Fremdschlüssel
Verweis auf den Primärschlüssel einer anderen Tabelle. Die Datenbank erzwingt dabei, dass das Ziel existiert, und verhindert so widersprüchliche Zustände.
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Glossar
Alle Fachbegriffe an einem Ort. Im Fliesstext der Themenseiten sind sie unterstrichen — Zeigen oder Antippen blendet die Definition ein.
Unter jedem Eintrag steht, auf welchen Seiten der Begriff vorkommt. Diese Liste entsteht beim Aufruf aus dem Suchindex der Website und ist damit immer aktuell.
Gepflegt wird das Glossar in glossary.yml. Ein Eintrag dort genügt — die Markierung im Text und dieser Überblick entstehen automatisch.
Daten
Join
Verknüpfung zweier Tabellen über einen Schlüssel. Ist der Schlüssel auf einer Seite nicht eindeutig, vervielfachen sich die Zeilen des Ergebnisses.
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Normalisierung
Aufteilung von Daten auf mehrere Tabellen, sodass jede Information nur an einer Stelle steht. Verhindert die Anomalien beim Ändern, Einfügen und Löschen.
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Primärschlüssel
Attribut oder Attributkombination, die eine Zeile eindeutig identifiziert. Grundlage jeder Verknüpfung zwischen Tabellen.
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Referentielle Integrität
Zusicherung der Datenbank, dass jeder Fremdschlüssel auf eine tatsächlich vorhandene Zeile zeigt. Der Hauptunterschied zu einer Sammlung einzelner Dateien.
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Programmierung
Abhängigkeitsliste
Datei mit den verwendeten Paketen und ihren Versionen. Sie gehört ins Repository, das installierte Verzeichnis nicht, weil sich die Umgebung daraus jederzeit neu erzeugen lässt.
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Achse
Richtung, entlang derer bei einem mehrdimensionalen Array gerechnet wird. Die angegebene Achse ist diejenige, die beim Zusammenfassen verschwindet.
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Aesthetic
Zuordnung einer Variablen zu einer visuellen Eigenschaft wie Position, Farbe, Form oder Grösse. Nur was zugeordnet ist, bekommt eine Skala und eine Legende; ein fest gesetzter Wert nicht.
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Arbeitsverzeichnis
Ordner, auf den sich relative Pfade in einer Sitzung beziehen. Steht er durch ein Projekt fest, laufen Skripte unabhängig vom einzelnen Rechner.
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Array
Datenstruktur für Werte desselben Typs in zusammenhängendem Speicher. Grundlage der Vektorisierung und damit des Geschwindigkeitsvorteils von NumPy gegenüber Listen.
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Axes
Ein einzelnes Koordinatensystem innerhalb einer Figure, also die eigentliche Zeichenfläche. Nicht zu verwechseln mit Axis, der einzelnen Achse darin.
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Broadcasting
Regel in NumPy, nach der Arrays unterschiedlicher Form miteinander verrechnet werden. Achsen der Länge eins werden dabei virtuell wiederholt, statt die Daten tatsächlich zu vervielfältigen.
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Chunk
Abschnitt ausführbaren Codes in einem Quarto- oder R-Markdown-Dokument. Beim Rendern wird er ausgeführt; Ausgabe und Grafiken erscheinen an seiner Stelle.
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Coercion
Stillschweigende Umwandlung in einen gemeinsamen Typ, wenn verschiedene Typen aufeinandertreffen. Aus Zahlen wird dabei Text, sobald ein Textwert beteiligt ist.
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Comprehension
Kurzform, die aus einer Sequenz eine neue erzeugt, wahlweise mit Bedingung. Ersetzt die Schleife, die nichts tut als eine Liste zu füllen, und ist meist schneller.
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Data Frame
Tabellenartige Datenstruktur aus gleich langen Spalten, die je einen eigenen Typ tragen dürfen. Zeilen sind Beobachtungen, Spalten sind Merkmale.
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ddof
Parameter in NumPy und pandas für die Zahl, die im Nenner von n abgezogen wird. Der Wert 0 teilt durch n, der Wert 1 durch n-1; NumPy verwendet ohne Angabe 0, pandas und R rechnen mit 1.
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Dictionary
Container, der Werte über Schlüssel statt über Positionen anspricht. Die Schlüssel müssen unveränderlich sein, weshalb dort ein Tupel stehen darf, eine Liste aber nicht.
