Язык R и его применение в биоинформатике

.title[
# Язык R и его применение в биоинформатике
]
.author[
### Анастасия Жарикова
]
.date[
### 02.09.2022
]

---

# Преподаватели

- Жарикова Анастасия Александровна - *azharikova89@gmail.com*

- Пензар Дмитрий Дмитриевич - *dmitrypenzar1996@gmail.com*

- Валяева Анна Александровна - *valyaeva.ann@gmail.com*

## Где нас найти

- Ходите на занятия

- Чат ТГ "ФББ 2020, R и алгоритмы"

- Комната 633, корпус Б

---

# Правила игры

- Занятия очные 
- Ходить можно только со своей группой (или поменяться)
- Презентации, домашние задания, дедлайны, ведомость и прочие материалы - на странице курса на kodomo
- Структура: 
  + 16 занятий
  + ~ 10 квизов
  + ~ 12 домашних заданий
  + 2 контрольные работы
  + защита проекта
- В курсе будут задачи и вопросы, касающиеся других предметов (например, статистика, молекулярная биология). Считается, что все предметы из прошлых семестров вы усвоили

---

# Правила игры

- Сохраняйте коды домашних заданий, контрольных работ, квизов, проекта до получения зачета
- Задавайте вопросы: на занятии, после занятия, письмами на почту, в телеграмм (групповой чат или в личных сообщениях)
- За сутки до дедлайна - день тишины
- Можем ИНОГДА двигать дедлайны

---
# Правила игры

- Квизы - короткие задания на 10-15 минут в начале занятия, обязательно прилагать код
- Квизы и контрольные работы не переписываются
- В случае пропуска по уважительной причине (справка в учебной части, поездка на конференцию) баллы пересчитываем
- Домашние задания являются обязательными
- На выполнение домашнего задания отводится не менее 14 дней
- После дедлайна домашние задания не принимаются ни в каком виде
- Если не ясна формулировка - спрашивайте!
- Сдавать домашние задания можно 1 раз только в виде отчета .pdf или .html с демонстрацией кода, загружая отчет в соответствующую форму
- Домашние задания нужно присылать на почту преподавателя

---

# Правила игры

- Задание №0 в каждом домашнем задании - проработать самостоятельно материалы лекции! 
- При написании кода необходимо использовать полученные знания. При сдаче работающего, но плохого или заведомо неоптимального кода - штраф до 30% от веса задачи
- При решении задания, требующего ответа, ответ должен быть сформулирован в явном виде. В противном случае задание не засчитывается
- Если в задании требуется прислать файл, то называть его следует по принципу: FBB_R_HW2_Petrov_YYYYMMDD.R (.html,.pdf,...)
- Для защиты проекта можно использовать свои данные (предварительно показать преподавателю) или запросить датасет. Утвердить датасеты для проекта необходимо не позднее 2 декабря

---

# Почему R?

- Бесплатный
- Форумы, поддержка, развитие
- Быстрая и удобная статистическая обработка данных
- Построение красивых графиков
- Множество дополнительных пакетов
- Обработка данных RNA-seq
- Создание отчетов
- Некоторые лаборатории используют только R
- Еще один инструмент в вашем арсенале

---

# Что будет

---

# R и RStudio - Демонстрация

- Язык R - https://cloud.r-project.org/
- RStudio - https://rstudio.com/

## Где работать?

- Можно поставить себе на компьютер 
- RStudio на kodomo: https://kodomo.fbb.msu.ru/rstudio/

---

# R - рекомендации к работе

- Можно запускать без RStudio
- Можно запускать из командной строки
- RStudio - настоятельно рекомендуется (особенно на контрольных работах!)
- Организуйте свою работу:
  + Проект
  + Скрипты file.R
  + Отчеты file.Rmd
- Сохраняйте свой код в виде скриптов file.R (на контрольных работах - это обязательное требование)
или file.Rmd
- Сохраняйте полученные таблицы и графики в отдельные файлы
- Использовать Google можно и нужно!

