Minicurso R parte 1
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1. INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA R Project para Computa o Estat stica e Gr ficos IFPB Campus Campina Grande Aleciano Ferreira Lobo J nior E Parte 1 aleciano Wgmail com INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA Slides cedidos pela Prof Ana Cristina Alves de Oliveira Dantas que ministrou esse curso no ano de 2012 O que o R Project Como obter Recursos para Computa o Estat stica Parte 1 Pr tica O que o R Project R um ambiente para an lises estatisticas e gera o de gr ficos Software livre Multiplataforma Unix Windows e MacOS O que o R Project Conjunto integrado de funcionalidades de software para manipulac o de dados c lculos e exibic o gr fica Inclui Manipula o e armazenamento eficaz de dados Conjunto de operadores para c lculos sobre vetores arrays e matrizes Grande cole o coerente e integrada de ferramentas para an lise de dados Gr ficos para an lise de dados tanto para visualiza o na tela ou salvamento em arquivos Linguagem de programa o simples e eficaz que inclui condicionais loops fun es definidas pelo usu rio recursividade e manipula o de entrada e sa da de dados Como Obter S tio Web o http www r project org Escolha seu espelho 2 Exemplo http cran r c3sl ufpr br Op2. EEEF Editar Visualizar Voc pode redistribui lo sob certas circunst ncias Digite license ou licence para detalhes de distribui o Misc Pacotes Janelas Ajuda R um projeto colaborativo com muitos contribuidores Digite contributors para obter mais informa es e citation para saber como citar o R ou pacotes do R em publica es Digite demo para demonstra es help para o sistema on line de ajuda ou help start para abrir o sistema de ajuda em HTML no seu navegador Digite q para sair do R gr Entrada em vermelho usu rio de Sa da em azul resposta do R 1 R como Calculadora O forma de uso mais b sica do R us lo como calculadora Os operadores matem ticos b sicos s o para soma subtra o multiplica o divis o e exponenciac o Digite as seguintes opera es na linha de comandos do R gt 2 2 gt 2 3 gt 2 2 gt 2 2 gt 223 Use par nteses para separar partes dos c lculos por exemplo para fazer a conta 4 16 dividido por 4 elevado ao quadrado o gt 4 16 4 12 Ignore o s mbolo gt Est sendo apenas usado para indicar que voc pode digitar seus comandos em negrito 16 Fun es no R OR tem diversas fun es que podemos usar para fazer os c lculos desejados O uso b sico de uma fun o escrever o nome da fun o e colocar os argumentos ent
3. es de instala o o Baixe e instale o R 2 C digo fonte para todas as plataformas v http cran r c3sl ufpr br src base R latest tar gz Espelhos no Brasil Universidade Federal do Paran o http cran r c3sl ufpr br Funda o Oswaldo Cruz Rio de Janeiro o http cran fiocruz br Universidade de S o Paulo S o Paulo o http www vps fmvz usp br CRAN Universidade de S o Paulo Piracicaba o http brieger esalq usp br CRAN Escolha seu Sistema Operacional Vers o atual 2 15 2 Windows 2 Escolha a arquitetura 32 64 bit 47 MB o http cran r c3sl ufpr br bin windows base R 2 15 2 win exe a Linux 2 Debian o Redhat o Suse 2 Ubuntu Exemplo de Instalac o no Ubuntu 1 3 Vers es suportadas Quantal Quetzal 12 10 o Precise Pangolin 12 04 LTS 2 Oneiric Ocelot 11 10 o Natty Nawwhal 11 04 o Lucid Lynx 10 04 LTS o Hardy Heron 8 04 LTS Exemplo de Instalac o no Ubuntu 2 3 Para obter os ltimos pacotes do R adicione uma entrada abaixo no arquivo etc apt sources list dependendo do SO 2 deb http lt my favorite cran mirror gt bin linux ubuntu quantal deb http lt my favorite cran mirror gt bin linux ubuntu precise deb http lt my favorite cran mirror gt bin linux ubuntu oneiric deb http lt my favorite cran mirror gt bin linux ubuntu natty deb http lt my favorite cran mirror gt bin linux ubuntu lucid deb http lt my favorite
