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mooc-rr
Commit f6409023 authored by 4d52d6ae01a66c6c65b5830dea97c51d's avatar 4d52d6ae01a66c6c65b5830dea97c51d
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Replace exercice_R_fr.org

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module3/exo3/exercice_R_fr.org
View file @ f6409023
#+TITLE: Votre titre
#+AUTHOR: Votre nom
#+DATE: La date du jour
#+TITLE: Le pouvoir d'achat des ouvriers anglais du XVIe au XIXe siècle
#+AUTHOR: Thibault
#+DATE: <2020-05-19>
#+LANGUAGE: fr
# #+PROPERTY: header-args :eval never-export
#+HTML_HEAD: <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/css/htmlize.css"/>
#+HTML_HEAD: <link rel="stylesheet" type="text/css" href="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/css/readtheorg.css"/>
#+HTML_HEAD: <script src="https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/2.1.3/jquery.min.js"></script>
#+HTML_HEAD: <script src="https://maxcdn.bootstrapcdn.com/bootstrap/3.3.4/js/bootstrap.min.js"></script>
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/lib/js/jquery.stickytableheaders.js"></script>
#+HTML_HEAD: <script type="text/javascript" src="http://www.pirilampo.org/styles/readtheorg/js/readtheorg.js"></script>
* Quelques explications
Ceci est un document org-mode avec quelques exemples de code
R. Une fois ouvert dans emacs, ce document peut aisément être
exporté au format HTML, PDF, et Office. Pour plus de détails sur
org-mode vous pouvez consulter https://orgmode.org/guide/.
Lorsque vous utiliserez le raccourci =C-c C-e h o=, ce document sera
compilé en html. Tout le code contenu sera ré-exécuté, les résultats
récupérés et inclus dans un document final. Si vous ne souhaitez pas
ré-exécuter tout le code à chaque fois, il vous suffit de supprimer
le # et l'espace qui sont devant le ~#+PROPERTY:~ au début de ce
document.
Comme nous vous l'avons montré dans la vidéo, on inclut du code
R de la façon suivante (et on l'exécute en faisant ~C-c C-c~):
#+begin_src R :results output :exports both
print("Hello world!")
#+PROPERTY: header-args :session *R*
#+OPTIONS: toc:nil
#+PROPERTY: results output
* COMMENT Consignes
#+begin_quote
William Playfair était un des pionniers de la présentation graphique des données. Il est notamment
considéré comme l'inventeur de l'histogramme. Un de ses graphes célèbres, tiré de son livre "A
Letter on Our Agricultural Distresses, Their Causes and Remedies", montre l'évolution du prix du blé
et du salaire moyen entre 1565 et 1821. Playfair n'a pas publié les données numériques brutes qu'il
a utilisées, car à son époque la réplicabilité n'était pas encore considérée comme essentielle. Des
valeurs obtenues par numérisation du graphe sont aujourd'hui téléchargeables, la version en format
CSV étant la plus pratique.
Quelques remarques pour la compréhension des données :
- Jusqu'en 1971, la livre sterling était divisée en 20 shillings, et un shilling en 12 pences.
- Le prix du blé est donné en shillings pour un quart de boisseau de blé. Un quart de boisseau
équivaut 15 livres britanniques ou 6,8 kg.
- Les salaires sont donnés en shillings par semaine.
Votre mission si vous l'acceptez :
1. Votre première tâche est de reproduire le graphe de Playfair à partir des données
numériques. Représentez, comme Playfair, le prix du blé par des barres et les salaires par une
surface bleue délimitée par une courbe rouge. Superposez les deux de la même façon dans un seul
graphique. Le style de votre graphique pourra rester différent par rapport à l'original, mais
l'impression globale devrait être la même.
