Мой опыт введения в R или «I Love R. Среда статистических вычислений R: опыт использования в преподавании Какой тип лицензии у языка r

О курсе
В этом курсе мы рассмотрим R в первую очередь как язык программирования, а не как инструмент для применения конкретных алгоритмов. В программе представлены основные типы данных и универсальные семантические правила, а также затронуты некоторые сложные темы, связанные с типичными задачами, возникающими в ходе обработки и анализа данных.

Что необходимо для прохождения
Собственно, язык R (версии 3.2.0 или новее). В качестве среды разработки в видеоуроках будет использоваться RStudio . Впрочем, по желанию можно работать в любой другой IDE или любимом редакторе.

Сертификат
Проходной балл для получения сертификата - 70 баллов из 100. Для сертификата с отличием - 92 .

Who is this course for

Студенты и аспиранты, научные сотрудники, аналитики и исследователи, работающие в области анализа данных

Курс не предполагает знания R или других языков программирования. Однако наличие опыта в обработке данных или знание основных принципов программирования облегчит прохождение уроков. Данный курс хорошо совместим с курсом "Анализ данных в R ". Эти курсы независимы и могут проходиться в любом порядке.

Недавно столкнулся с таким феноменом - про язык программирования R слышали многие. Но знают что это такое очень мало людей.

Поскольку являюсь носителем этого языка и заинтересован в его популяризации, попытаюсь немного раскрыть тему в этом посте. Будет интересно!

План простой:

1) Что такое язык R

2) Популярность в России

Что такое язык R

R (вики) - язык программирования для статистической обработки данных и работы с графикой, а также свободная программная среда вычислений с открытым исходным кодом в рамках проекта GNU.

По нашему: Язык идеально подходящий для поиска рыночных закономерностей. Бесплатный, быстрый и свободный.

Он позволяет вести статистические исследования всего до чего могут дотянуться руки. За годы его существования появились десятки и сотни расширений для решения практически любых прикладных задач.

Это САМЫЙ популярный язык программирования алготрейдеров на западе. Это передовая того что сейчас доступно в области машинного обучения и статистики.

Для того чтобы писать программы на R, достаточно скачать R-Studio и всё

Некоторое время назад, в рамках популяризации языка, записал мини-курс «R для каждого». Бесплатный. Посмотрите как просто всё это работает и как быстро на нём писать скрипты. Это просто великолепно!

Популярность в России

Оставляет желать лучшего.

Если на западе 90% всех исследований проводиться с помощью этого языка, то в России редкая неделя проходит на СмартЛабе, в которой можно найти хоть одно упоминание о нём. Т.е. число людей знающих R - критически мало.

В числе причин такой ситуации: отсутствие пособий на русском до недавнего времени, отсутствие обучающий курсов, низкая грамотность трейдеров и ещё много чего. Не будем об этом.

Важно лишь то, что популярность этого языка в России и СНГ неуклонно растёт.

Российские пользователи устали от неработающих АПИ и дорогих торговых систем. Бесплатный язык R, в контексте трейденга, очень скоро займёт достойное место в их инструментарии. Присоединяйся!

На этом сегодня всё. Надеюсь было интересно.

Смотрите мой бесплатный курс, чтобы понять, как просто писать код. Пишите роботов!

Многие примеры и статьи на этом сайте активно используют язык программирования «R».

R для Linux обычно можно установить используя репозитории вашего дистрибутива. Я пользуюсь Debian-based дистрибутивами, в которых стандартная команда для установки R выглядит так:

Sudo apt install r-base

Набирать это нужно в терминале.

Прелесть R заключается в следующем:

1. Эта программа бесплатна (распространяется под лицензией GPL),
2. Под эту программу написано много пакетов для решения большого спектра задач. Все они так же бесплатны.
3. Программа очень гибкая: размеры любых векторов и матриц могут изменяться по желанию пользователя, данные не имеют жёсткую структуру. Это свойство оказывается крайне полезным в случае с прогнозированием, когда исследователю нужно дать прогноз на произвольный срок.

Последнее свойство особенно актуально, так как другие статистические пакеты (такие как SPSS, Eviews, Stata) предполагают, что нас может интересовать только анализ данных, которые имеют фиксированную структуру (например, все данные в рабочем файле должны быть одинаковой периодичности с одинаковыми датами начала и конца).

Впрочем, R - это не самая дружелюбная программа. На время работы с ней забудьте про мышку - практически все самые важные действия в ней выполняются с использованием командной строки. Однако для того чтобы сделать жизнь чуть легче, а саму программу чуть более приветливой, есть программа-frontend (внешний интерфейс) под названием RStudio. Скачать её можно отсюда . Устанавливается она после того, как уже установлен сам R. В RStudio много удобных инструментов и приятный интерфейс, тем не менее анализ и прогнозирование в нём всё так же осуществляются с использованием командной строки.

Давайте попробуем взглянуть на эту замечательную программу.