4. valor 2l Transformar Dados Em alguns casos necess rio ou recomendado que voc transforme seus dados antes de fazer suas an lises Transforma es comumente utilizadas s o log e raiz quadrada 2 gt sgrt alunos Raiz quadrada dos valores de alunos gt log10 alunos Hog alunos na base 10 apenas o gt log alunos logaritmo natural de alunos Para salvar os dados transformados d um nome ao resultado gt alunos log lt log10 alunos salva um objeto com os valores de alunos em log 28 Listar e Remover os Objetos Salvos Para listar os objetos que j foram salvos use Is que significa listar o gt Is Para remover objetos use rm 2 Remove o que est entre par nteses 2 gt rm alunos o gt alunos voc ver a mensagem Y Error object alunos not found 29 Gerar Sequ ncias Usar dois pontos ou seq Dois pontos usado para gerar sequ ncias de um em um por exemplo a sequ ncia de 1 a 10 gt 1 10 O comando usado para especificar sequ ncias gt 5 16 Aqui a sequ ncia vai de 5a 16 Fun o seq usada para gerar sequ ncias especificando os intervalos Vamos criar uma sequ ncia de 1 a 10 pegando valores de 2 em 2 gt seq 1 10 2 seg a fun o para gerar sequ ncias o default em intervalos de 1 seg from 1 to 10 by 2 4 sequ ncia de um a dez em intervalos de 2 gt seq 1 100 5 seq de
5. 2 gt sudo chmod 744 script CPU sh Execute o o gt script CPU sh 46 Exercicios parte 1 Acesse o diret rio exercicios Baixe o arquivo Minicurso R Exercicio01 pdf 47 Refer ncias Introdu o ao uso do programa R http cran r project org doc contrib Landeiro Introducao pdf T picos de Estat stica Utilizando R http cran r project org doc contrib ltano descriptive stats pdf Amaral Marcelo R S Cesario Carolina V Apostila do Minicurso Software R http www ime uer br mrubens slae minicursosof twareR pdf Manuais dispon veis na p gina do R Exemplo An introduction to R E 48 Refer ncias 4 Introduc o ao Sistema Livre R em An lises Estatisticas http www ecologia ufrgs br adrimelo Im apostila s Mini tutorial R pdf Estat stica com R Uma Inicia o para o Ensino B sico e Secund rio http homepage ufp pt cmanso ALEA dossie14 es tatWA1stica 20comY 20R pdf R Data Import Export presente ap s instala o e 49 INSTITUTO FEDERAL DE EDUCA O CI NCIA E TECNOLOGIA R Project para Computa o Estat stica e Gr ficos IFPB Campus Campina Grande Aleciano Ferreira Lobo J nior E Parte 1 aleciano Wgmail com
6. 1 a 100 em intervalos de 5 gt seq 0 01 1 0 02 30 Gerar Repeti es Fun o rep para repetir algo n vezes o gt rep 5 10 repete o valor 5 dez vezes o gt rep x times y rep repita x y vezes onde x o valor conjunto que deve ser repetido e times o n mero de vezes gt rep 2 5 gt rep a 5 repete a letra a 5 vezes gt rep 1 4 2 repete a sequ ncia de 1 a 4 duas vezes gt rep 1 4 each 2 note a diferen a ao usar o comando each 2 gt rep c A B 5 repete A e B cinco vezes gt rep c A B each 5 repete A e B cinco vezes gt rep c Cachorro Gato Peixe c 4 2 1 a primeira parte do comando indica as palavras que devem ser repetidas e a segunda parte indica quantas vezes cada palavra deve ser repetida 31 Gerar Dados Aleat rios 1 3 runif dados aleat rios com distribui o uniforme o gt runif n min 0 max 1 gera uma distribui o uniforme com n valores come ando em min e terminando em max 2 gt runif 200 80 100 gera 200 valores que v o de um m nimo de 80 at um m ximo de 100 2 gt temp lt runif 200 80 100 o gt hist temp Faz um histograma de frequ ncias dos valores rnorm dados aleat rios com distribui o normal 2 gt morm n mean 0 sd 1 gera n valores com distribui o uniforme com m dia O e desvio padr o 1 2 gt rnorm 200 0 1 200 valores com m dia O e desvio padr o 1 2 gt temp2