2. Par la suite, améliorez la présentation de ces données. Pour commencer, Playfair a combiné les
deux quantités dans un même graphique en simplifiant les unités "shillings par quart de boisseau
de blé" et "shillings par semaine" à un simple "shillings", ce qui aujourd'hui n'est plus
admissible. Utilisez deux ordonnées différentes, une à gauche et une à droite, et indiquez les
unités correctes. À cette occasion, n'hésitez pas à proposer d'autres représentations que des
barres et des surface/courbes pour les deux jeux de données si ceci vous paraît judicieux.
#+end_quote
* COMMENT Vincentare analysis
:PROPERTIES:
:header-args: :eval no
:END:
#+begin_src R
data(Wheat)
data(Wheat)
# ------------------------------------
# Playfair's graph, largely reproduced
# ------------------------------------
# convenience function to fill area under a curve down to a minimum value
fillpoly <- function(x,y, low=min(y), ...) {
n <- length(x)
polygon( c(x, x[n], x[1]), c(y, low, low), ...)
}
# For best results, this graph should be viewed with width ~ 2 * height
# Note use of type='s' to plot a step function for Wheat
# and panel.first to provide a background grid()
# The curve for Wages is plotted after the polygon below it is filled
with(Wheat, {
plot(Year, Wheat, type="s", ylim=c(0,105),
ylab="Price of the Quarter of Wheat (shillings)",
panel.first=grid(col=gray(.9), lty=1))
fillpoly(Year, Wages, low=0, col="lightskyblue", border=NA)
lines(Year, Wages, lwd=3, col="red")
})
# add some annotations
text(1625,10, "Weekly wages of a good mechanic", cex=0.8, srt=3, col="red")
# cartouche
text(1650, 85, "Chart", cex=2, font=2)
text(1650, 70,
paste("Shewing at One View",
"The Price of the Quarter of Wheat",
"& Wages of Labor by the Week",
"from the Year 1565 to 1821",
"by William Playfair",
sep="\n"), font=3)
# add the time series bars to show reigning monarchs
# distinguish Cromwell visually, as Playfair did
with(Wheat.monarchs, {
y <- ifelse( !commonwealth & (!seq_along(start) %% 2), 102, 104)
segments(start, y, end, y, col="black", lwd=7, lend=1)
segments(start, y, end, y, col=ifelse(commonwealth, "white", NA), lwd=4, lend=1)
text((start+end)/2, y-2, name, cex=0.5)
})
# -----------------------------------------
# plot the labor cost of a quarter of wheat
# -----------------------------------------
Wheat1 <- within(na.omit(Wheat), {Labor=Wheat/Wages})
with(Wheat1, {
plot(Year, Labor, type='b', pch=16, cex=1.5, lwd=1.5,
ylab="Labor cost of a Quarter of Wheat (weeks)",
ylim=c(1,12.5));
lines(lowess(Year, Labor), col="red", lwd=2)
})
# cartouche
text(1740, 10, "Chart", cex=2, font=2)
text(1740, 8.5,
paste("Shewing at One View",
"The Work Required to Purchase",
"One Quarter of Wheat",
sep="\n"), cex=1.5, font=3)
with(Wheat.monarchs, {
y <- ifelse( !commonwealth & (!seq_along(start) %% 2), 12.3, 12.5)
segments(start, y, end, y, col="black", lwd=7, lend=1)
segments(start, y, end, y, col=ifelse(commonwealth, "white", NA), lwd=4, lend=1)
text((start+end)/2, y-0.2, name, cex=0.5)
})
#+end_src
* Reproduction du graphique de Playfair
On importe le fichier de données qu'on définit comme fonction pour pouvoir le manipuler:
#+begin_src R
wheat <- read.csv("Wheat.csv", header = TRUE)
#View(wheat)
#+end_src
