زبان برنامه نویسی R چیست؟ و چه کاربردهایی دارد؟

زبان برنامه نویسی R چیست؟ R، یک زبان برنامه نویسی و نرم‌افزار کاربردی است که در سال ۱۹۹۳ توسط راس ایاکا Ross Ihaka و رابرت جنتمن Robert Gentleman تاسیس شده است و در شرکت برنامه نویسی از محبوبیت بالایی برخوردار است امروزه. از ویژگی‌های زبان برنامه نویسی R زبان فهرست کارآمد و گسترده از روش‌های آماری و گرافیکی محسوب می‌شود. این فهرست شامل الگوریتم‌های یادگیری ماشین به عبارتی دیگر Machine Learning، سیر خطی linear regression، سری‌های زمانی time series و داده‌های آماری statistical inference می‌باشد. اکثر کتابخانه‌های R در فضای برنامه‌نویسی R نوشته شده‌اند، اما برای عملیات محاسباتی سنگین، C، C++ و Fortran Codes ارجح هستند. بسیاری از شرکت‌های بزرگ از جمله Facebook، Uber، Airbnb و Google از این زبان برنامه‌نویسی برای تحریر برنامه‌ی خود استفاده کرده‌اند. اگر بخواهیم نزدیک ترین زبان برنامه نویسی به زبان R را معرفی کنیم می توان از زبان برنامه نویسی پایتون نام برد که از نظر کارکرد و کاربرد بسیار به زبان آر نزدیک و مشابه است. بیشترین کاربرد این دو زبان برنامه نویسی در حوزه علم داده و بررسی آماری است و می توان گفت در ریاضی کاربرد زیادی دارد. طبق بررسی ها بیشترین میزان استفاده از زبان برنامه نویسی آر مربوط به اموزش عالی و تحصیلات تکمیلی است و همچنین رده دوم متلع به حوزه بهداشت است و زبان برنامه نویسی R در این حوزه کاربردی است. تحلیل داده‌ها با R در مجموعه‌ای از مراحل زیر انجام می‌شود؛ برنامه‌نویسی، تبدیل، اکتشاف، مدل‌سازی و برقراری ارتباطات.

• برنامه‌نویسی: می‌توان اینگونه بیان داشت که R، ابزاری بی‌نقص و فراگیر برای تحریر برنامه محسوب می‌شود.
• تبدیل: زبان برنامه‌نویسی R، متشکل از مجموعه کتابخانه‌های مفید و کارآمد برای انتقال و تبدیل علوم داده می‌باشد.
• اکتشاف: به‌وسیله این زبان می‌توان، داده‌ها را بررسی کرد، فرضیه‌ها را اصلاح و یا بهبود داد و نیز با این زبان می‌توان تمام داده‌ها را آنالیز کرد.
• مدل‌سازی: R دارای طیف وسیعی از ابزارهای مدلسازی است که می‌توان به‌وسیله این ابزار مدل مناسب داده را فراهم کرد.
• برقراری ارتباطات: این زبان قابلیت این امر را دارد که بتوان کدها، گراف‌ها و نیز نمودارهای نتیجه داده را از طریق Markdown R، تحت یک گزارش استخراج کرد و یا با ایجاد اپلیکشن Shiny، اشتراک گذاری کرد.

