00_mini_curso:start

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00_mini_curso:start [2020/09/23 20:09] – code adalardo00_mini_curso:start [2020/09/23 20:20] (atual) – link curso adalardo
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 +====== Mini Curso ======
 +{{:00_mini_curso:computer-frustration-mutual-cartoon.jpg?200  |}}
 +O objetivo desse mini-curso((criado por  --- //[[aleadalardo@gmail.com|Alexandre Adalardo de Oliveira]] 2015/10/05 // para o mini-curso da semana temática da biologia - IBUSP)) é apresentar aos alunos conceitos básicos sobre a linguagem e sua sintaxe.
 +Esse mini-curso foi estruturado para atividades de 8 horas, divididas em dois dias. O primeiro dia é centrado na lógica do ambiente de programação em linha de comando (CLI: Command Line Interface) e o segundo dia na utilização de ferramentas avançadas através da interface gráfica [[http://www.rcommander.com/|Rcommander]]. 
 +Em grande parte, o material aqui apresentado é um recorte do material contido no nosso wiki [[:start|EcoR]]
 +====== Professores ======
 +  *  //[[aleadalardo@gmail.com|Alexandre Adalardo de Oliveira]] //
 +
 +
 +<WRAP center round box 60%>
 +//**__Aula Relâmpago__**//
 +Há em nosso material algo que chamamos de [[01_curso_atual:aularelampago| Aula Relâmpago]] que é parte das atividades preparatórias do curso integral. Sugerimos que faça essa atividade após finalizar esse mini curso.
 +</WRAP>
 +====== O repositório ======
 +O ''CRAN (The Comprehensive R Archive Network)'' é o repositório oficial do R. Lá encontrarão todo o material necessário para utilizar essa ferramente de análise e apresentação gráfica de dados. Nossa primeira atividade é navegar nesse repositório:
 +  * digite ''R CRAN'' no google e encontre a página oficial do R;
 +  * leia o ''Task Views'' ((menu da barra à esquerda da página)) do '' Envirometrics'';
 +  * usar ''Search'' > ''Rseek'' buscar **'square root'** e **'pca'**;
 +  * em ''Packages'' buscar ''EcoVirtual'' e depois entrar na sua dependência ''RcmdrPlugin.EcoVirtual'' 
 +
 +
 +
 +
 +===== Sintaxe e operações básica no R =====
 +A sintaxe básica do R é:
 +
 +<WRAP center round box 100%>
 +**'' nomeobjeto <nowiki> <- </nowiki> nomedafuncao(argumento1, argumento2, argumento3, ...) ''**
 +</WRAP>
 +
 +Uma forma de ler essa linha de código é: estou atribundo ao objeto //**nomedoobjeto**// o resultado da função //**nomedafuncao**// com as seguintes configurações: ''argumento1'', ''argumento2'', ...
 +
 +Uma função executa uma tarefa ou conjunto de tarefas acopladas. Normalmente, mas não necessariamente, a função atua em um objeto de dados que é definido nos primeiros argumentos. Funções podem conter funções, rode o exemplo abaixo:
 +
 +<code rsplus>
 +## função para construir sequencias
 +seq(from=0, to =100, by=10)
 +
 +## para construir um gráfico!
 +plot(x=seq(from=0, to=100, by=10), y= seq(to=100, from =0, by=10)*5)
 +
 +## note que podemos usar funções dentro de funções para construir os argumentos!
 +</code>  
 +
 +A tradução do código acima é: 
 +
 +   - ''faça um sequencias de valores de 0 a 100 a intervalos regulares de 10 unidades'';
 +   - ''faça um gráfico onde os valores de x são uma sequência de valores que vão de 0 a 100 em intervalos de 10 e y é a mesma sequência onde cada valor foi multiplicado por 5''
 +
 +
 +A última linha de código acima pode ser desmembrado da seguinte forma, tendo a mesma //tradução//, ou seja executando a mesma tarefa:
 +
 +<code rsplus>
 +
 +meux <- seq(from=0, to=100, by=10)
 +meuy <- seq(to=100, from =0, by=10)*5
 +plot(x=meux, y=meuy, pch=16)
 +
 +</code>  
 +
 +Esse novo código podemos traduzir como: criar o ojbeto ''meux'' com uma sequência de valores de 0 a 100 com intervalos de 10; criar o objeto ''meuy'' com uma sequência de valores iguais a anterior multiplicado por 5; em seguida faça um gráfico com os valores de ''meux'' no eixo x e ''meuy'' no eixo y, representados no gráfico pelo simbolo 16 (circulo preenchido). 