#+RESULTS:
| 1 | 1565 | 41 | 5 |
| 2 | 1570 | 45 | 5.05 |
| 3 | 1575 | 42 | 5.08 |
| 4 | 1580 | 49 | 5.12 |
| 5 | 1585 | 41.5 | 5.15 |
| 6 | 1590 | 47 | 5.25 |
| 7 | 1595 | 64 | 5.54 |
| 8 | 1600 | 27 | 5.61 |
| 9 | 1605 | 33 | 5.69 |
| 10 | 1610 | 32 | 5.78 |
| 11 | 1615 | 33 | 5.94 |
| 12 | 1620 | 35 | 6.01 |
| 13 | 1625 | 33 | 6.12 |
| 14 | 1630 | 45 | 6.22 |
| 15 | 1635 | 33 | 6.3 |
| 16 | 1640 | 39 | 6.37 |
| 17 | 1645 | 53 | 6.45 |
| 18 | 1650 | 42 | 6.5 |
| 19 | 1655 | 40.5 | 6.6 |
| 20 | 1660 | 46.5 | 6.75 |
| 21 | 1665 | 32 | 6.8 |
| 22 | 1670 | 37 | 6.9 |
| 23 | 1675 | 43 | 7 |
| 24 | 1680 | 35 | 7.3 |
| 25 | 1685 | 27 | 7.6 |
| 26 | 1690 | 40 | 8 |
| 27 | 1695 | 50 | 8.5 |
| 28 | 1700 | 30 | 9 |
| 29 | 1705 | 32 | 10 |
| 30 | 1710 | 44 | 11 |
| 31 | 1715 | 33 | 11.75 |
| 32 | 1720 | 29 | 12.5 |
| 33 | 1725 | 39 | 13 |
| 34 | 1730 | 26 | 13.3 |
| 35 | 1735 | 32 | 13.6 |
| 36 | 1740 | 27 | 14 |
| 37 | 1745 | 27.5 | 14.5 |
| 38 | 1750 | 31 | 15 |
| 39 | 1755 | 35.5 | 15.7 |
| 40 | 1760 | 31 | 16.5 |
| 41 | 1765 | 43 | 17.6 |
| 42 | 1770 | 47 | 18.5 |
| 43 | 1775 | 44 | 19.5 |
| 44 | 1780 | 46 | 21 |
| 45 | 1785 | 42 | 23 |
| 46 | 1790 | 47.5 | 25.5 |
| 47 | 1795 | 76 | 27.5 |
| 48 | 1800 | 79 | 28.5 |
| 49 | 1805 | 81 | 29.5 |
| 50 | 1810 | 99 | 30 |
| 51 | 1815 | 78 | nil |
| 52 | 1820 | 54 | nil |
| 53 | 1821 | 54 | nil |
On définit une fonction qui permet d'établir la moyenne de la pente de la courbe des salaires:
#+begin_src R
fillpoly <- function(x,y, low=min(y), ...) {
n <- length(x)
polygon( c(x, x[n], x[1]), c(y, low, low), ...)
}
#+end_src
#+RESULTS:
On établit deux représentations graphiques à partir des mêmes axes: l'évolution du prix du quart de
boisseau de blé en histogramme, et l'évolution du salaire en courbe.
#+begin_src R
with(wheat, {
plot(Year, Wheat, type="s", ylim=c(0,105),
ylab="Price of the Quarter of Wheat (shillings)",
panel.first=grid(col=gray(.9), lty=1))
fillpoly(Year, Wages, low=0, col="lightskyblue", border=NA)
lines(Year, Wages, lwd=3, col="red")
})
#+end_src
#+RESULTS:
On ajoute les annotations et le cartouche de Playfair:
#+begin_src R
text(1625,10, "Weekly wages of a good mechanic", cex=0.8, srt=3, col="red")
text(1650, 85, "Chart", cex=2, font=2)
text(1650, 70,
paste("Shewing at One View",
"The Price of the Quarter of Wheat",
"& Wages of Labor by the Week",
"from the Year 1565 to 1821",
"by William Playfair",
sep="\n"), font=3)
#+end_src
#+RESULTS:
On distingue le prix du travail par quart de boisseau de blé:
#+begin_src R
Wheat1 <- within(na.omit(Wheat), {Labor=Wheat/Wages})
with(Wheat1, {
plot(Year, Labor, type='b', pch=16, cex=1.5, lwd=1.5,
ylab="Labor cost of a Quarter of Wheat (weeks)",
ylim=c(1,12.5));
lines(lowess(Year, Labor), col="red", lwd=2)
})
#+end_src
#+RESULTS:
\includegraphics{playfair.jpg}
\newpage
** COMMENT Ajout d'un cartouche
On met un cartouche:
#+begin_src R :noeval
text(1740, 10, "Chart", cex=2, font=2)
text(1740, 8.5,
paste("Shewing at One View",
"The Work Required to Purchase",
"One Quarter of Wheat",
sep="\n"), cex=1.5, font=3)
#+end_src
#+RESULTS:
* Nouveau graphe qui distingue les unités
#+begin_src R
wheat <- read.csv("Wheat.csv", header = TRUE)
#View(wheat)
#+end_src
#+RESULTS:
: [1] "Hello world!"
