همه چیز درباره زبان برنامه نویسی R - وبلاگ ساعت ورزشی

به گزارش وبلاگ ساعت ورزشی، در این مطلب به معرفی کامل زبان برنامه نویسی R می پردازیم؛ از دلایل یادگیری گرفته تا مزایا و معایب استفاده از این زبان، به طور مختصر توضیح داده خواهد شد.

در جهانی فناوری، زبان های برنامه نویسی زیادی هستند که در یک مطلب جداگانه، وب سایت هایی را که می توانید به یاری آن ها، فرایند یادگیری آن ها را شروع کنید معرفی نموده ایم. اما در این مطلب هدف این است که به معرفی یک مورد از آن ها بپردازیم؛ زبان برنامه نویسی R. یکی از محبوب ترین زبان های برنامه نویسی که علاقه مندان زیادی دارد و در جهانی علم و فناوری هم فوق العاده کاربردی است. اگر نام این زبان برنامه نویسی را شنیده اید اما آشنایی زیادی با چیستی، مزایا و معایب و… آن ندارید، پیشنهاد می گردد این مطلب را تا سرانجام دنبال کنید. در این مطلب، به 4 مورد زیر خواهیم پرداخت:

• زبان برنامه نویسی R چیست؟
• آیا می توان R را به راحتی آموخت و استفاده کرد؟
• آیا باید از زبان برنامه نویسی R استفاده کنیم؟
• مزایا و معایب زبان برنامه نویسی R

زبان برنامه نویسی R چیست؟

زبان برنامه نویسی R زبان و محیطی است برای محاسبات آماری و گرافیکی که شباهت زیادی به زبان قدیمی S دارد. البته R را باید نسخه متفاوتی از S دانست که تفاوت های زیادی با آن دارد اما در عین حال، از خیلی جهات مشابه آن هم هست. R از کتاب خانه های گسترده ای از انواع روش های آماری و شیوه های ترسیم نمودار بهره می برد. در واقع باید گفت این زبان، به عنوان یک زبان برنامه نویسی شناخته شده، در جامعه ای که به وسیله داده کاوی، یادگیری ماشین و تجزیه و تحلیل داده ها اداره می گردد، کاربرد رایجی پیدا نموده است. اما در میان تمام زبان های دیگر، چرا باید در R مهارت داشته باشید؟

در این زبان برنامه نویسی، کتاب خانه ها یا بسته های بسیار زیادی در دسترس قرار دارند که به شما یاری می نمایند انواع و اقسام محاسبات را به یاری آن بتوانید انجام دهید. به عنوان زبانی برای تجزیه و تحلیل داده ها، R با پیشرفت هایی که در زمینه یادگیری ماشین و تجسم داده ها اجرا شده کاملا همسو است. R در حال تبدیل شدن به زبان محاسباتی ایدئال برای جامعه برنامه نویسان است و در در صنایع مختلف، از بازاریابی گرفته تا بانکداری و توسعه دارویی استفاده می گردد. با ساده سازی تجزیه و تحلیل آماری مجموعه داده های بزرگ، R ویژگی های متعددی را ارائه می دهد که بعضی از آن ها عبارتند از:

• خوشه بندی
• تحلیل سری زمانی
• مدل سازی خطی و غیر خطی
• رابطی آسان در مقایسه با سایر زبان ها
• کتاب خانه ها و بسته های بسیار غنی که همچنان در حال توسعه هستند

زبان برنامه نویسی R که اکنون به یک زبان بسیار محبوب در جامعه برنامه نویسان فعال در زمینه محاسبات آماری و تجزیه و تحلیل داده ها تبدیل شده، به لطف متن باز بودن و بهره مندی زا یک IDE بسیار قدرتمند، کار را برای برنامه نویسان بسیار راحت تر نموده است. بعلاوه این زبان سازگاری فوق العاده ای با زبان های دیگر نظیر ++C، جاوا و پایتون دارد که این مورد سبب می گردد اگر ضعفی هم در زمینه ساختاری یا محاسباتی دارد، تا حد زیادی رفع گردد.

