زبان برنامه‌نویسی R یکی از زبان‌های پرکاربرد در محاسبات آماری، یادگیری ماشین، علم داده و گرافیک است. هر برنامه نویس نرم‌افزار حرفه‌ای که در زمینه آمار و گرافیک تخصص دارد، باید تسلط بالایی به زبان برنامه نویسی R داشته باشد. این زبان برای تحلیل‌گران داده هم مفید است؛ زیرا آنها می‌توانند با استفاده از R، دادهها را با سرعت و کارایی بیشتر جمع‌آوری و آنالیز کنند. زبان برنامه نویسی آر ویژگی‌ها و کاربردهای زیادی دارد که در این مقاله از بلاگ آسا به‌طور کامل در مورد آنها صحبت می‌کنیم. با ما همراه باشید.
زبان برنامه نویسی R
R یک زبان برنامه نویسی است که برای یادگیری ماشین، محاسبات آماری، تجزیه و تحلیل دادهها و نمایش اطلاعات گرافیکی استفاده می‌شود. این زبان برنامه‌نویسی طیف گسترده‌ای از تکنیک‌های آماری و ابزارهای گرافیکی را ارائه می‌دهد. به همین دلیل، در بین متخصصین آمار، دانشمندان داده، کارشناسان هوش مصنوعی و محققان محبوبیت زیادی دارد. R به صورت منبع باز و رایگان در دسترس است و به کاربران امکان دسترسی، تغییر و توزیع کد را می‌دهد.
زبان آر یک محیط تعاملی قوی دارد و کاربران می‌توانند در این محیط کد را خط به خط اجرا کنند تا درک بهتری از دادههای پیچیده پیدا کنند. این زبان از انواع دادهها از جمله بردارها، ماتریس‌ها، چارچوب‌های داده و لیست‌ها پشتیبانی می‌کند. به این ترتیب می‌تواند آزمون‌ها، مدل‌ها و الگوریتم‌های مختلف را برای آمار توصیفی و استنباطی، تحلیل رگرسیون، تحلیل سری‌های زمانی و غیره ارائه دهد. علاوه‌بر این، R عملکردهای گرافیکی پیشرفته‌ای دارد که به کاربران اجازه می‌دهد نمودارهای جذاب و آموزنده‌ای ایجاد کنند.
تاریخچه زبان برنامه نویسی R
R بر پایه زبان برنامه نویسی S و توسط شرکت AT&T برای محاسبات آماری توسعه یافت. شرکت AT&T کار خود را روی زبان برنامه نویسی S در سال ۱۹۷۶ میلادی به عنوان بخشی از محیط تحلیل آماری داخلی خود آغاز کرد. بعدها، زبان برنامه نویسی R توسط راس ایهاکا (Ross Ihaka) و رابرت جنتلمن (Robert Gentleman) در سال ۱۹۹۲ میلادی طراحی شد. اولین نسخه R در سال ۱۹۹۵ میلادی منتشر شد و اولین نسخه بتای پایدار آن در سال ۲۰۰۰ ارائه شد. آر تحت مجوز عمومی گنو (GNU) توسعه یافته و به‌صورت رایگان قابل استفاده است.
ویژگی‌های زبان برنامه نویسی R
در ادامه به برخی از ویژگی‌های مهم این زبان نگاهی می‌اندازیم:
- قابلیت‌های آماری و گرافیکی: زبان R طیف گسترده‌ای از تکنیک‌های آماری و گرافیکی را با کیفیت بالا به صورت ایستا و پویا ارائه می‌دهد. به همین خاطر، برای تجزیه و تحلیل و تجسم الگوهای پیچیده مربوط به دادهها ایدئال است.
- منبع باز و رایگان: R یک زبان برنامه نویسی منبع باز است که به کاربران اجازه می‌دهد آزادانه به پایگاه کد دسترسی داشته باشند و آن را تغییر دهند. این ویژگی همکاری بین اعضا و توسعه جامعه محور را تقویت می‌کند.
- مجموعه بزرگی از بسته‌ها: R یک مخزن بزرگ از بسته‌های نرم‌افزاری دارد که توسط جامعه کاربرانش ایجاد شده‌اند. این بسته‌ها توابع آماده‌ای دارند که برای کارهای مختلف جهت تجزیه و تحلیل دادهها قابل استفاده هستند.
- پشتیبانی از انواع دادهها: زبان برنامه نویسی R به‌طور موثر از طیف گسترده‌ای از انواع دادهها از جمله بردارها، ماتریس‌ها، آرایه‌ها و سایر اشیاء مرتبط با داده پشتیبانی می‌کند. این دادهها می‌توانند در هر اندازه و حجمی باشند.
- ترکیب با زبان‌های دیگر: R را می‌توان به‌طور یکپارچه با سایر زبان‌های برنامه نویسی مانند پایتون و جاوا ترکیب کرد. این ویژگی به کاربران امکان می‌دهد تا از نقاط قوت چندین زبان در یک پروژه خاص استفاده کنند.
- همچنین زبان R روی چندین پلتفرم مانند ویندوز، لینوکس و سیستم عامل مک و همچنین روی موبایل، تبلت و کنسول‌های بازی به‌راحتی اجرا می‌شود.
محدودیت‌های زبان برنامه نویسی R
تصور می‌شود که R محبوبیت کمتری نسبت به زبان‌های دیگر دارد و به‌ندرت نام آن در حوزه نرم‌افزار می‌شنویم. شاید مهم‌ترین عامل این محبوبیت کم، نحوه عملکرد این زبان باشد. زبان آر عملکردی مشابه زبان‌های سطح پایین‌تر مانند C++ یا جاوا ندارد و کاربران برای کارهای محاسباتی فشرده، ممکن است نیاز به ترکیب آن زبان‌های دیگر داشته باشند. از دیگر محدودیت‌های زبان R می توان به موارد زیر اشاره کرد:
- یادگیری دشوار: کار کردن با R به‌ویژه برای مبتدیان دشوار است؛ زیرا این زبان مجموعه گسترده‌ای از بسته‌ها و توابع پیچیده دارد؛ اما محیط‌های برنامه نویسی (IDE) مانند RStudio تا حدودی این محدودیت‌ها را رفع کرده‌اند.