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Distribution
Das, was installiert wird, im Unterschied zum Namen, unter dem importiert wird. Beide können voneinander abweichen, etwa bei scikit-learn und sklearn.
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Dunder-Methode
Methode mit doppelten Unterstrichen im Namen, über die sich eigene Klassen in die Sprache einfügen. Wer str definiert, bestimmt die Ausgabe von print.
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Encoding
Regel, nach der Zeichen als Bytes gespeichert werden. Ohne ausdrückliche Angabe gilt die Voreinstellung des Betriebssystems, was beim Austausch zwischen Systemen Umlaute zerstört.
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Exception
Fehler, der die Ausführung unterbricht, statt einen besonderen Rückgabewert zu liefern. Gefangen werden sollte nur, was erwartet wird und sinnvoll behandelt werden kann.
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f-String
Zeichenkette mit vorangestelltem f, in der Ausdrücke in geschweiften Klammern ausgewertet und formatiert eingesetzt werden.
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Facette
Aufteilung einer Grafik in Teilbilder nach einer kategorialen Variablen. Die gemeinsamen Achsen machen die Teilbilder untereinander vergleichbar.
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Faktormehrdeutig
Datentyp in R für kategoriale Merkmale. Er speichert die Werte als Codes und führt die möglichen Ausprägungen als Stufen mit, auch solche, die in den Daten nicht vorkommen.
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Figure
Das gesamte Bild in matplotlib, samt Grösse und Auflösung. Es kann mehrere Koordinatensysteme enthalten.
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Geom
Baustein einer Grafik, der bestimmt, mit welchen geometrischen Objekten gezeichnet wird, etwa Punkten, Linien oder Balken. Mehrere Geome können dieselben Daten übereinanderlegen.
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Index
Beschriftung der Zeilen einer pandas-Struktur. Er dient nicht nur der Anzeige, sondern richtet Werte bei Rechnungen aus, was bei ungleichen Indizes fehlende Werte erzeugt.
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Instanz
Ein konkretes Objekt, das nach dem Bauplan einer Klasse erzeugt wurde. Es trägt eigene Attributwerte und teilt sich die Methoden mit allen anderen Instanzen derselben Klasse.
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Kettenindizierung
Zwei aufeinanderfolgende Zugriffe in pandas. Das Zwischenergebnis kann eine Kopie sein, weshalb Zuweisungen darauf wirkungslos bleiben können; ein einziger loc-Zugriff vermeidet das.
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Klassemehrdeutig
Bauplan für Objekte, der Daten und die Operationen darauf zu einer Einheit bündelt. Aus ihm entstehen Instanzen, die je eigene Attributwerte tragen.
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Matrix
Rechteckige Anordnung von Werten desselben Typs in Zeilen und Spalten. Anders als ein Data Frame kann sie keine gemischten Typen aufnehmen.
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Modul
Eine Datei mit Code, die sich in anderen Dateien importieren lässt. Der Block unter dem Namen main trennt den ausführbaren Teil vom importierbaren.
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Namensraum
Bereich, in dem ein Name sichtbar ist. Gelesen wird von innen nach aussen, geschrieben ohne ausdrückliche Erklärung immer lokal, was versteckte Seiteneffekte zum Sonderfall macht.
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Pickle
Sprachspezifisches Format zum Speichern beliebiger Python-Objekte. Beim Laden wird Code ausgeführt, weshalb es aus fremder Quelle nie geladen werden darf.
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Pipemehrdeutig
Operator, der das Ergebnis links als erstes Argument an die Funktion rechts weitergibt, in R geschrieben als |>. Er lässt eine Verarbeitungskette in der Reihenfolge lesen, in der sie gedacht wird.
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Quarto
Publikationssystem, das Text, Code und dessen Ausgabe in einem Dokument vereint und daraus HTML, PDF oder Folien erzeugt. Nachfolger von R Markdown, sprachunabhängig.
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Recycling
Regel in R, nach der beim Verrechnen zweier unterschiedlich langer Vektoren der kürzere wiederholt wird, bis er zum längeren passt. Bequem bei einem einzelnen Wert, eine häufige Fehlerquelle bei unbeabsichtigt ungleichen Längen.
