ÁREA II- CCEN- CTG INTRODUÇÃO À ESTATíSTICA ET 101

Apresentação em tema: "ÁREA II- CCEN- CTG INTRODUÇÃO À ESTATíSTICA ET 101"— Transcrição da apresentação:

1 ÁREA II- CCEN- CTG 2015.1 INTRODUÇÃO À ESTATíSTICA ET 101
Prof. Hélio Magalhães de Oliveira, DE 2015.1 1

2 Bem-vindos! (1o slide) H. Magalhães de Oliveira, DE - UFPE
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3 meu agradecimento a A.S. outras cousas menos (mais) importantes: URL do curso Alguém aqui ouviu falar sobre Aaron Swartz????? Se há algo relevante a anunciar, eu escolho ISSO!

4 por que fazer Engenharia?
"Estatística é a ciência de torturar os números até que eles confessem." por que fazer Engenharia? Engineers make a world of difference Engineers help shape the future Engineers are creative problem-solvers Engineering is essential to our health, hapiness, and safety EMENTA: Fornecer conhecimentos formais básicos de probabilidade e estatística para uma posterior aplicação. desafio: mudar a maneira de ver o mundo...

5 ET101 Conteúdo Programático
Introdução à Probabilidade Espaços amostrais finitos Probabilidade Condicionada & independencia Variáveis aleatórias unidimensionais Variáveis aleatórias de duas ou mais dimensões Variáveis aleatórias contínuas Introdução à análise exploratória de dados Introdução à inferência estatística Estimação Testes de Hipóteses

6 Bibliografia Recomendada
P.L. Meyer, Probabilidade: Aplicações à Estatística, 2a ed, LTC, Rio de Janeiro, 1983. Leandro Chaves Rêgo, Notas de Aula do Curso, ET101: Estatística 1, UFPE, Área 2, Recife, 2008. Fernando M. Campello, Sistemas Probabilísticos, Vade mecum, Recife, 2006. D.C. Mongomey & G.C. Runger, Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros, 4a ed., LTC, RJ, 2007. M.N. Magalhães, A.C.P. de Lima, Noções de Probabilidade e Estatística, 7a ed, edUSP, São Paulo, 1999. M.N. Magalhães, Probabilidade e Variáveis Aleatórias, 2a ed, edUSP, São Paulo, 2004.

7 Bibliografia Recomendada
T.T. Soong, Fundamentals of Probability and Statistics for Engineers, NY: Wiley, 2004. D.P. Bertsekas and J.N. Tsitsiklis, Introduction to Probability, MIT 2000 (free). W.O. Bussab, P.A. Moretin, Estatística Básica- Métodos Quatitativos, 4a ed, Ed. Atual, São Paulo, 1987. D. Zwillinger and S. Kokoska, CRC - standard probability and Statistics tables and formulae, Chapman&Hall/CRC, 2000. T.H. Wonnacott, R.J. Wonnacott, Introductory Statistics, Wiley 1969. S.M. Ross, Introduction to Probability Models, Academic Press, 1997.

8 abordagem: determístista × probabilística
Se não é certeza (determinístico) e é só "chance", para que medir, se nada for assegurado? O que é o "determinismo"? nascer do Sol, cada novo dia tocar, sem proteção, numa linha de 230 kV atravessar a pé uma rua movimentada ... Engenharia se e só se Matemática. Mas... Queremos a certeza "tranquilizadora": opção matemática a cigana quase vos enganou! (Estatística, Gödel...)

9 Esboço de etapas de um método da Engenharia

10 variabilidade relação: exata, matemática do tipo "correlação" fontes:
erro (medição, anotação...) ruído (inerente) precisão limitada: quantização

11 Quantização Inerente Quantização teórica quantum, fóton, dna (A,T,C,G)
desigualdade de Heisenberg [princípio da incerteza] noção de multirresolução [telescopios/microscopios] pense no galão de 20l de água, espalhado...

12 Situações de Interesse
restrições severas (redução do espaço/recurso) limite no montante financeiro limites de tempo top > exercícios (next slide) casos limitrofes atravessar uma rua movimentada dimensionamento de uma viga ou vergalhão qual a potência do motor para a tarefa? as situações de interesse em Engenharia (e Ciência) quase que invariavelmente alea

13 Quantização por Praticidade
precisão da medida. tornar prático (racional), erro de quatização: ruído notas de exames: passo 1,0 0,5 0, nota 2p? e? que tal R$ p potência de 112, kW diâmetros do cano... computador digital [sequer pode armazenar p] inerente ao instrumento de medida (e.g. régua graduada, paquímetro, laser...) pense em uma tira de cordão, com corte/medida de precisão infinita - capacidade infinita de armazenar!