7. RSiteSearch o gt RSiteSearch logarithms 4 abre uma p gina na Internet Para ver os arquivos de ajuda do R use o comando help nome da fun o ou nome da func o o gt help log abre o help sobre a fun o log 19 Demonstra es do R Algumas fun es do R possuem demonstra es de uso 2 Podem ser vistas usando a fun o demo Vamos ver algumas demonstra es de gr ficos que podem ser feitos no R Digite a seguinte na linha de comandos 2 gt demo graphics Vai aparecer uma mensagem pedindo que voc tecle Enter para prosseguir depois clique na janela do gr fico para ir passando os exemplos 2 gt demo persp gt demo image 20 q Objetos no R Existem muitos tipos de objetos no R Por enquanto vamos aprender os tipos b sicos de objetos Vetores uma sequ ncia de valores num ricos ou de caracteres letras palavras Matrizes colec o de vetores em linhas e colunas todos os vetores dever ser do mesmo tipo num rico ou de caracteres Dataframe O mesmo que uma matriz mas aceita vetores de tipos diferentes num rico e caracteres Geralmente n s guardamos nossos dados em objetos do tipo dataframe pois sempre temos vari veis num ricas e vari veis categ ricas Listas conjunto de vetores dataframes ou de matrizes N o precisam ter o mesmo comprimento E a forma que a maioria das fun es retorna os resultados Fun es fun es criadas para fazer diversos
8. ardadas com os valores que est o no momento do encerramento do R e podem ser s manipuladas posteriormente 41 O que o Workspace 4 Salve o seu workspace atual o gt save file my Rdata Carregue o seu workspace o gt load file my Rdata 42 Scripts em R Scripts Automatizar a cria o de gr ficos e procedimentos que s o realizados repetidamente o o 2 Acessar arquivo script simples R no diret rio scripts do servidor FTP Estando no mesmo diret rio que salvou o script gt R lt Iscript simples R no save 2 O que aparece na tela 43 Scripts em R Ao rodar comandos do R atrav s de scripts os comandos para plotar gr ficos n o exibem nada pois n o est o sendo executados de dentro do ambiente do R Solu o salvar em imagens Para isso 2 Adicionar no in cio do arquivo o png filename script simples png height 400 width 500 Adicione ao final do arquivo o dev off 2 O que aparece na tela 44 Coleta e An lise de Dados Coleta utilizar algum script programa na linguagem shell script para pegar dados e salvar em algum arquivo de texto por exemplo An lise utilizar o R para manipular estes dados e plotar gr ficos 45 Pr tica com coleta e an lise Acesse o diret rio scripts Baixe os arquivos plot cpu use R e script CPU sh para o diret rio home de aluno D permiss o de execu o ao script principal
