inst/exams/tdp1718/terzo_appello/1718_tdp_III-a_master.R

In UBESP-DCTV/rexams: Exams check at UBESP

#'---
#'title: "Esame di R per il percorso di Tecniche della Prevenzione"
#'date: "13 settembre 2018 (terzo appello)"
#'author: "Corrado Lanera"
#'output: html_notebook
#'---
#'<!-- ============================================================= -->
#'<!-- ======================== PARTE DA IGNORARE ================== -->
#'
#' ```{r setup, include = FALSE}
#' knitr::opts_chunk$set(
#'   comment  = '#>',
#'   error    = TRUE,
#'   collapse = TRUE
#' )
#' ```
#'<!-- =================== FINE DELLA PARTE DA IGNORARE============= -->
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' # ISTRUZIONI
#'
#'<!-- ============================================================= -->

#' Il presente script R è strutturato in modo tale da guidare lo
#' studente nella risoluzione dell'esame. Inoltre, al termine, si potrà
#' produrre un documento riportante l'intera soluzione con ogni output
#' riportato.
#'
#'
#'
#'
#'
#' ## Informazioni preliminari
#'
#' * Chi lo desiderasse, può appoggiare il proprio cellulare sulla
#'   cattedra a faccia in sotto. Questo per evitare spiacevoli
#'   inconvenienti: chiunque infatti fosse trovato con un cellulare in
#'   mano durante il periodo di svolgimento del compito, così come il
#'   proprietario di qualunque cellulare che dovesse suonare (senza
#'   trovarsi appoggiato sulla cattedra), si vedrà annullato il compito
#'   e sarà allontanato dall'aula.
#'
#'
#' * È inoltre vietato parlare o scambiare informazioni di qualunque
#'   tipo con i colleghi che stiano svolgendo l'esame o terzi diversi
#'   dall'insegnate o il supervisore presente in aula. Chi venisse
#'   trovato a parlare, porgere o ricevere informazioni di qualunque
#'   natura a/da un collega si vedrà annullato il compito e sarà
#'   allontanato dall'aula.
#'
#'
#' * Per svolgere l'esame, il candidato dovrà completare questo stesso
#'   script negli spazi indicati, con codice R in grado di ottenere
#'   quanto di volta in volta richiesto nelle istruzioni del punto
#'   considerato.
#'
#'
#' * Quando non diversamente segnalato, ogni domanda avrà il valore di
#'   un punto. Ogni risposta corretta aggiungerà quindi un punto al
#'   totale, ogni risposta non data non modificherà il punteggio totale,
#'   ogni risposta sbagliata sottrarrà uno al punteggio totale.
#'
#'
#' * Saranno presenti domande con punteggio superiore (sia positivo se
#'   correttamente assolta, sia parimenti negativo se errata).
#'
#'
#' * PER OTTENERE L'IDONEITÀ SARÀ NECESSARIO (E SUFFICIENTE) TOTALIZZARE
#'   ALMENO 9 (NOVE) PUNTI. Il punteggio massimo è pari a 15 + 1 punti.
#'   Il punto extra si riferisce all'ultima domanda, facoltativa: tale
#'   punto, a differenza degli altri, non può essere "perso" (ovvero
#'   sottratto in caso di risposta sbagliata) ma solo guadagnato.
#'
#'
#' * In ogni momento durante lo svolgimento del compito eseguendo i
#'   comandi che via via si trovano sotto ogni esercizio si può avere
#'   un'opinione in diretta sullo stato della domanda. Da notare che la
#'   risposta è puramente indicativa e a uso e consumo dello studente.
#'   Test sono stati fatti sulla correttezza dei controlli automatici ma
#'   non c'è garanzia siano infallibili. Sia che segnalino un errore sia
#'   che confermino una risposta esatta, la valutazione finale del
#'   compito e di ogni singola risposta sarà comunque univocamente
#'   demandata al docente, a posteriori.
#'
#'
#' * Una volta terminato l'esame, salvare (senza rinominare) il presente
#'   script e lanciare dalla console il comando
#'
#'   > submit_my_exam("1718_tdp_III-a.R")
#'
#'   Questo, produrrà il documento con il proprio esame, il risultato
#'   dell'esecuzione di ogni riga di codice scritto e il resoconto
#'   finale sul punteggio stimato. Il file generato sarà un HTML e al
#'   suo interno conterrà questo stesso script così come è stato
#'   salvato.
#'
#'
#' * Durante lo svolgimento del compito è consentito usare gli appunti
#'   personali, mentre non è consentito utilizzare dispositivi di
#'   comunicazione con terzi (cellulare, internet, ...)
#'
#'
#'
#'
#'
#'
#'
#'
#'
#'
#' ## Prima di cominciare
#'
#' * Inserire il proprio nome e cognome al posto di NOME_DEL_CANDIDATO
#'   alla quarta riga di questo script, affianco alla voce author
#'   (lasciando quanto si scrive incluso tra le virgolette).
#'
#'   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
#'
#'   SE QUESTO NON DOVESSE AVVENIRE, IL COMPITO SARÀ CONSIDERATO NULLO E
#'   NON ATTRIBUIBILE AD ALCUNO STUDENTE IN NESSUN CASO.
#'
#'   !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!
#'
#'
#'  * Si consiglia di scrivere tutte le chiamate a `library()` per
#'    caricare i pacchetti che si utilizzeranno (se se ne
#'    utilizzerano...) nello spazio non commentato immediatamente qui
#'    sotto, prima della parte di inizio dell'esame. In questo modo sarà
#'    più agevole e facilitata la lettura dello script. Seguire questa
#'    convenzione non è necessario ma vivamente consigliato.
#'