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Reproduzierbarkeit
Eigenschaft einer Auswertung, aus denselben Daten und demselben Code jederzeit dasselbe Ergebnis zu liefern, auch auf einem anderen Rechner.
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Serialisierung
Überführung eines Objekts in eine speicher- und übertragbare Form. JSON ist sprachneutral und auf einfache Typen beschränkt, sprachspezifische Formate wie Pickle oder RDS speichern mehr, aber nur für die eigene Sprache.
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Series
Eindimensionale beschriftete Datenstruktur in pandas. Rechnungen zwischen zwei Series richten sich nach dem Index aus, nicht nach der Position.
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Slicing
Zugriff auf einen zusammenhängenden Ausschnitt einer Sequenz. In Python ist die obere Grenze nicht enthalten, sodass die Länge des Ausschnitts der Differenz der Grenzen entspricht.
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split-apply-combine
Muster der Gruppenauswertung. Daten werden nach einem Schlüssel aufgeteilt, je Gruppe wird dieselbe Funktion angewendet, die Ergebnisse werden wieder zu einer Tabelle zusammengesetzt.
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Tidy data
Form einer Tabelle, in der jede Zeile eine Beobachtung, jede Spalte ein Merkmal und jede Tabelle eine Beobachtungseinheit beschreibt. Werkzeuge zur Datenanalyse setzen diese Form voraus.
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Tupel
Geordnete, unveränderliche Wertegruppe. Geeignet für zusammengehörige Werte, für die Rückgabe mehrerer Ergebnisse und als Schlüssel in einem Dictionary.
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Vektor
Folge von Werten desselben Typs, die als Einheit behandelt wird. In R ist der Vektor die Grundstruktur; auch ein einzelner Wert ist ein Vektor der Länge eins.
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Vektorisierung
Eine Operation wirkt auf eine ganze Folge von Werten statt auf einzelne Elemente. Das ersetzt ausgeschriebene Schleifen und ist in der Regel deutlich schneller.
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Vererbung
Eine Klasse übernimmt Verhalten einer anderen und ändert nur die Unterschiede. Sinnvoll bei einer echten ist-ein-Beziehung, sonst ist Enthalten der klarere Weg.
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View
Fenster auf die Daten eines bestehenden Arrays statt einer eigenen Kopie. Änderungen wirken auf das Original; ein Slice liefert eine View, eine Auswahl per Bedingung eine Kopie.
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Virtuelle Umgebung
Eigenes Verzeichnis mit eigenem Interpreter und eigenen Paketen, das zu genau einem Projekt gehört. Verhindert, dass zwei Projekte sich über Paketversionen in die Quere kommen.
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Statistik
Bedingte Wahrscheinlichkeit
Wahrscheinlichkeit eines Ereignisses unter der Voraussetzung, dass ein anderes eingetreten ist. Die Bedingung verkleinert den betrachteten Grundraum auf die Fälle, in denen sie zutrifft.
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Bessel-Korrektur
Die Division durch n-1 statt n bei der Stichprobenvarianz. Sie gleicht aus, dass die Abweichungen vom eigenen Mittelwert der Daten gemessen werden, um den sie enger streuen als um jeden anderen Bezugspunkt.
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Bestimmtheitsmass
Anteil der Streuung der Zielgrösse, den ein Modell erklärt. Sagt etwas über die Enge des Zusammenhangs, aber nichts darüber, ob die Modellform angemessen ist.
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Binomialkoeffizient
Anzahl der Möglichkeiten, k Elemente aus n auszuwählen, wenn die Reihenfolge keine Rolle spielt. Gesprochen n über k.
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Binomialverteilung
Verteilung der Anzahl Erfolge bei einer festen Zahl unabhängiger Versuche mit gleichbleibender Erfolgswahrscheinlichkeit. Genau diese drei Voraussetzungen brechen in der Praxis am ehesten.
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Chi-Quadrat-Test
Test für Häufigkeiten kategorialer Merkmale. Vergleicht beobachtete mit den unter der Nullhypothese erwarteten Häufigkeiten und setzt hinreichend grosse erwartete Werte voraus.
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Dichtefunktion
Beschreibt eine stetige Verteilung. Ihre Werte sind keine Wahrscheinlichkeiten, sondern Wahrscheinlichkeit pro Einheit; die Wahrscheinlichkeit ist die Fläche unter der Kurve und kann deshalb Werte über eins annehmen.
