtes und kommentierten Codes: 14.07., 23:59
Uhr
9 / 25Prüfungsleistung
Die Prüfungsleistung se t sich aus mehreren Einzelleistungen zusammen:
• Projektbericht (70%)
• kommentierter Code (10%)
• Präsentation des Projektes (20%)
Die wöchentlichen Assignments dienen dazu, Sie in die Lage zu verse en,
Ihr Projekt selbstständig zu bearbeiten.
⇒ Einführung in die Projektphase in KW 21, am Mi woch, 22.05.
Hinweis: Neben den vorgeschlagenen Projekten wird es begrüßt, wenn Sie
eigene Projektideen einbringen
10 / 25Über diesen Kurs hinaus
Programmierfähigkeiten: …
• ermöglichen Ihnen, auch in Seminaren anspruchsvollere Projekte
durchzuführen.
• lassen Sie Bachelor- und Masterarbeiten mit einem höheren Eigenanteil
anfertigen, die häufig besser bewertet werden.
• werden in verschiedenen Berufen und Arbeitsfeldern stark nachgefragt.
• kommen in der Wissenschaft an jedem Tag zur Anwendung.
11 / 25Literatur
Einführungen in MATLAB (Bücher als eBooks verfügbar):
• Bornemann, F. (2016), „Numerische lineare Algebra. Eine konzise
Einführung mit MATLAB und Julia,“ Springer Spektrum.
• Günther, M. und A. Jüngel (2010), „Finanzderivate mit MATLAB,“
Vieweg + Teubner.
• Xenophontos, C., „A Beginner’s Guide to MATLAB,“ (Link).
• Pfeiffer, J. (2017), „Matlab Handout,“ (Link).
Zur Statistik und Ökonometrie (Bücher in Bibliothek verfügbar):
• Bamberg, G. und F. Baur (2002), „Statistik,“ 12. Auflage, Oldenbourg.
• Auer, L.v. (2011), „Ökonometrie: eine Einführung,“ 5. Auflage,
Springer-Lehrbuch.
• Hackl, Peter (2013), „Einführung in die Ökonometrie,“ 2. Auflage,
Pearson.
• Stock, J. and M. Watson (2015), „Introduction to Econometrics,“ Pearson.
12 / 25Online-Kurse
Es gibt unzählige Online-Kurse zu MATLAB, entweder frei verfügbar auf
bekannten Videopla formen oder kommerzielle Angebote.
MATLAB selbst bietet einen interaktiven Kurs an, der die grundlegenden
Funktionen von MATLAB sehr gut erklärt. Klicken Sie dazu in MATLAB auf
Learn MATLAB:
13 / 25Online-Kurse
MATLAB bietet eine Reihe von Kursen an. Über die Universitätslizenz
sollten Sie Zugriff auf den Grundkurs MATLAB Onramp haben.
14 / 25Einführung in MATLAB
MATLAB
MATLAB steht für matrix laboratory. MATLAB stellt eine numerische
Programmierumgebung dar, die funktionsorientiert und vor allem auf die
Verwendung von Matrizen und Vektoren ausgelegt ist.
3.5
1 3
2.5
0.8
2
Wage
0.6
Output
1.5
0.4
1
0.2 0.5
1
0.8 0
0 1
1 0.6 0
0.8 0.2
0.8 0.4 0.6
0.6 0.4
0.4 0.6
0.4 0.2
0.2 0.2 0.8
0 0 capital 0 1
labor capital labor
16 / 25Au au
Wenn Sie MATLAB zum ersten Mal öffnen, sehen Sie folgenden Au au:
17 / 25Command Window
Im Command Window in der Mi e können Sie Befehle direkt eingeben, ohne
dass diese oder die damit erzeugten Variablen gespeichert werden. Ebenso,
wird der Output von Berechnungen im Command Window angezeigt.
18 / 25Workspace
Am rechten Rand listet der Workspace alle derzeit verfügbaren Variablen
auf. Wenn Sie doppelt auf eine Variable klicken, wird diese im Variable
Editor geöffnet, der wie Excel aussieht.
19 / 25Current Directory
MATLAB startet stets in einem voreingestellten Ordner. Daher empfiehlt es
sich, für neue Projekte auch stets einen neuen Ordner anzulegen und
MATLAB zu dieser Current Directory hinzuleiten.
20 / 25Current Folder
In diesem Beispiel befindet sich MATLAB im Order „projects“. Am linken
Rand zeigt MATLAB alle Dateien im Current Folder an.
Grundsä lich gibt es zwei Arten von systemeigenen MATLAB-Dateien:
Script-files (.m) und LiveScript-files (.mlx).
21 / 25Script files
Script-files stellen die gebräuchlichste Art von MATLAB-Dateien dar. In
diesem Kurs werden wir für die wöchentlichen Assignments Script-files
verwenden. Alle Codezeilen müssen mit einem „;“ enden.
22 / 25Live Script files
LiveScript-files sind grafisch aufwändiger. Daher brauchen auch
Berechnungen mit diesen länger. In diesem Kurs werden wir für die
Vorlesungen LiveScript-files verwenden.
In Octave lassen sich Live-Script-files nicht öffnen. Sie können aber einfach den Code in das
Command Window kopieren.
23 / 25Grundlegende Bedienung
Grundlegende Bedienung von MATLAB:
• Wenn Sie Ihren komple en Code durchlaufen lassen wollen, können Sie
entweder im Editor auf RUN oder auf F5 klicken. Dafür ist es
notwendig, dass Ihr Script-file bereits gespeichert ist.
• Wenn Sie nur einen Teil ihres Codes durchlaufen lassen wollen,
markieren Sie diesen Teil und drücken Sie auf F9.
• Manchmal ist es notwendig, die Berechnungen von MATLAB zu
unterbrechen, falls MATLAB beispielsweise in einer unendlichen
Schleife feststeckt. Drücken Sie dazu in das Command Window und
dann Ctrl+C, um die Berechnung zu stoppen.
• Mit % können Sie Ihrem Code Kommentare hinzufügen. Mit %%
unterteilen Sie Ihren Code in einzelne Sektionen, die Sie nacheinander
durchlaufen lassen können.
Alles Weitere lässt sich am einfachsten in MATLAB selbst zeigen!
24 / 25Sie können auch lesen