 +
 +Para a inclusão dos argumentos na função há duas maneiras que podem ser combinadas:
 +
 +  * colocar o nome dos argumentos, como feito acima;
 +  * usar os argumentos na ordem definida na função sem indicar o nome;
 +
 +<code rsplus>
 +plot(meux, meuy)
 +</code>
 +
 +  * usar ambos critérios:
 +
 +<code rsplus>
 +
 +plot(meux, pch=16, y = meuy)
 +
 +</code> 
 +Note que no último caso os argumentos nomeados não precisam estar na ordem definida na documentação da função. Sim, você deve estar perguntando ''** Como raios vou saber a sequência dos argumentos de uma função **''. Simples **''OLHE O HELP''** 
 +
 +
 +<WRAP center round important 60%>
 +**__UM ERRO COMUM__**
 +
 +Quando chamamos um função sem incluir o parênteses o que temos como resultado é que o R mostra o código da função, que nada mais é que um texto.
 +Digite ''ls'' no console do R! O que aparece é o código da função ''ls()''
 +
 +</WRAP>
 +
 +==== Atribuições ====
 +
 +Um conceito importante é o de atribuir o resultado de uma operação a um objeto. Para isso é necessário utilizar os símbolos de atribuição '' = '' ou  ''<nowiki> <- </nowiki>''. Retorne ao tópico acima e tente reconhecer quando um resultado de uma operação foi atribuído a um objeto e quando foi apenas retornado no console do R. **__Essa diferença é importante!__**
 +
 +
 +
 +
 +
 +
 +===== O que devo salvar? =====
 +
 +Os usuários de programas padrões (editor de texto, planilhas eletrônicas, pacotes estatísticos) normalmente estão preocupados em salvar sua sessão de trabalho a todo momento com receio de perder algo. Para o bom usuário    
 +do {{:rlogo.jpg?20|R}} a sessão de trabalho no R não é o mais importante. Como trabalhamos no ''código'' ou ''script'' associado ao R e não diretamente nele, o código contém toda a sequencia de comandos que foram utilizados e portanto todo o nosso trabalho. O que o bom usuário do R deve se preocupar é em //**__salvar o código e os dados__**//. É só o que precisamos para reproduzir todo o trabalho de manipulação, análise e visualização de resultados.  
 +----
 +
 +{{page>02_tutoriais:tutorial1:start#O Código é Tudo!}} 
 +
 +----
 +<WRAP center round box 100%>
 +Você já aprendeu que ''**__o código é tudo!__**'', mas ''**__o código comentado é ainda melhor!__**''. Um ótimo hábito para quem está programando é comentar as linhas de códigos. Para iniciantes é interessante comentar todos os comandos, ajuda a fixar o que foi feito e ajuda muito quando estiver procurando algo que já fez parecido um dia. Para comentar linhas ou parte do código utilize o simbolo ''#'' como exemplificado no código abaixo:
 +
 +<code rsplus>
 +#####################
 +## Código da primeira aula do mini-curso R 2015
 +#####################
 +##Tutorial
 +area <- c(303, 379, 961, 295, 332, 47,  122, 11, 53, 2749) # criando objeto com as áreas dos fragmentos
 +riqueza <- c(3, 10, 20, 7, 8, 4, 8, 3, 5, 23) # criando objeto com as riquezas associadas
 +area   # mostra os dados do objeto area criado acima
 +riqueza # mostra os dados do objeto riqueza criado acima
 +summary(area)  # cria um resumo dos dados contidos no objeto area
 +summary(riqueza)    # cria um resumo dos dados contidos no objeto riqueza
 +mean(x=area)     # calcula a média dos dados de area
 +varea <- var(area)  # calcula a variância dos dados de area e guarda no objeto varea
 +varea    # mostra a variância calculada acima
 +sqrt(varea)   # calcula a raiz quadrada do objeto varea 
 +sd(x=area)    # calcula o desvio padrão dos valores que estão no objeto area
 +plot(x=area, y=riqueza, xlab="Area (ha)", ylab="Número de Espécies")  # faz um gráfico do riqueza por área
 +
 +## Fim!
