home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ Explore the World of Soft…e: Engineering & Science / Explore_the_World_of_Software_Engineering_and_Science_HRS_Software_1998.iso / programs / statistc / cltw9404.exe / CLTWIN.DOC < prev    next >
Text File  |  1994-04-15  |  43KB  |  906 lines

  1.  
  2.  
  3.  
  4.  
  5.  
  6.             ┌──────────────────────────────────────────────────────────┐
  7.             │ ┌──────────────────────────────────────────────────────┐ │
  8.             │ │           Central-Limit-Theorem Simulator            │ │
  9.             │ │              CLTWIN.EXE...Version 9404               │ │
  10.             │ ├──────────────────────────────────────────────────────┤ │
  11.             │ │          A Quality Assurance Training Tool:          │ │
  12.             │ │  Statistics Committee of the QA Section of the PMA   │ │
  13.             │ ├──────────────────────────────────────────────────────┤ │
  14.             │ │      Bob Obenchain, CompuServe User [72007,467]      │ │
  15.             │ │     5261 Woodfield Drive North, Carmel, IN 46033     │ │
  16.             │ └──────────────────────────────────────────────────────┘ │
  17.             └──────────────────────────────────────────────────────────┘
  18.  
  19.        The Central-Limit-Theorem Simulator, CLTWIN, is  a  Microsoft  Windows
  20.        application with several potential uses in computer-based training for
  21.        "statistical thinking."
  22.  
  23.        CLTWIN uses Monte-Carlo simulation techniques  with  distributions  of
  24.        four  different  basic  shapes  to  display colorful histograms of the
  25.        resulting AVERAGES or SAMPLES accumulated into  10,  20  or  40  cells
  26.        covering the range from -5.0 to +5.0.
  27.  
  28.        For example, CLTWIN software can be used in hands-on workshops as well
  29.        as in self-paced learning to illustrate basic statistical concepts...
  30.  
  31.              [1]  The statistical distribution of the average of independent
  32.                   random variables tends to become more and more "bell-
  33.                   shaped" as N, the number of observations in the average,
  34.                   increases [Central-Limit-Theorem], and...
  35.  
  36.              [2]  The variance of an average of N independent, identically
  37.                   distributed random variables is inversely proportional
  38.                   to N.
  39.  
  40.  
  41.        CLTWIN.DOC Table of Contents:
  42.        =============================
  43.  
  44.           (i) Introduction to the Central-Limit-Theorem & Statistical Concepts.
  45.          (ii) CLTWIN Component Files and Main-Menu Items.
  46.         (iii) CLTWIN Learning Points and/or Instructional Objectives.
  47.          (iv) References and Update History
  48.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 2 of 21
  49.  
  50.  
  51.  
  52.                                     ============
  53.                                 <<< INTRODUCTION >>>
  54.                                     ============
  55.  
  56.        The primary message commonly associated with the "Central Limit
  57.        Theorem" is this:
  58.  
  59.            The distribution of AVERAGES of observations taken from almost
  60.            any well-behaved distribution will approach a Normal distribution
  61.            in the limit as the sample size, N, approaches infinity.
  62.  
  63.        Technically speaking, when the observations being averaged are
  64.        independent and identically distributed, a sufficient condition for
  65.        the Central-Limit-Theorem to hold is that the parent distribution has
  66.        a positive (but finite) variance.
  67.  
  68.        CLTWIN displays histograms of observations from 4 distributions...
  69.  
  70.                  Shape = 1: Uniform...over the Range from -5 to +5,
  71.                  Shape = 2: Skewed....a Right Triangle with Mode at +5,
  72.                  Shape = 3: Bimodal...2 Triangles with Modes at -5 and +5,
  73.                  Shape = 4: Normal....with mean = 0 and variance = 16.
  74.  
  75.        To illustrate Central-Limit-Theorem concepts,  the  CLTWIN  Histograms
  76.        and Summary Statistics of primary interest are those relating to...
  77.  
  78.           ================================================================
  79.           AVERAGES of between 2 and 100 values from these 4 distributions.
  80.           ================================================================
  81.  
  82.        CLTWIN histograms contain 10, 20 or 40 cells covering the  range  from
  83.        -5 to +5; the resulting cell-widths are thus 1.00, 0.50 or 0.25 units.
