Product Design, Manufacturing & Innovation Resources

Lar » O DataFrame do R

O DataFrame do R

1990

John Chambers
Rick Becker
Allan Wilks

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

O data frame (`data.frame`) é a estrutura de dados fundamental em R para armazenar dados tabulares. Trata-se de uma lista de vetores de igual comprimento, onde cada vetor representa uma coluna e pode ser de um tipo de dado diferente (por exemplo, numérico, caractere, fator). Essa estrutura é onipresente em R para modelagem estatística e manipulação de dados, espelhando o formato retangular dos conjuntos de dados.

O data frame é indiscutivelmente a estrutura de dados mais importante em R. Ele foi projetado para representar fielmente o tipo de tabela de dados usada por estatísticos: observações nas linhas e variáveis nas colunas. Tecnicamente, um `data.frame` é uma lista onde cada elemento é um vetor representando uma coluna. Uma restrição fundamental é que todos esses vetores devem ter o mesmo comprimento, garantindo o formato retangular dos dados. No entanto, diferentemente de uma matriz, cada coluna pode ter um tipo de dado diferente. Por exemplo, uma coluna pode conter medidas numéricas, outra pode conter strings de caracteres (como nomes) e uma terceira pode conter fatores (variáveis categóricas).

This flexibility is crucial for real-world data analysis. Data frames have row and column names, making it easy to subset and reference data in an intuitive way (e.g., `my_data[,”age”]` or `my_data[5,]`). Many of R’s built-in functions, especially for statistics and plotting, are specifically designed to work with data frames as their primary input. The development of more efficient and user-friendly alternatives, like the `tibble` from the Tidyverse or the `data.table`, builds upon the foundational concept of the data frame, highlighting its central role in the R ecosystem.

Algoritmos, Aprendizado de máquina, Análise Estatística, Controle Estatístico de Processo (CEP), Design centrado no usuário

UNESCO Nomenclature: 1203

Ciência da Computação

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Fundamentais

Uso

Uso generalizado

Precursores

O conceito de arrays e matrizes em programação
Tabelas de dados estatísticos utilizadas na análise manual.
Estruturas de arquivos de dados de outros pacotes estatísticos, como SAS e SPSS.
A estrutura de dados de lista em linguagens do tipo Lisp

Aplicações

Armazenar e manipular conjuntos de dados para análise estatística.
Entrada para funções de modelagem como lm() para regressão linear.
manipulação e transformação de dados usando pacotes como o dplyr
Criando visualizações com ggplot2, que foi projetado em torno do conceito de data frame.

Patentes:

Ideias de Inovação Potencial

Devido ao tráfego de bots de coleta de dados, atualmente superior a 40 mil por dia, este conteúdo é reservado aos membros da comunidade.
> Login < ou > Registrar < (100% gratuito) para acessar isso, assim como todo o restante do conteúdo e das ferramentas restritas.

Relacionado a: data frame, R, estrutura de dados, dados tabulares, estatística, manipulação de dados, vetor, lista, tibble, data.table.

Contexto histórico

Programador de computador demonstrando o escopo lexical na linguagem de programação R.

Escopo léxico em R

R utiliza escopo léxico, um conceito herdado da linguagem Scheme. Isso significa que os valores das variáveis livres em uma função são resolvidos encontrando-os no ambiente onde a função foi definida, e não no ambiente onde ela é chamada. Isso torna o comportamento da função mais previsível e independente do contexto de chamada, uma característica fundamental da programação funcional.

Centro de dados que ilustra a tolerância a falhas bizantinas em sistemas de computação distribuídos.

Tolerância a falhas bizantinas (BFT)

BFT (acrônimo de Tolerância a Falhas Bizantinas) é uma propriedade de um sistema que permite que ele continue operando corretamente e alcance consenso mesmo que alguns de seus componentes falhem de maneiras arbitrárias e imprevisíveis, incluindo comportamentos maliciosos (falhas bizantinas). Essa é uma garantia muito mais forte do que tolerar falhas simples. Requer um mínimo de [latex]3f+1[/latex] componentes no total para tolerar [latex]f[/latex] componentes defeituosos e maliciosos.

Sistemas de armazenamento RAID em um data center moderno para aplicativos corporativos.

Armazenamento de dados RAID

RAID (acrônimo de Redundant Array of Independent Disks) é uma tecnologia de virtualização de armazenamento de dados que combina vários discos rígidos físicos em uma ou mais unidades lógicas para redundância de dados, melhoria de desempenho ou ambos. Diferentes níveis de RAID oferecem equilíbrios variados entre confiabilidade, disponibilidade, desempenho e capacidade. Por exemplo, o RAID 1 espelha os dados em dois discos, enquanto o RAID 5 distribui os dados e a paridade em pelo menos três discos.

O DataFrame do R

Ambiente de programação R com ferramentas de análise estatística e interface de codificação.

A linguagem de programação R

R é um ambiente de software livre para computação estatística e gráficos, e um dialeto da linguagem de programação S. Foi criado por Ross Ihaka e Robert Gentleman na Universidade de Auckland, Nova Zelândia. R é considerado uma implementação alternativa de S, com semântica derivada de Scheme, que introduziu recursos poderosos como escopo léxico, ausentes nas primeiras versões de S.

