Sesi Amali 2: R Sebagai Kalkulator Grafik

Pengenalan

R ialah satu bahasa pengaturcaraan dan persekitaran untuk mengolah dan menganalisis data. R menggunakan antara muka baris perintah di mana pengguna menaip arahan pada prom dan R melaksanakan arahan itu. Biasanya pengguna akan menyimpan satu siri arahan dalam fail teks untuk digunakan pada masa akan datang. Di antara kelebihan menggunakan pendekatan ini berbanding antara muka berasaskan grafik ialah operasi olahan atau analisis data mudah disimpan untuk diulangi atau dikongsi. Selain itu pengauditan dan dokumentasi proses operasi juga mudah dilakukan.

Objektif Sesi

Objektif sesi ini ialah agar pengguna dapat:

1. mengenali antara muka RGui.

2. melaksana operasi aritmetik pada R Console

3. mencipta pemboleh ubah dan menggunakannya

4. menghasilkan carta bar dan graf fungsi-fungsi

5. mengenali R Editor untuk menyunting

6. mengurus ruang ingatan kerja R

Prasyarat

Komputer telah dipasang dengan perisian R dengan semua pakej yang diperlukan telah dipasang.

Antara Muka RGui

1. Mulakan R dan tetingkap RGui akan dipaparkan seperti berikut:

Antara muka R di bawah Windows terdiri daripada tetingkap utama yang mengandungi bar menu, bar alatan dan tetingkap R Console. Jangan terlalu teruja dengan pilihan menu yang ada kerana arahan yang disediakan adalah asas untuk mengurus persekitaran R di bawah MS Windows. Menu yang ada itu tidak menyediakan pilihan untuk mengolah data, membuat analisis atau menghasilkan graf. RGui

Bar alatan yang disediakan mengandungi lapan ikon iaitu untuk membuka fail skrip, memuat naik ruang kerja, menyimpan ruang kerja, menyalin, menampal, menyalin tampal, memberhentikan operasi kiraan dan mencetak.

Tetingkap R Console ialah di mana interaksi yang menarik berlaku. Arahan dalam bentuk fungsi ditaipkan di sini dan hasil output berbentuk teks, akan dipaparkan dalam tetingkap yang sama.

Melaksanakan Operasi Aritmetik

R boleh digunakan sebagai kalkulator untuk melaksanakan operasi aritmetik seperti kalkulator biasa. Operator aritmetik tambah, tolak, darab dan bahagi yang biasa digunakan boleh dilaksanakan menggunakan simbol +, -, * dan /.
Operator-operator ini mempunyai duluan standard iaitu eksponen paling tinggi dengan tambah / tolak yang paling rendah. Walau bagaimanapun, duluan operasi boleh diubah dengan menggunakan kurungan.

1. Untuk mengira 125 + 13 + 321 – 43 (12/4.3), pada prom arahan > taipkan 125 + 13 + 321 - 43 * (12/4.3) seperti berikut:

> 125 + 13 + 321 - 43 * (12/4.3) >

2. Tekan kekunci Enter untuk meminta R proses arahan. Hasil input dan jawapan akan dipaparkan seperti berikut:

> 125 + 13 + 321 - 43 * (12/4.3) [1] 339 >

Perhatikan bahawa R memulakan output dengan nombor indeks [1]. Indeks ini ialah rujukan bagi nombor pertama pada baris pertama. Jika output melebihi satu baris maka setiap baris berikutnya akan dimulakan dengan indeks bilangan nombor pertama bagi sesuatu baris itu.

Fungsi matematik seperti logaritma, trigonometri dan eksponen ada disediakan. Begitu juga pemalar pi telah ditakrifkan. Perhatikan bahawa R boleh menerima penggunaan ruang untuk memudahkan pengguna membaca. Oleh itu 3+2 adalah sama dengan 3 + 2.

3. Taipkan log (0.7/3.2) dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> log (0.7/3.2) [1] -1.519826 >

4. Taipkan 4^2.5 dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> 4^2.5 [1] 32 >

5. Taipkan apa yang ada dalam pembuka dan penutup kata; ' # Luas bulatan jejari 32 unit ialah ' dan tekan kekunci Enter. Taipkan pi * 32^3 dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> # Luas bulatan jejari 32 unit ialah > pi * 32^3 [1] 102943.7 >

Komen atau catatan boleh ditaipkan dengan memulakan dengan aksara cincangan #. Apa juga catatan selepas aksara itu tidak akan dihiraukan oleh R.
Sebenarnya ada sedikit kesilapan pada formula itu, iaitu sepatutnya kuasa 2 bukan kuasa 3. Kesilapan ini memang disengajakan untuk menunjukkan kemudahan penyuntingan yang disediakan di bawah R Console.