  84.  
  85.        CLTWIN illustrates that the distribution of averages may  "appear"  to
  86.        be  approximately normal for sample sizes as small as only N = 4 or 5.
  87.        But, for "pathological" parent distributions (such as the  skewed  and
  88.        bimodal  cases  implemented  in CLTWIN), a much larger sample size may
  89.        need to be averaged before the resulting distribution will tend to  be
  90.        both symmetrical and smoothly bell-shaped.
  91.  
  92.        Some potential users of CLTWIN may feel a need to  be  convinced  that
  93.        they  can  "trust"  the  insights they will develop using CLTWIN.  Any
  94.        users wishing to read a discussion  of  technical  issues  related  to
  95.        pseudo-random   number   generation,  including  extensive  literature
  96.        references, are referred to the ASCII documentation file,  SSSWIN.DOC,
  97.        that  is  provided  with  the  "Six  Sigma  Simulator"  module ...also
  98.        authored by Bob Obenchain.
  99.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 3 of 21
  100.  
  101.  
  102.  
  103.                      ===========================================
  104.                 <<<  CLTWIN Component Files and "MainMenu" ITEMS >>>
  105.                      ===========================================
  106.  
  107.        Files associated with the Central-Limit-Theorem Simulator are:
  108.  
  109.                  CLTWIN.EXE ...Main Windows Executable Module
  110.                  CLTWIN.DOC ...This ASCII Documentation File
  111.                  CLTWIN.PAR ...Default Parameter Settings File
  112.                  CLTWIN.SAV ...Simulation Results (Frequencies,Bar Charts)
  113.                  CLT-RAND.C ...C-language source code related to pseudo-
  114.                                random number generation algorithms.
  115.  
  116.        CLTWIN.EXE may be copied to the sub-directory of your choice  on  your
  117.        personal  computer's  hard  disk.   In  the  installation instructions
  118.        detailed below, we assume that  the  Drive:\Path  of  your  choice  is
  119.        C:\WINDOWS.
  120.  
  121.        Next, you should then use the  "File/New.../Program"  menu  item  from
  122.        within Microsoft Windows to define file properties such as...
  123.  
  124.                           Description:         CenLimThm
  125.                           Command Line:        cltwin.exe
  126.                           Working Directory:   c:\windows
  127.  
  128.        Once installed in this way, you would then double-click  on  the  ICON
  129.        named "CenLimThm" to launch CLTWIN.
  130.  
  131.                           <<< CLTWIN Main Menu ITEMS: >>>
  132.  
  133.        Histograms
  134.        =---------
  135.          Distribution of Averages   ...histogram showing the shape of the
  136.                                        accumulated distribution of AVERAGEs.
  137.          Distribution Being Sampled ...histogram showing the shape of the
  138.                                        "parent" distribution being sampled.
  139.          Values in Last Sample      ...histogram containing only the observed
  140.                                        values in the last sample generated.
  141.        Sample
  142.        =-----
  143.          Number of Values Averaged = Sample Size = N       ...Dialog EDIT Box
  144.          ┌──── Shape of Distribution Being Sampled ───────┐  2 <= ssize <= 100
  145.          │ Uniform --- over Range from -5 to +5           │
  146.          │ Skewed ---- Right Triangle with Mode at +5     │...Check the shape
  147.          │ Bimodal --- 2 Triangles with Modes at -5 and +5│   you wish by
  148.          │ Normal ---- Mean = 0 and Variance = 16         │   clicking on its
  149.          └────────────────────────────────────────────────┘   Menu Sub-Item.
  150.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 4 of 21
  151.  
  152.  
  153.  
  154.        Key to SHAPES of CLTWIN Parent Distributions...
  155.        ===============================================
  156.  
  157.          Shape = 1: Uniform over the Range from -5 to +5...
  158.  
  159.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  160.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  161.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  162.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  163.           -5    -4    -3    -2    -1     0     1     2     3     4     5
  164.  
