Emacs para ciencias del dato

• La parte informativa de este documento es

#+TITLE:  Emacs para ciencias del dato
#+AUTHOR: José A. Alonso Jiménez
#+DATE:   4 de Abril de 2018

• Para no poner el nombre del autor, se deja vacío el valor del campo #+AUTHOR:.
• Para no poner la fecha, se deja vacío el valor del campo #+DATE:.

• En el campo #+LENGUAJE: se elige el lenguaje para la exportación, como por ejemplo es (español).
• En el campo #+OPTIONS: se pueden colocar diferentes comandos, como por ejemplo toc:nil, que sirve para que al crear el documento, este no tenga tabla de contenidos.

• En el campo #+LATEX_CLASS_OPTIONS: se escriben opciones para el procesamiento por LaTeX para exportar a PDF. En este caso las opciones elegidas son
  • a4paper (para usar las dimensiones de hoja A4),
  • 12pt (para el tamaño de la letra) y
  • twoside (para escribir en las dos caras).
• En el campo #+LATEX_HEADER: se escriben opciones para la cabecera del fichero LaTeX que se generará. En este caso, se ha elegido
  • \usepackage{a4wide} (para usar el paquete de las márgenes anchos de las hojas A4).

• En el campo #+HTML_HEAD: se escriben opciones para la cabecera del fichero HTML que se generará. En este caso, se ha elegido
  • <link rel="stylesheet" type="text/css" href="./estilo.css" /> para usar como estilo estilo.css.
• En el campo #+HTML_MATHJAX: se escriben opciones para el procesamiento de los símbolos matemáticos.

• Enlace a sitio web:

Enlace al [[http://www.cs.us.es][Dpto. de Ciencia de la Computación e I.A.]] 

produce Enlace al Dpto. de Ciencia de la Computación e I.A.

• Enlace a un fichero:

[[./Takeuchi.py][Takeuchy.py]] contiene la definición de la función de Takeuchi en Python.

produce Takeuchy.py contiene la definición de la función de Takeuchi en Python.

• Enlace a sitio web:

http://www.us.es es la página de la Universidad de Sevilla

produce http://www.us.es es la página de la Universidad de Sevilla

• El formato de enlace general es

[[enlace]] o [[enlace][descripción]]

• Se pueden gestionar con Org / Hyperlinks

• Se crean con C-c C-l
• Se abren con C-c C-o
• Se gestionan con Org / Hyperlinks

El siguiente código

+ punto
+ punto
  - punto2 1
  - punto2 2
+ punto
+ punto

produce

• punto
• punto
  • punto2 1
  • punto2 2
• punto
• punto

El siguiente código

1. Punto 1
2. Punto 2
  1) Punto 2.1
  2) Punto 2.2
     1) Punto 2.2.1
3) Punto 3

produce

1. Punto 1
2. Punto 2
   1. Punto 2.1
   2. Punto 2.2
      1. Punto 2.2.1
3. Punto 3

El siguiente código

Definiciones del DRAE:
+ Ciencia :: Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación
     y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se
     deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y
     comprobables experimentalmente. 
+ Dato :: Información dispuesta de manera adecuada para su tratamiento
     por una computadora.  
+ Estadística :: Rama de la matemática que utiliza grandes conjuntos de
     datos numéricos para obtener inferencias basadas en el cálculo de
     probabilidades. 
+ Matemática :: Ciencia deductiva que estudia las propiedades de los
     entes abstractos, como números, figuras geométricas o símbolos, y
     sus relaciones.  
+ Informática :: Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que
     hacen posible el tratamiento automático de la información por medio
     de computadoras. 

produce

Definiciones del DRAE:

Ciencia

Conjunto de conocimientos obtenidos mediante la observación y el razonamiento, sistemáticamente estructurados y de los que se deducen principios y leyes generales con capacidad predictiva y comprobables experimentalmente.

Dato

Información dispuesta de manera adecuada para su tratamiento por una computadora.

Estadística

Rama de la matemática que utiliza grandes conjuntos de datos numéricos para obtener inferencias basadas en el cálculo de probabilidades.

Matemática

Ciencia deductiva que estudia las propiedades de los entes abstractos, como números, figuras geométricas o símbolos, y sus relaciones.

Informática

Conjunto de conocimientos científicos y técnicas que hacen posible el tratamiento automático de la información por medio de computadoras.

Para poder crear tablas fácilmente en modo Org, se sigue los siguientes pasos: se escribe la cabecera de la tabla

| Alumno | Materia | Nota |
|-

y a continuación se le da a la tecla TAB, quedando lo anterior de esta forma

| Alumno | Materia | Nota |
|--------+---------+------|
|        |         |      |

Se escribe un nombre (por ejemplo, Pedro)

| Alumno | Materia | Nota |
|--------+---------+------|
| Pedro  |         |      |

Al pulsar el tabulador, el cursor se pone en la siguiente columna, salvo cuando se encuentra en la última columna que entonces crea una nueva fila y se pone en su primera columna.