9. c lculos tamb m s o objetos do R 21 Objetos vetores com valores num ricos Vamos criar um conjunto de dados de contem o n mero de alunos fazendo o minicurso de R em cada campus do IFPB na ST As quantidades de alunos s o 22 28 37 34 13 24 39 5 33 32 o gt alunos lt c 22 28 37 34 13 24 39 5 33 32 O comando lt sinal de menor e sinal de menos representa uma atribui o o Aletra c significa concatenar colocar junto Para ver os valores o conte do de um objeto o gt alunos A fun o length fornece o n mero de observa es es o gt length alunos ala 22 Objetos vetores com caracteres letras variaveis catego ricas As letras ou palavras devem vir entre aspas o gt letras lt c a b c da edw o gt letras o gt palavras lt c Manaus Boa Vista Bel m Bras lia o gt palavras Crie um objeto misto com letras e com n meros Esses n meros realmente s o n meros 2 Note que na presen a de aspas os n meros s o convertidos em caracteres o Evite criar vetores mistos 23 Opera es com Vetores 1 2 Podemos fazer diversas opera es sobre vetores gt max alunos fvalor m ximo contido no objeto alunos gt min alunos ffvalor m nimo gt sum alunos Soma dos valores de alunos gt alunos 2 F gt alunos 10 Vamos usar o que j sabemos para calcular a m dia dos dados das alunos E g
10. cos s o um dos principais motivos pelo qual o R buscado gt demo graphics auto lines plot png 500x400 100 xXx Autos 16 Es suvs Arquivo Editar Abas Ajud 12 p aluno alun x alunodal GNU nano 2 2 6 Fri 2 G Gr ficos Gr fico de linhas Autos gt plot type l s Total 36 37 I 1500 F2 v O O O a O 2000 2500 I o o o o o Oo o o co co o q ld 4 Gr fico de pontos Gr ficos Histograma Autos Histogram 4 gt hist autos col heat colors max autos breaks max autos xlim c 0 max autos Frequency ro autos 38 Gr ficos Gr fico de pizza Cars gt pie cars col rainbow length cars explode 0 3 39 Gr ficos Possibilidades Nomear eixos e t tulo do gr fico Colocar texto em qualquer parte Utilizar conjunto de cores pr caracterizado Colocar mais de um conjunto de dados no mesmo gr fico Salvar em arquivo para formatos PNG JPG SVG e etc 40 O que o Workspace Quando salvamos um workspace em uma pasta e o abrirmos a partir dela o R imediatamente reconhecer o endere o da pasta como sendo seu diret rio de trabalho Para conferir o diret rio de trabalho use o comando abaixo o gt getwd Y Quando voc salva o workspace as vari veis ficam gu
11. cran mirror gt bin linux ubuntu hardy Altere a URL do espelho mirror por um espelho de sua prefer ncia leve em considerac o a proximidade geogr fica 10 Exemplo de Instalac o no Ubuntu 3 3 recomendado Para atualizar os pacotes 2 sudo apt get update Para instalar o R 2 sudo apt get install r base Usu rios que precisam compilar pacotes fontes do R fonte por exemplo mantenedores de pacotes ou pacotes de terceiros instalados com install packages tamb m devem instalar o pacote r base dev 2 sudo apt get install r base dev E E Exemplo de Compilac o do C digo Fonte R latest tar gz 1 2 Descompacte o arquivo o tar xzvf R latest tar gaz Acesse o diret rio da instala o criado ap s a descompacta o 2 cdnome do diretorio Prepare o ambiente para a instala o o configure Compile o make Verifique se a compila o funcionou corretamente 2 make check TE 12 Exemplo de Compilac o do C digo Fonte R latest tar gz 2 2 Compile os manuais o make pdf o make info Instale requeridos privil gios de administrador 2 make install 2 make install info o make install pdf Diret rio padr o de instala o usr local o Para alterar local de instala o consultar o Manual de Instala o e Administra o 13 O que o R pode nos oferecer para analisarmos nossos dados Opera es Matem ticas ME X