  165.          Shape = 2: Right Triangular with...
  166.                             Maximum Frequency at +5 (right of screen)
  167.                            and Zero Frequency at -5 (left of screen)
  168.                                                                      ▄ ▄
  169.                                                              ▄ ▄ █ █ █ █
  170.                                                      ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █
  171.                                              ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  172.                                      ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  173.                              ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  174.                      ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  175.            _ ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  176.           -5    -4    -3    -2    -1     0     1     2     3     4     5
  177.  
  178.          Shape = 3: Bimodal (Pair of Triangles) with Modes at both +5 and -5
  179.                                                      and Zero Frequency at 0.
  180.            ▄                                                           ▄
  181.            █ █ ▄                                                   ▄ █ █
  182.            █ █ █ █ ▄                                           ▄ █ █ █ █
  183.            █ █ █ █ █ █ ▄                                   ▄ █ █ █ █ █ █
  184.            █ █ █ █ █ █ █ █ ▄                           ▄ █ █ █ █ █ █ █ █
  185.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄                   ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  186.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄           ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  187.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄   ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  188.           -5    -4    -3    -2    -1     0     1     2     3     4     5
  189.  
  190.          Shape = 4: Normal with mean 0 & variance 16 (std.deviation 4)...
  191.  
  192.                                        ▄ █ ▄
  193.                                      ▄ █ █ █ ▄
  194.                                    ▄ █ █ █ █ █ ▄
  195.                                  ▄ █ █ █ █ █ █ █ ▄
  196.                                  █ █ █ █ █ █ █ █ █
  197.                                █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  198.                          _ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄ _
  199.                      -12    -8    -4     0     4     8     12
  200.                        │     │     │<── 68% ──>│     │     │
  201.                        │     │<──────── 95% ────────>│     │
  202.                        │<───────────── 99.7% ─────────────>│
  203.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 5 of 21
  204.  
  205.  
  206.  
  207.          Note, however, that only the range from -5 to +5 of this unbounded
  208.          distribution (i.e. only the middle 79% of the parent distribution)
  209.          is displayed by CLTWIN.EXE in its "Distribution being Sampled"
  210.          histogram...
  211.  
  212.                                  ▄ ▄ ▄ █ █ █ ▄ ▄ ▄
  213.                      ▄ ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄ ▄ ▄
  214.            ▄ ▄ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ ▄ ▄
  215.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  216.            █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █ █
  217.           -5    -4    -3    -2    -1     0     1     2     3     4     5
  218.  
  219.        Cell Width
  220.        =---------
  221.          One Unit => Maximum         ...Use "widest" histogram cell widths.
  222.          Half Unit => Middle Width   ...Use "intermediate" cell widths.
  223.          Quarter Unit => Minimum     ...Use "narrow" histogram cell widths.
  224.  
  225.        NOTE: In addition to their primary purpose of determining histogram
  226.              "Cell Widths", each of these menu sub-items also discards all
  227.              previously accumulated results (without saving them in the
  228.              CLTWIN.SAV file) and resets the simulation to zero.
  229.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 6 of 21
  230.  
  231.  
  232.  
  233.        Other
  234.        =----
  235.          Compare Variation Statistics...   this item "Pops Up" the dialog box:
  236.                     ┌───────────────────────────────────────────────┐
  237.                     │  Number of Values Averaged = N =              │
  238.                     │                                               │
  239.                     │  Sample Variance of Data =                    │
  240.                     │  Sample Variance of Averages =                │
  241.                     │  Ratio of Sample Variances =                  │
  242.                     │  Theoretical Var. Reduction = 1/N =           │
  243.                     │                                               │
  244.                     │  Sample Std. Error of Data =                  │
  245.                     │  Sample Std. Error of Averages =              │
  246.                     │  Ratio of Sample Std. Errors =                │
  247.                     │  Theoretical Std.Err.Reduc.=1/sqrt(N)=        │
  248.                     │                ┌──────────────┐               │
  249.                     │                │  Continue... │               │
  250.                     │                └──────────────┘               │
  251.                     └───────────────────────────────────────────────┘
  252.  
  253.          Samples Between Refreshes   10 <= refresh <= 10,000.
  254.          Maximum Total Replications  1,000 <= maxcycl <= 2,000,000,000
  255.          Initial Seed Value          0 <= iduminit <= 32,767
  256.          About CLTWIN...             Author/Address/Version information.
  257.  