Знакомство с RStudio

Интерфейс RStudio выглядит следующим образом:

В правом верхнем углу в RStudio указано имя проекта (которое пока что у нас «None» — то есть отсутствует). Если нажать на эту надпись и выбрать «New Project» (новый проект), то нам предложат создать проект. Для базовых целей прогнозирования достаточно выбрать «New Directory» (новая папка для проекта), «Empty Project» (пустой проект), а затем - ввести название проекта и выбрать директорию, в которой его сохранить. Включите воображение и попробуйте придумать название сами:).

Работая с одним проектом, вы всегда сможете обратиться к сохранённым в нём данным, командам и скриптам.

В левой части окна RStudio располагается консоль. Именно в неё мы и будем вписывать различные команды. Например, напишем следующую:

Эта команда сгенерирует 100 случайных величин из нормального распределения с нулевым математическим ожиданием и единичной дисперсией, после чего создаст вектор под названием «x» и запишет полученные 100 величин в него. Символ «<-» эквивалентен символу «=» и показывает какое значение присвоить нашей переменной, стоящей слева. Иногда вместо него удобней использовать символ «->», правда наша переменная в таком случае должна стоять справа. Например, следующий код создаст объект «y» абсолютно идентичный объекту «x»:

Эти векторы теперь появились в правой верхней части экрана, под закладкой, которая у меня озаглавлена «Environment»:

Изменения в закладке "Environment"

В этой части экрана будут отображаться все объекты, которые мы сохраняем во время сессии. Например, если мы создадим такую вот матрицу:

\(A = \begin{pmatrix} 1 & 1 \\ 0 & 1 \end{pmatrix} \)

такой вот командой:

то она появится в закладке «Environment»:

Любая функция, которую мы используем, требует, чтобы мы задали некоторые значения определённым параметрам. В функции matrix() есть следующие параметры:

• data – вектор с данными, который должен быть записан в матрицу,
• nrow – число строк в матрице,
• ncol – число столбцов в матрице,
• byrow - логический параметр. Если «TRUE» (истина), то наполнение матрицы будет осуществляться по строкам (слева направо, строка за строкой). По умолчанию этот параметр имеет значение «FALSE» (ложь),
• dimnames - лист с именами строк и столбцов.

Некоторые из этих параметров имеют значения по умолчанию (например, byrow=FALSE ), в то время как другие могут быть опущены (например, dimnames ).

Одна из фишек «R» заключается в том, что к любой функции (например, к нашей matrix() ) можно обратиться, задавая значения на прямую:

а можно и так, как мы сделали это ранее - соблюдая последовательность и опуская названия параметров.

Для того, чтобы увидеть содержание любого объекта, находящегося в закладке «Environment», достаточно напечатать его название в консоли:

Другой вариант - это нажать на имя объекта в закладке «Environment».

где matrix - это название интересующей нас функции. RStudio специально для вас в таком случае откроет панель «Help» с описанием:

Найти помощь по функции можно так же, набрав название функции в окне «поиск» (иконка с линзой) в закладке «Help».

В случае, если вы не помните точно, как пишется название функции или какие в ней используются параметры, достаточно начать писать её название в консоли и нажать кнопку «Tab»:

Помимо всего этого в RStudio можно писать скрипты. Они могут понадобиться вам в том случае, если вам нужно написать программу либо вызвать последовательность функций. Создаются скрипты используя кнопку с плюсиком в верхнем левом углу (в выпадающем меню нужно выбрать «R Script»). В открывшемся после этого окне вы сможете писать любые функции и комментарии. Например, если мы хотим построить линейный график по ряду x, это можно сделать следующим образом:

Plot(x) lines(x)

Первая функция строит простейший точечный график, а вторая функция добавляет поверх точек линии, соединяющие точки последовательно. Если выделить эти две команды и нажать «Ctrl+Enter», то они будут выполнены, в результате чего RStudio откроет закладку «Plot» в правом нижнем углу и отобразит в ней построенный график.

Если все набранные команды нам ещё понадобятся в будущем, то этот скрипт можно сохранить (дискетка в левом верхнем углу).

В случае, если вам нужно обратиться к команде, которую вы уже набирали когда-то в прошлом, в правой верхней части экрана есть закладка «History». В ней можно найти и выбрать любую интересующую вас команду и двойным нажатием вставить её в консоль. В самой консоли можно обращаться к предыдущим командам, используя кнопки «Up» (вверх) и «Down» (вниз) на клавиатуре. Сочетание клавиш «Ctrl+Up» позволяет в консоли показать список всех последних команд.

Вообще в RStudio много всяких полезных сочетаний клавиш, которые значительно облегчают работу с программой. Подробней о них можно почитать .