 +</code> 
 +
 +    
 +</WRAP>
 +
 +----
 +
 +{{page>02_tutoriais:tutorial1:start#A Melhor Maneira de Executar o R no Windows}}
 +
 +----
 +===== Socorro =====
 +A primeira resposta ao aluno que perguntar algo é: ''**__Você olhou a documentação do help?__**''. O usuário do R adora mostrar o que sabe e ajudar os iniciantes, mas isso não é o melhor caminho para aprender. Queremos ajudá-lo a resolver os problemas quando encontrá-los e para isso vamos indicar os caminhos e cabe ao aluno exercitá-los. 
 +A documentação do R, em um primeiro momento, é árida e muitas vezes difícil de entender. Leia com atenção, as respostas estão lá! Entretanto, é preciso familiaridade com a terminologia e um pouco de intimidade com a linguagem. Isso, só se adquire praticando! 
 +
 +Crie o bom hábito de ler a documentação de todas as funções que utilizar, ''**__SEMPRE LEIA O HELP!__**''
 +
 + 
 +  
 +==== help ====
 +
 +Vamos olhar a documentação das funções que usamos acima. Há dois jeitos de fazê-lo, usando a função ''help("nomedafunção")'' ou o atalho ''?"nomedafunção"''
 +
 +<code rsplus>
 +help(c)
 +## a função c é uma das mais usadas, serve para concatenar valores em um objeto. 
 +
 +?source
 +
 +</code>
 +
 +<WRAP center round box 60%>
 +**__Encontrando as funções__**
 +
 +Para acessar o help é necessário saber o nome da função. Caso não tenha ideia do nome de uma função básica, por exemplo, a raiz quadrada, a melhor opção é usar o [[https://docs.google.com/viewer?url=http%3A%2F%2Fcran.r-project.org%2Fdoc%2Fcontrib%2FShort-refcard.pdf|RCard]] (R Reference Card), a segunda é buscar no google, como a letra ''R'' é pouco informativa use combinada com '' "R language" '' ou '' "R CRAN" ''
 +
 +</WRAP>
 +==== help.start ====
 +
 +A função help.start abre a página de help do programa no seu navegador. Nela encontrará toda a documentação que é instalada junto com o R, além das funções dos pacotes que  foram instalados na sua máquina. 
 +Para inicia-lo digite 
 +
 +<code rsplus>
 +## abrindo a ajuda do R no navegador
 +help.start()
 +
 +</code>
 +
 +<WRAP center round box 60%>
 +**__Atividade__**
 +
 +  * Procure pelo pacote ''graphics'' e entre nos tópicos ''graphics-package'' e ''plot'';
 +  * Procure o pacote ''sudoku'';
 +  * Vá no site do CRAN e 
 +
 +</WRAP>
 +
 +===== Instalando e carregando pacotes =====
 +
 +Existem mais de 7 mil pacotes no R-CRAN, Você já viu como buscá-los no repositório. Agora vamos entender dois conceitos básico na linguagem que muita gente confude: ''instalar'' e ''carregar''.
 +Para usar as ferramentas (geralmente ''funções'') de um pacote é preciso antes que ele esteja no seu computador instalado. Para isso usamos a função ''install.packages()''. Para usar um pacote instalado é necessário carregá-lo na sua sessão do R usando a função ''library()''.
 + 
 +{{page>:03_apostila:02-entrada#pacotes}}
 +
 +----
 +
 +
 +
 +
 +===== Operações Matemáticas =====
 +As operações matemáticas simples são apresentadas abaixo, reproduza os comandos para se familiarizar com o código:
 +<code rsplus>
 +4+5
 +4*5
 +2/4
 +2^4
 +</code>
 +
 +As regras de precedência são as mesmas da aritmética básica:
 +
 +<code rsplus>
 +2 + 4 * 5
 +(2 + 4) * 5
 +2 + 2^2 * 5
 +(2 + 2)^2 * 5
 +
 +## tente fazer a operação abaixo em uma calculadora!!