آیا می توان R را به راحتی آموخت و استفاده کرد؟

برای تحلیل داده ها، یادگیری زبان برنامه نویسی R رجحانن ابزار به حساب می آیند چرا که از آن به عنوان زبان جهانی محاسبات یاد می گردد. اما طبیعتا یادگیری آن کار ساده ای نخواهد بود. این موضوع به خصوص اگر یک برنامه نویس تازه کار باشید، بیشتر سختی خود را نشان می دهد چرا که R به دانش زمینه ای راجع به موارد مختلف احتیاجمند است. یادگیری ماشین، مدل سازی آماری و الگوریتم های مختلف، علومی هستند که یادگیری آن ها می تواند قبل از یادگیری یک زبان بسیار مفیدتر باشد تا اینکه بدون هیچ علمی بخواهید به سراغ این زبان نسبتا پیچیده بروید.

اگرچه یادگیری این زبان اکنون از قبل واقعا راحت تر شده است. این زبان می تواند با زبان های برنامه نویسی دیگر نظیر جاوا، پایتون و ++C ارتباط برقرار کند و حتی امکان انجام عملیات و تحلیل روی کلان داده ها را نیز به کاربر بدهد. این زبان در حال حاضر از بزرگ ترین مجموعه موجود کتابخانه ها و بسته های ضروری برای تجزیه و تحلیل آماری بهره می برد. با بیش از 18.500 بسته توزیعی (طبق آخرین آمار در سال 2022)، این زبان در بخش های تحلیلی مانند ژنتیک، امور اقتصادی، تصویربرداری پزشکی و علوم اجتماعی و… فوق العاده کاربردی شده است. بنابراین، اگر در پی یک تکنیک آماری هستید، R به احتمال زیاد بسته ای برای پیاده سازی آن در اختیار شما قرار خواهد داد. زمان هایی پیش می آید که می بینید تجسم داده ها در زبان های دیگر ممکن نیست و یا احتیاج به نوشتن کدهای طولانی دارد، اما اگر با R آشنایی داشته باشید می دانید که در آن فقط چند خط کد را اعمال می کنید اما نتیجه بسیار بهتری را هم دریافت می کنید. بیشتر این مزیت ها در ارائه جزئیاتی دقیق و کاربردی و نمودارهایی که از لحاظ گرافیک و جلوه بصری و البته دادن اطلاعات جامع و کامل، بی نظیر هستند، دیده می گردد.

البته زبان برنامه نویسی R خیلی پیچیده نیست اما این بدان معنا هم نیست که به سادگی می توانید آن را فرا بگیرید. شما در ابتدا باید یک سری مفاهیم پایه را بیاموزید که بتوانید به رجحانن شکل ممکن آن ها را فرا بگیرید. در نتیجه پیشنهاد می گردد در ابتدا به موارد یادشده در بالا تسلط پیدا کنید و سپس به سراغ یادگیری زبان R یا پایتون بروید. بی علت نیست شرکت هایی که عملکرد بسیار خوبی در این زمینه ها دارند نظیر مایکروسافت، تک کرانچ، گوگل و فیسبوک اکنون به شکلی گسترده از این زبان برنامه نویسی استفاده می نمایند. البته فیسبوک بیشتر از این زبان برای تحلیل کلان داده ها استفاده می نماید ولی گوگل بیشتر از این زبان در پردازش داده های کلانی که موتور جست و جوی آن در هر ثانیه فراوری می نماید و در زمینه تبلیغات و تحلیل داده هایی که در این بخش وجود دارند بهره می برد. در مایکروسافت هم استفاده از R در بخش های زیادی نظیر اقتصادی و بازاریابی و یا اعمال یادگیری ماشین روی داده ها صورت می گیرد.

زبان برنامه نویسی R علاوه بر این مزیت ها، عملکرد بسیار خوبی در زمینه اجرای عملیات موازی سازی دارد. این زبان اگرچه به خاطر استفاده از فقط یک هسته پردازشی مورد انتقاد قرار می گرفت اما اکنون به لطف تغییرات اجرا شده روی آن، امکان استفاده بسته ها و کتاب خانه ها و اجرای محاسبات به صورت موازی هم ایجاد شده که به کاربران این اجازه را می دهد تا عملیات را در هسته های مختلف پخش و آن ها را با سرعتی به مراتب بیشتر از قبل انجام دهند.