  258.        NOTE: The "Samples Between Refreshes" sub-item on the "Other" menu
  259.              controls the number of averages that must be generated before
  260.              histograms will be redrawn.  When this "refresh" setting is very
  261.              small (say, only 10 or 25), histograms get redrawn very quickly
  262.              and delays in mouse/keyboard response time are minimized.  Don't
  263.              slow mouse response time down (and speed the simulation up) any
  264.              more than absolutely necessary to avoid annoying "screen flicker."
  265.  
  266.        NOTE: The "Initial Seed" menu sub-item controls the starting point of
  267.              the simulation that will follow the current simulation.  Any
  268.              change you make here does not become the permanent default seed
  269.              until you select the "Save Parameter Settings" sub-item on the
  270.              CLTWIN "File" menu.  And "iduminit=0" actually means that CLTWIN
  271.              will use your system's clock to get a DYNANIC seed for each
  272.              reset rather than use any FIXED seed value (1 to 32767).
  273.  
  274.        NOTE: None of the sub-items on the "Other" menu automatically resets
  275.              the simulation currently being performed to zero.  On the other
  276.              hand, using the "Maximum Total Replications" item to reduce
  277.              "maxcycl" below the currently accumulated total would have this
  278.              effect (and would also trigger an append to CLTWIN.SAV).
  279.  
  280.        File
  281.        =---
  282.          Save Parameter Settings ...Write parameter values to CLTWIN.PAR file.
  283.          Write Detailed Output   ...Append results to the CLTWIN.SAV file.
  284.          Exit                    ...Leave CLTWIN and return to MS Windows.
  285.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 7 of 21
  286.  
  287.  
  288.  
  289.        The six CLTWIN parameter settings written to CLTWIN.PAR are:
  290.            ┌─────────────────────────────────────────────────────────────────┐
  291.            │  Variable                            Minimum Default Maximum    │
  292.            │  Name      Brief Explanation          Value   Value   Value     │
  293.            │  -------   ------------------------  ------- ------- -------    │
  294.            │  shape     Shape of Distribution         1       1        4     │
  295.            │                                                                 │
  296.            │  ssize     Observations Averaged in      2      10     1000     │
  297.            │                each Simulation Cycle                            │
  298.            │                                                                 │
  299.            │  refresh   Screen update delay Cycles    2      50      500     │
  300.            │                                                                 │
  301.            │  maxcycl   Maximum Cycles before      10,000 2billion 2billion  │
  302.            │                Automatic Termination                            │
  303.            │                                                                 │
  304.            │  idum      Random Number SEED Value      0       0*   30000     │
  305.            └─────────────────────────────────────────────────────────────────┘
  306.  
  307.        WARNING: The CLTWIN.SAV file grows in size each time the user clicks on
  308.                 the "Write Detailed Output" menu item.  Results are also
  309.                 appended to this file any time a simulation of specified
  310.                 "maxcycl" size is completed and a new simulation starts.
  311.  
  312.        WARNING: Using the ASCII text editor or word process of his/her choice,
  313.                 the user should periodically edit the CLTWIN.SAV file to
  314.                 print results or save them to a different filename.ext.  It
  315.                 is highly recommended that all out-dated text be removed from
  316.                 the CLTWIN.SAV file during this manual editing process.  Of
  317.                 course, the user may also use the DOS "del cltwin.sav"
  318.                 command or the Windows File Manager to simply delete a
  319.                 CLTWIN.SAV file that has become too large and/or outdated.
  320.  
  321.        In CLTWIN, results are accumulated using "long" integer values that
  322.        cannot exceed 2,147,483,647.  CLTWIN.EXE automatically stops (and writes
  323.        out summary results in a file named CLTWIN.SAV) after "maxcycl"
  324.        replications.  On the other hand, that many replications would require
  325.        about 70 hours on a 33Mhz 486-machine!  Of course, you can always stop
  326.        CLTWIN.EXE whenever you want via the "File/eXit" menu item.
  327.  
  328.  
  329.                      ==========================================
  330.                  <<< INSTRUCTIONAL OBJECTIVES / LEARNING POINTS >>>
  331.                      ==========================================
  332.  