 +
 +1 - (1 + 10^(-15))
 +</code>
 +
 +==== Operações matemáticas comuns ====
 +
 +<code rsplus>
 +
 +sqrt(9)   # Raiz Quadrada
 +abs(-1)  # Módulo ou valor absoluto
 +abs(1)
 +log(10)   # Logaritmo natural ou neperiano
 +log(10, base = 10) # Logaritmo base 10
 +log10(10)   # Também logaritmo de base 10
 +log(10, base = 3.4076) # Logaritmo base 3.4076
 +exp(1)       # Exponencial
 +
 +</code>
 +
 +{{page> 02_tutoriais:tutorial2:start#operacoes_com_vetores}}
 +
 +----
 +
 +===== Gerando dados =====
 +Vimos que a função ''c()'' serve para concatenar valores em um objeto. Vamos usá-la para gerar alguns objetos e introduzir a função ''ls()'' que lista todos os objetos criados na nossa sessão até o momento:
 +
 +<code rsplus>
 +A1 <- c(1,2,3)
 +A2 <- c(10,20,30)
 +b <- c(A1,A2)
 +ls()
 +</code>
 +
 +Consulte a página de ajuda da função ls:
 +
 +<code rsplus>
 +help(ls)
 +</code>
 +
 +Onde você verá a explicação para o argumento ''pattern''. Execute, então, este comando:
 +<code rsplus>
 +ls(pattern="A")
 +</code>
 +
 +Para mudar os nomes de objetos e apagar os antigos, experimente:
 +<code rsplus>
 +a.1 <- A1
 +a.2 <- A2
 +ls()
 +rm( list=c("A1","A2") )
 +ls()
 +</code>
 +Que tem o mesmo efeito de:
 +<code rsplus>
 +rm(list=ls(pattern="A"))
 +</code>
 +Ou de 
 +<code rsplus>
 +rm(A1,A2)
 +</code>
 +Verifique!
 +
 +==== Criando sequencias de valores ====
 +
 +Uma das vantagens da linguagem R é que ela opera em vectores, como vimos acima nas funções matemáticas. Para gerar sequencias de valores podemos usar o ''c()'', mas existem outras funções básicas para agilizar a geração de sequências. Execute as linhas de código abaixo e veja a documentação relacionada a cada função:
 +
 +<code rsplus>
 +
 +1:10
 +(1:10) * 10
 +
 +seq(from=0, to=100, by=10)
 +seq(from=0, to=100, len=10)
 +
 +rep("A", times=10)
 +rep(c("A", "B", "C"), times=10)
 +rep(c("A", "B", "C"), each=10)
 +
 +## nao criamos nenhum objeto até agora!
 +## vamos guardar a próxima sequência em um objeto:
 +
 +seqABC <- rep(c("A", "B", "C"), times=c(2,3,5))
 +seqABC
 +
 +paste(seqABC, 1:4, sep="_")
 +
 +</code>
 +Entendeu essa última função? Veja a documentação do ''paste()''.
 +
 +
 +==== Lógica vetorial ====
 +Vetores são a estrutura básica do R, procure sempre raciocinar em vetores e operações vetorias. Por exemplo, para calcular 2 elevado a expoentes de 0 a 10, a lógica de operação escalar é :
 +<code rsplus>
 +2^0
 +2^1
 +2^2 
 +2^3
 +...
 +</code>
 +
 +A lógica da operação vetorial é:
 +
 +<code rsplus>
 +2^(0:10)
 +</code> 
 +ou 
 +<code rsplus>
 +2^seq(from=0,to=10, by=1)
 +</code> 
 +
 +----
 +
 +===== Tipos de vetores =====
 +
 +Já fizemos vetores de duas naturezas: numéricos e caracteres. A diferença entre os dois é que o numérico podemos operar matematicamente, caracteres apenas manipular com funções específicas para isso. 
 +Veja o código abaixo e veja se entende o que acontece:
 +
 +{{page> 02_tutoriais:tutorial1:start#classes_date}}
 +  
 +
 +
 +numbers, integers, characters & as.Date
 +{{page>bie5782/doku.php?id=02_tutoriais:tutorial1:start#niveis_de_fatores}}
 +
 +
 +===== Além dos vetores =====
 +
 +Além dos vetores, outros tipos de objetos são muito utilizados no R, os mais importantes são: (1) matrizes; (2) data frames e (3) listas. As funções para criar esses objetos são: ''matrix()'', ''data.frame()'' e ''list()''. Matrizes e data frames são estruturas retangulares de dados, a diferença entre elas é que matriz só recebe um tipo de natureza de dados (números, caracteres, ou vetor lógico que veremos mais a frente). A lista pode acomodar qualquer natureza de dados em diferentes formas.
