March 1st, 2019

Sayisal düsünmenin temel taslari*

Analiz
karmasik bir problemi ya da sistemi daha küçük parçalara ayirmak
Orüntü Tanima
Problemler arasindaki ve içindeki benzerlikleri gormek
Soyutlama
Yalnizca onemli bolümlere odaklanmak,alakasiz detaylari gormezden gelmek
Algoritma Tasarimi
Probleme adim adim bir cozüm gelistirmek

Bunu stars çizerken gorebilirsiniz

Bir yildiz çizmek için, bu basamaklara ayirirsiniz:

  • hide the turtle
  • put the pen down
  • point in direction 130 degrees
  • repeat 40 times
    • move 200 steps
    • turn right 130 degrees

Hadi yapalim

Soyutlama: Input

Hadi bütün ozel numaralari unutalim.

Yani baska bir deyisle, soyutlama yapalim

  • N: Kaç kenarli çizecegiz?
  • angle: Her kenardan sonra ne kadar dondürecegiz?
  • R: Yariçap, merkezden her tepeye olan mesafe.
  • initial_angle: baslangiç açisi.
  • size: Her kenarin uzunlugu.

Analiz: Adimlar

input values’lari bildiginiz goz onüne alinacak olursa, suna ihtiyaciniz var:

  • Birinci koseye R adim ilerle
  • initial_angle yonünü isaretle
  • N kere tekrar et
    • size uzunlugunda bir çizgi çiz
    • angle derece saga çevir

Orüntü Tanima

Bu durumda orüntüyü gormek çok kolay:

  • sizeuzunlugunda bir çizgi çiz
  • angle derece saga dondür

Bu orüntü N kez tekrarlaniyor

Bunu bir loop ile kolayca yapabilirsiniz.

Pratik

Hadi yildiz çizmek için bir fonksiyon yazalim:

Ipucu

  • initial_angle, 90+angle/2 olmali
  • size, 2*R*sin(angle*pi/360) olmali

Beyin firtinasi: Neden bu degerler?

R scripts kullanacagiz

Geçen yariyil RMarkdown kullanmistik

Bu yariyil R Scripts kullanacagiz

Aradaki farki anladigimizdan emin olalim

R programlari insa ediyoruz, R belgeleri degil

Geçen yariyil documents’lari yaratmistik,sayfalar ve slaytlar gibi

Bunlar .Rmd uzantili dosyalardi

Bu yariyil programs’lari ve kodlari olusturacagiz

Bunlar .R uzantili dosyalar olacak

Soru “dosya uzantilari” nedir?

Kodu Editleme ve Yürütme

Yeni bir dosya yaratmak için File -> New File menüsünü kullanin:

Tek Bir Çizgiyi Yürütme

To execute the line of source code where the cursor currently resides you press the Ctrl+Enter key (ya da Run araççubugu tusunu kullanin):

Birden Fazla Çizgiyi Yürütme

Birden fazla çizgiyi yürütmede 2 yol gorüyoruz:

  • Çizgileri seçmek ve Ctrl+Enter tusuna basmak (ya da Run araççubugu tusunu kullanin)

  • Tüm belgeyi çalistirmak için Ctrl+Shift+Enter tusuna basmak (ya da Source araççubugu tusunu kullanin).

Buradaki Source’un anlami,“dosyadaki tüm kodlari çalistir”dir.

Source on Save

When editing functions you may wish to set the Source on Save option for the document

Enabling this option will cause the file to automatically be executed every time it is saved

Klavye Kisayollari

Daha birçok kisa yollar mevcuttur. Daha ise yararlardan bazilari:

Ctrl+Shift+N
Yeni belge
Ctrl+O
Belgeyi aç
Ctrl+S
Aktif belgeyi koru
Ctrl+1
Source Editor odagi konumuna tasi
Ctrl+2
Console odagi konumuna tasi

Programdaki hatalar

Bugs

(bəɡ) noun

  1. küçük bocekler.
    • informal bakteri veya virus gibi zarar verici mikroorganizma.
  2. an insect of a large order distinguished by having mouthparts that are modified for piercing and sucking.
  3. genel olarak gozetlemek için bir odaya ya da telefona saklanmis minyatür mikrofon.
  4. bir bilgisayar programindaki ve sistemindeki hata.