| 1 | 1565 | 41 | 5 |
| 2 | 1570 | 45 | 5.05 |
| 3 | 1575 | 42 | 5.08 |
| 4 | 1580 | 49 | 5.12 |
| 5 | 1585 | 41.5 | 5.15 |
| 6 | 1590 | 47 | 5.25 |
| 7 | 1595 | 64 | 5.54 |
| 8 | 1600 | 27 | 5.61 |
| 9 | 1605 | 33 | 5.69 |
| 10 | 1610 | 32 | 5.78 |
| 11 | 1615 | 33 | 5.94 |
| 12 | 1620 | 35 | 6.01 |
| 13 | 1625 | 33 | 6.12 |
| 14 | 1630 | 45 | 6.22 |
| 15 | 1635 | 33 | 6.3 |
| 16 | 1640 | 39 | 6.37 |
| 17 | 1645 | 53 | 6.45 |
| 18 | 1650 | 42 | 6.5 |
| 19 | 1655 | 40.5 | 6.6 |
| 20 | 1660 | 46.5 | 6.75 |
| 21 | 1665 | 32 | 6.8 |
| 22 | 1670 | 37 | 6.9 |
| 23 | 1675 | 43 | 7 |
| 24 | 1680 | 35 | 7.3 |
| 25 | 1685 | 27 | 7.6 |
| 26 | 1690 | 40 | 8 |
| 27 | 1695 | 50 | 8.5 |
| 28 | 1700 | 30 | 9 |
| 29 | 1705 | 32 | 10 |
| 30 | 1710 | 44 | 11 |
| 31 | 1715 | 33 | 11.75 |
| 32 | 1720 | 29 | 12.5 |
| 33 | 1725 | 39 | 13 |
| 34 | 1730 | 26 | 13.3 |
| 35 | 1735 | 32 | 13.6 |
| 36 | 1740 | 27 | 14 |
| 37 | 1745 | 27.5 | 14.5 |
| 38 | 1750 | 31 | 15 |
| 39 | 1755 | 35.5 | 15.7 |
| 40 | 1760 | 31 | 16.5 |
| 41 | 1765 | 43 | 17.6 |
| 42 | 1770 | 47 | 18.5 |
| 43 | 1775 | 44 | 19.5 |
| 44 | 1780 | 46 | 21 |
| 45 | 1785 | 42 | 23 |
| 46 | 1790 | 47.5 | 25.5 |
| 47 | 1795 | 76 | 27.5 |
| 48 | 1800 | 79 | 28.5 |
| 49 | 1805 | 81 | 29.5 |
| 50 | 1810 | 99 | 30 |
| 51 | 1815 | 78 | nil |
| 52 | 1820 | 54 | nil |
| 53 | 1821 | 54 | nil |
Les données comportent 3 variables (année, blé, salaire).
Voici la même chose, mais avec une session R (c'est le cas le
plus courant, R étant vraiment un langage interactif), donc une
persistance d'un bloc à l'autre (et on l'exécute toujours en faisant
~C-c C-c~).