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Effektgrösse
Mass für die Stärke eines Effekts, unabhängig vom Stichprobenumfang. Gehört zu jedem Testergebnis, weil bei grossen Stichproben auch bedeutungslose Unterschiede signifikant werden.
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Empirische Verteilungsfunktion
Treppenfunktion, die zu jedem Wert den Anteil der Beobachtungen angibt, die höchstens so gross sind. Sie kommt ohne Klassenbildung aus und erlaubt das Ablesen beliebiger Quantile.
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Erwartungswert
Mit Wahrscheinlichkeiten gewichtetes Mittel der möglichen Werte einer Zufallsvariablen. Eigenschaft des Modells, nicht der Daten, und selbst kein notwendigerweise möglicher Wert.
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Faktormehrdeutig
Nicht direkt beobachtete Grösse, die hinter mehreren gemessenen Merkmalen steht und deren gemeinsame Variation erklärt.
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Fehler erster Art
Eine zutreffende Nullhypothese wird verworfen, es wird also ein Effekt behauptet, den es nicht gibt. Seine Wahrscheinlichkeit ist das Signifikanzniveau.
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Fehler zweiter Art
Ein tatsächlich vorhandener Effekt wird übersehen. Seine Wahrscheinlichkeit hängt von Stichprobenumfang und Effektgrösse ab und wird selten berichtet.
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Freiheitsgrade
Anzahl der Grössen, die bei gegebenen Randbedingungen noch frei variieren können. Sie bestimmen die Form der Prüfverteilung und damit den p-Wert.
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Gedächtnislosigkeit
Eigenschaft der Exponentialverteilung, bei der die verbleibende Wartezeit nicht davon abhängt, wie lange bereits gewartet wurde. Für Verschleissprozesse ist das meist die falsche Annahme.
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Gegenereignis
Das Ereignis, dass etwas nicht eintritt. Aufgaben nach dem Muster mindestens einmal lassen sich darüber meist mit einer einzigen Rechnung lösen.
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Histogramm
Darstellung der Verteilung eines metrischen Merkmals über aneinandergrenzende Klassen. Bei ungleichen Klassenbreiten trägt die Fläche die Information, nicht die Höhe.
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Interquartilsabstand
Abstand zwischen dem oberen und dem unteren Quartil, also die Breite der mittleren fünfzig Prozent. Robust gegenüber Ausreissern, weil die äusseren Viertel unberücksichtigt bleiben.
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Klassemehrdeutig
Zusammengefasster Wertebereich bei der Darstellung eines stetigen Merkmals. Die Zahl der Klassen bestimmt, wie viel Struktur ein Histogramm zeigt.
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Kleinste Quadrate
Schätzverfahren, das die Summe der quadrierten Abweichungen minimiert. Durch das Quadrieren heben sich Abweichungen nicht auf und grosse fallen stärker ins Gewicht.
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Kombinatorik
Lehre vom Abzählen der Möglichkeiten. Sie liefert die Anzahl günstiger und möglicher Fälle und damit den Nenner der Laplace-Wahrscheinlichkeit.
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Konfidenzintervall
Spanne, die bei wiederholter Anwendung des Verfahrens in einem festgelegten Anteil der Fälle den wahren Parameter überdeckt. Die Aussage gilt dem Verfahren, nicht dem einzelnen berechneten Intervall.
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Kovarianz
Mass für die gemeinsame Abweichung zweier Merkmale von ihrem jeweiligen Mittel. Hängt an den Einheiten und wird deshalb meist zur Korrelation normiert.
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Kovariation
Gemeinsames Verhalten zweier Merkmale. Welche Darstellung dafür taugt, hängt von der Kombination der Skalenniveaus ab.
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Laplace-Wahrscheinlichkeit
Quotient aus der Zahl günstiger und der Zahl möglicher Fälle. Setzt voraus, dass alle Elementarereignisse gleich wahrscheinlich sind.
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Median
Der Wert in der Mitte der sortierten Datenreihe. Er teilt die Beobachtungen in zwei gleich grosse Hälften und reagiert im Gegensatz zum Mittelwert kaum auf Ausreisser.
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Modus
Die häufigste Ausprägung eines Merkmals. Einziges Lagemass, das auch bei nominalen Daten definiert ist, und nicht notwendigerweise eindeutig.