کاربرد استفاده از زبان برنامه نویسی R چیست؟

به طورکل، کاربرد زبان برنامه نویسی R را می‌توان در نتیجه‌گیری آماری، آنالیز داده و الگوریتم یادگیری ماشین یا به عبارتی Machine Learning بیان کرد. از طرفی دیگر، اگر به استفاده از این زبان در صنعت بپردازیم، خواهیم دید که بعد از دانشگاهیان، از این زبان در حیطه‌ی آمار استفاده به مراتب بیشتری شده است، پس از آن، مورد استفاده در صنعت بهداشت و درمان بوده و درنهایت در حوزه ‌Machine Learning مورد توجه صنعت و بازار کار گرفته‌است. بنابراین میتوان آمار، استخراج گراف‌ها و نمودارها و نیز یادگیری ماشین را کاربردهای اصلی زبان R دانست که به همراه کتابخانه‌ای کارآمد که در اختیار یک کاربر برنامه‌نویس قرار میگیرد، میتوان برنامه‌هایی حرفه‌ای، کارآمد و مفیدی را تولید کرد. این کتابخانه و تمامی الگوریتم‌های فهرست شده، در CRAN، در دسترس قرار گرفته اند. از آنجا که CRAN، رایگان و Open Source می‌باشد بنابراین یک کاربر برنامه‌نویس می‌تواند در هر زمان و مکان به صورت رایگان و Open Source، این الگوریتم‌ها را استفاده کند و یا آنها را دچار تغییر و بهبود کند. گفتنی است برای ارائه کار و همچنین اشتراک گذاری کار، چند روش در این زبان وجود دارد. برنامه Markdown R و نیز اپلیکشن Shiny به‌علاوه از طریق نشانی وب‌سایت شرکت زبان برنامه‌نویسی R و در نهایت از طریق نشانی وب سایت Rpub ونیز GitHub روش‌هایی است که این زبان برنامه‌نویسی برای ارتباط گیری در دسترس کاربران قرار داده است. همچنین یک کاربر برنامه‌نویس می‌تواند برنامه‌ی تحریر شده را به فرمت‌های مختلفی از قبیل HTML ،Word ،PDF/Latex و PDF Beamer تبدیل کند که این امر در حرفه برنامه‌نویسی، ارزشمند است. با توجه به اینکه امروزه، علوم داده که با عنوان Data Science، موفقیت کسب و کارها را شکل می‌دهد و همچنین از طرفی دیگر این هوش مصنوعی و یادگیری ماشین است تعیین کننده‌ی آینده همان کسب و کارها هستند بنابراین زبان برنامه‌نویسی R را می‌توان همگام و همسو با موفقیت و آینده کسب و کارها دانست چرا که این زبان ابزارهای بسیار مناسبی برای تجزیه و تحلیل داده، یادگیری ماشین و همچنین الگوریتم‌های مناسب هوش مصنوعی را در خود دارد.

یادگیری زبان R

یکی از مواردی که یک کاربر برنامه‌نویس می‌بایست به آن توجه داشته باشد این است که یادگیری این زبان، کمی دشوار و زمان‌بر است و بسیاری از برنامه‌نویسان نیمه‌حرفه‌ای پس از گذراندن دوره‌های ابتدایی این زبان، راه و شیوه دیگری را برای نوشتن برنامه در پیش گرفته‌اند بنابراین دانستن اینکه تحریر و کار با این زبان اصلا ساده نیست، امری حیاتی محسوب می‌شود. البته لازم به ذکر است که با بهبود فضای این زبان که توسط Hadley Wickham صورت گرفته است بسیاری از امور نسبت به قبل راحت‌تر شده است و ساخت گراف و نمودار همانند سال‌ها قبل سخت و دشوار نیست و همچنین این زبان دیگر جزو زبان‌های گیج‌کننده در بین برنامه‌نویسان به شمار نمی‌رود. با تمام این مواردی که از دشواری در یادگیری و کار با زبان برنامه‌نویسی R گفته شد، به جرات می‌توان گفت که با این زبان می‌توان بهترین الگوریتم‌های یادگیری ماشین Machine Learning را پیاده سازی کرد و یا متنوع ترین کارایی را از الگوریتم‌های این زبان استخراج نمود.

سرعت زبان R

از قابلیت‌های دیگر زبان برنامه‌نویسی R این است که این زبان می‌تواند بسیار کارآمد و سریع با دیگر زبان‌ها ارتباط برقرار کند. یک برنامه‌نویس می‌تواند زبان برنامه‌نویسی R را با پایگاه‌های داده گوناگون نظیر Spark یا Hadoop ارتباط دهد. همچنین برنامه تحریر آمده می‌تواند با پایتون، جاوا و C++ ارتباط بگیرد.

عملیات محاسباتی زبان R

همچنین می‌توان گفت که زبان برنامه‌نویسی R، این امکان را می‌دهد که عملیات محاسباتی را در هسته‌های مختلف سخت‌افزار CPU تقسیم کند و از انباشته شدن عملیات محاسباتی در یک هسته و یا متراکم شدن هسته CPU جلوگیری کند و همانطور که می‌دانید این امر باعث بر سریع شدن عملیات محاسبه و یا تشکیل گراف و نمودار در برنامه و در نهایت ویژگی ارزشمندی به نام سریع شدن برنامه‌ی نوشته شده خواهد شد.