Contents
Preface . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .VII
1 Introduction to the SAS Language . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1
1.2 Basic Language: Rules and Syntax . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.3 Creating SAS Data Sets . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.4 The INPUT Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1.5 SAS Data Step Programming Statements and Their Uses . . . . . 16
1.6 Data Step Processing . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 24
1.7 More on INPUT Statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.1 Use of pointer controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.7.2 The trailing @ line-hold specifier . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33
1.7.3 The trailing @@ line-hold specifier . . . . . . . . . . . . . . . . . 35
1.7.4 Use of RETAIN statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
1.7.5 The use of line pointer controls . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
1.8 Using SAS Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
1.9 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2 More on SAS Programming and Some Applications . . . . . . . 55
2.1 More on the DATA and PROC Steps . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 55
2.1.1 Reading data from files . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56
2.1.2 Combining SAS data sets. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.1.3 Saving and retrieving permanent SAS data sets . . . . . . . 64
2.1.4 User-defined informats and formats . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.1.5 Creating SAS data sets in procedure steps . . . . . . . . . . . . 74
2.2 SAS Procedures for Computing Statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.2.1 The UNIVARIATE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 81
2.2.2 The FREQ procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.3 Some Useful Base SAS Procedures . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
2.3.1 The PLOT procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
2.3.2 The CHART procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113

2.3.3 The TABULATE procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 119
2.4 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 122
3 Statistical Graphics Using SAS/GRAPH . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.2 An Introduction to SAS/GRAPH. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 129
3.2.1 Useful SAS/GRAPH procedures. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
GPLOT procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130
GCHART procedure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133
3.2.2 Writing SAS/GRAPH programs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 136
3.3 Quantile Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 146
3.4 Empirical Quantile-Quantile Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151
3.5 Theoretical Quantile-Quantile Plots or Probability Plots . . . . . . 154
3.6 Profile Plots of Means or Interaction Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . 159
3.7 Two-Dimensional Scatter Plots and Scatter Plot Matrices . . . . 163
3.7.1 Two-Dimensional Scatter Plots . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 163
3.7.2 Scatter Plot Matrices . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 166
3.8 Histograms, Bar Charts, and Pie Charts . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 169
3.9 Other SAS Procedures for High-Resolution Graphics . . . . . . . . . 175
3.10 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 181
4 Statistical Analysis of Regression Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.1 An Introduction to Simple Linear Regression. . . . . . . . . . . . . . . . 187
4.1.1 Simple linear regression using PROC REG . . . . . . . . . . 189
4.1.2 Lack of fit test using PROC ANOVA . . . . . . . . . . . . . . . 195
4.1.3 Diagnostic use of case statistics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197
4.1.4 Prediction of new y values using regression . . . . . . . . . . . 204
4.2 An Introduction to Multiple Regression Analysis . . . . . . . . . . . . 208
4.2.1 Multiple regression analysis using PROC REG . . . . . . . 211
4.2.2 Case statistics and residual analysis. . . . . . . . . . . . . . . . . . 217
4.2.3 Residual plots. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 222
4.2.4 Examining relationships among regression variables . . . . 225
4.3 Types of Sums of Squares Computed in PROC REG and
PROC GLM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 231
4.3.1 Model comparison technique and extra sum of squares . 231
4.3.2 Types of sums of squares in SAS . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 233
4.4 Subset Selection Methods in Multiple Regression . . . . . . . . . . . . 235
4.4.1 Subset selection using PROC REG . . . . . . . . . . . . . . . . . 241
4.4.2 Other options available in PROC REG for model
selection . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 249
4.5 Inclusion of Squared Terms and Product Terms in Regression
Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 251
4.5.1 Including interaction terms in the model . . . . . . . . . . . . . 252
4.5.2 Comparing slopes of regression lines using interaction . . 253

4.5.3 Analysis of models with higher-order terms with
PROC REG . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 254
4.6 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 261
5 Analysis of Variance Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 275
5.1.1 Treatment Structure . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 278
5.1.2 Experimental Designs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 279
5.1.3 Linear Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 280
5.2 One-Way Classification. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 282
5.2.1 Using PROC ANOVA to analyze one-way
classifications . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 291
5.2.2 Making preplanned (or a priori) comparisons using
PROC GLM . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 297
5.2.3 Testing orthogonal polynomials using contrasts . . . . . . . . 302
5.3 One-Way Analysis of Covariance . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 309
5.3.1 Using PROC GLM to perform one-way covariance
analysis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 312
5.3.2 One-way covariance analysis: Testing for equal slopes . . 321
5.4 A Two-Way Factorial in a Completely Randomized Design . . . 328
5.4.1 Analysis of a two-way factorial using PROC GLM . . . . 331
5.4.2 Residual analysis and transformations. . . . . . . . . . . . . . . . 336
5.5 Two-Way Factorial: Analysis of Interaction . . . . . . . . . . . . . . . . . 338
5.6 Two-Way Factorial: Unequal Sample Sizes . . . . . . . . . . . . . . . . . . 346
5.7 Two-Way Classification: Randomized Complete Block Design . 358
5.7.1 Using PROC GLM to analyze a RCBD . . . . . . . . . . . . . 361
5.7.2 Using PROC GLM to test for nonadditivity . . . . . . . . . 367
5.8 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 369
6 Analysis of Variance: Random and Mixed Effects Models . . 389
6.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 389
6.2 One-Way Random Effects Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 393
6.2.1 Using PROC GLM to analyze one-way random
effects models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 396
6.2.2 Using PROC MIXED to analyze one-way random
effects models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 400
6.3 Two-Way Crossed Random Effects Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . 407
6.3.1 Using PROC GLM and PROC MIXED to analyze
two-way crossed random effects models . . . . . . . . . . . . . . . 410
6.3.2 Randomized complete block design: Blocking when
treatment factors are random . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 417
6.4 Two-Way Nested Random Effects Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 418
6.4.1 Using PROC GLM to analyze two-way nested
random effects models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 421

6.4.2 Using PROC MIXED to analyze two-way nested
random effects models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 425
6.5 Two-Way Mixed Effects Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 427
6.5.1 Two-way mixed effects model: Randomized complete
blocks design . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 430
6.5.2 Two-way mixed effects model: Crossed classification . . . 441
6.5.3 Two-way mixed effects model: Nested classification . . . . 453
6.6 Models with Random and Nested Effects for More Complex
Experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 465
6.6.1 Models for nested factorials . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 466
6.6.2 Models for split-plot experiments . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 472
6.6.3 Analysis of split-plot experiments using PROC GLM . 474
6.6.4 Analysis of split-plot experiments using
PROC MIXED . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 481
6.7 Exercises . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 488
APPENDICES
A SAS/GRAPH . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
A.1 Introduction . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 503
A.2 SAS/GRAPH Statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 513
A.2.1 Goptions statement . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
A.2.2 SAS/GRAPH global statements . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 516
A.3 Printing and Exporting Graphics Output . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 526
B Tables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 529
References . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 549
Index . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 553