Capítulo 4 Pensamento computacional

4.1 Programas de computador

4.1.1 O que é R?

R é um programa de computador de código aberto com linguagem computacional direcionada para análise estatística.^24,25
R version 4.5.0 (2025-04-11) está disponível gratuitamente em Comprehensive R Archive Network (CRAN).²⁶

4.1.2 Por que usar R?

R é o software de maior abrangência de métodos estatísticos, possui sintaxe que permite análises estatísticas reproduzíveis e está disponível gratuitamente no Comprehensive R Archive Network (CRAN).^23,26

4.1.3 O que é RStudio?

RStudio é um ambiente de desenvolvimento integrado (integrated development environment, IDE) desenvolvido visando a reprodutibilidade e a simplicidade para a criação e disseminação de conhecimento.^25,27
O ambiente do RStudio é dividido em paineis:
- Source/Script editor: para edição de R scripts.²⁵
- Console: para execução de códigos simples, .²⁵
- Environments: para visualização de objetos criados durante a sessão de trabalho.²⁵
- Output: para visualização de gráficos criados durante a sessão de trabalho.²⁵

Figura 4.1: Interface do RStudio. Fonte: https://docs.posit.co/ide/user/

As principais características do RStudio incluem um ambiente de edição com abas para acesso rápido a arquivos, comandos e resultados; histórico de comandos previamente utilizados; ferramentas para visualização de bancos de dados e elaboração de scripts e gráficos e tabelas.^25,27
RStudio está disponível gratuitamente em Posit.

O pacote learnr²⁸ fornece tutoriais interativos para RStudio.

4.1.4 Que programas de computador podem ser usados para análise estatística com R?

Os pacotes jmv³¹ e jmvconnect³² fornecem funções para análise descritiva e inferencial com interface com jamovi.

4.2 Scripts computacionais

4.2.1 O que são R scripts?

“Scripts são dados”.³³
Scripts permitem ao usuário se concentrar nas tarefas mais importantes da computação e utilizar pacotes ou bibliotecas para executar as funções mais básicas com maior eficiência.³³
Um script é um arquivo de texto contendo (quase) os mesmos comandos que você digitaria na linha de comando do R. O “quase” refere-se ao fato de que se você estiver usando sink() para enviar a saída para um arquivo, você terá que incluir alguns comandos em print() para obter a mesma saída da linha de comando.

4.3 Pacotes

4.3.1 O que são pacotes?

Pacotes são conjuntos de scripts programados pela comunidade e compartilhados para uso público.²⁵
Os pacotes ficam armazenados no Comprehensive R Archive Network (CRAN) e podem ser instalados diretamente no RStudio.^25,26
Na mais recente atualização deste livro, o [Comprehensive R Archive Network (CRAN) possui 380511 pacotes disponíveis.^25,26
Os pacotes disponíveis podem ser encontrados em R PACKAGES DOCUMENTATION.³⁴

O pacote utils³⁵ fornece a função install.packages para instalar os pacotes no computador.

O pacote utils³⁵ fornece a função library para carregar os pacotes instalados no computador.

O pacote utils³⁵ fornece a função require para indicar se o pacote requisitado está disponível.

O pacote utils³⁵ fornece a função installed.packages para listar os pacotes instalados no computador.

O pacote utils³⁵ fornece a função update.packages para atualizar os pacotes instalados no computador.

4.3.2 Quais práticas são recomendadas na redação de scripts?

Use nomes consistentes para as variáveis.³⁶
Defina os tipos de variáveis adequadamente no banco de dados.³⁶
Defina constantes - isto é, variáveis de valor fixo - ao invés de digitar valores.³⁶
Use e cite os pacotes disponíveis para suas análises.³⁶
Controle as versões do script.^36,37
Teste o script antes de sua utilização.³⁶
Conduza revisão por pares do código durante a redação (digitação em dupla).³⁶

O pacote formatR³⁸ fornece a função tidy_source para formatar um R script.

O pacote styler³⁹ fornece a função style_file para formatar um R script.

O pacote lintr⁴⁰ fornece a função lint para verificar a adesão de um script a um determinado estilo, identificando erros de sintaxe e possíveis problemas semânticos.

4.4 Aplicativos Shiny

4.4.1 O que são Shiny Apps?

Shiny Apps são aplicativos web interativos que permitem a criação de interfaces gráficas para visualização e análise de dados em tempo real, utilizando o R como backend.^REF?

4.5 Manuscritos reproduzíveis

4.5.1 O que são manuscritos reproduzíveis?

Manuscritos reproduzíveis - manuscritos executáveis ou relatórios dinâmicos - permitem a produção de um manuscrito completo a partir da integração do banco de dados da(s) amostra(s), do(s) script(s) de análise estatística (incluindo comentários para sua interpretação), dos pacotes ou bibliotecas utilizados, das fontes e referências bibliográficas citadas, além dos demais elementos textuais (tabelas, gráficos) - todos gerados dinamicamente.³³

4.5.2 Por que usar manuscritos reproduzíveis?

No processo tradicional de redação científica há muitas etapas de copiar e colar não reproduzíveis envolvidas. Documentos dinâmicos combinam uma ferramenta de processamento de texto com o R script que produz o texto/tabela/figura a ser incorporado no manuscrito.²³
Ao trabalhar com relatórios dinâmicos, é possível extrair o mesmo script usado para análise estatística. Os documentos podem ser compilados em vários formatos de saída e salvos como DOCX, PPTX e PDF.²³
Muitos erros de análise poderiam ser evitados com a adoção de boas práticas de programação em manuscritos reproduzíveis.⁴¹

O pacote rmarkdown⁴² fornece as funções render para criar manuscritos reprodutíveis a partir de arquivos .Rmd.