6. Tekan kekunci anak panah ke atas ↑ untuk dapatkan semula pi * 32^3. Tekan kekunci Backspace untuk padam 3 dan taipkan angka 2 dan tekan kekunci Enter:

> pi * 32^2 [1] 3216.991 >

Pemboleh Ubah Dalam R

Hasil operasi boleh disimpan di dalam pemboleh ubah untuk dirujuk dan digunakan dalam operasi matematik. Satu pemboleh ubah Luas.bulatan.A akan dicipta.

1. Untuk mencipta pemboleh ubah Luas.bulatan.A, taipkan Luas.bulatan.A = pi*12^2 dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> Luas.bulatan.A = pi * 12^2 >

Arahan di atas dibaca sebagai pi di darab dengan dua belas kuasa dua dan keputusan kiraan disimpan dalam pemboleh ubah bernama Luas.bulatan.A. Operasi ‘disimpan dalam’ atau umpukan boleh juga dilaksanakan menggunakan simbol <- b="" nbsp="">seperti Luas.bulatan.A <- 12="" b="" pi="">

2. Kiraan luas bulatan telah dibuat dan keputusannya ada dalam pemboleh ubah Luas.bulatan.A.
Untuk melihat nilainya, taipkan Luas.bulatan.A dan tekan kekunci Enter:

> Luas.bulatan.A [1] 452.3893 >

Nama Pemboleh Ubah

1. Nama pemboleh ubah mesti mengandungi sekurang-kurang satu huruf. Sebagai contoh, panjang1, luas3, U234 adalah nama pemboleh ubah yang sah.

2. Nama pemboleh ubah tidak boleh dimulakan dengan nombor. Sebagai contoh 3luas, 8panjang adalah tidak sah.

3. Nama pemboleh ubah adalah sensitif huruf iaitu R akan bezakan nama jika kecil besar huruf tidak sama. Sebagai contoh, pemboleh ubah Luas.bulatan.A, LUAS.BULATAN.A, Luas.Bulatan.A dan Luas.BULATAN.A adalah empat pemboleh ubah yang berlainan.

Nama pemboleh ubah tidak boleh mengandungi ruang. Sebagai contoh, Luas bulatan ialah nama yang tidak sah.

4. Tanda baca noktah dan aksara garis bawah sahaja yang boleh digunakan dalam nama pemboleh ubah. Sebagai contoh Luas.Bulatan.A dan Luas_bulatan adalah sah.

Operasi Ke Atas Pemboleh Ubah

1. R membenarkan pemboleh ubah yang telah dicipta digunakan di dalam apa-apa operasi atau ungkapan selagi ia tidak dihapuskan. Sebagai contoh, untuk mendapatkan hasil darab luas bulatan dengan 3, taipkan Luas.bulatan.A * 3 dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> Luas.bulatan.A * 3 [1] 1357.168 >

Dengan kemudahan ini, pengguna tidak perlu menaip nombor secara berulang kali dan dengan itu dapat mengurangkan kesilapan. Ketepatan kiraan juga dapat dikekalkan kerana tidak berlaku pembudaran apabila operasi ke atas pemboleh ubah dilakukan. Selain itu pemboleh ubah boleh diberikan nama-nama yang bermakna agar mudah diurus.

