Προγραμματισμός Η/Υ με R - Εξάμηνο 1ο

Δημοκρίτειο Πανεπιστήμιο Θράκης - Τμήμα Μηχανικών Περιβάλλοντος - Προγραμματισμός Η/Υ με την γλώσσα R - Εξάμηνο 1ο

• Το μάθημα αφορά τον προγραμματισμό Η/Υ με τη γλώσσα R.
• Ο καθηγητής είναι ο Συλαίος Γεώργιος.

Προβλέψη Καιρού 7 Ημερών

• Το NOAA και το GFS παρέχουν προβλέψεις καιρού με ανάλυση 0.5 x 0.5 μοίρες.
• Οι προβλέψεις περιλαμβάνουν μέση ατμοσφαιρική πίεση, υψόμετρο, ταχύτητες ανέμου, θερμοκρασία, και υγρασία.

Μετρήσεις από Μετεωρολογικό Σταθμό

• Οι μετρήσεις λαμβάνονται από έναν μετεωρολογικό σταθμό.
• Περιλαμβάνουν δεδομένα για την ηλιακή ακτινοβολία, την ταχύτητα και κατεύθυνση του ανέμου, την σχετική υγρασία, την εσωτερική θερμοκρασία και την θερμοκρασία.
• Τα δεδομένα συλλέγονται σε διάστημα 2 εβδομάδων.

Κατανομή Δεδομένων στο Χώρο

• Η κατανομή δεδομένων δείχνει διάφορους τύπους εδαφών (άμμος, ιλύς, άργιλος).
• Τα δεδομένα έχουν συλλεχθεί σε διάφορα βάθη (30εκ, 60εκ, 80 εκ).
• Υπάρχουν διάφοροι τύποι εδαφών (άμμος, ιλύς, άργιλος).

Υπολογισμός Εμβαδού Ορθογωνίου

• Ένας αλγόριθμος για τον υπολογισμό του εμβαδού ενός ορθογωνίου.
• Δέχεται μήκος και πλάτος ως είσοδο.
• Υπολογίζει το εμβαδόν (μήκος x πλάτος).
• Έχει ξεκάθαρη αρχή και τέλος.

Ακολουθιακή Δομή

• Ένας αλγόριθμος για τον υπολογισμό του εμβαδού ενός κύκλου και ενός τετραγώνου.
• Προσλαμβάνει την ακτίνα ή πλευρά αντίστοιχα ως είσοδο.
• Υπολογίζει το εμβαδόν κύκλου (3.14 * r* r) και το εμβαδόν τετραγώνου(r * r ).

Δομή Επιλογής/Διακλάδωσης

• Αλγόριθμος για τον υπολογισμό της προαγωγής ή όχι ενός μαθητή.
• Δέχεται βαθμούς από τρία τρίμηνα ως είσοδο.
• Υπολογίζει μέση βαθμολογία (ΜΟ).
• «Ως μεταξεταστέος» ή «Προάγεται» σύμφωνα με την ΜΟ<10.

Δομή Επανάληψης

• Ένας αλγόριθμος επαναλαμβάνει μια διαδικασία μέχρι να ικανοποιηθεί μια συνθήκη.
• Διαβάζει έναν αριθμό x ως είσοδο.
• Εάν x είναι ίσο με 0 η διαδικασία σταματά.
• Εάν x είναι μεγαλύτερο του 7, αυξάνει την μεταβλητή k κατά 1.

Τύποι Δεδομένων

• Τα δεδομένα ταξινομούνται ανάλογα με τις ιδιότητές τους.
• Συνεχή, αριθμητικά, κατηγορικά, ονομαστικά, διακριτά, διάταξης.
• Όροι όπως: ΣYNEXEΗ, ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ, ΚΑΤΗΓΟΡΙΚΑ, ΟΝΟΜΑΣΤΙΚΑ, ΔΙΑΚΡΙΤΑ, ΔΙΑΤΑΞΗΣ.
• Εκείνος ο τύπος δεδομένων που δεν μπορεί να καταμετρηθεί απεριόριστα, όπως η ημερομηνία ή το χρώμα.

