Statistische Prognose: Notizen zur Regressions - und Zeitreihenanalyse Fuqua School of Business Duke University Diese Website enthält Notizen und Materialien für einen fortgeschrittenen Wahlfachkurs zur statistischen Prognose, der an der Fuqua School of Business, der Duke University, unterrichtet wird. Es umfasst lineare Regressions - und Zeitreihen-Prognosemodelle sowie allgemeine Prinzipien der durchdachten Datenanalyse. Das Zeitreihenmaterial wird mit der von Statgraphics produzierten Ausgabe dargestellt. Ein statistisches Softwarepaket, das sehr interaktiv ist und gute Funktionen für das Testen und Vergleichen von Modellen hat, einschließlich eines Parallelmodells, das ich vor vielen Jahren entworfen habe. Das Material zur multivariaten Datenanalyse und linearen Regression wird mit der von RegressIt produzierten Ausgabe dargestellt. Ein kostenloses Excel-Add-In wurde in jüngster Zeit entwickelt, das Präsentations-Qualität Grafiken und Unterstützung für gute Modellierung Praktiken bietet. Diese Notizen sind jedoch plattformunabhängig. Jedes statistische Softwarepaket sollte die analytischen Fähigkeiten für die verschiedenen Themen, die hier behandelt werden, bieten. 1. Lernen Sie Ihre Daten kennen 2. Einführung in die Prognose: die einfachsten ModelleLehrung 13: Die Nebeltheorie des Ursprungs des Sonnensystems Jedes Modell der Sonnensystembildung muss die folgenden Tatsachen erklären: 1. Alle Umlaufbahnen der Planeten sind progradiert (Dh wenn man von oben den Nordpol der Sonne sieht, drehen sie sich alle gegen den Uhrzeigersinn). 2. Alle Planeten (außer Pluto) haben Orbitalebenen, die um weniger als 6 Grad in Bezug aufeinander geneigt sind (d. h. alle in derselben Ebene). 3. Terrestrische Planeten sind dicht, felsig und klein, während jovische Planeten gasförmig und groß sind. I. Kontraktion der insterstellaren Wolke Das Sonnensystem bildete sich vor etwa 4,6 Milliarden Jahren, als die Schwerkraft eine niederdichte Wolke aus interstellaren Gas und Staub (Nebelfleck) (Film) zog. Anfänglich war die Wolke über mehrere Lichtjahre herum. Eine kleine Überdringung in der Wolke verursachte die Kontraktion zu beginnen und die Überdringung zu wachsen, wodurch eine schnellere Kontraktion - weglaufen oder zusammenbrechen Prozess Zuerst waren die meisten Bewegungen der Wolke Partikel zufällig, aber der Nebel hatte eine Netto-Rotation. Als der Zusammenbruch fortfuhr, erhöhte sich die Rotationsgeschwindigkeit der Wolke allmählich aufgrund der Erhaltung des Drehimpulses. Der Gravitationskollaps war viel effizienter entlang der Spinachse, so dass die rotierende Kugel in eine dünne Scheibe mit einem Durchmesser von 200 AU (0,003 Lichtjahre) (zweimal Plutos Orbit), aka Solar Nebel (Film) zusammengebrochen. Mit dem größten Teil der Masse konzentriert in der Nähe des Zentrums. Als die Wolke zusammenhielt, wurde ihre gravitatorische potentielle Energie in kinetische Energie der einzelnen Gasteilchen umgewandelt. Kollisionen zwischen Partikeln verwandelten diese Energie in Wärme (zufällige Bewegungen). Der Sonnennebel wurde in der Nähe des Zentrums am heißesten, wo ein Großteil der Masse gesammelt wurde, um den Protosun zu bilden (die Wolke des Gases, die Sonne wurde). Irgendwann stieg die zentrale Temperatur auf 10 Millionen K. Die Kollisionen zwischen den Atomen waren so heftig, dass die Atomreaktionen