به طور کلی باید بگوییم این زبان برنامه نویسی از این جهت کاربردی است و در میان جامعه برنامه نویسی اهمیت پیدا نموده که برای آنالیز و تحلیل داده ها یک ابزار فوق العاده عالی به شمار میرود. تحلیل مدرن در یادگیری ماشین از جمله تحلیل خوشه بندی (Clustering)، تحلیل سری زمانی (Time-series analysis)، مدل سازی (Linear and Non-linear) و… از جمله فعالیت هایی هستند که یک برنامه نویس به لطف زبان برنامه نویسی R می تواند به سادگی و با سرعت بسیار بالایی انجام دهد.

آیا باید از زبان برنامه نویسی R استفاده کنیم؟

از آن جایی که این روزها هوش مصنوعی و یادگیری ماشین، به دو مقوله بسیار پرطرفدار و مهم در زندگی مردم تبدیل شده اند، یادگیری آن ها برای کسانی که در این حوزه ها فعالیت می نمایند به امری ضروری تبدیل شده است. زبان برنامه نویسی R در مقایسه با زبان های دیگر نظیر پایتون که فاقد ویژگی های ارتباطی است، از یک تعادل خوبی بین تجزیه و تحلیل داده ها بهره می برد. اگرچه یادگیری آن خیلی هم ساده نیست اما با توجه به اینکه امکانات و قابلیت های زیادی را هم در اختیار کاربران قرار می دهد، صرف وقت برای فراگیری آن در نهایت منطقی خواهد بود. از طرفی برای یادگیری این زبان احتیاج است تا در زمینه های مختلف که مهم ترین شان یادگیری ماشین است اطلاعات کافی کسب کنیم که خود این موضوع کارمان را برای انجام پروژه های مختلف آسان تر می نماید.

از طرفی روی آوردن شرکت های بزرگ و مطرح جهان به این زبان برنامه نویسی به خودی خود می تواند یک عامل انگیزه باشد برای کسانی که در پی یادگیری یک زبان برنامه نویسی خوب با بازار کار آینده دار هستند. بنابراین یادگیری زبان R با توجه به اینکه احتیاجمند مهارت های زیادی هم پیش از فرایند یادگیری است، در نهایت از یک کاربر، یک فرد خبره می سازد. هرچند در امر برنامه نویسی، تمرین و ممارست، بخشی از کارهایی هستند که در حرفه ای شدن تأثیر زیادی دارند. بنابراین صرفا یادگیری به معنای سرانجام کار نیست.

به خاطر داشته باشید علم داده مثل هر علم دیگری احتیاج به یک زبان مشترک برای برقراری ارتباط دارد. اگرچه روش های زیادی هم برای برقراری ارتباط وجود دارند اما به یک ابزاری احتیاج است که جامع، کامل و کاربردی باشد که تمام این موارد را می توان در R یافت.

مزایا و معایب زبان R

حالا که با کاربرد زبان R آشنا شده ایم، بهتر است به نقاط قوت و ضعف آن هم بپردازیم تا با شناخت بیشتری به یادگیری آن اقدام کنید. البته این را در نظر داشته باشید که هر زبان برنامه نویسی، نقاط ضعف و قوت خاص خود را دارد. نمی توان آن ها را بی نقص و یا پر از مشکل دانست. هر کدام از آن ها با توجه به حیطه کاری شما، مزایا و معایبی دارند که باید با آن ها کنار آمد. زبان R هم از این قاعده مستثنی نیست. از جمله مزایا و معایب زبان برنامه نویسی R می توان به موارد زیر اشاره نمود:

