Οδηγίες χρήσης του R, μέρος 2 ο

Transcript

1 ΟδηγίεςχρήσηςτουR,μέρος2 ο Ελληνικά Ανπροσπαθήσουμεναγράψουμεελληνικάήναανοίξουμεκάποιοαρχείοδεδομένωνμε ελληνικούςχαρακτήρεςστοr,μπορείαντίγιαελληνικάναδούμελατινικούςχαρακτήρεςμε τόνουςήάλλακαλλικαντζαράκια.τότεδίνουμετηνπαρακάτωεντολήγιαναγυρίσειτοrστα ελληνικά: > Sys.setlocale("LC_CTYPE","Greek") [1] "Greek_Greece.1253" ΗαπόκρισητουR(μεμπλε)επιβεβαιώνειτηρύθμισητωνελληνικών. Πλαίσιαδεδομένων ΤοRδιατηρείμετρήσειςμέσασεδομέςπουονομάζονται«πλαίσιαδεδομένων»(dataframe). Κάθεπλαίσιοδεδομένωνπεριέχειμίαήπερισσότερεςμεταβλητές. Γιαπαράδειγμα,αςκαταγράψουμετοφύλοκαιτηνηλικίαδύοατόμων,τουΓιάννηκαιτης Μαρίας,σεέναπλαίσιοδεδομένωντοοποίοαναθέτουμεσεμιαμεταβλητήμεόνομαatoma: > atoma<-data.frame(sex=c("m","f"),age=c(21,22)) Μετησυνάρτησηdata.frameορίζουμεέναπλαίσιοδεδομένων.Στησυνάρτησηδίνουμεως ορίσματατιςμεταβλητέςπουθέλουμεναπεριέχειτοπλαίσιο,δηλαδήsex(φύλο)καιage (ηλικία).σεκάθεμεταβλητήδίνουμετιςαντίστοιχεςμετρήσεις,ωςακολουθίατιμών (χρησιμοποιώνταςτησυνάρτησηcπουείδαμεστοπρώτομέροςτωνοδηγιών). Ανθέλουμε(δενείναιυποχρεωτικό)μπορούμεναπροσθέσουμεετικέτεςστιςσειρέςτου πλαισίουγιανααναγνωρίζουμεονομαστικάταδεδομένα: > rownames(atoma)<-c("γιάννης","μαρία") Τώραμπορούμεναδούμεταπεριεχόμενατουπλαισίουδεδομένωνatoma: > atoma sex age Γιάννης M 21 Μαρία F 22 ΤοRμαςδίνει,σεμορφήπίνακα,όλαταδεδομένατουπλαισίου.Γιαναεξετάσουμετηδομή τουπλαισίουμπορούμεναχρησιμοποιήσουμετησυνάρτησηstr,ηοποίαμαςδίνει περιληπτικάτοείδοςτωνδεδομένωνκαιενδεικτικέςτιμέςγιακάθεστήλη(μεταβλητή): > str(atoma) 'data.frame': 2 obs. of 2 variables: $ sex: Factor w/ 2 levels "F","M": 2 1 $ age: num 21 22