begannen, an welcher Stelle die Sonne als Stern geboren wurde und 99,8 der Gesamtmasse enthielt. Was den weiteren Zusammenbruch verhinderte Als die Temperatur und die Dichte in Richtung der Mitte zunahmen, tat der Druck, der eine Nettokraft nach außen zeigte. Die Sonne erreichte ein Gleichgewicht zwischen der Gravitationskraft und dem Innendruck, aka als hydrostatisches Gleichgewicht. Nach 50 Millionen Jahren. Um die Sonne herum entsteht eine dünne Scheibe die Planeten, Monde, Asteroiden und Kometen. In den letzten Jahren haben wir Beweise für diese Theorie gesammelt. Nahaufnahme II. Die Struktur der Scheibe Die Scheibe enthielt nur 0,2 der Masse des Sonnennebels mit Teilchen, die sich in kreisförmigen Umlaufbahnen bewegten. Die Drehung der Scheibe verhinderte einen weiteren Zusammenbruch der Scheibe. Einheitliche Zusammensetzung: 75 der Masse in Form von Wasserstoff, 25 als Helium und alle anderen Elemente, die nur 2 der Gesamtmenge umfassen. Das Material erreichte mehrere tausend Grad in der Nähe des Zentrums aufgrund der Freisetzung von Gravitationsenergie - es wurde verdampft. Weiterhin war das Material vorwiegend gasförmig, weil H und er auch bei sehr niedrigem T gasförmig bleiben. Die Scheibe war so weit verbreitet, dass die Schwerkraft nicht stark genug war, um Material zu ziehen und Planeten zu bilden. Woher wurden feste Samen für die Planetenbildung gekommen. Als die Scheibe ihre innere Hitze in Form von Infrarotstrahlung (Wiens Gesetz) abfuhr, sank die Temperatur und die schwersten Moleküle begannen, winzige feste oder flüssige Tröpfchen zu bilden. Ein Prozess namens Kondensation. Es gibt eine klare Beziehung zwischen der Temperatur und der Masse der Teilchen, die fest werden (Warum). In der Nähe der Sonne, wo das T höher war, kondensierten nur die schwersten Verbindungen schwere feste Körner. Einschließlich der Verkäufe von Aluminium, Titan, Eisen, Nickel und bei etwas kälteren Temperaturen die Silikate. Am Rande der Scheibe war das T niedrig genug, daß wasserstoffreiche Moleküle zu leichteren Eizellen kondensierten. Einschließlich Wassereis, gefrorenes Methan und gefrorenes Ammoniak. Die Zutaten des Sonnensystems fielen in vier Kategorien: Metalle: Eisen, Nickel, Aluminium. Sie kondensieren bei T 1.600 K und umfassen nur 0,2 der Scheibe. Felsen: Silizium-basierte Mineralien, die bei T500-1.300 K (0,4 des Nebels) kondensieren. Ices: Wasserstoffverbindungen wie Methan (CH 4), Ammoniak (NH 3), Wasser (H 2 O), die bei T 150 K kondensieren und 1,4 der Masse bilden. Leichte Gase: Wasserstoff und Helium, die sich niemals in der Scheibe kondensierten (98 der Scheibe). Die großen Temperaturunterschiede zwischen den heißen Innenbereichen und den kühlen Außenbereichen der Scheibe bestimmen, welche der Kondensate für die Planetenbildung an jeder Stelle von der Mitte zur Verfügung standen. Der innere Nebel war reich an schweren festen Körnern und unzureichend in Eis und Gase. Die Außenbezirke sind reich an Eis, H und Er. Meteoriten geben Beweise für diese Theorie. III. Bildung der Planeten Die ersten festen Teilchen waren mikroskopisch groß. Sie umkreisten die Sonne in fast kreisförmigen Umlaufbahnen direkt nebeneinander, als das Gas, aus dem sie sich verdichteten. Sanfte Kollisionen ließen die Flocken zusammenkleben und größere Partikel herstellen, die wiederum mehr feste Partikel anzogen. Dieser