صفحة 139 - كتاب علم البيانات - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

سؤال 1: ناقش أهمية تصوير البيانات كمرحلة في التحليل الاستكشافي للبيانات، ثم وضح أهميته بمثالين.

الإجابة: س1: التصوير يكشف الأنماط والقيم الشاذة قبل التحليل. أمثلة: المبيعات (خطي)، درجات الطلاب (مدرج).

خطوات الحل:

1. **الشرح:** لنفهم هذا السؤال. التحليل الاستكشافي للبيانات هو عملية ندرس فيها البيانات لفهم خصائصها قبل إجراء التحليل الإحصائي الرسمي. إحدى المراحل المهمة في هذه العملية هي تصوير البيانات أو تمثيلها بيانياً. الفكرة هنا هي أن النظر إلى الأرقام المجردة في جدول قد لا يكشف لنا الصورة الكاملة. عندما نرسم البيانات في مخطط بياني مناسب، يمكننا بسهولة رؤية الأنماط العامة، مثل ما إذا كانت البيانات تزداد أم تتناقص، أو إذا كانت هناك قيم متطرفة (شاذة) قد تؤثر على النتائج. هذا يساعدنا على اتخاذ قرارات أفضل حول كيفية تحليل البيانات لاحقاً. على سبيل المثال، إذا كان لدينا بيانات عن المبيعات الشهرية لمتجر، فإن رسمها في مخطط خطي سيكشف لنا بسرعة ما إذا كان هناك اتجاه تصاعدي أو تنازلي مع مرور الوقت. مثال آخر، إذا كان لدينا درجات طلاب فصل في اختبار، فإن رسمها في مخطط مدرج تكراري (هيستوجرام) سيوضح لنا توزيع الدرجات، هل معظم الطلاب حصلوا على درجات متوسطة؟ هل هناك طالب أو طالبان حصلا على درجة منخفضة جداً أو عالية جداً (قيم شاذة)؟ إذن الإجابة هي: **التصوير يكشف الأنماط والقيم الشاذة قبل التحليل. أمثلة: المبيعات (خطي)، درجات الطلاب (مدرج).**

سؤال 2: قارن بين الخصائص الرئيسة للمخططات البيانية الخطية والشريطية، ثم اذكر مثالين لمجموعات البيانات واختر المخطط المناسب لكل مثال.

الإجابة: س2: الخطي: للتغير عبر الزمن. الشريطي: للمقارنة بين الفئات. أمثلة: الكهرباء (خطي)، الطلاب (شريطي).

خطوات الحل:

1. **الخطوة 1 (المفهوم):** نتذكر أن المخططات البيانية هي أدوات لتمثيل البيانات بصرياً لتسهيل فهمها. هناك أنواع عديدة، ولكل نوع خصائص تجعله مناسباً لأنواع معينة من البيانات. **الخطوة 2 (التطبيق):** لنقارن بين نوعين شائعين: 1. **المخطط الخطي:** يتميز بأنه يربط نقاط البيانات بخطوط. أهميته الرئيسية هي أنه ممتاز لعرض **التغيرات عبر الزمن** أو عبر متغير مستمر مرتب (مثل المسافة). فهو يوضح الاتجاهات والأنماط الزمنية بوضوح. 2. **المخطط الشريطي:** يتميز بأنه يعرض البيانات على شكل أشرطة مستقلة. أهميته الرئيسية هي أنه ممتاز **للمقارنة بين فئات مختلفة** (مثل أسماء مدن، أنواع منتجات) في وقت محدد. طول الشريط يمثل القيمة. **الخطوة 3 (النتيجة):** لذلك، عند اختيار المخطط المناسب، نفكر في طبيعة البيانات. على سبيل المثال: - إذا أردنا تتبع **استهلاك الكهرباء في منزل على مدار 12 شهراً**، فإننا نتعامل مع بيانات عبر الزمن، لذا فإن المخطط **الخطي** هو الأنسب. - إذا أردنا مقارنة **عدد الطلاب المسجلين في أربعة أندية مدرسية مختلفة** (نادي رياضي، نادي علمي، إلخ)، فإننا نقارن بين فئات، لذا فإن المخطط **الشريطي** هو الأنسب. إذن الإجابة هي: **الخطي: للتغير عبر الزمن. الشريطي: للمقارنة بين الفئات. أمثلة: الكهرباء (خطي)، الطلاب (شريطي).**

ما الهدف الأساسي من مرحلة تصوير البيانات في التحليل الاستكشافي للبيانات؟

• أ) تخزين البيانات الرقمية في قواعد بيانات آمنة.
• ب) تحويل البيانات الرقمية إلى تمثيلات مرئية لتسهيل فهم الأنماط والعلاقات واكتشاف الرؤى.
• ج) تنظيف البيانات من الأخطاء والقيم المفقودة قبل التحليل.
• د) كتابة تقارير نصية مفصلة عن نتائج التحليل النهائية.