14 Opinião pessoal: conceitos e teorias
1. Números Naturais e contagem 2. Teoria dos conjuntos (Cantor) 3. Átomo (decomposição atômica, síntese e análise) 4. Isomorfismos 5. Estruturas lineares (álgebra, cálculos, quântica...) 6. Teoremas de conservação e isometrias 7*. Seleção natural - evolução 8. Multirresolução (deslocamento e escalas) 9. Campos (gravitacional, elétrico, eletromagnetismo...) 10*. Teorema central do limite (Quetelet) 11*. Entropia e ordem 12*. Teoria da informação (Shannon) 13. Teste de Turing e máquinas de estado finito 14. Fractais (Século XX) tb aleatórios... 15*. Mecânica Quântica * hors concours: Lema de Borel-Cantelli!

15 Estabelecida (compilação enciclopédica) visa uma ciência
ângulo ciência Estabelecida (compilação enciclopédica) visa uma ciência Em desenvolvimento MILAGRE GREGO: Elementos de Euclides, pai do raciocínio dedutivo EMPÍRICA quando os fatos são gravados EXPERIMENTAL são medidos ANALÍTICA são calculados AXIOMÁTICA são deduzidos

16 Epistemologia O estudo da forma como descobrimos o que existe
explicar o por que? TELEOLÓGICA - finalista ESTATÍSTICA - probabilística GENÉTICA - histórica NOMOLOGICA - dedutiva

17 Matemática Pura & Aplicada
"Mathematics is the science in which one never knows what one is talking about, nor whether what one is saying is true" Bertrand Russel Qual a relação entre a matemática e o mundo real? incerteza intrinseca & complexidade

18 métodos: dedutivo indutivo indução mundo "real" modelo dedução
sucesso da mecânica racional: auxilia o determínismo

19 cuidados com manipulação de dados na (pseudo)ciência!
Quem lida com propostas científicas deve mater-se sempre cético, sempre vigilante, sobretudo, duvidar de tudo. A Estatística vem sendo o carro-chefe das manipulações. Mas não é deficiência da estatística, tampouco da ciência. ATENÇÃO: é corriqueiro um viés (distorção) para "provar" o que se quer! Vejam como as pessoas se comportam com horóscopo, novos relacionamentos amorosos...

20 Por que estudar Estatística?
Vida biológica (Evolução & Seleção) Matéria do universo (Mecânica Quântica) Informação (TI) Inteligência artificial (AI) alea Teoria da decisão (tudo o que fazemos...)

21 Estatística Descritiva & Inferência Estatística
população amostra Inferência Estatística

22 Preconceitos... Base em Jogos pecado, vício
«A probabilidade é o próprio guia da vida», Cicero Preconceitos... Base em Jogos pecado, vício Estrategia usual no passado: três medições, descartar menos interessantes (guardar a medida áurea) Isso não é matemática! ramos O demônio Laplaciano repetindo um formação determinística...

23 Ciência hipotético-dedutiva
a condição essencial na aplicação do raciocínio dedutivo é a veracidade das premissas. proposições primárias (sem provas) AXIOMAS RACIOCÍNIO DEDUTIVO conclusões compatíveis com axiomas RESULTADOS

24 Hilbert e a escola formalista
Concepção: A matemática é um jogo cujas peças são símbolos gráficos distintos, abstrato; com estes símbolos faz-se grupamentos chamados de relações, em termos de suas formas. Os símbolos empregados no estabelecimento das proposições são "puros", i.e. desprovidos de qualquer sentido (semântica) o que é, enfim? FICHAS SEM SENTIDO+ JOGO SEGUINDO REGRAS PRÉ-DETERMINADAS, PORÉM SEM SENTIDO