Vorgang wird als Akkretion bezeichnet. Die durch Akkretion gebildeten Gegenstände werden Planetentimale (kleine Planeten) genannt: sie wirken als Samen für die Planetenbildung. Zuerst wurden Planetentheater dicht gepackt. Sie verschmolzen zu größeren Objekten, die in wenigen Millionen Jahren bis zu einigen Kilometern Klumpen bilden, eine kleine Zeit im Vergleich zum Alter des Sonnensystems (Film). Sobald Planetesimals zu diesen Größen gewachsen waren, wurden Kollisionen zerstörerisch, was weiteres Wachstum schwieriger machte (Film). Nur die größten Planetentimalen überlebten diesen Fragmentierungsprozess und wuchsen langsam in Protoplaneten durch Anhäufung von Planetentimenten ähnlicher Komposition. Nach dem Protoplaneten bildete sich die Akkumulation von Wärme aus dem radioaktiven Zerfall von kurzlebigen Elementen auf den Planeten, so dass sich Materialien unterscheiden konnten (um sich nach ihrer Dichte zu trennen). Innere Bildung von terrestrischen Planeten: Im wärmeren inneren Sonnensystem, Planetesimals aus Stein und Metall, Materialien vor Milliarden von Jahren in Kernen von massiven Sternen gekocht. Diese Elemente machten nur 0,6 des Materials im Sonnennebel aus (und die schnelleren Kollisionen zwischen Partikeln in der Nähe der Sonne waren im Durchschnitt destruktiver), so dass die Planeten nicht sehr groß werden konnten und keinen großen Zug an Wasserstoff und Heliumgas ausüben konnten . Auch wenn terrestrische Planeten Wasserstoff und Helium hatten, würde die Nähe zu Sonne Gase heilen und sie entkommen lassen. Daher sind terrestrische Planeten (Merkur, Venus, Erde und Mars) dichte kleine Welten, die meistens aus 2 schwereren Elementen im Sonnennebel zusammengesetzt sind. In der äußeren Sonnennebel, Planetesimals aus Eisflocken zusätzlich zu Fels - und Metallflocken gebildet. Da die Eizellen reichlich vorhanden waren, konnten die Planetenthemen zu viel größeren Größen wachsen, wobei sie die Kerne der vier Joviter (Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun) Planeten wurden. Die Kerne waren ausreichend groß (mindestens 15 mal Erdmasse), dass sie in der Lage waren, Wasserstoff und Heliumgas aus der Umgebung (Nebelfleck) zu erfassen und eine dicke Atmosphäre zu bilden. Sie wurden die großen, gasförmigen, niedrigdichten Welten reich an Wasserstoff und Helium, mit dichten festen Kernen. Kuiper Gürtel Kometen. Eine Vorhersage der Theorie der Entstehung des Sonnensystems, die 1990 bestätigt wurde. Pluto passt nicht zur Kategorie des terrestrischen oder jovischen Planeten - es ist klein, wie terrestrische Planeten, liegt aber weit weg von Sonne und hat eine geringe Dichte Wie jovische Planeten. Tatsächlich glauben einige Astronomen, dass Pluto der Familie der Kometen angehört (wahrscheinlich das größte Mitglied). Asteroidgürtel - zwischen Mars und Jupiter - besteht aus tausend felsigen Planetentschieden von 1.000 km bis zu einigen Metern. Diese sind vermutlich Trümmer der Bildung des Sonnensystems, die keinen Planeten aufgrund der Schwerkraft von Jupitern bilden konnten. Wenn Asteroiden kollidieren, produzieren sie kleine Fragmente, die gelegentlich auf die Erde fallen. Diese Felsen heißen Meteoriten und geben wertvolle Informationen über den ursprünglichen Sonnennebel. Die meisten dieser Fragmente haben die Größe der Sandkörner. Sie verbrennen in der Erdatmosphäre