O pacote officedown⁴³ fornece as funções rdocx_document e rpptx_document para criar arquivos DOCX e PPTX, respectivamente, com o conteúdo criado no manuscrito reprodutível.

O pacote bookdown⁴⁴ fornece as funções gitbook, pdf_book, epub_book e html_document2 para criar documentos reprodutíveis em diversos formatos (Git, PDF, EPUB e HTML, respectivamente).

4.5.3 O que é RMarkdown?

RMarkdown⁴² é uma ferramenta que permite a integração de texto, código e saída em um único documento. O RMarkdown é uma extensão do Markdown, que é uma linguagem de marcação simples e fácil de aprender, que é usada para formatar texto. O RMarkdown permite a inclusão de blocos de código R, Python, SQL, C++, entre outros, e a saída desses blocos de código é incorporada ao documento final. O RMarkdown é uma ferramenta poderosa para a criação de relatórios dinâmicos, que podem ser facilmente atualizados com novos dados ou análises. O RMarkdown é amplamente utilizado na comunidade científica para a criação de relatórios de pesquisa, artigos científicos, apresentações, livros, entre outros.
O trabalho com RMarkdown⁴² permite um fluxo de dados totalmente transparente, desde o conjunto de dados coletados até o manuscrito finalizado. Todos os aspectos do fluxo de dados podem ser incorporados em blocos de R script (chunk), exibindo tanto o R script quando o respectivo texto, tabelas e figuras formatadas no estilo científico de interesse.⁴⁵
O RMarkdown⁴² foi projetado especificamente para relatórios dinâmicos onde a análise é realizada em R e oferece uma flexibilidade incrível por meio de uma linguagem de marcação.²³

4.5.4 Como manuscritos reprodutíveis contribuem para a ciência?

O compartilhamento de bancos de dados e seus scripts de análise estatística permitem a adoção de práticas reprodutíveis, tais como a reanálise dos dados.⁴⁶

O pacote projects⁴⁷ fornece a função setup_projects para criar um projeto com arquivos organizados em diretórios.

4.5.5 Como contribuir para a reprodutibilidade?

Disponibilize publicamente os bancos de dados, respeitando as considerações éticas vigentes (ex.: autorização dos participantes e do Comitê de Ética em Pesquisa) e internacionalmente.²³
Produza manuscritos reprodutíveis - manuscritos executáveis ou relatórios dinâmicos - que permitem a integração do banco de dados da(s) amostra(s), do(s) script(s) de análise estatística (incluindo comentários para sua interpretação), dos pacotes ou bibliotecas utilizados, das fontes e referências bibliográficas citadas, além dos demais elementos textuais (tabelas, gráficos) - todos gerados dinamicamente.³³

O pacote rmarkdown⁴² fornece a função render para criar manuscritos reprodutíveis a partir de arquivos .Rmd.

4.6 Compartilhamento

4.6.1 Por que compartilhar scripts?

Compartilhar o script — principalmente junto aos dados — pode facilitar a replicação direta do estudo, a detecção de eventuais erros de análise, a detecção de pesquisas fraudulentas.⁴⁸

4.6.2 O que pode ser compartilhado?

Idealmente, todos os scripts, pacotes/bibliotecas e dados necessários para outros reproduzirem seus dados.³⁷
Minimamente, partes importantes incluindo implementações de novos algoritmos e dados que permitam reproduzir um resultado importante.³⁷

4.6.3 Como preparar dados para compartilhamento?

.^REF?

4.6.4 Como preparar scripts para compartilhamento?

Providencie a documentação sobre seu script (ex.: arquivo README).³⁷
Inclua a versão dos pacotes usados no seu script por meio de um script inicial para instalação de pacotes (ex.: ‘instalar.R’).⁴¹
Documente em um arquivo README os arquivos disponíveis e os pré-requisitos necessários para executar o código (ex.: pacotes e respectivas versões). Uma lista de configurações (hardware e software) que foram usadas para rodar o código pode ajudar na reprodução dos resultados.²²
Use endereços de arquivos relativos.⁴¹
Crie links persistentes para versões do seu script.³⁷
Defina uma semente para o gerador de números aleatórios em scripts com métodos computacionais que dependem da geração de números pseudoaleatórios.²²

O pacote base⁴⁹ fornece a função set.seed para especificar uma semente para reprodutibilidade de computações que envolvem números aleatórios.

Escolha uma licença apropriada para garantir os direitos de criação e como outros poderão usar seus scripts.³⁷
Teste o script em uma nova sessão antes de compartilhar.⁴¹
Cite todos os pacotes relacionados à sua análise.⁵⁰

O pacote utils³⁵ fornece a função citation para citar o programa R e os pacotes da sessão atual.

O pacote grateful⁵¹ fornece a função cite_packages para citar os pacotes utilizados em um projeto R.

Inclua a informação da sessão em que os scripts foram rodados.⁴¹

O pacote utils³⁵ fornece a função sessionInfo para descrever as características do programa, pacotes e plataforma da sessão atual.

4.6.5 O que incluir no arquivo README?

Título do trabalho.²²
Autores do trabalho.²²
Principais responsáveis pela escrita do script e quaisquer outras pessoas que fizeram contribuições substanciais para o desenvolvimento do script.²²
Endereço de e-mail do autor ou contribuidor a quem devem ser direcionadas dúvidas, comentários, sugestões e bugs sobre o script.²²
Lista de configurações nas quais o script foi testado, tais com nome e versão do programa, pacotes e plataforma.²²

Citar como:
Ferreira, Arthur de Sá. Ciência com R: Perguntas e respostas para pesquisadores e analistas de dados. Rio de Janeiro: 1a edição,

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