Con este procedimiento escribimos la tabla

|--------+-------------+------|
| Alumno | Materia     | Nota |
|--------+-------------+------|
| Pedro  | Matemáticas |    6 |
| Luis   | Física      |    9 |
|--------+-------------+------|

que, al procesar el documento produce

• TAB mueve al siguiente campo y realinea la tabla
• RET mueve a la siguiente fila (o la crea si no hay) realinea la tabla
• C-c C-c realinea la tabla sin mover el cursor.
• Más opciones en la pestaña Tbl

• Seleccionando la siguiente región y pulsando C-c |

Nombre,Teléfono,Edad
Pedro,12345678,17
Ana,87654321,25

produce

| Nombre | Teléfono | Edad |
| Pedro  | 12345678 |   17 |
| Ana    | 87654321 |   25 |

• En las tablas,
  • Se pueden poner leyendas con #+CAPTION: <valor>
  • Se pueden poner etiquetas con #+LABEL: <valor> y
• Ejemplo

#+CAPTION: Tabla de teléfonos y edades
#+LABEL: tab:telefonos                                      
| Nombre | Teléfono | Edad |
| Pedro  | 12345678 |   17 |
| Ana    | 87654321 |   25 |

produce

• Se puede hacer referencia a una tabla. Por ejemplo.

Los números de teléfonos están en la [[tab:telefonos][tabla de teléfonos]].

produce Los números de teléfonos están en la tabla de teléfonos.

• Se pueden escribir letras griegas. Por ejemplo, \alpha, \beta produce α, β.

• Se pueden escribir subíndices y superíndices. Por ejemplo, x_1 = 2^10 produce x₁ = 2¹⁰
• Se gestiona con Org / LaTeX

El modo Org es muy útil para realizar documentos científicos pues su aprendizaje es rápido y cómodo, y luego tiene fácil exportación a pdf.

Para poder escribir ecuaciones en una línea y de seguido con el resto del texto, se usan los comandos \ y paréntesis de la siguiente manera:

• La expresión \(x^2+1=0\) produce \(x^2+1=0\)
• Si quisiéramos poner una ecuación en su propia línea en el centro, pondríamos en la siguiente línea el comando siguiente. Por ejemplo, la expresión \[a^2= b^2 + c^2\] produce \[a^2= b^2 + c^2\]
• Por otro lado, si quisiéramos nombrar la ecuación para, posteriormente hacer referencia a ella en el documento utilizaríamos el comando #+name:. Por ejemplo, el texto

  Sean a, b y c las longitudes de los lados de un triángulo 
  rectángulo, con \(a > b\) y \(a > c\). Entonces:
  
  #+name: pitagoras
  \begin{equation}
  a^2 = b^2 +c^2
  \end{equation}
  

  produce

  Sean a, b y c las longitudes de los lados de un triángulo rectángulo, con \(a > b\) y \(a > c\). Entonces:

  \begin{equation} a^2 = b^2 +c^2 \end{equation}

  Ahora podemos hacer referencia escribiendo su nombre; por ejemplo, 1 nos hace referencia a la ecuación anterior.

Se pueden escribir matrices. Por ejemplo,

\[M = \left(\begin{matrix}
             a & b \\
             c & d \\
            \end{matrix} 
      \right) \]

produce

\[M = \left(\begin{matrix} a & b \\ c & d \\ \end{matrix} \right) \]

• Se puede exportar a

  c	iCalendar
  h	HTML
  l	LaTeX / PDF
  o	ODT
  t	Texto plan (ASCII, Latin-1, UTF-8)

• Se pueden instalar más formatos de exportación.

• Para exportar, se usa los comandos Ctrl-c-Ctrl-e (o Org / Export/Publish) y posteriormente se elige el formato deseado. Por ejemplo,
  • h o para exportar a HTML y verlo en el navegador
  • l o para exportar a PDF y verlo en el visor.

• Se puede usar #+LaTeX: y la construcción #+BEGIN_LaTeX ... #+END_LaTeX para añadir código LaTeX literal.
• Se puede poner atributos para modificar la forma de las tablas

exportadas a LaTeX. Por ejemplo,

#+ATTR_LaTeX: :center nil :align |l|l|c|
|--------+-------------+------|
| Alumno | Materia     | Nota |
|--------+-------------+------|
| Pedro  | Matemáticas |    6 |
|--------+-------------+------|
| Luis   | Física      |    9 |
|--------+-------------+------|

produce \vspace{1ex}

• Ejemplo de bloque literal pequeño

: Prelude> product [1..30]
: 265252859812191058636308480000000

produce

Prelude> product [1..30]
265252859812191058636308480000000

• Ejemplo de bloque literal

#+BEGIN_EXAMPLE
Prelude> product [1..30]
265252859812191058636308480000000
#+END_EXAMPLE

produce

Prelude> product [1..30]
265252859812191058636308480000000

• Para crear un bloque de ejemplo, se escribe <e TAB

• Ejemplo de bloque de código Python

#+BEGIN_SRC python
def tak(x,y,z):
    if x <= y:
        return y
    else:
        return tak(tak(x - 1, y, z),
                   tak(y - 1, z, x),
                   tak(z - 1, x, y))
#+END_SRC

produce

def tak(x,y,z):
    if x <= y:
        return y
    else:
        return tak(tak(x - 1, y, z),
                   tak(y - 1, z, x),
                   tak(z - 1, x, y))