und veranlassen sie zu glühen wie Meteore (oder Sternschnuppen). IV. Entstehung von Mond-Systemen Als die frühen jovianischen Planeten große Mengen an Gas einnahmen, bildete der gleiche Prozess, der den Sonnennebel bildete - Kontraktion, Spinnen, Abflachen und Erhitzen - ähnliche, aber kleinere Materialscheiben um diese Planeten herum. Kondensation und Akkretion fanden innerhalb der jovischen Nebel statt. Schaffung eines Miniatur-Sonnensystems um jeden jovianischen Planeten (Jupiter hat weit über ein Dutzend Monden). Doppelplaneten-Hypothese: Der Planet und sein Mond, der unabhängig von gleicher Felsen und Staub zusammengesetzt ist. Mars Monde: Phobos und Deimos Giant Auswirkungen der großen Körper mit jungen Erde erklärt Moons Zusammensetzung (Film). Die Sonne, Planeten, Monde, Kometen, Asteroiden sind vermutlich innerhalb von 50-100 Millionen Jahren zu bilden. Sobald das nukleare Brennen in der Sonne begann, wurde es ein leuchtendes Objekt und löschte den Nebel als Druck von seinem Licht und Sonnenwind schob Material aus Sonnensystem. Planeten halfen, aufzuräumen, indem sie einige Planetenthemen aufnahmen und andere ausstoßen. Einige der Planetesimals kollidierten mit den Planeten und verursachten Krater oder große Effekte. Uranus-Achsenneigung kann durch einen großen Aufprall verursacht worden sein. Die Erde wurde vermutlich von einem Mars-Objekt getroffen, indem sie Trümmer ausstieß, die den Mond zusammenfielen. Die überwiegende Mehrheit der Auswirkungen trat in den ersten paar hundert Millionen Jahren auf. Gravitationsbegegnungen mit den Planeten haben andere planetesimals zu entfernten Teilen des Sonnensystems ausgestoßen. Sobald Sonnensystem war vor allem von Trümmern, Planeten Gebäude endete. Heute sind alle festen Oberflächen von Krater von Meteoriten-Stößen (Film) vernarbt. Die Narben können auf dem Mond gesehen werden, aber Erosion und geologische Prozesse auf der Erde haben die Krater gelöscht. Venus, Erde und Mars erwarben ihre Atmosphären in späteren Stadien in der Bildung des Sonnensystems: Die frühe Bombardierung brachte einige der Materialien, aus denen sich Atmospheres und Ozeane in den terrestrischen Planeten gebildet haben. Diese Verbindungen kamen nach ihrer anfänglichen Entstehung in die inneren Planeten, höchstwahrscheinlich durch die Auswirkungen der Planetesentaten, die am Rande des Sonnensystems gebaut wurden (Q: Was war die Rolle von Jupiters, um Wasser auf die Erde zu bringen). Ausguss (aus Gas aus Vulkanen geblasen) ist eine weitere Quelle für die Bildung von Atmosphären. Auf der Erde wurde Sauerstoff, der für Tiere essentiell war, von Pflanzen produziert, die CO 2 abbauen. Ringe um riesige Planeten, wie Saturns, sind vermutlich Resultate der streunenden Planetesimals, die durch die Schwerkraft zerrissen werden, als sie zu nahe an Planeten (Film) wagten. Vereinigungen des Blutes: 1 - Transport: Sauerstoffverstärker Kohlendioxid Nährstoffe Abfallprodukte (metabolische Abfälle, Übermäßiges Wasser, Ampere) 2 - Regulation - Hormone Ampere Hitze (zur Regulierung der Körpertemperatur) 3 - Schutz - Gerinnungsmechanismus schützt vor Blutverlust Ampere Leukozyten bieten Immunität gegen viele krankheitsverursachende Agenzien Komponenten des Blutes Bestandteile des Bluts - durchschnittlichen Erwachsenen hat etwa 5 Liter (ca. 5 qt): Rote Blutkörperchen (oder Erythrozyten) Weiße