25 Tecnofobia Resistência e desconfiança ao novo apego ao “testado e aprovado” O fogo 1M a.c. Algarismos arábicos L. Fibonacci Benefícios da autopsia e dissecação 1564 A. Versalius Trens e automóveis /1885 Teoria da evolução/seleção natural 1859 C. Darwin Luz elétrica T. Edison Aeroplano (cavalo do cão) S. Dumont Energia nuclear Otto Hahn Transplante de órgãos 1954,1967,1990 J. Murray Inseminação artificial R. Edwards Manipulação genética (transgênicos, clonagem...) 1981,1997 Controle por satélite/GPS 1980 Autômatos: na direção de andróides 2000 Honda 25

26 Estudos na antiguidade
trivium lógica (ou dialéctica), a gramática e a retórica. quadrivium aritmética, música, geometria e astronomia Universidade é local de elite, única e exclusivamente intelectual. A notar que o termo primitivamente empregado para os estudos superiores era o studium previlegiatum, sendo a denominação universidade surgida circa em 1208, em documentodo Papa Inocêncio III, dirigido ao studium generale parisiensium, onde se fala de universitas magistrorum. Entre 1200 e 1400, constituíram-se na Europa, as primeiras 50 universidades. link

27 jornais científicos ~1750 escolas de engenharia civil
Journal des sçavans 1665 Philosophical Transactions of the Royal Society Journal de Crelle [Journal für die reine und angewandte Mathematik] Journal de Liouville [Journal de Mathématiques Pures et Appliquées] ~1750 escolas de engenharia civil importância da Engenharia

28 Ecole Nationale de Ponts et Chaussées.
Assunto: ENGENHARIA engin « machine de guerre » O primeiro estabelecimento dedicado ao ensino de Engenharia (engeigneur) foi a Ecole Nationale de Ponts et Chaussées. Paris, arrêt du Roi du 14 février 1747 Brasil Escola Politécnica do RJ, Escola de Minas de Ouro Preto, Escola Politécnica da USP, Escola de Engenharia de Pernambuco, Lei estadual n.84 de 3/07/1895 28

29 cópia do documento original de criação da escola de Engenharia de Pernambuco acesse aqui

30 Origens: probabilitas
primeira referência: Cicero (traduções de textos de Aristoteles). «Vitam regit fortuna, non sapentia», Cicero. termos: probabilitas & verosimiltude derivado do latim probare (provar/testar) certeza: do latim arcaico, cerno (preceber/decidir)

31 Origens: Statistik Etimologicamente associada à palavra "status" (estado), derivada de statisticum collegium palestra de assuntos sobre o estado -> dados Palavra alemã: Statistik, denominando análise de dados sentido atual no início do Século XIX

32 Século XX: Processos Estocásticos
Aqui Bourbaki André Wiel Leonard Euler × Paul Erdös [maiores publicadores] Gigantes Andrei Komolgorov Claude Shannon Von Neumman Nobert Wiener Benoît Mandelbrot Arthur Ávila... (!) Século XX: Processos Estocásticos

33 «O acaso é um conceito mais fundamental que a causalidade»,
Max Born, Nobel 1954 H.M. de Oliveira nasceu em Arcoverde, Pernambuco, em Ele recebeu os graus de Engenheiro e Mestre em Engenharia Elétrica da Universidade Federal de Pernambuco em Ingressou na UFPE como Docente em 1983, e em 1992 recebeu o grau de Docteur de l’École Nationale Supérieure des Télécommunications, Paris. Atua no DE da UFPE desde 2015.

34 Hélio Magalhães de Oliveira (59–), EE (80), MEE (83), Docteur (92).
Até o presente foi professor homenageado de 48 turmas de formandos em Engenharia, e escolhido paraninfo das turmas de Engenheirandos (EE); (EC); (EE); (EC); (EE); (EE); (EC); (EE); (EE); (EE); (EE); (EE); (EE); (EE); (EE). Coordenou o Mestrado de Engenharia Elétrica da UFPE de 1992 a 1996. É autor dos livros: Análise de Sinais para Engenheiros: wavelets, Editora Brasport, 2007. Análise de Fourier, Editora da UFPE, 2007. Fundamentos da Engenharia de Telecomunicações, 850pp., UFPE, 2014. Interesses: Teoria das Comunicações, Estatística aplicada, Teoria da Informação aplicada, Processamento de Sinais (determinístico-estocásticos), Físico-química de Interfaces.