#+ package_loading, include = FALSE
library(rexams)
library(lattice)

#+ setup_exam, include = FALSE
options(
  rexam_nome_candidato      = "Corrado",
  rexam_cognome_candidato   = "Lanera",
  rexam_matricola_candidato = 12345,

  rexam_corso   = "tdp",
  rexam_anno    = 2018,
  rexam_appello = 3,
  rexam_id_tema = "a"
)

mia_soluzione <- soluzione()
mia_soluzione









#'<!-- ============================================================= -->
#' # ESAME
#'
#'<!-- ============================================================= -->
#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 1 (punteggio = 1)
#'
#' Per prima cosa è necessario impostare la cartella di lavoro (Working
#' Directory).
#'
#' Nel caso si usi del codice per eseguire questa operazione lo si
#' scriva qui sotto nello spazio senza i caratteri di commento iniziali
#'  `#'`.
#'
#' > NOTA: non è necessario impostare la cartella di lavoro tramite
#'         codice, è possibile infatti farlo anche "punta e clicca" da
#'         RStudio. Eseguire l'esercizio come si preferisce.
#'





#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta impostata la cartella di lavoro, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`). perchè lésercizio
#' sia giusto, quanto visualizzato nella console dovrebbe corrispondere
#' all'indirizzo richiesto. Dopodiché, passare alla domanda seguente.
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 1,
  risposta = getwd()
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 1)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 2 (punteggio = 1)
#'
#' A questo punto si possono caricare i dati.
#'
#' Completare il codice seguente per importare il dataset che si trova
#' all'interno del file `death_ita.csv` (che si trova già all'interno
#' della cartella di lavoro) in un dataframe dal nome `death_ita`.
#'
#' ESEMPIO:
#'
#' death_ita <- ...........
#'
#'<!-- ============================================================= -->


death_ita <- read.csv("death_ita.csv", stringsAsFactors = FALSE)


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire le seguenti
#' istruzioni (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
#' Dopodiché, passare alla domanda seguente.
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 2,
  risposta = possibile_risposta(death_ita)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 2)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 3 (punteggio = 1)
#'
#'  Iniziare a investigare la base di dati ricavando il numero di righe
#'  e colonne, e il nome delle colonne.
#'
#' Scrivere, nello spazio non commentato, il codice per trovare le
#' informazioni richieste, assegnandole rispettivamente alle variabili:
#' `numero_righe`, `numero_colonne` e `nomi_colonne`.
#'
#'
#' ESEMPIO:
#'
#' numero_righe   <- ...............
#'
#' numero_colonne <- ...............
#'
#' nomi_colonne   <- ...............
#'


numero_righe   <- nrow(death_ita)
numero_colonne <- ncol(death_ita)
nomi_colonne   <- colnames(death_ita)