Blutkörperchen (oder Leukozyten) Plättchen (oder Thrombozyten) 2 - Plasmalwasser gelöste gelöste Stoffe Rote Blutkörperchen, Blutplättchen und weiße Blutkörperchen Rote Blutkörperchen (oder Erythrozyten) : 1 - Bikoncave-Scheiben 2 - Mangel an einem Zellverstärker kann nicht reproduzieren (durchschnittliche Lebensdauer etwa 120 Tage) 3 - Transport Hämoglobin (jeder RBC hat etwa 280 Millionen Hämoglobin-Moleküle) 4 - Typische Konzentration beträgt 4-6 Millionen pro Kubikmeter (oder Hämatokrit gepackt Zell-Volumen von etwa 42 für Frauen amp 45 für Männer) 5 - enthalten Kohlensäureanhydrase (kritisch für den Transport von Kohlendioxid) der Körper muss etwa 2,5 Millionen neue RBCs jede Sekunde bei Erwachsenen produzieren, Erythropoese tritt vor allem im Mark des Sternums, Rippen , Vertebrale Prozesse und Schädelknochen beginnt mit einer Zelle namens Hämocytoblast oder Stammzellen (unten) Rate wird durch Sauerstoffniveaus reguliert: Hypoxie (niedriger als normale Sauerstoffspiegel) wird von Zellen in den Nieren Nierenzellen entlassen das Hormon Erythropoetin in die Blut Erythropoetin stimuliert Erythropoese durch das Knochenmark training. seer. cancer. gov Drei Hauptklassifikationen von Blutzellen stammen aus hämatopoetischen Stammzellen (HSCs) (Katsura 2002). Myeloide Zellen Dazu gehören Makrophagen (Monozyten) und körnige weiße Blutkörperchen (oder Granulozyten Neutrophilen, Basophilen und Eosinophilen). Makrophagen haben eine Rolle bei der adaptiven Immunität, die mit T und B-Zellen durch Antigen-Präsentation und die Produktion von Zytokinen zusammenarbeitet. Erythroid-Megakaryozyten. Erythrozyten (rote Blutkörperchen) tragen Sauerstoff durch Blutgefäße, während Plättchen, die aus Megakaryozyten stammen, um Blutverlust zu verhindern. Lymphoidzellen Dazu gehören T-Zellen und B-Zellen. Natürliche Killer (NK) Zellen sind der Prototyp von T-Zellen. Thymus, sowie vor-thymischen, T-Zell-Vorläufer sind in der Lage, dendritische Zellen zu erzeugen. B-Zellen sezernieren Antikörper. Bestehend aus Globin (bestehend aus 4 hoch gefalteten Polypeptidketten) 4 Häm-Gruppen (mit Eisen) kann jedes Molekül 4 Moleküle Sauerstoff mit dem Namen Oxyhämoglobin tragen, wenn es Sauerstoffverstärker mit dem Namen reduzierte Hämoglobin trägt, wenn es keinen Sauerstoff transportiert, kann sich auch mit Kohlendioxid amp kombinieren Kohlendioxid aus den Geweben in die Lunge Die Bindung und Freisetzung von Sauerstoff veranschaulicht die strukturellen Unterschiede zwischen Oxyhämoglobin und reduziertem (oder Desoxy-) Hämoglobin. Nur eine der vier Häm-Gruppen wird gezeigt (Quelle: wikipedia). Hämoglobin - und Sauerstofftransport Weiße Blutzellen (oder Leukozyten oder Leukozyten): Kerne amp nicht enthalten Hämoglobin typische Konzentration ist 5.000 - 9.000 pro Kubikmillimeter Arten von WBCs: körnige weiße Blutkörperchen umfassen: Neutrophile (50 - 70 von WBCs) Eosinophilen ( 1 - 4) Basophile (weniger als 1) agranuläre (oder nicht körnige) weiße Blutzellen umfassen: Lymphozyten (25 - 40) Monozyten (2 - 8) Granuläre weiße Blutkörperchen enthalten zahlreiche Granulate im Cytoplasma, amp ihre Kerne werden gelappt . Agranuläre weiße Blutkörperchen haben wenige oder keine Granulate im Cytoplasma-Amp einen großen sphärischen Kern. Granuläre weiße Blutkörperchen werden im Knochenmark produziert, während agranuläre weiße