• Ejemplo de bloque de código R

#+BEGIN_SRC 
tak <- function(x,y,z) {
    if (x <= y) return (y)
                return (tak(tak(x - 1, y, z),
                            tak(y - 1, z, x),
                            tak(z - 1, x, y)))
}
#+END_SRC

produce

tak <- function(x,y,z) {
    if (x <= y) return (y)
                return (tak(tak(x - 1, y, z),
                            tak(y - 1, z, x),
                            tak(z - 1, x, y)))
}

• Para crear un bloque de ejemplo, se escribe <s TAB
• Para editar un bloque de código, usar ~C-c '~

• Gestión de bloque se código
  • Se crean conjunto con <s TAB y el nombre del lenguaje.
  • Se edita con ~C-c '~
  • Se evalúa con C-c C-c

• Bloque de R: La evaluación de

#+BEGIN_SRC R 
a <- 3
2 * a
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
: 6

• Bloque de Python: La evaluación de

#+BEGIN_SRC python 
b = 5
return (3 * b)
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
: 15

• Programa Python: La evaluación de

#+BEGIN_SRC python
def g(x):
  if x > 0:     
    return "Positivo"
  else: 
    return "Negativo"

return g(5)
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
: Positivo

• Ejemplo con tabla como resultado: La evaluación de

#+BEGIN_SRC R
  cuadrado <- function(x) 
  {
    x * x
  }
    
  cuadrado(1:10)
#+END_SRC 

produce

#+RESULTS:
|   1 |
|   4 |
|   9 |
|  16 |
|  25 |
|  36 |
|  49 |
|  64 |
|  81 |
| 100 |

• Ejemplo con salida vectorial: La evaluación de

#+BEGIN_SRC R :results output
  cuadrado <- function(x) 
  {
    x * x
  }
    
  cuadrado(1:10)
#+END_SRC 

produce

#+RESULTS:
:  [1]   1   4   9  16  25  36  49  64  81 100

• Ejemplo de programa con comentarios. La evaluación de

#+BEGIN_SRC R :results output
  x <- 1:10
  x
  cuadrado <- function(x) {
    cat("Función para calcular cuadrados.\n")
    x * x
  }
  
  cuadrado(1:10)
#+END_SRC 

produce

#+RESULTS:
:  [1]  1  2  3  4  5  6  7  8  9 10
: Función para calcular cuadrados.
:  [1]   1   4   9  16  25  36  49  64  81 100

• La evaluación de

#+BEGIN_SRC R :session *R1* :results none
  cuadrado <- function(x) {
    x * x
  }
  x <- 1:10 
#+END_SRC 

#+BEGIN_SRC R :session *R1* :results output
  cuadrado(x)
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
:  [1]   1   4   9  16  25  36  49  64  81 100

• Graphviz es un programa de visualización de grafos
• Para activarlo en el modo Org hay que añadir (dot . t) a los valores de org-babel-load-languages
• Ejemplo de grafo no dirigido: La evaluación de

#+BEGIN_SRC dot :file imagenes/grafo.png :cmdline -Tpng
graph foo {
        "bar" -- "baz";
}
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
[[file:imagenes/grafo.png]]

• Ejemplo de grafo dirigido: La evaluación de

#+BEGIN_SRC dot :file imagenes/grafoDirigido.png :cmdline -Tpng
digraph foo {
        "bar" -> "baz";
}
#+END_SRC

produce

#+RESULTS:
[[: file:imagenes/grafoDirigido.png]]

• Tabla de datos

#+NAME: temp
| Mes   | Grados  |
|-------+---------|
|    01 |     3.8 |
|    02 |     4.1 |
|    03 |     6.3 |
|    04 |     9.0 |
|    05 |    11.9 |
|    06 |    15.1 |
|    07 |    17.1 |
|    08 |    17.4 |
|    09 |    15.7 |
|    10 |    11.8 |
|    11 |     7.7 |
|    12 |     4.8 |

produce

• La evaluación de

#+NAME: dibujo-R
#+BEGIN_SRC R :var data=temp :results graphics :file imagenes/dibujo.png :exports results
plot(data, type="b", bty="l", col=c("#ABD249"), las=1, lwd=4)
grid(nx=NULL, ny=NULL, col=c("#E8E8E8"), lwd=1)
legend("bottom", legend=c("Grados"), col=c("#ABD249"), pch=c(19))
#+END_SRC

produce