RStudio ile Hata Düzeltme

Hata düzeltme, sizin bug’lari bulmaniza yardimci olmak için tasarlandi.

Bunu yapabilmek için, asagidakilere ihtiyaç var:

  • Kodu çalistirmaya baslamak
  • Bir proble oldugundan süphelendiginiz yerde kodu durdurmak
  • Kod boyunca adim adim inceleyerek ilerlemek

Stopping on a line

Editor breakpoints

The most common way to stop on a line of code is to set a breakpoint.

Bunu çizgi numarasi üzerinde sol tiklayarak yapabilirsiniz, ya daShift+F9 basarak.

Hata Ayiklayiciyi kullanmak

Kodunuz bir kere durdugunda, “debug mode”a girebilirsiniz.

Ortam penceresi

R ’da genelllikle “global environment” ile iliskilli olacaksiniz

In debug mode, RStudio shows the currently function’s environment

  • The objects you see in the Environment pane are in the current function
  • Your commands will be evaluated in the context of the function

Environment window

Code window

The code window shows you the currently executing function. The line about to execute is highlighted in yellow

Console

Console

Hata düzeltme yaparken, R console’da iki degisiklik goze çarpar

Birincisi, komut isteminin farkli oldugudur

Browse[1]>

Bu komut istemi gosteriyor ki, R çevresel tarayicisinin içindesin.

Console

Hata düzeltme yaparken bütün normal komutlari kullanabiliriz, ayni zamanda bunu da:

  • Commands are evaluated in the current environment
    • If your function has a variable named x, typing x at the prompt will show you the value of that variable
  • Pressing Enter at the console will execute the current command and move on to the next one
  • Several special debugging commands are available

New toolbar on top of the console:

This toolbar provides buttons for debug control commands

  • There’s no difference between using the toolbar and entering the commands directly
  • learn the command shortcuts

Hata düzeltmede kullanilan ekstra komutlar:

Komut Kisayol Anlami
n or Enter F10 Execute next statement
s Shift+F4 Step into function
f Shift+F6 Finish function/loop
c Shift+F5 Continue running
Q Shift+F8 Stop debugging

You can also type help at the Browse[N]> prompt

Traceback

The traceback shows you how execution reached the current point,

  • from the first function that was run (at the bottom)
  • to the function that is running now (at the top).

Çubuk-Insan

Draw a head

turtle_right(90)
turtle_forward(4.5)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(4.5)
turtle_right(90)

Arms

# upper body
turtle_forward(9)
turtle_right(180)
turtle_forward(3)
# arms
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_right(90)
turtle_right(90)
turtle_forward(18)
turtle_left(180)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)

Draw the first leg

turtle_forward(10)
turtle_forward(5)
# first leg
turtle_right(40)
turtle_forward(10)
turtle_forward(3)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)
turtle_left(180)
turtle_forward(3)
turtle_right(40)
turtle_right(50)
turtle_forward(13)

Draw the second leg

# get back to initial angle
turtle_right(40)
turtle_right(90)
turtle_left(10)
turtle_right(20)
# second leg
turtle_left(5)
turtle_left(40)
turtle_forward(13)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)
turtle_hide()

Bunu basitlestirebilir miyiz?

Replace repeated pattern by loop

turtle_right(90)
turtle_forward(4.5)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)
turtle_forward(4.5)
turtle_right(90)

 

turtle_right(90)
turtle_forward(4.5)
for(i in 1:3) {
    turtle_left(90)
    turtle_forward(9)
}
turtle_left(90)
turtle_forward(4.5)
turtle_right(90)

(use h key)

Boyut degisebilir

turtle_right(90)
turtle_forward(4.5)
for(i in 1:3) {
    turtle_left(90)
    turtle_forward(9)
}
turtle_left(90)
turtle_forward(4.5)

size=9diyelim (simdilik)  

turtle_right(90)
turtle_forward(size/2)
for(i in 1:3) {
    turtle_left(90)
    turtle_forward(size)
}
turtle_left(90)
turtle_forward(size/2)