- حافظه فشرده: R برخلاف رقیب قدرتمندش یعنی پایتون، تمام دادههای خود را در حافظه فیزیکی ذخیره می‌کند. این کار مدیریت مجموعه دادههای بزرگ را دشوار می‌کند؛ اما Hadoop به‌عنوان یک سیستم فایل توزیع‌شده، این مشکل تا حد زیادی کاهش داده است.
- اجرای کندتر: سرعت اجرای کد در R کمتر از متلب و پایتون است. پس کاربران باید بتوانند کار خود را بهینه کنند تا سرعت اجرای خط را افزایش دهند. داشتن دانش بالا از عملکرد داخلی اشیا هنگام طراحی یک اپلیکیشن، پیش‌نیاز اجرای سریع‌تر کد در خط فرمان است.
محیط زبان برنامه نویسی آر
محیط برنامه نویسی زبان R حول یک رابط خط فرمان استاندارد (Standard Command Line) ساخته شده است. کاربران از این خط فرمان برای خواندن دادهها و بارگذاری آنها، تعیین دستورات و دریافت نتایج مورد نظر استفاده می‌کنند. دستورات می‌توانند هر چیزی باشند؛ از عملگرهای ساده ریاضی از جمله +، -، × و / گرفته تا توابع پیچیده‌تر که رگرسیون خطی و سایر محاسبات پیشرفته را انجام می‌دهند.
همچنین کاربران می‌توانند توابع خود را ایجاد کنند. این محیط به آنها اجازه می‌دهد عملیات مختلف مانند تبدیل فایلهای جداگانه داده به یک سند واحد، بیرون کشیدن یک متغیر واحد و اجرای یک رگرسیون در مجموعه دادههای حاصل را در یک تابع واحد انجام دهند. توابع حلقه (لوپ) هم یکی دیگر از توابع رایج در R هستند.
کاربردهای زبان برنامه نویسی R
در ادامه به موارد استفاده از زبان برنامه نویسی آر اشاره می‌کنیم:
- آنالیز دادهها: R برای دست آوردن اطلاعات کاربردی، شناسایی روندها و درک الگوهای اساسی از طریق تجزیه و تحلیل دادهها در صنایع مختلف به کار می‌رود.
- مدلسازی آماری (Statistical Modelling): زمانی که نیاز به انجام تحلیل‌های آماری پیچیده، بررسی فرضیه‌ها و ایجاد مدل‌های آماری باشد، زبان برنامه نویسی R استفاده می‌شود.
- پروژه‌های تحقیقاتی: R به‌طور گسترده در دانشگاه و تحقیقات برای انجام آزمایش‌ها، تجزیه و تحلیل دادهها و ارائه یافته‌ها به کار گرفته می‌شود.
- یادگیری ماشین: کتابخانههای یادگیری ماشین R برای ایجاد مدل‌های هوش مصنوعی از طریق طبقه بندی، رگرسیون، خوشه‌بندی و موارد دیگر استفاده می‌شود.
- مراقبت‌های بهداشتی: R در زمینه‌های پزشکی و مراقبت‌های بهداشتی برای تجزیه و تحلیل دادههای کارآزمایی بالینی، اپیدمیولوژی و بیوانفورماتیک استفاده می‌شود.
- تجزیه و تحلیل مالی: R برای تجزیه و تحلیل کمی، مدیریت ریسک و بهینه‌سازی پورتفولیو در صنعت مالی به کار گرفته می‌شود.
- علم داده: R نقش مهمی در پروژه‌های علم داده ایفا می‌کند، جایی که از آن برای پیش پردازش دادهها، مدلسازی و تجسم دادهها استفاده می‌شود.
- شبکه‌های اجتماعی: رسانه‌های اجتماعی هر روز حجم عظیمی از دادهها را جمع‌آوری می‌کنند تا رفتار کاربران را برای ارائه بهترین پیشنهادات تبلیغاتی و سایر موارد بررسی کنند.
- فناوری مالی (فین تک): R یکی از محبوب‌ترین زبان‌های برنامه نویسی در صنعت خدمات مالی است که برای امتیازدهی اعتباری، مدیریت ریسک و تحلیل‌های آماری کاربرد دارد.
کلام آخر
R یک زبان برنامه نویسی متن باز برای تجزیه و تحلیل، پیش‌بینی و تجسم داده است. این زبان از مدلسازی خطی و غیرخطی، آمار کلاسیک، طبقه‌بندی و خوشه‌بندی پشتیبانی می‌کند. به دلیل ویژگی‌ها و این واقعیت که دانلود آن به‌صورت کد منبع تحت شرایط مجوز عمومی GNU رایگان است، این زبان به طور گسترده استفاده می‌شود. R روی پلتفرم‌های یونیکس و سایر سیستم‌ها از جمله لینوکس، ویندوز و macOS اجرا می‌شود. از زبان آر می‌توانیم در صنعت مراقبت‌های بهداشتی، تولید، بیوانفورماتیک و امور مالی استفاده کنیم.
سوالات متداول
۱. چگونه در R دادهها را تحلیل کنیم؟
۲. بهترین کتابخانههای R برای تحلیل داده چیست؟
۳. چگونه دادهها را در R پاکسازی و آمادهسازی کنیم؟
منابع
دیدگاهتان را بنویسید