 +
 +
 +
 +Veja o código abaixo para entender esses objetos:
 +
 +<code rsplus>
 +a=1:5
 +a
 +b=factor(rep(c("a","b","c"), each=3))
 +b
 +c=data.frame(sec=c("XIX", "XX", "XXI"),inicio=c(1801,1901,2001))
 +c
 +d = matrix(round(runif(36,0,6)),ncol=8)
 +d
 +minha.lista = list(um.vetor=a, um.fator=b, um.data.frame=c, uma.matriz= d)
 +minha.lista
 +</code>
 +
 +
 +----
 +
 +===== Atributos dos objetos =====
 +Os objetos possuem atributos, dois deles já vimos: (1) a classe a que pertence e (2) a natureza das variáveis que o compõem.
 +
 +==== Estrutura de um objeto ====
 +Essa é uma das funções mais importantes para diagnosticar um objeto. Fornece informações importantes sobre sua estruturação. Antes de rodar o código abaixo, verifique se os objetos estão na sua área de trabalho.
 +
 +
 +<code rsplus>
 +## verficando se quais objetos estão presentes na área de trabalho:
 +
 +ls()
 +
 +## verificando a estrutura dos objetos
 +
 +str(minha.lista)
 +str(minha.lista$um.data.frame)
 +str(d)
 +
 +</code>
 +
 +
 +
 +
 +==== Dimensões de um objeto ====
 +
 +As dimensões de um objeto são um atributo importante. Nos indica quanta informação está contida e como esta estruturada. Ela é fornecida pela ''str()'', mas pode ser acessada pelas funções ''length()'' e ''dim()''.
 +
 +<code rsplus>
 +
 +length(b)
 +length(minha.lista)
 +dim(minha.lista$um.data.frame)
 +
 +
 +</code> 
 +
 +
 +
 +----
 +
 +===== Extraindo e Modificando =====
 +
 +
 +Para modificar algum elemento de um objeto, use a lógica //**__visualizar & modificar__**//. Primeiro visualize o elemento, certificando-se que é ele que deseja modificar ou remover. O mesmo código para visualizar é utilizado em associação à atribuição ('' =  < - '') para modificar o elemento desejado. 
 +
 +==== Indexadores ====
 +O indexadores definem a posição de um elemento em um objeto e a forma de usá-los depende da classe de objeto que pretende manipular.
 +
 +<code rsplus>
 +
 +########################
 +## Indexacao "[]" &  "$"
 +########################
 +x=LETTERS[1:6]
 +x
 +x[1]
 +x[1:3]
 +x[c(1,1,3,5)]
 +x[-2]
 +x[-c(2,4)]
 +
 +### INDEXAÇÃO COM LÓGICA #####
 +ALTURA=c(1.85, 1.78, 1.92, 1.63, 1.81, 1.55)
 +ALTURA
 +SEXO = factor(rep(c("M","F"),each=3))
 +SEXO
 +PESO <- c(80, 100, 115,  70,  65,  50)
 +PESO
 +
 +## OPERAÇÕES LÓGICAS
 +ALTURA >= 1.8
 +SEXO=="M"
 +
 +homens.altos <- (ALTURA > 1.8) & (SEXO=="M")
 +homens.altos
 +
 +PESO[homens.altos]
 +
 +
 +### ALTERANDO SUCONJUNTOS ######
 +
 +ALTURA
 +ALTURA > 1.8
 +ALTURA[ALTURA > 1.80]
 +ALTURA[ALTURA > 1.80] <- c(1.86, 1.93, 1.82)
 +ALTURA
 +
 +### CRIANDO UM DATA FRAME ######
 +
 +pessoas <- data.frame(alt = ALTURA, sex = SEXO) 
 +pessoas
 +pessoas$peso
 +pessoas$peso <- c(80, 100, 115,  70,  65,  50)
 +pessoas
 +pessoas$peso[2]
 +pessoas[2, 3]
 +pessoas[, "sex"]
 +pessoas[c(1, 4, 5), "alt"]
 +
 +</code>
 +
 +----
 +===== Lendo dados e salvando resultados =====
 +
 +==== read.table ====
 +A melhor forma de ler um arquivo de dados é tranformá-lo em arquivo texto onde os campos são separados por algum caractere, o mais comum é virgula e ponto-virgula (''.csv''); ou tabulação (''.txt''). Um cuidado que precisamos ter ao ler arquivos é com relação ao simbolo de decimal. Em português, usamos a ''virgula'', o que pode confundir com a separação de caractere do arquivo ''.csv'' e portanto precisa ser informado à função ''read.table''.