(use h key)

Kollari basitlestirmek ve genellestirmek

# upper body
turtle_forward(9)
turtle_right(180)
turtle_forward(3)
# arms
turtle_left(90)
turtle_forward(9)
turtle_right(90)
turtle_right(90)
turtle_forward(18)
turtle_left(180)
turtle_forward(9)
turtle_left(90)

 

# beden
turtle_forward(size*2/3)


# kollar
turtle_right(90)
turtle_forward(size)
turtle_right(180)
turtle_forward(size*2)
turtle_left(180)
turtle_forward(size)
turtle_left(90)

ilk bacak

turtle_forward(10)
turtle_forward(5)
# first leg
turtle_right(40)
turtle_forward(10)
turtle_forward(3)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)
turtle_left(180)
turtle_forward(3)
turtle_right(40)
turtle_right(50)
turtle_forward(13)

 

turtle_forward(15)

# ilk bacak
turtle_right(40)
turtle_forward(13)

turtle_left(90)
turtle_forward(3)
turtle_left(180)
turtle_forward(3)
turtle_right(90)
turtle_forward(13)

farkli boyutlari deneyin

turtle_forward(15)
turtle_right(40)
# first leg
turtle_forward(13)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)
turtle_left(180)
turtle_forward(3)
turtle_right(90)
turtle_forward(13)

 

turtle_forward(size*15/9)
turtle_right(40)
# first leg
turtle_forward(size*13/9)
turtle_left(90)
turtle_forward(size/3)
turtle_left(180)
turtle_forward(size/3)
turtle_right(90)
turtle_forward(size*13/9)

Ikinci bacakta kodu temizleyin

# baslangiç açisina geri don
turtle_right(40)
turtle_right(90)
turtle_left(10)
turtle_right(20)
# first leg
turtle_left(5)
turtle_left(40)
turtle_forward(13)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)

\(40+90-10+20 = 140\)

# baslangiç açisina geri don
turtle_right(140)



# ilk bacak
turtle_left(45)

turtle_forward(13)
turtle_left(90)
turtle_forward(3)

Soyutlama & Analiz

draw_person <- function(size) {
  draw_head(size*1.2)
  turtle_left(180)
  turtle_forward(size)
  turtle_left(90)
  draw_arm(size*1.5)
  turtle_left(180)
  draw_arm(size*1.5)
  turtle_left(90)
  turtle_forward(size*2)
  turtle_left(20)
  draw_leg(size*2)
  turtle_right(40)
  draw_leg(size*2)
}

 

Bu, ana fonksiyon.

Bu benim alanim.

Degistirebilirim.

Sen degistirmemelisin.

Onun yerine, bas, kollar ve bacaklar için fonksiyonlar gelistirmelisin.

Body parts

draw_head <- function(size) {
}

draw_arm <- function(size) {
}

draw_leg <- function(size) {
}

 

 

This is a Contract

Each part commits to do something

Each part makes a promise

We promise to leave the turtle in the same position as we received it

Hadi kollarla baslayalim

Her zaman kolay olan bolümlerle baslamalisiniz.

Ilk bolüm her zaman kolay olmayabilir.

Turtle’i kolun basladigi noktaya kol yonünde aliyoruz.

Turtle’i ayni yerde ve ayni açida birakmaliyiz.

draw_arm <- function(size) {
    turtle_forward(size)
    turtle_backward(size)
}

Kollardan bacaklara

draw_arm <- function(size) {
    turtle_forward(size)
    
    
    
    
    turtle_backward(size)
}

 

draw_leg <- function(size) {
    turtle_forward(size)
    turtle_left(90)
    turtle_forward(size/3)
    turtle_backward(size/3)
    turtle_right(90)
    turtle_backward(size)
}

Undoing

Notice that to undo something you have to undo each part in reverse order

Once çoraplarinizi giyer, ardindan ayakkabilarinizi ayaginiza geçirirsiniz.