مزایا

• زبانی متن باز است: این یعنی امکان کار کردن با آن بدون احتیاج به مجوز و یا هزینه برای همه افراد فراهم است.
• از داده های مختلف به صورت کامل پشتیبانی می نماید: در این زبان امکان آنالیز و تجزیه و تحلیل هرگونه داده ای فراهم است. حتی این امکان وجود دارد که داده های غیر ساختاری را با داده های ساخت یافته و منظم تبدیل کنید و آن ها را مورد آنالیز قرار دهید.
• از تعداد زیادی کتاب خانه های کاربردی پشتیبانی می نماید: با این زبان برنامه نویسی، بیش از 10 هزار بسته در مخزن CRAN در اختیار شما قرار می گیرد که تعداد آن ها پیوسته بیشتر هم می گردد.
• امکان رسم نمودار باکیفیت و ارائه گزارش های دقیق: اگر ترسیم یک نمودار باکیفیت و دقیق برایتان اهمیت دارد، زبان R می تواند به رجحانن شکل ممکن این کار را برای شما انجام دهد. نمودارها هم در انواع و اقسام مختلفی قابل ترسیم و سفارشی سازی هستند. امکان تهیه گزارش های جامع و دقیق با این زبان برنامه نویسی وجود دارد. کاربر می تواند داده ها را با نمودار و کدهای مختلف ترکیب نموده و نتیجه را به صورت سند و با بالاترین اندازه جزئیات به نمایش بگذارد.
• سازگاری آن با زبان های دیگر بالاست: همانطور که در بالا گفته شد، این زبان امکان هماهنگی با زبان های دیگر نظیر جاوا، ++C، پایتون و C را داراست. به این صورت که شما می توانید برای کار روی مجموعه داده های بزرگ، با فناوری هایی نو برای پایگاه مانند Hadoop ارتباط برقرار نموده و از آن ها به عنوان منبع داده بهره ببرید.
• مستقل از سیستم عامل است: این زبان برنامه نویسی از سیستم عامل مستقل است. یعنی یک زبان چند سکویی به شمار میرود و می توان آن را در هر سیستم عاملی مورد استفاده قرار داد.
• امکان اجرای محاسبات آماری را می دهد: آمار و محاسبات آماری، علتی بوده که زبان R وجود دارد. بنابراین باید در این زمینه حرف های زیادی برای گفتن داشته باشد که دارد. R زبان بین المللی آمار و محاسبات به شمار میرود و در نتیجه بر بسیاری از زبان های برنامه نویسی دیگر در این زمینه رجحان دارد.
• یک زبان در حال رشد و تکامل است: R اگرچه یک زبان قدیمی است اما به لطف متن باز بودن، پیوسته در حال بهتر شدن است. هربار می بینیم که نسخه نوی از کتاب خانه های آن با قابلیت های نو به روزرسانی می شوند.

معایب

• زبان نسبتا پیچیده: در بالا هم اشاره نموده ایم که اگرچه R اکنون دیگر پیچیدگی سابق را ندارد اما یادگیری آن خیلی کار آسانی هم نیست. کسانی که سابقه برنامه نویسی ندارند، ابتدا باید مفاهیم پایه را به خوبی درک نموده باشند تا بتوانند به سراغ R بیایند در غیر این صورت این زبان برایشان نامفهوم خواهد بود.
• سرعت نسبتا پایین در اجرای عملیات: زبان R در مقایسه با بسیاری از زبان های دیگر، به شکل محسوسی در انجام عملیات کندتر است. اگرچه امکان پخش عملیات در سراسر هسته ها برای پردازش موازی وجود دارد اما در کل، R یک زبان کند به شمار میرود.
• تعداد بالای بسته های محاسباتی: مورد آخر را زمانی می توان یک مشکل در نظر گرفت که با بسته های موجود در R تسلط نداشته باشید. الگوریتم های این زبان در بسته های مختلفی پخش شده اند که اگر یک برنامه نویس اطلاع قبلی از آن ها نداشته باشد، به سختی می تواند الگوریتم ها را پیاده سازی کند.

نتیجه

R یک زبان برنامه نویسی عالی برای تحلیل داده به شمار میرود که امکانات و ابزارهای زیادی را برای انجام کارهای مختلف در اختیار کاربران قرار می دهد. اگرچه یک سری محدودیت ها نظیر سرعت پایین، پیچیده بودن و امنیت پایین دارد اما بسیاری از این ضعف ها به لطف متن باز بودن و هماهنگی بی نظیری که با سایر زبان ها دارد قابل حل هستند. بنابراین می توان از آن به عنوان یک زبان عالی در زمینه آمار، محاسبات و تجزیه و تحلیل داده ها یاد کرد.

منبع: Unstop ,GeeksForGeeks ,Guru99