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: تحويل البيانات الرقمية إلى تمثيلات مرئية لتسهيل فهم الأنماط والعلاقات واكتشاف الرؤى.

الشرح: ١. مرحلة تصوير البيانات هي جزء من التحليل الاستكشافي للبيانات (EDA). ٢. هدفها الرئيسي هو تحويل البيانات المجردة (الأرقام) إلى أشكال مرئية مثل المخططات والرسوم البيانية. ٣. هذا التحويل يساعد المحلل على: - فهم توزيع البيانات وأنماطها بسرعة. - اكتشاف العلاقات بين المتغيرات. - تحديد القيم المتطرفة أو الشذوذ. - استخلاص رؤى أولية توجه التحليل اللاحق.

تلميح: فكر في كيف تساعد الصور والرسوم البيانية على فهم الأرقام بشكل أسرع.

التصنيف: مفهوم جوهري | المستوى: متوسط

أي من المخططات البيانية التالية هو الأنسب لمقارنة عدد الطلاب المسجلين في أربعة أندية مدرسية مختلفة؟

• أ) المخطط الدائري
• ب) المخطط الخطي
• ج) المخطط الشريطي
• د) المخطط المبعثر

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: المخطط الشريطي

الشرح: ١. المخطط الشريطي يعرض البيانات على شكل أشرطة مستقلة، كل شريط يمثل فئة. ٢. طول الشريط يتناسب مع القيمة الرقمية لتلك الفئة. ٣. عند مقارنة عدد الطلاب في أندية مختلفة (فئات: نادي رياضي، علمي، فني، إلخ)، نريد مقارنة قيم مستقلة. ٤. المخطط الشريطي يسمح بمقارنة مرئية واضحة للأطوال، مما يسهل تحديد النادي الأكثر والأقل إقبالاً.

تلميح: المخطط المناسب للمقارنة بين فئات أو مجموعات مستقلة.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

أي من المخططات البيانية التالية هو الأنسب لتتبع استهلاك الكهرباء في منزل على مدار 12 شهراً؟

• أ) المخطط الشريطي الأفقي
• ب) المخطط الخطي
• ج) المخطط الدائري المجوف
• د) المخطط الهستوجرام

الإجابة الصحيحة: b

الإجابة: المخطط الخطي

الشرح: ١. المخطط الخطي يربط نقاط البيانات بخطوط. ٢. هو الأفضل لعرض التغيرات في قيمة واحدة (مثل استهلاك الكهرباء) عبر متغير مستمر مرتب (مثل الوقت بالأشهر). ٣. في مثال تتبع الاستهلاك الشهري، يوضح المخطط الخطي: - الاتجاه العام (زيادة، نقصان، ثبات). - الأنماط الموسمية (مثل زيادة في الصيف). - القيم القصوى والدنيا بمرور الوقت.

تلميح: المخطط المناسب لعرض التغيرات والاتجاهات عبر الزمن أو متغير مستمر.

التصنيف: سؤال اختبار | المستوى: سهل

ما الخاصية الرئيسية التي تميز المخطط الخطي عن المخطط الشريطي؟

• أ) الخطي يستخدم للألوان، والشريطي للأبيض والأسود فقط.
• ب) الخطي للمقارنة بين فئات، والشريطي للتغير عبر الزمن.
• ج) الخطي يربط نقاط البيانات بخطوط لعرض التغير عبر الزمن، بينما الشريطي يستخدم أشرطة مستقلة للمقارنة بين الفئات.
• د) الخطي للمتغيرات النوعية، والشريطي للمتغيرات الكمية فقط.

الإجابة الصحيحة: c

الإجابة: المخطط الخطي يربط نقاط البيانات بخطوط لعرض التغير عبر الزمن، بينما الشريطي يستخدم أشرطة مستقلة للمقارنة بين الفئات.

الشرح: ١. **المخطط الخطي**: - الشكل: نقاط متصلة بخطوط. - الغرض الرئيسي: عرض **التغيرات والاتجاهات** عبر متغير مستمر (غالباً الزمن). - مثال: درجات الحرارة اليومية على مدار أسبوع. ٢. **المخطط الشريطي**: - الشكل: أشرطة مستقلة متوازية. - الغرض الرئيسي: **المقارنة** بين قيم فئات مختلفة أو مستقلة. - مثال: مبيعات أربعة منتجات مختلفة في شهر واحد. ٣. الفرق الجوهري: الخطي للتتبع عبر الزمن، الشريطي للمقارنة بين الفئات.

تلميح: فكر في نوع العلاقة التي يوضحها كل مخطط: التغير المستمر أم المقارنة الثابتة.

التصنيف: فرق بين مفهومين | المستوى: متوسط