  333.          [1] Histograms of averages from non-"bell-shaped" distributions [such
  334.              as CLTWIN shapes 1=uniform, 2=skewed and 3=bimodal] do become more
  335.              and more "bell-shaped" as the number of observations, N, in the
  336.              average increases.
  337.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 8 of 21
  338.  
  339.  
  340.  
  341.              *****************************************************************
  342.  
  343.              SYMMETRY...
  344.  
  345.                Three of the parent distributions simulated in CLTWIN [shapes
  346.                1, 3 & 4] are symmetric about ZERO.  Histograms of averages
  347.                from these distributions should also be symmetric about ZERO
  348.                ...except, of course, for sampling error that will appear to
  349.                evaporate as results accumulate over the long run.
  350.  
  351.                But CLTWIN shape=2 is the "skewed" Right-Triangular distribution
  352.                with zero frequency at -5.0, expected value (mean, centroid) at
  353.                +1.67, and mode frequency (of 0.2) at +5.0.  Averages from this
  354.                distribution will also have their true mean at +1.67 [rather than
  355.                at 0, the midpoint of the [-5,+5] range for each observation.]
  356.  
  357.                When only a very small number of "skewed" shape=2 observations
  358.                are averaged, "skewness" will also be clearly visible in the
  359.                sampling distribution of the resulting averages.
  360.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 9 of 21
  361.  
  362.  
  363.  
  364.                Large-Sample Histogram for the Average of 2 skewed values...
  365.                 5
  366.                  ▀▀▀
  367.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  368.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  369.                 4▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  370.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  371.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  372.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  373.                 3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  374.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  375.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  376.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  377.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  378.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  379.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  380.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  381.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  382.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  383.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  384.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  385.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  386.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  387.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  388.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  389.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  390.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  391.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  392.                  ▀▀▀▀▀▀▀
  393.                -2▀▀▀▀▀▀
  394.                  ▀▀▀▀
  395.                  ▀▀▀
  396.                  ▀▀
  397.                -3▀
  398.                  ▀
  399.                This skewness of averages will tend to disappear as the number of
  400.                observations, N, in the average increases.  This illustrates the
  401.                Central-Limit- Theorem concept that even averages from non-
  402.                symmetric distributions tend to become more and more symmetric as
  403.                the number of observations in the average increases.
  404.  
  405.              *****************************************************************
  406.  
  407.              MODES (Global and Local)...
  408.  
  409.                The normal distribution is uni-modal; due to symmetry, this
  410.                single mode is located at the distribution mean value.  The
  411.                distributions of averages drawn from shapes 1 and 4 will also
  412.                have these uni-modality and symmetry properties.
  413.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 10 of 21
  414.  
  415.  
  416.  
  417.                Averages of skewed (shape=2) observations also have uni-modal
  418.                distributions.  When N=2, this mode will occur at approximately
  419.                +2.  But this modal frequency will decrease as N increases,
  420.                ultimately approaching the mean value of +1.67.
  421.  
  422.                Distributions of averages of bimodal (shape=3) observations can
  423.                have several modes, but are always symmetric.  When M is even or
  424.                larger than 8, the averages distribution will have a single,
  425.                global mode.  But when N is odd and less than 8, the averages
  426.                distribution will have a pair of global modes that are easily
  427.                "seen" using narrow (0.25-sigma) cell widths.  In addition, these
  428.                distributions may also have pairs of local modes.
  429.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 11 of 21
  430.  
  431.  
  432.  
  433.                Large-Sample Histogram for the Average of 2 bimodal values...
  434.                 5
  435.                  ▀▀▀
  436.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  437.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  438.                 4▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  439.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  440.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  441.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  442.                 3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  443.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  444.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  445.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  446.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀
  447.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  448.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  449.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  450.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  451.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  452.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  453.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  454.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  455.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  456.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  457.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  458.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  459.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  460.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  461.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  462.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀
  463.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  464.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  465.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  466.                -3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  467.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  468.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  469.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  470.                -4▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  471.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  472.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  473.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  474.                -5▀▀▀
  475.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 12 of 21
  476.  
  477.  
  478.  
  479.                Large-Sample Histogram for the Average of 3 bimodal values...
  480.                 5
  481.  