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Normalverteilung
Symmetrische, glockenförmige Verteilung, die durch Mittelwert und Standardabweichung festgelegt ist. Ihre Bedeutung stammt vom zentralen Grenzwertsatz, nicht davon, dass viele Merkmale so verteilt wären.
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Nullhypothese
Annahme, die ein Test zu widerlegen versucht, meist kein Unterschied oder kein Effekt. Sie kann verworfen oder nicht verworfen, aber nie bestätigt werden.
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p-Wert
Wahrscheinlichkeit, unter der Nullhypothese ein mindestens so extremes Ergebnis zu erhalten. Nicht die Wahrscheinlichkeit, dass die Nullhypothese zutrifft, und kein Mass für die Grösse eines Effekts.
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Plausibilitätsprüfung
Kontrolle, ob Werte überhaupt möglich sind, etwa negative Mengen, Datumsangaben in der Zukunft oder gehäufte Rundwerte. Auffälligkeiten verweisen meist auf die Erhebung, nicht auf den Gegenstand.
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Poissonverteilung
Verteilung der Anzahl Ereignisse in einem festen Intervall bei konstanter Rate. Erwartungswert und Varianz sind gleich, was als Prüfstein für die Modellwahl dient.
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Positiver Vorhersagewert
Anteil der tatsächlich Betroffenen unter allen positiv Getesteten. Hängt neben der Testgüte von der Prävalenz ab und wird deshalb häufig mit der Sensitivität verwechselt.
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Prävalenz
Anteil der Betroffenen in der untersuchten Gruppe. Sie entscheidet mit darüber, wie aussagekräftig ein positives Testergebnis ist, und ist keine Eigenschaft des Tests.
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QQ-Plot
Darstellung der beobachteten gegen die theoretisch erwarteten Quantile. Liegen die Punkte auf einer Geraden, passt die Verteilungsannahme; Krümmung zeigt Schiefe, Abknicken an den Enden schwerere Ränder.
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Rangkorrelation
Zusammenhangsmass, das auf den Rängen statt den Werten rechnet. Passt für ordinale Merkmale und für monotone, aber nicht lineare Zusammenhänge.
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Residuum
Abstand zwischen beobachtetem und vom Modell vorhergesagtem Wert. Ein Muster in den Residuen zeigt an, dass das Modell etwas Systematisches übersieht.
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Robustheit
Unempfindlichkeit einer Kennzahl gegenüber einzelnen extremen Werten. Median und Interquartilsabstand sind robust, Mittelwert und Standardabweichung nicht.
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Satz von Bayes
Regel, mit der sich eine bedingte Wahrscheinlichkeit umkehren lässt. Aus der Wahrscheinlichkeit eines Testergebnisses bei bekannter Ursache wird die Wahrscheinlichkeit der Ursache bei bekanntem Ergebnis.
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Scheinkorrelation
Zusammenhang zwischen zwei Merkmalen, der allein durch eine dritte, nicht betrachtete Grösse entsteht. Verschwindet, sobald diese festgehalten wird.
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Schiefe
Asymmetrie einer Verteilung. Liegt das arithmetische Mittel über dem Median, zieht ein langer rechter Rand den Schwerpunkt nach oben und die Verteilung heisst rechtsschief.
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Sensitivität
Anteil der positiven Testergebnisse unter den tatsächlich Betroffenen. Eigenschaft des Tests, unabhängig davon, wie verbreitet der gesuchte Zustand ist.
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Signifikanzniveau
Vorab festgelegte Schranke für den Fehler erster Art, üblicherweise fünf Prozent. Sie begrenzt, wie oft ein Test eine zutreffende Nullhypothese verwirft.
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Skalenniveau
Einteilung eines Merkmals danach, welche Vergleiche zulässig sind. Nominal erlaubt nur Gleichheit, ordinal zusätzlich eine Rangfolge, intervall zusätzlich Differenzen, verhältnis zusätzlich Verhältnisse.
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Spezifität
Anteil der negativen Testergebnisse unter den tatsächlich nicht Betroffenen. Bei seltenen Zuständen bestimmt sie die Zahl der falsch positiven Fälle und damit die Aussagekraft eines positiven Ergebnisses.
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Spielerfehlschluss
Die irrige Annahme, ein Zufallsvorgang gleiche frühere Abweichungen aktiv aus. Der Anteil nähert sich dem Erwartungswert, weil die Gesamtzahl wächst, nicht durch Gegenbewegung.