2 Στηνπρώτησειράτηςαπόκρισης,ησυνάρτησηstrμαςενημερώνειότιτοatomaείναι πλαίσιοδεδομένων( data frame ),τοοποίοπεριέχειδύο«παρατηρήσεις» (obs.=observations)καιδύο«μεταβλητές».λέγοντας«παρατηρήσεις»αναφερόμαστεστις σειρέςτουπλαισίου,ενώλέγοντας«μεταβλητές»αναφερόμαστεστιςστήλες. Στιςεπόμενεςδύοσειρέςτηςαπόκρισηςδίνονταιοιπληροφορίεςπουαφορούνσεκαθεμιά μεταβλητήξεχωριστά: ΗπρώτημεταβλητήονομάζεταιsexκαιείναιτύπουFactor,δηλαδή«παράγοντας». Αυτό,στηνορολογίατουR,σημαίνειότιπρόκειταιγιακατηγορικήμεταβλητή.Περιλαμβάνει2 «επίπεδα»(levels),δηλαδήδύοκατηγορίες,οιοποίεςονομάζονται F και M (γυναίκες καιάντρες).το F αναφέρεταιπρώτοδιότιτοrχρησιμοποιείαπόμόνοτουαλφαβητική σειράγιατηναναφοράσεκατηγορίες.ησειράπεριγραφήςτηςμεταβλητήςsex ολοκληρώνεταιμεταπρώταστοιχείατηςστήλης,δηλαδήτοναριθμό2(αναφέρεταιστη δεύτερηκατηγορία, M )καιτοναριθμό1(πρώτηκατηγορία, F ).Αυτόμαςλέειότιηπρώτη σειράδεδομένωνείναιτύπου F καιηδεύτερητύπου M. Ηδεύτερημεταβλητήονομάζεταιageκαιείναιτύπουnum,δηλαδή«αριθμητική» (numeric).αυτό,στηνορολογίατουrσημαίνειότιπρόκειταιγιαποσοτικήμεταβλητή.δεν χρειάζονταιάλλεςδιευκρινίσεις,καθώςστιςποσοτικέςμεταβλητέςτανούμεραείναι αυτονόητα.ησειράολοκληρώνεταιμεταπρώταστοιχείατηςστήλης,δηλαδήτουςαριθμούς 21και22,οιοποίοιαντιστοιχούνστηνπρώτηκαιτηδεύτερησειράδεδομένων,αντίστοιχα. ΝαθυμάστεότιτακατηγορικάδεδομέναστοRείναιτύπουfactorενώταποσοτικά δεδομέναείναιτύπουnumeric. Όπωςβλέπουμεστηναπόκρισητηςσυνάρτησηςstr,πριναπόκάθεμεταβλητήεμφανίζεται έναδολλάριο($).τοσύμβολοτουδολλαρίουστοrχρησιμοποιείταιγιαναδηλώνουμε συγκεκριμένεςμεταβλητέςμέσασεπλαίσιαδεδομένων.έτσι,γιανααναφερθούμεστιςηλικίες (μεταβλητήage)πουβρίσκονταιμέσαστοπλαίσιοatomaγράφουμε > atoma$age [1] ενώγιανααναφερθούμεστοφύλο(μεταβλητήsex)γράφουμε > atoma$sex [1] M F Levels: F M ΣτηνπερίπτωσητηςκατηγορικήςμεταβλητήςτοRμαςενημερώνεικαιγιατοσύνολοτων κατηγοριώνπουπεριλαμβάνειησυγκεκριμένημεταβλητή. Απομονώνονταςτιςμεταβλητέςμεαυτόντοντρόπο,μπορούμενατιςχειριστούμεωςκοινές ακολουθίες.γιαπαράδειγμα,μπορούμεναχρησιμοποιήσουμετιςσυναρτήσειςαπότοπρώτο μέροςτωνοδηγιώνγιαναυπολογίσουμετοάθροισμα,τοπλήθοςκλπ. > sum(atoma$age) [1] 43 > length(atoma$sex) [1] 2

3 Γιατηνεπεξεργασίαδεδομένωνσεπλαίσια,τοRμαςδίνειτησυνάρτησηfix,μετηνοποία μαςεμφανίζειέναειδικόπαράθυροστοοποίομπορούμενατροποποιήσουμεήνα προσθέσουμεστοιχείασεέναπλαίσιοδεδομένων. > fix(atoma) Όταντελειώσουμετηνπροσθήκηήεπεξεργασίατωνστοιχείων,κλείνουμετοειδικόπαράθυρο μεκλικστο (πάνωδεξιάγωνία)καιημεταβλητήatomaενημερώνεταιαυτόματα. Γραφικήπαρουσίασηδεδομένων ΤοRδιαθέτειπολλέςσυναρτήσειςγιατηνπαρουσίασηκαιλεπτομερειακήεξέτασηκαι ανάλυσητωνδεδομένωνμας.αςυποθέσουμεότιέχουμεπέντεμετρήσειςύψουςενόςατόμου: > alexh <- c( 1.85, 1.85, 1.81, 1.82, 1.83 ) Ημεταβλητήalexhπεριέχειμιαακολουθίαπέντεαριθμών.Μετησυνάρτησηtable («πίνακας»)μπορούμεναμετρήσουμεπόσεςφορέςεμφανίζεταικάθετιμή: > table(alexh) alexh Αυτόςείναιέναςαπλόςπίνακαςσυχνοτήτων.Βλέπουμεότιητιμή1.85εμφανίζεταιδύοφορές ενώοιάλλεςτιμέςαπόμίαφορά.ητιμήπουεμφανίζεταιτιςπερισσότερεςφορέςονομάζεται «δεσπόζουσα»(mode).ανηκαλύτερητιμήέβγαινειμεψηφοφορία,ηδεσπόζουσαείναιεκείνη πουθακέρδιζελόγωπλειοψηφίας. Τηνπληροφορίααυτήμπορούμενατηδούμεκαιγραφικά,μετησυνάρτησηplot: > plot(table(alexh)) ΤοRανοίγειένανέοπαράθυρογιατηγραφικήαπεικόνιση,στοοποίοεμφανίζειτοεξής:

4 Εδώβλέπουμεέναραβδόγραμμαμετούψοςστονοριζόντιοάξονακαιτοπλήθοςτων αντίστοιχωνμετρήσεωνστονκατακόρυφο.κάθεμέτρησηεμφανίζεταισαμιαγραμμούλαπου φτάνεισεύψος1.0,ενώστούψος1.85,πουυπάρχουνδύομετρήσεις,εμφανίζονταιδύο γραμμούλεςημίαπάνωστηνάλλη,κάνονταςμαζίμιαμακρύτερηπουφτάνειστούψος2.0. Αυτόείναιέναδιάγραμμασυχνοτήτων,πουμαςλέειπόσοσυχνάεμφανίζεταικάθεαριθμός. Μπορούμενακαλλωπίσουμεκάπωςτηγραφικήαπεικόνιση,προσθέτονταςετικέτες: > plot(table(alexh),las=1,xlab="ύψος",ylab="αριθµός µετρήσεων") Ηπαράμετροςlasστρίβειτηναρίθμησηστονκατακόρυφοάξοναώστεναδιαβάζεταιόρθια, ενώοιδύοπαράμετροιlab(απότοlabel=ετικέτα)καθορίζουντιςετικέτεςστονοριζόντιοάξονα (μετοx)καιστονκατακόρυφοάξονα(μετοy).

5 ΓιαναδούμεγραφικάτηνκατανομήτωνμετρήσεωνστηνκλίμακατοRμαςδίνειτησυνάρτηση hist(histogram=ιστόγραμμα).τηνκατανομήαυτή,μεπερισσότερηαριθμητικήλεπτομέρεια αλλάχωρίςγραφικά,μπορούμεναδούμεμετησυνάρτησηstemπουπαράγειδιάγραμμα μίσχου φύλλων. Γιατοσχετικόπλήθοςτωνεπιμέρουςκατηγοριώνσεκατηγορικάδεδομένα,έχουμετη συνάρτησηtable,πουείδαμεπαραπάνωότιμαςδίνειτονπίνακακατανομής,καθώςκαιτη συνάρτησηpie,πουμαςδίνειγραφικάτηνίδιαπληροφορίαμεκυκλικόδιάγραμμα(piechart). Δοκιμάστετιςσυναρτήσειςαυτέςσταδικάσαςδεδομένα! Περίληψηδεδομένων Μιαπολύχρήσιμησυνάρτησηγιαγρήγορηεπισκόπησητωνδεδομένωνμαςείναιηπερίληψη: > summary(alexh) Min. 1st Qu. Median Mean 3rd Qu. Max Τααποτελέσματατηςπερίληψηςπεριλαμβάνουντηνελάχιστη(Min.)καιμέγιστη(Max.) τιμή,τομέσοόρο(mean),καθώςκαιτρειςακόμαδείκτες.οπιοσημαντικόςείναιηδιάμεσος (Median),δηλαδήητιμήπουείναιμεγαλύτερηαπότιςμισέςμετρήσειςκαιμικρότερηαπότις άλλεςμισές.γιανατοκαταλάβουμεκαλύτερα,αςδούμετιςτιμέςμαςσεαύξουσασειρά: > sort(alexh) [1] Ημικρότερητιμήείναι1.81(πρώτη)καιημεγαλύτερη1.85(τελευταία).Αφαιρώνταςδύοτιμές απόκάθεάκρημένειημεσαίαμέτρηση,πουείναι1.83.αυτήείναιηδιάμεσος. Ηελάχιστη,μέγιστη,μέση,καιδιάμεσοςτιμήυπολογίζονταιστοRαπευθείαςμετις συναρτήσειςmin, max, meanκαι median,αντίστοιχα. Ανκόψουμετοκάθεμισόστημέσημπορούμεναβρούμετηδιάμεσοτουκάθεμισού,που χωρίζουντοπρώτοτέταρτοκαιτοτελευταίοτέταρτοτωνδεδομένων.τασημείααυτά ονομάζονταιτεταρτημόρια:τοπρώτοτεταρτημόριο(1stquartile)χωρίζειτοχαμηλότερο25%. Τοδεύτεροτεταρτημόριοείναιηδιάμεσοςκαιχωρίζειτο50%.Τοτρίτοτεταρτημόριο(3rd quartile)χωρίζειτουψηλότερο25%.αυτέςείναιοιεπιπλέοντιμέςπουμαςδίνειηπερίληψη τουr.βέβαιαγιατόσολίγεςτιμέςπουέχουμεεδώαυτόδενέχειπολύνόημα,είναιόμωςπάρα πολύχρήσιμοσεμεταβλητέςμεδεκάδεςήεκατοντάδεςμετρήσεις. Ηπερίληψηεφαρμόζεταικαισεολόκληραπλαίσιαδεδομένων.Στηνπερίπτωσηαυτήμαςδίνει πληροφορίεςγιαόλεςτιςμεταβλητέςπουπεριλαμβάνονταιστοπλαίσιοδεδομένωνκαι προσαρμόζεταιαυτόματασεκάθεμεταβλητήανείναικατηγορικήήποσοτική.παράδειγμα: > summary(atoma) sex age F:1 Min. :21.00 M:1 1st Qu.:21.25 Median :21.50 Mean : rd Qu.:21.75 Max. :22.00