2. Pemboleh ubah di bawah R bukan sahaja boleh mengandungi satu nilai, disebut sebagai pemboleh ubah skalar, malah lebih daripada satu. R membenarkan pemboleh ubah vektor dicipta.
Sebagai contoh, maklumat bilangan pelajar yang mendaftar di sebuah Institut Pendidikan Guru dalam tahun 2010 adalah seperti berikut:

Melayu	Cina	India
152	81	27

Untuk memasukkan data ini ke dalam satu pemboleh ubah bernama pelajar.daftar, taipkan 
pelajar.daftar <- c="" cina="81," india="27)</b" melayu="152,"> dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> pelajar.daftar <- c="" cina="81," india="27)</span" melayu="152,"> >

Fungsi c() digunakan untuk menggabungkan beberapa nilai menjadi satu vektor bersama dengan label-label bagi nilai-nilai itu. Seterusnya untuk paparkan nilai-nilai dalam pelajar.daftar, taipkan pelajar.daftar dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> pelajar.daftar Melayu Cina India 152 81 27 >

3. Seterusnya, jumlah pelajar boleh didapatkan dengan menggunakan fungsi sum() dengan menaip sum(pelajar.daftar) dan menekan kekunci Enter seperti berikut:

> sum(pelajar.daftar) [1] 260 >

Jumlah pelajar yang mendaftar ini boleh didapatkan menggunakan fungsi sum() dan disimpan dalam satu pemboleh ubah dengan menaip
 jumlah.pelajar <- b="" nbsp="" pelajar.daftar="" sum="">dan menekan butang Enter seperti berikut:

> jumlah.pelajar<-sum font="" pelajar.daftar=""> >

4. Peratus pelajar mengikut kaum boleh dikira dengan menaip peratus <- b="">pelajar.daftar / jumlah.pelajar * 100 dan menekan kekunci Enter seperti berikut:

> peratus <- font="">pelajar.daftar/jumlah.pelajar * 100 >

Untuk melihat peratus pendaftaran, taipkan peratus dan tekan kekunci Enter:

> peratus Melayu Cina India 58.46154 31.15385 10.38462 >

Perhatikan bahawa semua nilai dalam pemboleh ubah pelajar.daftar dikira secara serentak dengan satu ungkapan sahaja.

Membina Carta Bar

Seterusnya carta bar untuk menunjukkan ringkasan data pelajar boleh dihasilkan. Taipkan barplot(peratus, main='Pendaftaran Pelajar Tahun 2010', ylab='Peratus') dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> barplot(peratus, main='Pendaftaran Pelajar Tahun 2010', ylab='Peratus') >

Satu tetingkap berasingan akan muncul memaparkan carta bar seperti berikut:

Graf Fungsi

Selain carta bar, R boleh menghasilkan graf menggunakan fungsi curve().
1. Untuk menghasilkan graf linear 5x + 5, di antara x=0 sehingga x=5, taipkan curve(5*x+5, 0, 5) dan kekunci Enter seperti berikut:

> curve(5*x+5, 0, 5) >

Satu tetingkap baharu akan muncul memaparkan graf seperti berikut:

2. Untuk menghasilkan graf x^2 di antara nilai x=-5 sehingga x=5, taipkan pada R Console curve(x^2, -5, 5) dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> curve(x^2, -5, 5) >

R akan memaparkan graf seperti berikut:

3. Untuk menghasilkan graf log(x) + sin(x) di antara nilai x=0 sehingga x=10, taipkan curve(log(x)+sin(x), 0, 10) dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> curve(log(x)+sin(x), 0, 10) >

R akan menghasilkan graf seperti berikut:

R Editor

R menyediakan satu editor untuk menyunting skrip. Untuk mengaktifkan R Editor, pada bar menu, klik pada File > New Script. Satu tetingkap R Editor akan muncul dan bilangan ikon pada bar ikon akan berkurang daripada lapan menjadi lima seperti paparan berikut:

Ikon yang disediakan ialah untuk membuka fail skrip, menyimpan skrip, melaksanakan arahan pada kursor atau pilihan arahan, menukar fokus kembali ke R Console dan mencetak skrip.

R Editor boleh digunakan untuk membantu pengguna lebih berkesan dalam memanfaatkan persekitaran antara muka garis perintah. Semua arahan-arahan yang telah ditaipkan kekal dalam tetingkap R Editor dan boleh digunakan semula. Kekunci anak panah ke kiri ← dan kanan →, kekunci Home, kekunci End, boleh digunakan untuk gerakkan kursor manakala kekunci Backspace, kekunci Insert dan kekunci Delete adalah untuk undur, selit dan padam.

Arahan-arahan atau data boleh disalin daripada mana-mana sumber seperti laman web, buku elektronik atau fail dokumen dan boleh ditampal ke dalam R Editor. Selain itu, skrip arahan yang disimpan boleh dilaksanakan secara kelompok di bawah R dan output daripada proses boleh disimpan di dalam satu fail lain.