  482.                  ▀▀
  483.                  ▀▀▀▀▀
  484.                 4▀▀▀▀▀▀▀▀
  485.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  486.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  487.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  488.                 3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  489.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  490.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  491.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  492.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  493.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  494.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  495.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  496.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  497.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  498.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  499.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  500.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  501.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  502.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  503.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  504.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  505.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  506.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  507.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  508.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  509.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  510.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  511.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  512.                -3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  513.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  514.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  515.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  516.                -4▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  517.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  518.                  ▀▀▀▀▀
  519.                  ▀▀
  520.                -5
  521.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 13 of 21
  522.  
  523.  
  524.  
  525.                Large-Sample Histogram for the Average of 4 bimodal values...
  526.  
  527.                  ▀
  528.                 4▀▀▀
  529.                  ▀▀▀▀▀
  530.                  ▀▀▀▀▀▀
  531.                  ▀▀▀▀▀▀
  532.                 3▀▀▀▀▀▀▀
  533.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  534.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  535.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  536.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  537.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  538.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  539.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  540.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  541.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  542.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  543.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  544.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  545.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  546.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  547.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  548.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  549.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  550.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  551.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  552.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  553.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  554.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  555.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  556.                -3▀▀▀▀▀▀▀▀
  557.                  ▀▀▀▀▀▀
  558.                  ▀▀▀▀▀▀▀
  559.                  ▀▀▀▀▀▀
  560.                -4▀▀▀▀
  561.                  ▀▀▀
  562.                  ▀
  563.  
  564.              *****************************************************************
  565.  
  566.          [2] The variance of an average of N independent and identically
  567.              distributed random variables is inversely proportional to N.
  568.  
  569.              Equivalently, the standard deviation of an average of N
  570.              independent and identically distributed random variables is
  571.              inversely proportional to the square root of N.
  572.  
  573.              The measure of "spread" (or expected "width") of a bell-shaped
  574.              distribution that one can most readily discern, visually, from a
  575.              histogram is the distribution's standard deviation, not its
  576.              variance.
  577.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 14 of 21
  578.  
  579.  
  580.  
  581.              NOTE: The technical explanation here is that variance is measured
  582.                    in squared units, while standard deviations are measured in
  583.                    the same units as the individual observations.
  584.  
  585.              The above phenomenon can be illustrated in CLTWIN by examining the
  586.              distributions of averages of sizes both N and 4 x N.  Ask yourself
  587.              the question :
  588.  
  589.                  "Does the distribution of averages of 4 x N observations look
  590.                   exactly one-half as wide as the distribution of averages of N
  591.                   observations?"
  592.  
  593.              *****************************************************************
  594.  
  595.                Histograms of observed average values are listed below for runs
  596.                in which 2 million UNIFORMLY distributed observations (shape=1)
  597.                were averaged in groups of size N = 2, 4, 8, 16 or 32.  The
  598.                standard deviation of a uniform distribution with range R is
  599.                R/sqrt(12).  Thus the simulated data in every CLTWIN run should
  600.                yield sample standard deviations close to the square root of
  601.                100/12 = 8.33, which is 2.887.  Statistical theory also tells us
  602.                that the estimated standard deviation of the average of N
  603.                observations should be close to sqrt(8.333/N).
  604.  
  605.                                       <<< SAMPLE SIZE: N = 32 >>>
  606.  
  607.                Random Number Seed  = -10821
  608.                Total Number of Averages     = 62,500
  609.                Variance of Averages =      0.261
  610.                Variance of Data     =      8.333
  611.  
  612.                  ▀
  613.                 1▀▀▀
  614.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  615.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  616.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  617.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  618.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  619.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  620.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  621.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  622.                  ▀▀▀▀
  623.                  ▀
  624.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 15 of 21
  625.  
  626.  
  627.  
  628.                                       <<< SAMPLE SIZE: N = 16 >>>
  629.  
  630.                Random Number Seed  = -8099
  631.                Total Number of Averages     = 125,000
  632.                Variance of Averages =      0.520
  633.                Variance of Data     =      8.334
  634.  
  635.                 2
  636.                  ▀
  637.                  ▀▀▀
  638.                  ▀▀▀▀▀▀▀
  639.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  640.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  641.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  642.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  643.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  644.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  645.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  646.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  647.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  648.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  649.                  ▀▀▀▀▀▀▀
  650.                  ▀▀▀
  651.                -2▀
  652.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 16 of 21
  653.  
