В диссертационной работе на основе анализа методик обработки данных реальных физических экспериментов была сформулирована задача о выборе рациональной процедуры обработки косвенных наблюдений случайных величин и процессов, включающей статистические операции и функциональные преобразования. Найден класс функциональных преобразований, включающих однородные функции произвольной степени однородности и логарифмические функции. Дано правило выбора рациональной процедуры обработки экспериментальных данных, получаемых на стеллараторе "Сириус". Разработан метод прямого моделирования спектра сигнала на входе детектора по известному видеоспектру выходного сигнала. Отмечено, что более точная оценка среднего функций от случайных величин при малых выборках является и более эффективной в вычислительном отношении.