---

# Оформление домашнего задания

Должно быть ясно: 
- кто вы
- номер домашнего задания
- номер и формулировка задания
- код 
- результат выполнения кода
- доказать, что ваш код выдает нужный результат
- ответ, если нужно

---

# Оформление домашнего задания

---

# Полезные команды <svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 576 512" style="height:1em;width:1.12em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:black;overflow:visible;position:relative;"><path d="M575.8 255.5C575.8 273.5 560.8 287.6 543.8 287.6H511.8L512.5 447.7C512.5 450.5 512.3 453.1 512 455.8V472C512 494.1 494.1 512 472 512H456C454.9 512 453.8 511.1 452.7 511.9C451.3 511.1 449.9 512 448.5 512H392C369.9 512 352 494.1 352 472V384C352 366.3 337.7 352 320 352H256C238.3 352 224 366.3 224 384V472C224 494.1 206.1 512 184 512H128.1C126.6 512 125.1 511.9 123.6 511.8C122.4 511.9 121.2 512 120 512H104C81.91 512 64 494.1 64 472V360C64 359.1 64.03 358.1 64.09 357.2V287.6H32.05C14.02 287.6 0 273.5 0 255.5C0 246.5 3.004 238.5 10.01 231.5L266.4 8.016C273.4 1.002 281.4 0 288.4 0C295.4 0 303.4 2.004 309.5 7.014L564.8 231.5C572.8 238.5 576.9 246.5 575.8 255.5L575.8 255.5z"/></svg>

getwd() # узнать рабочую директорию

setwd(‘Newdir’) # задать рабочую директорию

dir() # список файлов в рабочей директории

ls() # список переменных в рабочей дирректории

sessionInfo() # информация о загруженной сессии R

---

```r
*x <- 1:5
*x 
```
]
 
.panel2-vec-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```
]

---
count: false
 
# Основной тип данных - вектор
.panel1-vec-user[

```r
x <- 1:5
x
*y <- 6:10
*y 
```
]
 
.panel2-vec-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```
]

---
count: false
 
# Основной тип данных - вектор
.panel1-vec-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
*length(x)
```
]
 
.panel2-vec-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1] 5
```
]

Что такое [1]?

```r
vec <- 100:120 
vec
```

```
 [1] 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118
[20] 119 120
```

---

```r
*x <- 1:5
*x 
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
*y <- 6:10
*y 
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
*x + y
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
*x^2
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
*x+3
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
x+3
*-x
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```

```
[1] -1 -2 -3 -4 -5
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
x+3
-x
*x > 4
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```

```
[1] -1 -2 -3 -4 -5
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
x+3
-x
x > 4
*x == 4
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```

```
[1] -1 -2 -3 -4 -5
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
x+3
-x
x > 4
x == 4
*x = 4
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```

```
[1] -1 -2 -3 -4 -5
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE
```
]

---
count: false
 
# Операции с векторами
.panel1-vec2-user[

```r
x <- 1:5
x
y <- 6:10
y
x + y
x^2
x+3
-x
x > 4
x == 4
x = 4
*x 
```
]
 
.panel2-vec2-user[

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```
[1]  6  7  8  9 10
```

```
[1]  7  9 11 13 15
```

```
[1]  1  4  9 16 25
```

```
[1] 4 5 6 7 8
```

```
[1] -1 -2 -3 -4 -5
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE FALSE  TRUE
```

```
[1] FALSE FALSE FALSE  TRUE FALSE
```

```
[1] 4
```
]

---

# Операции с векторами

```r
x <- 1:5 
x 
```

```
[1] 1 2 3 4 5
```

```r
y <- 1:2 
y
```

```
[1] 1 2
```

```r
x+y
```

```
Warning in x + y: longer object length is not a multiple of shorter object
length
```

```
[1] 2 4 4 6 6
```

---

# Способы создания вектора <svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 576 512" style="height:1em;width:1.12em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:black;overflow:visible;position:relative;"><path d="M575.8 255.5C575.8 273.5 560.8 287.6 543.8 287.6H511.8L512.5 447.7C512.5 450.5 512.3 453.1 512 455.8V472C512 494.1 494.1 512 472 512H456C454.9 512 453.8 511.1 452.7 511.9C451.3 511.1 449.9 512 448.5 512H392C369.9 512 352 494.1 352 472V384C352 366.3 337.7 352 320 352H256C238.3 352 224 366.3 224 384V472C224 494.1 206.1 512 184 512H128.1C126.6 512 125.1 511.9 123.6 511.8C122.4 511.9 121.2 512 120 512H104C81.91 512 64 494.1 64 472V360C64 359.1 64.03 358.1 64.09 357.2V287.6H32.05C14.02 287.6 0 273.5 0 255.5C0 246.5 3.004 238.5 10.01 231.5L266.4 8.016C273.4 1.002 281.4 0 288.4 0C295.4 0 303.4 2.004 309.5 7.014L564.8 231.5C572.8 238.5 576.9 246.5 575.8 255.5L575.8 255.5z"/></svg>

## Оператор с()