12. lt rnorm 200 8 10 200 valores com m dia 8 e desvio padr o 10 g o gt hist temp2 Faz um histograma de frequ ncias dasvalores E Gerar Dados Aleat rios 2 3 Veja o help da fun o Distributions para conhecer outras formar de gerar dados aleat rios com diferentes distribui es Fun o sample fazer amostras aleat rias o sample x size 1 replace FALSE onde x o conjunto de dados do qual as amostras ser o retiradas size o n mero de amostras e replace onde voc indica se a amostra deve ser feita com reposi o TRUE ou sem reposi o FALSE 2 gt sample 1 10 5 4 tira 5 amostras com valores entre 1 e 10 Como n o especificamos o argumento replace o padr o considerar que a amostra sem reposi o FALSE o gt sample 1 10 15 erro amostra maior que o conjunto de valores temos 10 valores 1 a 10 portanto n o poss vel retirar 15 valores sem repetir nenhum 2 gt sample 1 10 15 replace TRUE agora sim 33 Gerar Dados Aleat rios 3 3 4 Com a fun o sample n s podemos criar v rios processos de amostragem aleat ria Por exemplo vamos criar uma moeda e jog la para ver quantas caras e quantas coroas saem em 10 jogadas gt moeda lt c CARA COROA gt primeiro criamos a moeda gt sample moeda 10 4 Ops Esqueci de colocar replace TRUE 2 gt sample moeda 10 replace TRUE agora sim 34 Gr ficos Os gr fi
13. re par nteses Por exemplo fun o argumentos 2 Fun o especifica qual fun o ir usar Argumentos especifica os argumentos que ser o avaliados pela fun o Com um pouco de pr tica eles se tornar o triviais Vamos aprender como usar os arquivos de ajuda do R 17 paa Usando Algumas Fun es Fun o sqrt usada para calcular a raiz quadrada o gt sqrt 9 Tira a raiz quadrada dos argumentos entre par nteses no caso 9 o gt sqrt 3 3 2 raiz quadrada de 27 o gt sqrt 3 3 12 raiz quadrada de 81 Fun o prod a fun o para multiplica o 2 gt prod 2 2 O mesmo que 2x2 o gt prod 2 2 3 4 2x2x3x4 Fun o log a fun o para calcular o logaritmo o gt log 3 log natural de 3 o gt log 3 10 log de 3 na base 10 o gt log10 3 o mesmo que acima log 3 na base 10 Fun o abs a fun o para pegar os valores em m dulo o gt abs 3 9 abs modulo 3 9 Fun o factorial Para fazer o fatorial de algum n mero o gt factorial 4 44 fatorial 4 18 Ha Ajuda no R Existem tr s formas b sicas para descobrir uma fun o Pesquisar entro do R usando palavras chave usando a fun o help search o gt help search Logarithms Nas vers es mais recentes do R a fun o help search pode ser substitu da por apenas duas interroga es o gt logarithms Buscar ajuda na internet no site do R com a fun o
14. t n alunos lt length alunos n mero de observa es gt media alunos lt sum alunos n alunos m dia 24 Opera es com Vetores 2 2 Para ver os resultados basta digitar o nome dos objetos que voc salvou 2 gt n alunos para ver o n mero de observa es 2 gt media alunos para ver a m dia O R j tem uma fun o pronta para calcular a m dia 2 gt mean alunos 25 Acessar Valores dentro de um Caso queira acessar apenas um valor do conjunto de dados use colchetes Exemplos de valores nos objetos 2 gt alunos 5 Qual o quinto valor de alunos o gt palavras 3 Qual a terceira palavra Para acessar mais de um valor use c para concatenar dentro dos colchetes c 1 3 2 gt alunos c 5 8 10 acessa o quinto oitavo e d cimo valores Para excluir um valor o primeiro use gt alunos 1 note que o valor 22 o primeiro do objeto alunos foi exclu do 26 Acessar Valores dentro de um Caso tenha digitado um valor errado e queira corrigir o valor especifique a posi o do valor e o novo valor O primeiro valor de alunos 22 caso estivesse errado e devesse ser 100 basta alterarmos o valor da seguinte maneira gt alunos 1 lt 100 O primeiro valor de alunos deve ser 100 2 gt alunos o gt alunos 1 lt 22 Vamos voltar ao valor antigo Para acessar uma faixa de valores gt algunsAlunos lt alunos 3 10 Acessando do 3 ao 10
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