 +
 +Veja os principais opções de argumentos da função read.table:
 +
 +^ argumento ^ estado ^  significado ^
 +|header| TRUE | primeira linha é nome das variáveis|
 +| sep | "\t" | separador tabulação|
 +| sep | " " | separador  espaço|
 +| sep | ";" | separador ponto-virgula| 
 +| dec | "." | simbolo ponto|
 +| dec | "," | simbolo vírgula| 
 +|as.is | TRUE | não transforma variável em fator|
 +
 +<WRAP center round box 60%>
 +**__Exercício__**
 +  * Salve o arquivo [[dados:dados-galhadores]] no seu diretório de trabalho;
 +  * Abra-o no Excel;
 +  * Salve como texto, separado por tabulação;
 +  * Leia o arquivo com ''read.table'' e guarde no objeto ''galha'';
 +  * Verifique se a estrutura de ''galha'' está correta.
 +</WRAP>
 + 
 +==== Salvando dados ====
 +Para salvar um conjunto de dados há dois formatos básicos no R. Podemos salvar o arquivo como texto, usando a função ''write.table'' ou como arquivo de dados do R usando a função ''save''. Esse último tem o formato ''.RData'' e a desvantagem de não poder se lido em outro programa. A vantagem do ''.RData'' é que pode guardar estruturas complexas de de dados e resultados, inclusive salvar todos os objetos de uma área de trabalho.
 +
 +<WRAP center round box 60%>
 +**__Exercício__**
 +
 +  * Verifique os objetos presentes na sua área de trabalho usando a função ''ls()'';
 +  * Confirme que há o objeto chamado ''pessoas'', caso não haja retorne ao tópico [[00_mini_curso:start#extraindo_e_modificando]] para recriá-lo;
 +  * salve o objeto com a função ''save'', consulte o help para entender os argumentos:
 +<code rsplus>
 +save(pessoas, file="pessoas.RData")
 +</code>
 +  * tente abrir o aquivo criado
 +  * faça o mesmo usando o ''write.table'' e crie o arquivo ''pessoas.csv'', separado por tabulação e sem nome de linhas ((veja o help!))
 +  * abra esse arquivo no Excel
 +
 +</WRAP>
 +
 +
 + 
 +
 +==== save.image ====
 +Para salvar todos os objetos de sua área de trabalho, use a função ''save.image''. 
 +
 +  * salve seu código do script no arquivo ''codeAula1.r''; 
 +  * salve todos os objetos da sua área de trabalho no arquivo ''minicurso1.RData'';
 +  * * remova todos os objetos da sua área de trabalho;
 +<code rsplus>
 +rm(list = ls())
 +</code>
 +  * feche o R;
 +  * abra o R pelo arquivo criado acima ''minicurso.RData'';
 +  * verifique que objetos existem na área de trabalho;
 +  * feche novamente o R;
 +  * abra o seu script ''codeAula1.r'' em uma sessão vazia do R;
 +  * rode todo o script acima na sessão do R;
 +  * verifique os objetos da sua área de trabalho;
 +
 +
 +----
 +
 +
 +===== Não se perca! =====
 +
 +{{:00_mini_curso:i-am-lost.jpg?500|}}
 +
 +
 +<wrap em>
 + Respire fundo! 
 +\\
 + Sabemos que é muita coisa para aprender no mesmo dia.
 +\\
 +É preciso praticar!
 +
 +</wrap>
 +
 +<WRAP center round tip 60%>
 +Cada um dos tópicos que vimos até aqui está explicado em mais detalhes no material do curso. Para cada um deles temos um tutorial, um capítulo da apostila online e um série de exercícios. Uma boa estratégia é  estudar os tópicos utilizando a sequência: tutorial, apostila e exercício!
 +</WRAP>
 +
 +Vamos revisar alguns conceitos visto até agora. Agora é com o professor! 
 +===== Manipulando dados =====
 +==== Funções para usar funções ====
 +Uma maneira inteligente de usar o R é automatizar tarefas usando as funções que executam outras funções nos dados, dependendo da classe do objeto. A família de funções ''apply'' opera dessa forma. Vamos testá-la, usando o data frame ''pessoas''. 
 +Siga o script abaixo tentando entender cada passo, comente seu código, além dos comentários já incluídos para lembrar do que as funções fazem. Lembre-se **sempre olhe a documentação das funções no ** ''help''.
 +
 +<code rsplus>
 +#################
 +## familia apply
 +#################
 +
 +ls()
 +str(pessoas)
 +
 +#altura media  por sexo
 +tapply(X = pessoas$alt, INDEX= pessoas$sex, FUN= mean)
 +tapply(X = pessoas$alt, INDEX= pessoas$sex, FUN= sd)
 +## quantos homens e mulheres?