Blutkörperchen im Lymphgewebe produziert werden. z. B. Lymphknoten (spezialisierte Dilatationen von lymphatischem Gewebe, die von einem Meshwork von Bindegewebe namens Reticulinfasern unterstützt werden und von dichten Aggregaten von Lymphozyten und Makrophagen bevölkert werden). Die primären Funktionen der verschiedenen weißen Blutkörperchen sind: Neutrophile - Phagozytose (Bakterien amp zellulärer Schutt) sehr wichtig bei Entzündungen Eosinophilen - helfen bei der Entzündung und Beibehaltung von Entzündungen und können T-Zellen aktivieren (direkt durch die Verwendung als Antigen-präsentierende Zellen und indirekt durch Sekretion Eine Vielzahl von Zytokinen). Eosinophile können auch Bakterien abtöten, indem sie schnell mitochondriale DNA und Proteine freisetzen (nachstehend beschrieben). Eosinophile reagieren auf diverse Reize, einschließlich Gewebeverletzungen, Infektionen, Allotransplantate, Allergene und Tumore. Eosinophile können auch eine Vielzahl von Zytokinen, Chemokinen, Lipidmediatoren und Neuromodulatoren freisetzen. Eosinophile kommunizieren direkt mit T-Zellen und Mastzellen. Eosinophile aktivieren T-Zellen, indem sie als Antigen-präsentierende Zellen dienen. Basophile - zusammen mit Mastzellen - spielen eine Rolle bei Entzündungen und allergischen Reaktionen Freisetzung von Histamin (das zu den Symptomen von Allergien beiträgt) durch Mastzellen erfordert die Produktion von Antikörpern (IgE) durch B-Zellen und dieser Prozess wird teilweise reguliert , Durch Zytokine, die von Basophilen produziert werden (Bischoff 2007). Monozyten - Phagozytose (typischerweise als Makrophagen in Geweben der Leber, Milz, Lunge, Amp-Lymphknoten) Ampere auch wichtige Antigen-präsentierende Zellen Sobald sie durch den Blutstrom verteilt sind, treten Monozyten in andere Gewebe des Körpers wie die Leber (Kupffer-Zellen) , Lungen (alveoläre Makrophagen), Haut (Langerhans-Zellen) und Zentralnervensystem (Mikroglia) (Gordon 2003). Lymphozyten - Immunantwort (einschließlich der Produktion von Antikörpern) Eosinophile (in grün mit rotem Kern) katapultieren ihre mitochondriale DNA aus der Zelle und bilden verworrene Fallen (rot), die fremde Bakterien vermitteln. (Foto-Gutschrift: Hans-Uwe Simon, Institut für Pharmakologie, Universität Bern, Schweiz) Katapultähnliche Freisetzung von mitochondrialer DNA durch Eosinophile - Obwohl Eosinophile in Abwehrmechanismen gegen Parasiten als nützlich erachtet werden, bleibt ihre genaue Funktion in der angeborenen Immunität unklar. Yousefi et al. (2008) festgestellt, dass Eosinophile im Gastrointestinaltrakt mitochondriale DNA in einem schnellen, katapultartigen Mannermdashin weniger als eine Sekunde freisetzen. Die mitochondriale DNA und die von den Eosinophilen freigesetzten Proteine binden und töten Bakterien. Dies ist ein bisher unbeschriebener Mechanismus von Eosinophil-vermittelten angeborenen Immunantworten, die für die Aufrechterhaltung der Darmbarrierefunktion nach der Entzündungs-assoziierten Epithelzellschädigung entscheidend sein könnten, wodurch der Wirt vor unkontrollierter Invasion von Bakterien verhindert wird. Einige wichtige Merkmale von weißen Blutkörperchen (insbesondere Neutrophilen): 4 - zeigen Chemotaxis (angezogen zu bestimmten Chemikalien, wie jene, die von beschädigten Zellen freigesetzt werden)
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