Estação de trabalho de computador com interface de programação R e gráficos estatísticos em engenharia de software.

A Rede Abrangente de Arquivos R (CRAN)

O CRAN é o repositório principal do software R, sua documentação e milhares de pacotes de extensão contribuídos por usuários. Trata-se de uma rede de servidores FTP e web ao redor do mundo que armazenam versões idênticas e atualizadas do código e da documentação do R. Esse sistema centralizado, porém distribuído, é fundamental para o ecossistema do R, garantindo fácil acesso e reprodutibilidade para usuários em todo o mundo.

Reunião de gerenciamento de projeto ágil com uma equipe diversificada em um escritório moderno.

Gestão Ágil de Projetos

A gestão ágil de projetos é uma abordagem iterativa para a entrega de um projeto ao longo de seu ciclo de vida. Ela divide grandes projetos em tarefas menores e gerenciáveis, concluídas em iterações curtas ou "sprints". Isso permite reavaliações frequentes, adaptação de planos e flexibilidade em resposta a mudanças. Prioriza a colaboração com o cliente, o software funcional e a capacidade de resposta a mudanças em detrimento de documentação abrangente e planos rígidos.

1980

1982-07-01

1988-06-01

1990

1993

1997-04-23

2001

1980

1986-01-01

1990

1993

1998

2010

Instrumento analítico de precisão em um laboratório para medir o limite de repetibilidade.

Limite de repetibilidade (estatísticas)

O limite de repetibilidade, r, é um valor crítico derivado do desvio padrão de repetibilidade (s_r). Ele representa a diferença absoluta máxima esperada entre dois resultados de testes individuais, obtidos sob condições de repetibilidade, com 95% de probabilidade. Geralmente é calculado como r = 2,8 × s_r. Se a diferença exceder r, os resultados são considerados suspeitos.

Programador trabalhando em uma estrutura de compilador de três estágios em um escritório de desenvolvimento de software.

A estrutura do compilador de três estágios

Um compilador moderno é tipicamente estruturado em três estágios: o front-end, o middle-end e o back-end. O front-end analisa o código-fonte, verifica sua correção e constrói uma representação intermediária (RI). O middle-end realiza otimizações nessa RI. O back-end, então, traduz a RI otimizada em código de máquina alvo para uma arquitetura de CPU específica.

Equipe de engenharia de software discutindo o Modelo Espiral em um ambiente de escritório moderno.

O Modelo Espiral (processo SW)

O Modelo Espiral é um modelo de processo de desenvolvimento de software orientado a riscos que combina elementos de prototipagem e do modelo em cascata. Trata-se de um tipo de desenvolvimento iterativo em que o projeto passa por quatro fases em cada iteração (espiral): determinar objetivos, identificar e resolver riscos, desenvolver e testar, e planejar a próxima iteração. Ele enfatiza a análise contínua de riscos.

Estatístico analisando dados de segurança de medicamentos usando análise de desproporcionalidade em um escritório moderno.

Detecção de sinais usando análise de desproporcionalidade

A detecção de sinais é o processo de identificar potenciais relações causais entre um medicamento e um evento adverso a partir de grandes conjuntos de dados, tipicamente sistemas de notificação espontânea. Utiliza métodos estatísticos, conhecidos como análise de desproporcionalidade, para encontrar combinações medicamento-evento relatadas com mais frequência do que o esperado. Uma medida comum é a Razão de Chances de Notificação (ROR, na sigla em inglês), um valor maior que um que sugere um sinal potencial que requer investigação adicional.

Engenheiro de software otimizando a compilação JIT em um espaço de trabalho moderno.

Compilação Just-In-Time (JIT)

A compilação just-in-time (JIT) é uma abordagem híbrida que combina características de compilação e interpretação. Em vez de compilar o código antecipadamente (AOT), um compilador JIT traduz o bytecode em código de máquina nativo em tempo de execução, imediatamente antes de sua execução. Isso permite otimizações dinâmicas baseadas no comportamento real em tempo de execução, muitas vezes melhorando o desempenho em comparação com a interpretação pura.

Laboratório de testes de usabilidade com participantes que avaliam interfaces digitais na interação humano-computador.

Os cinco componentes de usabilidade de Nielsen

Jakob Nielsen, um renomado consultor de usabilidade, principalmente nas áreas de interface do usuário e webdesign, definiu usabilidade por meio de cinco componentes de qualidade: Aprendizado (quão fácil é para os usuários realizar tarefas básicas na primeira vez?), Eficiência (quão rápido eles conseguem executar tarefas depois de aprendê-las?), Memorização (os usuários conseguem recuperar a proficiência após um período sem usar o recurso?), Erros (quantos erros os usuários cometem?) e Satisfação (quão agradável é usar o recurso?).

Laboratório de testes de usabilidade com usuários que avaliam aplicativos de software na interação humano-computador.

Definição de usabilidade da norma ISO 9241-11

A norma internacional ISO 9241-11 define usabilidade como "a extensão em que um produto pode ser usado por usuários específicos para atingir objetivos específicos com eficácia, eficiência e satisfação em um contexto de uso específico". Essa definição fornece uma estrutura para medir a usabilidade, dividindo-a em três componentes distintos e quantificáveis, indo além de avaliações puramente subjetivas.