```r
c(1,2,3)
```

```
[1] 1 2 3
```

## Объединение

```r
x <- 1:3
x
```

```
[1] 1 2 3
```

```r
x <- c(x,5:7)
x
```

```
[1] 1 2 3 5 6 7
```

---

## Последовательности

```r
1:10
```

```
 [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
```

```r
seq(from=1,to=8,by=2)
```

```
[1] 1 3 5 7
```

## Повторы

```r
rep(1:3,times=3)
```

```
[1] 1 2 3 1 2 3 1 2 3
```

---

## Взять 10 случайных чисел от 1 до 30

```r
sample(1:30,10,replace=T)
```

```
 [1]  5  2 18  3 10 15 12 19 16  9
```

---

## Нужно сгенерировать заданное количество чисел из известного распределения

- rnorm(n,mean,sd) - нормальное распределение
- runif(n,min,max) - равномерное распределение
- rbinom(n,size,prob) - биномиальное распределение
- rpois(n,lambda) - распределение Пуассона

```r
set.seed(123)
rpois(20,10)
```

```
 [1]  8  9 14 10 10 15 11  5  4 13 11 11 10  8 15 11  3  7  6  8
```

---

# Описательная статистика <svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 576 512" style="height:1em;width:1.12em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:black;overflow:visible;position:relative;"><path d="M575.8 255.5C575.8 273.5 560.8 287.6 543.8 287.6H511.8L512.5 447.7C512.5 450.5 512.3 453.1 512 455.8V472C512 494.1 494.1 512 472 512H456C454.9 512 453.8 511.1 452.7 511.9C451.3 511.1 449.9 512 448.5 512H392C369.9 512 352 494.1 352 472V384C352 366.3 337.7 352 320 352H256C238.3 352 224 366.3 224 384V472C224 494.1 206.1 512 184 512H128.1C126.6 512 125.1 511.9 123.6 511.8C122.4 511.9 121.2 512 120 512H104C81.91 512 64 494.1 64 472V360C64 359.1 64.03 358.1 64.09 357.2V287.6H32.05C14.02 287.6 0 273.5 0 255.5C0 246.5 3.004 238.5 10.01 231.5L266.4 8.016C273.4 1.002 281.4 0 288.4 0C295.4 0 303.4 2.004 309.5 7.014L564.8 231.5C572.8 238.5 576.9 246.5 575.8 255.5L575.8 255.5z"/></svg>

```r
set.seed(123)
a <- rpois(20,10)
sum(a)
```

```
[1] 189
```

```r
sd(a)
```

```
[1] 3.410124
```

```r
max(a)
```

```
[1] 15
```

```r
mean(a)
```

```
[1] 9.45
```

---

# Справки и помощь  <svg aria-hidden="true" role="img" viewBox="0 0 576 512" style="height:1em;width:1.12em;vertical-align:-0.125em;margin-left:auto;margin-right:auto;font-size:inherit;fill:black;overflow:visible;position:relative;"><path d="M575.8 255.5C575.8 273.5 560.8 287.6 543.8 287.6H511.8L512.5 447.7C512.5 450.5 512.3 453.1 512 455.8V472C512 494.1 494.1 512 472 512H456C454.9 512 453.8 511.1 452.7 511.9C451.3 511.1 449.9 512 448.5 512H392C369.9 512 352 494.1 352 472V384C352 366.3 337.7 352 320 352H256C238.3 352 224 366.3 224 384V472C224 494.1 206.1 512 184 512H128.1C126.6 512 125.1 511.9 123.6 511.8C122.4 511.9 121.2 512 120 512H104C81.91 512 64 494.1 64 472V360C64 359.1 64.03 358.1 64.09 357.2V287.6H32.05C14.02 287.6 0 273.5 0 255.5C0 246.5 3.004 238.5 10.01 231.5L266.4 8.016C273.4 1.002 281.4 0 288.4 0C295.4 0 303.4 2.004 309.5 7.014L564.8 231.5C572.8 238.5 576.9 246.5 575.8 255.5L575.8 255.5z"/></svg>

- ?seq
- help(seq)
- example(seq)