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Standardfehler
Streuung einer geschätzten Kennzahl von Stichprobe zu Stichprobe. Sinkt mit der Wurzel des Stichprobenumfangs, weshalb vierfacher Aufwand die Genauigkeit nur verdoppelt.
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Stichprobenverteilung
Verteilung einer Kennzahl über gedachte Wiederholungen der Stichprobenziehung. Ihre Streuung ist der Standardfehler.
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Stochastische Unabhängigkeit
Zwei Ereignisse sind unabhängig, wenn das Wissen über das eine die Wahrscheinlichkeit des anderen nicht verändert. Nicht zu verwechseln mit disjunkt, was die stärkste Form der Abhängigkeit wäre.
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t-Test
Test auf Unterschiede von Mittelwerten, in den Varianten gegen einen Sollwert, zwischen zwei Gruppen und für verbundene Messungen. Die gepaarte Variante ist bei paarweise erhobenen Daten deutlich trennschärfer.
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Teststärke
Wahrscheinlichkeit, einen vorhandenen Effekt auch zu finden. Sie wächst mit Stichprobenumfang und Effektgrösse und ist das Gegenstück zum Fehler zweiter Art.
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Variationskoeffizient
Standardabweichung geteilt durch den Mittelwert. Macht die Streuung von Grössen mit verschiedenen Grössenordnungen vergleichbar, sinnvoll nur bei positiven Verhältnisskalen.
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z-Wert
Abweichung eines Wertes vom Mittel, gemessen in Standardabweichungen. Macht Merkmale mit verschiedenen Einheiten und Grössenordnungen vergleichbar.
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Zentraler Grenzwertsatz
Summen und Mittelwerte vieler unabhängiger Zufallsgrössen nähern sich einer Normalverteilung an, unabhaengig davon, wie die einzelnen Groessen selbst verteilt sind.
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Zufallsvariable
Abbildung, die jedem Ergebnis eines Zufallsvorgangs eine Zahl zuordnet. Erst dadurch lassen sich Erwartungswert und Varianz bilden.
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Überdispersion
Fall, in dem die beobachtete Streuung deutlich über der vom Modell erwarteten liegt. Bei Zähldaten ein Hinweis darauf, dass Ereignisse in Schüben auftreten statt unabhängig.
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Werkzeuge
Branch
Zeiger auf einen Commit und damit eine eigene Entwicklungslinie. Weil er billig ist, lohnt sich für jeden grösseren Versuch ein eigener.
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Commit
Festgehaltener Zustand des Projekts mit Verweis auf seinen Vorgänger. Beantwortet später die Frage, mit welchem Stand ein Ergebnis entstanden ist.
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Container
Gekapselte Ausführungsumgebung, die sich den Betriebssystemkern mit dem Host teilt. Enthält im Unterschied zur virtuellen Umgebung auch Systembibliotheken und Sprachversion.
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Image
Unveränderlicher Bauplan, aus dem Container gestartet werden. Verhält sich zum Container wie eine Klasse zu ihrer Instanz.
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Pipemehrdeutig
Verbindung zweier Programme in der Shell, bei der die Ausgabe des einen zur Eingabe des nächsten wird. Damit entstehen aus kleinen Werkzeugen ganze Verarbeitungsketten.
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Repository
Projektverzeichnis samt vollständiger Versionsgeschichte. In Git liegt diese lokal vor, weshalb sich auch ohne Netzverbindung arbeiten lässt.
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Shell
Textbasierte Bedienoberfläche des Betriebssystems. Befehle sind wiederholbar und dokumentierbar, was sie auf Servern und in Skripten unverzichtbar macht.
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Staging-Bereich
Zwischenstufe zwischen Arbeitsverzeichnis und Commit. Sie erlaubt es, aus vielen Änderungen gezielt eine zusammengehörige Auswahl festzuhalten.
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Standardstrom
Die drei Kanäle eines Programms für Eingabe, normale Ausgabe und Fehlermeldungen. Weil Fehler einen eigenen Kanal haben, landen sie beim Umlenken nicht in den Daten.
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Volume
Eingehängtes Verzeichnis, dessen Inhalt das Ende eines Containers überdauert. Ohne ein solches gehen alle im Container geschriebenen Daten verloren.
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