 +table(pessoas$sex)
 +table(pessoas$sex, pessoas$alt>1.70)
 +## qual a media de altura e peso (independente do sexo)
 +apply(pessoas[,c(1,3)], 2, mean)
 +
 +## e essa ultima?
 +aggregate(x = pessoas[,c(1,3)], by = list(pessoas$sex), FUN = mean)
 +## veja o help da funcao
 +</code>
 +
 +----
 +----
 +===== Gráficos =====
 +O R é muito bom para fazer gráficos, aqui vamos apresentar algumas funcionalidade do pacote básico ''graphics''. Existem outros pacotes que produzem gráficos mais refinados por padrão, porém, quase tudo pode ser feito apenas com as funções do pacote gráfico. Três conceitos são importantes para controlar e formatar o seu gráfico: ''funções de alto nível'', ''funções subordinadas'' e ''parâmetros gráficos'' .
 +Existem várias opções de pacotes para a elaboração de gráficos no R. Aqui vamos apresentar a lógica do pacote ''graphics'' que é carregado automaticamente na sessão do R. Outros pacotes como ''grid'', ''latice'' e ''ggplot2'' estão presentes na distribuição de instalação do R, mas não são carregados automaticamente. Apesar de ser um pacote de funções básicas é possível fazer gráficos muito elaborados apenas usando as ferramentas contidas no ''graphics''.  
 +Três elementos são importantes para entender a lógica do ''graphics'': (1) funções de alto nível; (2) funções subordinadas e (3) parâmetros graficos.
 +
 +
 +==== Funções de alto nível ====
 +As funções de auto nível são responsáveis pela estruturação básica de um gráfico, abrem o dispositivo de apresentação (a janela gráfica) e constroem os elementos básicos do gráfico. As funções subordinadas incluem elementos em um gráfico ativo. Veja a diferença rodando o código abaixo:
 +
 +<code rsplus>
 +#############################
 +## graficos
 +## funcoes de alto nivel: abrem o dispositivo de tela 
 +example(plot)
 +example(contour)
 +example(hclust)
 +### demos
 +demo(image)
 +demo(persp)
 +#########################
 +## funcoes subordinadas
 +example(points)
 +example(segments)
 +example(rect)
 +example(axis)
 +example(colors)
 +####################
 +</code>
 +
 +----
 +
 +==== Parâmetros do dispositivo gráficos ====
 +Os parâmetros do dispositivo gráfico por sua vez muda a estrutura do dispositivo gráfico antes de abrí-lo. Deve ser usado antes rodar uma função gráfica de alto nível. Para interagir com os parâmetros gráficos utilizamos a função ''par()''. 
 +Veja o help dessa função:
 +<code rsplus>
 +
 +?par
 +
 +</code> 
 +==== UM GRÁFICO ====
 +Vamos usar o código de um gráfico ((autoria de Cristina Banks)) para entender como elaborar um gráfico no R. Primeiro, vamos mudar os parâmetros do gráfico antes de iniciar, mudamos cada parâmetro em um linha para que possa buscar no help informações para  entender o que o parâmetro significa e completar os comentários em cada linha.
 +
 +<code rsplus>
 +########## dados ####################
 +riqueza <- c(15,18,22,24,25,30,31,34,37,39,41,45)
 +area <- c(2,4.5,6,10,30,34,50,56,60,77.5,80,85)
 +box <- c(10,13,12,14,15,12,14,15,20,23,22,21,26,27,28,25)
 +z <- c(50,42,33,29,25,19,17,15,10,11,8,9)
 +samples <- rep(1:4,each=4)
 +model <- lm(riqueza~area)
 +model1 <- glm(z~area, poisson)
 +######################################
 +# mudando parametros do grafico
 +par(mfrow=c(2,1)) # divide o dispositivo grafico em paineis: duas linhas e uma coluna
 +par(mar=c(3,5,2,2)) # complete aqui o que esse comando significa
 +par(cex.axis=1.3) # ... 
 +par(cex.lab=1.5) # ...
 +par(family="serif") # ...
 +par(las=1) # ...
 +par(tcl=0.3) # ...
 +par(mgp=c(2,0.3,0)) # ...
 +par(bty="u") # ...
 +</code>
 +
 +
 +Siga fazendo o gráfico utilizando o código abaixo procurando entender cada função e argumento utilizado.
 +Comente as linhas.