35 Dica: cada vez que aparecer um nome próprio,
tenha curiosidade; Leia um pouco mais sobre o cientista/personagem. (link) – estágio ou contrato... Ciência se constrói com pessoas! Aristóteles, Arquimedes, Ampère, Gauss, Descartes, Fermat, Newton, Galileu, Maxwell, Tesla, ... E atualmente? Aaron, Chaitin... INVARIAVELMENTE, procure: Quem é o interlocutor (e.g. palestrante, professor)? Qual a instituição e área de atuação? Informações de redes e CV Como é o curso equivalente em outras IES? Datas: tempos & movimentos...

36 Quando pesquisamos um problema …
Observamos … comportamento & resposta Medimos …usando números Descrevemos … usando números Comparamos … usando números Relacionamos … usando números Predizemos … usando números When you cannot measure, your knowledge is of a meager and unsatisfactory kind. Kelvin, 1883 COMPUTAR! Mas, lembremos R. Hamming: The purpose of computing is insight, not numbers. 36

37 INTERNET: url "Estamos vivendo em tempos exponenciais."
“entrada” de milhões de novos cérebros contribuintes para “AVANÇAR A CIÊNCIA”. Proporção sem precedentes na história da humanidade: The digital revolution is far more significant than the invention of writing or even of printing. D. Engelbart Capacidade de avanços incrementada exponencialmente 37

38 Minha opinião favorável à:
Wikipedia creative commons open library Tradutores on line etc. TTS TED talks Veduca- aulas acesso livre do MIT, Harvard, Yale, ... Você não lê jornais? Acredita em tudo que dizem? Leia. Dê um desconto e use o que julga “aproveitável”... 38

39 Computação móvel em nuvem atender à Engenharia
Projeções estimam 100 bilhões de objetos identificáveis ​​conectados à Internet até Segurança Cibernética: ameaças, ataques, e danos A visualização de massas de dados : Computação móvel em nuvem atender à Engenharia Censura e Controle na Internet (CUIDADO!) Técnicas 3D de Imagem e Aplicações Multimédia 39

40 Claude Elwood Shannon C. E
Claude Elwood Shannon C. E. Shannon ( ) IEEE S´36 - M´48 - SM´49 - F´50 Seus prêmios e títulos incluem, pelo menos, os seguintes: The National Medal of Science The Medal of honor of the IEEE The Harvey prize The Mervin J. Kelly Award The Morris Liebmann Memorial Award The Stuart Balantine Medal (of the Franklin Institute) The Jacquard Award The Harold Pender Award The Research Coorporation Award The Medal of Honor of Rice University John Fritz Medal Golden plate Award Kyoto prize, entre vários outros.

41 Contribuições C.E. Shannon
Eletrônica Digital Teoria da Informação hoje, uma das áreas da matemática Pioneiro em Computadores digitais Inteligência artificial Evolução genética de populações Leiam: interview ** Assistam: juggling qual o comentário sobre isto?

42 TAMBÉM SOU PRÓ INTERNET LIVRE!
Perdão, Aaron Swartz TAMBÉM SOU PRÓ INTERNET LIVRE! crônica Ilustrador: Indio San / animação HMdO 42

43 tendências da nova era:
A tendência social mais óbvia e bem conhecida é a curva de população. curva J => explosão populacional 43

44 Alvin Toffler observa (1970) que a mudança cultural
A tendência de ritmo rápido em Mudança Cultural Alvin Toffler observa (1970) que a mudança cultural na era da informação estava ocorrendo mais rapidamente do que em épocas anteriores. Mudança rápida suficiente produz choque cultural, => Lei de Toffler. 44

45 A tendência: dobrar a capacidade nos computadores
Natureza da evolução rápida: Lei de Moore. Ela tem se mantido fiel desde a década de 1950. previsões de Kurzweil. Computadores quânticos: Nível atômico para resolver problemas atualmente insolúveis. 45

46 Saúde e Riqueza O rápido crescimento e evolução da população tem sido acompanhado por uma melhoria constante, geralmente em condições econômicas e de saúde, com melhoria acelerada nos últimos 100 anos. (Hans Roseling) gapminder.org VIDE TED (Peter Diamandis): Abundância é nosso futuro TED 46

47 Quando um cientista estabelece que algo é possível, ele está quase sempre correto. Quando ele clama que algo é impossível, ele está muito provavelmente errado. O único modo de descobrir os limites do possível é aventurar-se além do impossível. Arthur Clarke sejam bem-vindos ao curso de Estatística !