Σύντομη Επανάληψη Συναρτήσεων Ανάλυσης Δεδομένων

• Κύριες συναρτήσεις ανάλυσης δεδομένων (mean, median, min, max, range, sd, var, IQR, sum, length, sqrt).
• Κατάλογος συναρτήσεων και περιγραφές.

Υπολογισμός Τυπικής Απόκλισης

• Ένας αλγόριθμος για τον υπολογισμό της τυπικής απόκλισης ενός συνόλου δεδομένων.
• Βρίσκει τη μέση τιμή και υπολογίζει την απόκλιση κάθε τιμής από τη μέση.
• Συνοψίζει τις αποκλίσεις.

Υπολογισμός του R-Skewness

• Συνάρτηση για τον υπολογισμό του R-skewness του συνόλου δεδομένων (fish).
• Βασίζεται στην κατάλληλη συνάρτηση skewness.

Παράδειγμα 2 – Τελική Βελτίωση 1

• Παραδείγματα και γραφήματα (διαγράμματα μεταβλητών, πιθανοτήτων).

Το Ιστόγραμμα

• Δημιουργία ιστογράμματος με πλήρεις παραμέτρους.
• Κατανομή δεδομένων σε διαστήματα (bins).

Αποδίδω το Ιστόγραμμα σε Πλαίσιο Δεδομένων

• Η αποθήκευση του ιστογράμματος σε πλάισιο δεδομένων.

Το Διάγραμμα Θηκόγραμμα (Box-Whisker)

• Δημιουργία boxplot με πλήρεις παραμέτρους.

Κώδικας στη Γλώσσα R – Κατανομή Ζαριών

• Εφαρμογή εντολής r για την δημιουργία ομοιόμορφης κατανομής δεδομένων από 6 ακέραιες τιμές
• Απόδοση τυχαίας κατανομής δεδομένων.

Διάγραμμα Αθροιστικής Κατανομής

• Παρουσίαση μιας αθροιστικής κατανομής (ecdf plot).
• Φυσική απεικόνιση του τρόπου αποτέλεσμα τυχαίων αριθμών σε δειγματοληπτικό χώρο.

Μετά τις παραπάνω αλλαγές

• Παραδείγματα πλήρους κώδικα για τον υπολογισμό του συντελεστή συσχέτισης.
• Υπολογισμός της πιθανότητας σε βάση διωνυμικής κατανομής.

Σύνταξη Κώδικα R - πλήρες

• Πολλαπλός κώδικας, για διακλάδωσης δεδομένων.

Ανάγνωση Δεδομένων από Αρχείο

• Διάβασμα δεδομένων από αρχείο txt ή csv με τη συνάρτηση read.table() ή read.csv() στην R.

Τρόποι Ανάγνωσης Δεδομένων Από Αρχείο .xls

• Διαβάστε δεδομένα από ένα αρχείο .xls με χρήση του πακέτου readxl στην R.

Δημιουργία Χρονοσειράς και Γραφήματος

• Δημιουργία χρονοσειράς με τη função ts και απεικόνισή της.
• Επεξεργασία χρονοσειρών με προηγμένες μετρήσεις (στατιστική ανάλυση) με τη χρήση της summary.
• Φιλτράρισμα χρονοσειρών με διαφορετικούς συντελεστές (filter).

Διαχωρισμός Χρονοσειράς

• Αποσύνθεση χρονοσειράς σε τμήματα τάσης, εποχικότητας και υπολειπόμενων.
• Χρήση συναρτήσεων, γράφημα με όλα τα αποτελέσματα.

Συντελεστής Συσχέτισης

• Υπολογισμός του συντελεστή συσχέτισης δείγματος μεταξύ δύο μεταβλητών.
• Συναρτήσεις για την διάνυσμα δεδομένων, υπολογισμό συσχετίσεων, απεικόνισή τους σε γράφημα.

Συσχέτιση με Ενσωματωμένα Δεδομένα

• Υπολογισμός συντελεστή συσχέτισης με ενσωματωμένο σύνολο δεδομένων.
• Επίλυση σε γράφημα ή διάγραμμα.