 +
 +<code rsplus>
 +plot(riqueza~area, xlab="Area (ha)", ylab="Riqueza de especies\n de aves", cex=1.5, pch=16,  ylim=c(8, 50), xaxp=c(0,100,4), col="firebrick3")
 +text(10,50, "a", cex=1.8)
 +abline(model, lwd=1.5,col="firebrick3")
 +#par(new=TRUE)
 +points(z~area, cex=1.5, pch=17, col="mediumblue")  
 +axis(4)
 +xv<-seq(0,100,0.2)
 +yv<-exp(predict(model1,list(area=xv)))
 +lines(xv,yv, lwd=1.5, lty=2, col="mediumblue")
 +</code>
 +
 +=== Interação com o gráfico ===
 +Algumas ((poucas no pacote ''graphics'')) funções são interativas. A funcao ''locator'' retorna as coordenadas cartesianas da posição do cursor do mouse quando o botão é apertado. Note que o R fica esperando que esse evento ocorra e ele deve acontecer no painel ativo da janela gráfica no espaço entre os eixos x e y.
 +Vamos utilizá-la para colocar uma legenda na janela ativa do gráfico.
 +
 +<code rsplus>
 +
 +xy <- locator(1)
 +
 +## clique em uma posicao no espaco entre os  eixos x e y do painel ativo
 +
 +legend(xy, legend=c("sub-bosque", "matriz"), pch=c(16, 17), col=c("firebrick3","mediumblue") , bty="n")
 +
 +</code>
 +
 +Vamos continuar o gráfico, agora passando para o segundo painel da janela. Isso ocorre automaticamente quando utilizarmos uma função de auto nível. Antes disso, vamos mudar os parâmetros desse novo painel usando a função ''par''. 
 +<WRAP center round important 60%>
 +**__Comente o código__**
 +Para fixar e facilitar quando estiver procurando algum dos comandos utilizados nessa atividade para a construção do seu próprio gráfico, comente as linhas de código! 
 +
 +</WRAP>
 +
 +<code rsplus>
 +par(mar=c(5,5,0.5,2))
 +par(bty="l")
 +boxplot(box~samples,names= c("", "", "", ""),col="grey")
 +mtext(c("Tipo 1", "Tipo 2", "Tipo 3", "Tipo 4"),side= 1,cex=1.3,line=0.3,at=c(1,2,3,4))
 +mtext("Diversidade genética", side=2, cex=1.5, line=2.5, las=0)
 +mtext("Morfotipo", side=1, cex=1.7, line=3)
 +text(0.7,28, "b", cex=1.8)
 +
 +</code> 
 +
 +
 +
 +----
 +----
 +
 +===== Modelos Lineares =====
 +
 +<code rsplus>
 +
 +############################
 +##### lm() ANOVA
 +############################
 +## dados
 +## producao agricula em diferentes tipos de solo
 +are=c(6,10,8,6,14,17,9,11,7,11) # solo arenoso
 +arg=c(17,15,3,11,14,12,12,8,10,13) # solo argiloso
 +hum=c(13,16,9,12,15,16,17,13,18,14) # solo humico
 +planta=c(are,arg,hum) # juntando os dados
 +#### criando um fator que representa os solos ###
 +fator.solo=as.factor(rep(c("are", "arg", "hum"),each=10))
 +############################
 +aov.solo<-aov(planta~fator.solo) # funcao para fazer uma anova (aov)
 +summary(aov.solo)
 +### mesmo modelo usando o lm()
 +lm.solo<-lm(planta~fator.solo)
 +summary(lm.solo)
 +anova(lm.solo) ## funcao para calcular a tabela de anova do modelo
 +##################################
 +##### regressao linear
 +##################################
 +library(MASS) # carrega o pacote MASS
 +data(Animals) # ativa os dado Animals do pacote MASS
 +str(Animals) # 28 observacoes de tamanho do corpo e peso do cerebro de diferentes animais
 +plot(brain~body,data=Animals)
 +## parece nao haver relacao!
 +plot(brain~body,data=Animals, log="xy")
 +## agora sim! 
 +plot(log(brain) ~ log(body), data = Animals)
 +### criando um modelo de log(brain) ~ log(body)
 +anim.m1 <- lm(log(brain)~log(body),data=Animals)
 +## colocando a linha do modelo no grafico dos dados
 +abline(anim.m1, col="red")
 +## resultados do modelo
 +summary(anim.m1)
 +
 +</code>
 +