  654.  
  655.  
  656.                                         <<< SAMPLE SIZE: N = 8 >>>
  657.  
  658.                Random Number Seed  = -2565
  659.                Total Number of Averages     = 250,000
  660.                Variance of Averages =      1.039
  661.                Variance of Data     =      8.334
  662.  
  663.                 3
  664.  
  665.                  ▀
  666.                  ▀▀
  667.                 2▀▀▀▀▀
  668.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀
  669.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  670.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  671.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  672.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  673.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  674.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  675.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  676.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  677.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  678.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  679.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  680.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  681.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  682.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  683.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀
  684.                  ▀▀▀▀▀
  685.                  ▀▀
  686.                  ▀
  687.                -3
  688.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 17 of 21
  689.  
  690.  
  691.  
  692.                                         <<< SAMPLE SIZE: N = 4 >>>
  693.  
  694.                Random Number Seed  = -9040
  695.                Total Number of Averages     = 500,000
  696.                Variance of Averages =      2.085
  697.                Variance of Data     =      8.337
  698.  
  699.                 4
  700.  
  701.                  ▀
  702.                  ▀▀
  703.                 3▀▀▀▀
  704.                  ▀▀▀▀▀▀
  705.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  706.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  707.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  708.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  709.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  710.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  711.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  712.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  713.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  714.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  715.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  716.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  717.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  718.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  719.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  720.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  721.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  722.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  723.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  724.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  725.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  726.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  727.                -3▀▀▀▀▀▀
  728.                  ▀▀▀▀
  729.                  ▀▀
  730.                  ▀
  731.                -4▀
  732.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 18 of 21
  733.  
  734.  
  735.  
  736.                                         <<< SAMPLE SIZE: N = 2 >>>
  737.  
  738.                Random Number Seed  = -31647
  739.                Total Number of Averages     = 1,000,000
  740.                Variance of Averages =      4.167
  741.                Variance of Data     =      8.334
  742.  
  743.                 5
  744.                  ▀
  745.                  ▀▀▀
  746.                  ▀▀▀▀▀
  747.                 4▀▀▀▀▀▀▀
  748.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  749.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  750.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  751.                 3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  752.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  753.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  754.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  755.                 2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  756.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  757.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  758.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  759.                 1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  760.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  761.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  762.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  763.                 0▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  764.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  765.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  766.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  767.                -1▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  768.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  769.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  770.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  771.                -2▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  772.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  773.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  774.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  775.                -3▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  776.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  777.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  778.                  ▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  779.                -4▀▀▀▀▀▀▀▀▀
  780.                  ▀▀▀▀▀▀▀
  781.                  ▀▀▀▀▀
  782.                  ▀▀▀
  783.                -5▀
  784.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 19 of 21
  785.  
  786.  
  787.  
  788.                Note that the histogram for averages of N=8 observations tends to
  789.                have a "width" that is exactly half that of the histogram for
  790.                averages of N=2 and twice that of the histogram for averages of
  791.                N=32.  After all, 2, 8, and 32 differ by a multiplicative factor
  792.                of 4, and the square root of 4 is 2.
  793.  
  794.                Similarly, the histogram for N=16 is one-half as wide as that for
  795.                N=4.
  796.  
  797.                Observation:
  798.                ------------
  799.                All of the above histograms were of the same height.  This is an
  800.                unfortunate limitation of CLTWIN in the sense that the total
  801.                screen area covered by histograms appears to decrease as N
  802.                increases.  Ideally, this total area would always be the same;
  803.                after all, this area always represents a total probability mass
  804.                of one unit.  As the histograms become more narrow (decreasing
  805.                variance), they should also become taller!  Unfortunately, this
  806.                strategy would have made the histogram for averages of 2
  807.                observations VERY short...after all, this is the averages
  808.                histogram of maximum "width" (i.e. maximum standard deviation and
  809.                variance.)
  810.  
  811.              *****************************************************************
  812.  