Sebenarnya, untuk membuat suntingan skrip, pengguna boleh menggunakan apa juga penyunting teks mengikut kemahiran dan keselesaan masing-masing, tidak semestinya menggunakan R Editor yang disediakan itu.

Ruang Ingatan Kerja

Di antara amalan kerja yang baik dalam menggunakan R ialah dengan memastikan pemboleh ubah atau objek yang tidak digunakan lagi dihapuskan daripada ruang ingatan kerja R melalui fungsi remove() atau rm(). Untuk mengosongkan keseluruhannya ruang ingatan kerja R, gunakan fungsi rm(list = ls()).

1. Untuk melihat semua pemboleh ubah atau objek yang telah dicipta, taipkan ls() dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> ls() [1] "jumlah.pelajar" "Luas.bulatan.A" "pelajar.daftar" "peratus" >

2. Untuk menghapuskan semua pemboleh ubah yang telah dicipta dalam sesi ini, taipkan rm(list = ls()) dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> rm(list = ls()) >

3. Ulangi langkah 1 untuk melihat pemboleh ubah yang ada dalam ruang kerja ingatan R. Taipkan ls() dan tekan kekunci Enter seperti berikut:

> ls() character(0) >

Jika mesej yang dipaparkan ialah character(0), ini bermakna tidak ada apa-apa objek atau pemboleh ubah dalam ruang kerja ingatan R.

Menamatkan Sesi R

Untuk tamatkan sesi R, taip q() dan tekan kekunci Enter. Apabila tetingkap dialog Question muncul, klik pada butang No seperti berikut:

Tetingkap R akan ditutup. Tahniah kerana telah dapat selesaikan Sesi Amali 2!

Kesimpulan Sesi

Sesi ini telah bermula dengan memperkenalkan antara muka RGui dan menunjukkan bagaimana arahan-arahan dapat ditaipkan pada tetingkap R Console untuk dilaksanakan oleh R. Walaupun ada bar menu pada tetingkap RGui tetapi pilihan menu adalah untuk mengurus persekitaran kerja R di bawah MS Windows.

Melalui baris perintah, R boleh melaksanakan arahan-arahan yang ditaipkan atau yang ditampal secara interaktif, yang mana jawapan atau hasil output akan terus diberikan. Operasi aritmetik boleh dilakukan seperti sum() selain fungsi log() dan fungsi trigonometri seperti sin(), cos() dan tan().

R membenarkan pemboleh ubah skalar dicipta dengan nama-nama yang bermakna mengikut pengguna. pemboleh ubah vektor dicipta menggunakan fungsi c() dan boleh mengandungi lebih daripada satu elemen dan apabila dilaksanakan operasi, semua elemen terlibat. Ini menjadikan R fleksibel dari aspek pengolahan data. Carta dan graf boleh dihasilkan dengan mudah melalui fungsi-fungsi barplot() dan curve().

Arahan-arahan yang ditaipkan dalam sesuatu sesi R ada tersimpan dan boleh didapatkan semula dengan menekan kekunci anak panah ke atas ↑ dan ke bawah ↓. Kekunci anak panah ke kiri ← dan kanan →, kekunci Home, kekunci End, kekunci Backspace, kekunci Insert dan kekunci Delete, semuanya berfungsi seperti yang diharapkan. Oleh itu jika ada kesilapan dalam menaip atau arahan yang pernah digunakan ingin digunakan semula dengan sedikit perubahan, kesemua kekunci itu boleh digunakan untuk mengedit.

Untuk meningkatkan produktiviti dalam menggunakan baris perintah, R menyediakan editor teks untuk menghasilkan dan menyunting skrip arahan. Editor teks lain juga boleh digunakan mengikut keselesaan pengguna.


Perisian R, apabila dibuka, akan, secara automatik, memuat naik objek-objek daripada sesi sebelum ke dalam ruang ingatan kerja. Objek-objek dalam ruang ingatan kerja boleh disenaraikan menggunakan fungsi ls(). Semua objek itu boleh dihapuskan daripada ruang ingatan kerja dengan menggunakan fungsi rm(list=ls()). Pengguna akan diberi pilihan sama ada ingin menyimpan atau tidak, ruang ingatan kerja sesuatu sesi, sebelum R ditamatkan.