6 Χρήσηεξωτερικώναρχείων ΤοRμπορείναδιαβάσειδεδομέναπουέχουμεαποθηκευμένασεαρχείαστοδίσκοτου υπολογιστήμας.μετοrμπορούμεεπίσηςνααποθηκεύσουμεδεδομένα,αποτελέσματα επεξεργασίας,ήκαιτιςεντολέςκαισυναρτήσειςπουχρησιμοποιήσαμεγιατηνανάλυσήμας. Γιαναμπορείναχρησιμοποιηθείκάποιοεξωτερικόαρχείοπρέπειπροηγουμένωςνα υποδείξουμεστοrσεποιοφάκελοβρίσκονταιτααρχείαμας.ηεπιλογήφακέλουγίνεταιμέσα απότονκατάλογοεπιλογώνfile Changedir (dir=directory,δηλαδήκατάλογοςαρχείων). ΜετηνεπιλογήαυτήτοRμαςεμφανίζειτογνωστόπαράθυροεπιλογήςφακέλουτωνwindows. Εντοπίζουμεκαιεπιλέγουμετηντοποθεσίαόπουβρίσκονταιτααρχείαμας. Αφούεπιλέξουμετησωστήτοποθεσία,μπορούμεναφορτώσουμεέναπλαίσιοδεδομένων απευθείαςαπότοδίσκομετησυνάρτησηread.table,αναθέτονταςτοπεριεχόμενο απευθείαςσεμιαμεταβλητή.π.χ.,γιαναχρησιμοποιήσουμετακατηγορικάδεδομένατου3 ου κεφαλαίουτουβιβλίου,τααναθέτουμεστημεταβλητήch3ωςεξής: > read.table("chapter3_1.rdata") -> ch31 Προσοχή,ναμηνξεχνάμετηντελίτσαμέσαστοόνοματηςσυνάρτησης,χωρίςκενά! Ησυνάρτησηstrμαςδείχνειτοαποτέλεσματηςανάθεσης: > str(ch31) 'data.frame': 264 obs. of 1 variable: $ education: Factor w/ 5 levels "Άλλο","Λύκειο",..: Πρόκειταιγιαέναπλαίσιοδεδομένωνμεμιαμοναδικήκατηγορικήμεταβλητήμεόνομα educationηοποίαπεριέχειδεδομέναπέντεκατηγοριών.ταστοιχείατωνπρώτωνσειρών ανήκουνόλαστην5 η κατηγορία. Αργότεραθαδούμεπώςμπορούμενααποθηκεύσουμεδικάμαςδεδομένακαθώςκαινα χρησιμοποιήσουμεαρχείααναλύσεωνκαιεξωτερικάπακέτασυναρτήσεων. ΑθανάσιοςΠρωτόπαπας Μάρτιος2012