Как я уже упомянул ранее для R существует множество пакетов. Все они расположены на сервере CRAN и для установки любого из них нужно знать его название. Установка и обновление пакетов осуществляется с помощью закладки «Packages». Перейдя на неё и нажав на кнопку «Install», мы увидим примерно следующее меню:

Наберём в открывшемся окне: forecast - это пакет, написанный Робом Хайндманом (Rob J. Hyndman), содержащий кучу полезных для нас функций. Нажмём кнопку «Install» (установить), после чего пакет «forecast» будет установлен.

Как вариант мы можем установить любой пакет, зная его название, с помощью команды в консоли:

Install.packages("smooth")

при условии, что он, конечно же, есть в репозитории CRAN. smooth - это пакет , функции в котором разрабатываю и поддерживаю я.

Некоторые пакеты доступны только в исходных кодах на сайтах типа github.com и требуют, чтобы их перед этим собрали. Для сборки пакетов под Windows может понадобиться программа Rtools .

Чтобы использовать какой-либо из установленных пакетов, его нужно подключить. Для этого его надо найти в списке и отметить галочкой либо использовать команду в консоли:

Library(forecast)

В Windows может проявиться одна неприятная проблема: некоторые пакет легко скачиваются и собираются, но ни в какую не устанавливаются. R в этом случае пишет что-то типа: "Warning: unable to move temporary installation...". Всё, что нужно сделать в этом случае - добавить папку с R в исключения в антивирусе (либо выключить его на время установки пакетов).

После загрузки пакета, нам будут доступны все входящие в него функции. Например, функция tsdisplay() , использовать которую можно так:

Tsdisplay(x)

Она построит нам три графика, которые мы обсудим в главе «Инструментарий прогнозиста ».

Помимо пакета forecast я достаточно часто для различных примеров использую пакет Mcomp . Он содержит ряды данных из базы «M-Competition». Поэтому рекомендую вам его тоже установить.

Очень часто нам будут нужны не просто наборы данных, а данные класса «ts» (временной ряд). Для того, чтобы из любой переменной сделать временной ряд, нужно выполнить следующую команду:

Здесь параметр start позволяет указать дату, с которого начинается наш временной ряд, а frequency задать частоту данных. Число 12 в нашем примере указывает на то, что мы имеем дело с месячными данными. В результате выполнения этой команды мы трансформируем наш вектор «x» во временной ряд месячных данных, начинающийся с января 1984-го года.

Это основные элементы R и RStudio, которые нам понадобятся.

P.P.S. Достаточно хорошее руководство по R опубликовано на сайте QSAR4U Павлом Полищуком.

P.P.P.S. Много информации об R представлено на официальном сайте .

Самостоятельная работа

А вот вам задания для самостоятельного выполнения в R. Выполните следующие команды, посмотрите, что получится и попробуйте понять, почему так получилось:

(41/3 + 78/4)*2 2^3+4 1/0 0/0 max(1,min(-2,5),max(2,pi)) sqrt(3^2+4^2) exp(2)+3i log(1024) log(1024, base=2) c(1:3) c(1:5)*2 + 4 x

Давайте немного поговорим о языке программирования под названием R. В последнее время вы могли у нас в блогах прочитать статьи о и , тех сферах, где просто необходимо под рукой иметь мощный язык для работы со статистикой и графиками. И R как раз из таких. Новичку в мире программирования буде достаточно непросто в это поверить, но сегодня R уже популярнее SQL, он активно используется в коммерческих организациях, исследовательских и университетах.

Не вникая в правила, синтаксис и конкретные области применения, просто давайте рассмотрим основные книги и ресурсы, которые помогут вам с нуля изучить R.

Что такое язык R, зачем он вам нужен и как его можно использовать с умом, можно узнать из прекрасного Руслана Купцова, который он провёл чуть меньше года назад в рамках GeekWeek-2015.

Книги

Теперь, когда в голове есть определённый порядок, можно приступать к чтению литературы, благо её более чем достаточно. Начнём с отечественных авторов:

Интернет-ресурсы

Любой человек, желающий изучить какой-либо язык программирования обязательно должен посетить в поисках знаний два ресурса: официальный сайт его разработчиков и самое крупное онлайн сообщество. Что ж. не будем делать исключение и для R:

Но опять проникшись заботой к тем, кто английский язык выучить ещё не успел, а вот изучить R ну очень хочет, упомянем несколько российских ресурсов:

А пока довершим картину небольшим списком англоязычных, но от этого не менее познавательных сайтов:

CRAN - собственно, место где можно загрузить к себе на компьютер среду разработки R. Кроме того мануалы, примеры и прочее полезное чтиво;

Quick-R - коротко и понятно про статистику, методы её обработки и язык R;

Burns-Stat - про R и про предшественника его S с огромным количеством примеров;

R for Data Science - ещё одна книга от Гаррета Гроулмунда (Garrett Grolemund), переведённая в формат онлайн учебника;

Awesome R - подборка лучшего кода с официального сайта, размещённая на нашем любимом GitHub;

Mran - язык R от Microsoft;

Tutorial R - ещё один ресурс с упорядоченной информацией с официального сайта.