To undo you first “un-put” your shoes, then your socks

In general

\[Undo(A,B,C) = Undo(C), Undo(B), Undo(A)\]

Baska bir yol daha var

Each function has a separate environment with its own variables

Konumu ve açiyi baslangiçta bellege alabiliriz ve sonda bunlari resetleyebiliriz

draw_leg <- function(size) {
    old_pos <- turtle_getpos()
    old_angle <- turtle_getangle()
    turtle_forward(size)
    turtle_left(90)
    turtle_forward(size/3)
    turtle_setangle(old_angle)
    turtle_setpos(old_pos[1], old_pos[2])
}

Bu, karmasik bir çizim yaparken yararlidir. Lütfen hatirlayin

Separation of concerns

Büyük bir sorunu bagimsiz parçalara boldük.

Sozlerimize sadik kaldigimiz sürece,her boloümü bür digerini etkilemeden degistirebiliriz.

Ornegin ellerin pozisyonunu,basin ve ellerin seklini,diger seyleri degistirebiliriz.

The code is in stick-person-2.R.

Hareketli çubuk-insan

Çubuk-insan birçok seyi açikliyor

Çubuk-insan çizimi kolaydir

Ve ise yarar

Hikayelerde insanlar olmasini severiz

Bu, mesaji daha kisisel hale getirir

Ornek: Universal Modeling Language (UML)

Çubuk-insanlar mühendislikte kullanilabilir

  • to define and communicate
  • who are the agents and
  • what are the possible actions

on each use case

Example: explaining “Impostor Syndrome”

XKCD Comic

Example: explaining areas of Science

XKCD Comic

There is an xkcd library for R

Creative comics with real data

library(xkcd)
gb <- read.delim("../../2018/cmb2/genbank-size.txt", stringsAsFactors=FALSE)
ratioxy <- diff(range(gb$Release))/diff(range(gb$WGS.Bases))
axes <- xkcdaxis(range(gb$Release), range(gb$WGS.Bases))
axes[[3]]$text$family <- "Humor Sans"

man1 <- xkcdman(aes(x = 140, y = 5.0e+11, scale = 8e+10, ratioxy,
        angleofspine = -1.704265, anglerighthumerus = -0.5807903,
        anglelefthumerus = 3.941945, anglerightradius = 0.0441480,
        angleleftradius = 3.222387, anglerightleg = 5.274786,
        angleleftleg = 4.349295, angleofneck = -1.820286), data=NULL)

man2 <- xkcdman(aes(x = 196, y = 2.8e+11, scale = 8e+10, ratioxy,
        angleofspine = -1.389649, anglerighthumerus = -0.2829418,
        anglelefthumerus = 3.379656, anglerightradius = 0.6164104,
        angleleftradius = 3.073443, anglerightleg = 5.116607,
        angleleftleg = 4.316328, angleofneck = -1.319579), data=NULL)

ggplot(gb, aes(Release,WGS.Bases,label="0")) + 
    geom_text(family="Humor Sans", alpha=0.8) + axes + man1 + man2 +
    theme(plot.background = element_blank()) +
    annotate("text", x=160, y=75e10, family="Humor Sans",
        label="Genbank data\nkeeps growing!") +
    xkcdline(aes(x=145, y=5e11, xend=165, yend=65e10), 
        data=NULL, xjitteramount = 10)

Faces can illustrate complex data

Invented by Herman Chernoff in 1973

  • Insanlar yüzleri ve ufak tefek degisiklikleri ayirt edebilirler.
  • Bir insanin yüz seklindeki data’yi gostebiliriz.
  • Gozler, kulaklar, agiz ve burun bizlere boyut konum ve ve uyumlariyla bize bu konuda degerler sunar.

Bilimsel ilerlemelerde karikatürlerin yeri olabilir

Homework

Homework 3

I will give you a function called draw_person(size)

Your task is to write the functions draw_head(), draw_arm() and draw_leg().

Then, when you use draw_person(10), you should get a person

This is draw_person(size)

draw_person <- function(size) {
  draw_head(size*1.2)
  turtle_left(180)
  turtle_forward(size)
  turtle_left(90)
  draw_arm(size*1.5)
  turtle_left(180)
  draw_arm(size*1.5)
  turtle_left(90)
  turtle_forward(size*2)
  turtle_left(20)
  draw_leg(size*2)
  turtle_right(40)
  draw_leg(size*2)
}