  813.          [3] To make numerical (rather than visual) comparisons of variances
  814.              and standard deviations between the distributions of individual
  815.              values and their averages, use the "Compare Variation Statistics"
  816.              item on the CLTWIN "Other" menu.  If you do try out this option,
  817.              you will note that...
  818.  
  819.                the variance of the population and the variance of the average
  820.                are not usually estimated to differ by EXACTLY 1 over N, and
  821.                
  822.                the standard deviation of the population and the standard
  823.                deviation of the average are not usually estimated to differ by
  824.                EXACTLY 1 over root N.
  825.  
  826.              Why is this?  And, since they differ, which estimate is the more
  827.              accurate estimate?
  828.  
  829.              *****************************************************************
  830.  
  831.                The CLTWIN estimate of the standard deviation (or variance) of
  832.                the population being sampled uses ALL of the observations that
  833.                were generated by the pseudo-random algorithm.
  834.  
  835.                The CLTWIN estimate of the standard deviation (or variance) of
  836.                the AVERAGE is based solely on those observed averages,
  837.                discarding all information about the individual values observed
  838.                within the individual samples of size N.
  839.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 20 of 21
  840.  
  841.  
  842.  
  843.                As a result, the CLTWIN estimate of the standard deviation (or
  844.                variance) of the population is expected to be more accurate
  845.                (numerically closer to its true value) than the corresponding
  846.                estimate based solely on sample averages.  [Technically, the
  847.                degrees-of-freedom for the population estimate are essentially
  848.                (N-1) times larger than the degrees-of-freedom for the estimate
  849.                based only on sample averages.]
  850.  
  851.                In actual statistical practice, one usually HAS to use the
  852.                standard deviation estimated from all of the observed data to
  853.                estimate the standard deviation of the average.  After all, one
  854.                has frequently observed only one such average!  Thus standard
  855.                statistical practice is to use the overall estimate, which is
  856.                expected to be better in the long run, anyway.
  857.  
  858.              *****************************************************************
  859.  
  860.          [4] CLTWIN can display histograms of cumulative counts observed in
  861.              cells of width 1.00, 0.50 or 0.25 units.  What are the trade-offs
  862.              associated with choice of cell width?
  863.  
  864.              *****************************************************************
  865.  
  866.             ...Use of narrow cells in CLTWIN will lead to more accurate
  867.                depictions of the parent distribution being sampled as well as
  868.                the implied distribution of averages.  But the user of CLTWIN
  869.                will need to be relatively patient in this narrow-cell case;
  870.                large numbers of replications may be needed to give narrow-
  871.                cell histograms a "smooth" appearance.
  872.  
  873.             ...Use of wide cells in CLTWIN limits the resolution of histogram
  874.                displays, but these wide-cell displays tend to stabilize much
  875.                more quickly than narrow-cell histograms do.
  876.  
  877.              *****************************************************************
  878.  
  879.  
  880.                                      ==========
  881.                                  <<< REFERENCES >>>
  882.                                      ==========
  883.  
  884.        L'Ecuyer, P. (1988).  "Efficient and Portable Combined Random Number
  885.               Generators."  Communications of the ACM 31, 742-749,774.
  886.  
  887.        Heyde, C. C. (1982).  "Limit Theorem, Central."  Encyclopedia of
  888.               Statistical Sciences, (N.L.Johnson, S.Kotz & C.B.Read, editors).
  889.               Vol.4, 651-655.  New York: John Wiley and Sons.
  890.  
  891.        Hoaglin, D. C. (1982).  "Generation of Random Variables."  Encyclopedia
  892.               of Statistical Sciences, (N.L.Johnson, S.Kotz & C.B.Read,
  893.               editors).  Vol.3, 376-382.  New York: John Wiley and Sons.
  894.          Central-Limit-Theorem Simulator for Windows             Page 21 of 21
  895.  
  896.  
  897.  
  898.        CLT Update History:
  899.        ===================
  900.            9208 ...Original Version.
  901.            9210 ...First upload to CompuServe...Sample only from Uniform Dist.
  902.            9211 ...Add three more SHAPES of Distributions for sampling:
  903.                    2=Skewed, 3=Bimodal, and 4=Normal.
  904.            9404 ...First Microsoft Windows version.
  905.                 ...Major revision of this documentation file.
  906.