On améliore le graphique de Playfair en distinguant 2 axes pour avoir l'évolution du prix du blé
selon l'année d'une part (unité: quart de boisseau), selon le salair d'un ouvrier d'autre part
(unité:)
#+begin_src R :results output :session *R* :exports both
summary(cars)
On rajoute de l'espace à droite pour rendre visible le titre de l'axe:
#+begin_src R :results silent
par(mar=c(5, 4, 4, 5) + 0.1)
#+end_src
#+RESULTS:
: speed dist
: Min. : 4.0 Min. : 2.00
: 1st Qu.:12.0 1st Qu.: 26.00
: Median :15.0 Median : 36.00
: Mean :15.4 Mean : 42.98
: 3rd Qu.:19.0 3rd Qu.: 56.00
: Max. :25.0 Max. :120.00
Et enfin, voici un exemple de sortie graphique:
#+begin_src R :results output graphics :file "./cars.png" :exports results :width 600 :height 400 :session *R*
plot(cars)
| 5.1 |
| 4.1 |
| 4.1 |
| 5.1 |
On refait le graphique précédent sans le salaire.
On change le type de représentation pour afficher une ligne pleine, on a donc la courbe du prix du
blé en fonction du temps:
#+begin_src R
with(wheat, {
plot(Year, Wheat, type="l", ylim=c(0,110),
ylab="Price of the Quarter of Wheat (shillings)",
col="blue", lty = 1)
})
#+end_src
#+RESULTS:
[[file:./cars.png]]
Vous remarquerez le paramètre ~:exports results~ qui indique que le code
ne doit pas apparaître dans la version finale du document. Nous vous
recommandons dans le cadre de ce MOOC de ne pas changer ce paramètre
(indiquer ~both~) car l'objectif est que vos analyses de données soient
parfaitement transparentes pour être reproductibles.
Attention, la figure ainsi générée n'est pas stockée dans le document
org. C'est un fichier ordinaire, ici nommé ~cars.png~. N'oubliez pas
de le committer si vous voulez que votre analyse soit lisible et
compréhensible sur GitLab.
Enfin, pour les prochains exercices, nous ne vous fournirons pas
forcément de fichier de départ, ça sera à vous de le créer, par
exemple en repartant de ce document et de le commiter vers
gitlab. N'oubliez pas que nous vous fournissons dans les ressources de
ce MOOC une configuration avec un certain nombre de raccourcis
claviers permettant de créer rapidement les blocs de code R (en
faisant ~<r~ ou ~<R~ suivi de ~Tab~).
Maintenant, à vous de jouer! Vous pouvez effacer toutes ces
informations et les remplacer par votre document computationnel.
Pour superposer les 2 courbes, on autoriser la 2^e courbe sur les mêmes axes:
#+begin_src R :results silent
par(new=TRUE)
#+end_src
#+RESULTS:
: FALSE
On trace la courbe du salaire en schillings par semaine.
On définit le type de représentation comme ligne pointillée, on créé un nouvel axe à droite et on
définit l'échelle de l'axe:
#+begin_comment
ylim 0,35 pour définir l'échelle de l'axe
axes=FALSE pour ne pas utiliser l'axe de gauche
légende
on définit l'axe de droite dans la dernière ligne
#+end_comment
#+begin_src R
with(wheat, {
plot(Year, Wages, type="l", ylim=c(0,35),
axes=FALSE,ylab="",col="red", lty = 2)
})
mtext("Wages (Schillings/Week)",side=4,col="red",line=4)
axis(4, ylim=c(), col="red",col.axis="red",las=1)
#+end_src
#+RESULTS:
| 0 |
| 5 |
| 10 |
| 15 |
| 20 |
| 25 |
| 30 |
| 35 |
On ajoute une légende en haut à gauche:
#+begin_src R :results output graphics :file 2axes.png :exports both
legend("topleft", c("Price of Wheat", "Wages"),
col = c("blue", "red"), lty = c(1, 2))
#+end_src
#+RESULTS:
\includegraphics{2axes.jpg}
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