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 3,
  risposta = if (any(
    purrr::map_lgl(
      c("numero_righe", "numero_colonne", "nomi_colonne"),
      exists, inherits = FALSE, envir = globalenv()
    )
  )) {
    list(
      numero_righe   = possibile_risposta(numero_righe),
      numero_colonne = possibile_risposta(numero_colonne),
      nomi_colonne   = possibile_risposta(nomi_colonne)
    )
  } else {
    NULL
  }
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 3)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 4 (punteggio = 1)
#'
#' Per uniformità di linguaggio, rinominare le colonne con nome inglese
#' in italiano.
#'
#' In particolare, scrivere nello spazio non commentato qui sotto, il
#' codice utile a modificare il nome della colonna `cause_of_death` in
#' `causa_del_decesso`.
#'
#'<!-- ============================================================= -->


is_a_name_to_change <- colnames(death_ita) == "cause_of_death"

colnames(death_ita)[is_a_name_to_change] <- "causa_del_decesso"


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 4,
  risposta = possibile_risposta(death_ita)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 4)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 5 (punteggio = 1)
#'
#' Trasformare tutto il testo all'interno della variabile
#' `causa_del_decesso` in caratteri tutti minuscoli Per esempio,
#' `Diarrhoeal disease` deve diventare `diarrhoeal disease`.
#'
#' Scrivere il codice che svolge il compito nello spazio non comentato
#' qui sotto.
#'
#'<!-- ============================================================= -->


death_ita[["causa_del_decesso"]] <- tolower(
    death_ita[["causa_del_decesso"]]
)


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 5,
  risposta = possibile_risposta(death_ita)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 5)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ==================================================-========== -->
#' ## Domanda 6 (punteggio = 1)
#'
#' Rimuovere (modificando) nelle descrizioni dei decessi (dentro la
#' variabile `causa_del_decesso` del dataframe `death_ita`) ogni
#' occorrenza dello spazio. Per esempio, `diarrhoeal disease` deve
#' diventare `diarrhoealdisease`.
#'
#'<!-- ============================================================= -->


death_ita[["causa_del_decesso"]] <- gsub(
  pattern     = " +",
  replacement = "",
  x = death_ita[["causa_del_decesso"]]
)


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 6,
  risposta = possibile_risposta(death_ita)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 6)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 7 (punteggio = 2)
#'
#' Creare un nuovo dataframe con solamente il/i caso/i (riga/he) in
#' cui la causa del decesso per l'anno e la classe di età del bambino
#' (variabile `mesi`) hanno visto una percentuale (variabile
#' `percentuale`) di decessi strettamente positiva. Nominare il nuovo
#' dataframe risultante come `pos_perc_death`.
#'
#' Esempio:
#'
#' pos_perc_death <- ...............
#'
#'<!-- ============================================================= -->


pos_perc_death <- death_ita[death_ita$percentuale > 0, ]


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 7,
  risposta = possibile_risposta(pos_perc_death)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 7)
#'<!-- ============================================================= -->
















#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 8 (punteggio = 2)
#'
#' Nel data.frame `death_ita`, rinominare i livelli della variabile
#' `mesi` secondo la seguante convenzione:
#'
#' "0-1"  = "neonato"
#' "2-59" = "fanciullo"
#' "0-59" = "prescolare"
#'
#'<!-- ============================================================= -->


death_ita[["mesi"]] <- factor(death_ita[["mesi"]],
  levels = c("0-1", "2-59", "0-59"),
  labels = c("neonato", "fanciullo", "prescolare")
)


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 8,
  risposta = possibile_risposta(death_ita)
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 8)
#'<!-- ============================================================= -->







#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 9 (punteggio = 2)
#'
#' Dal data.frame principale `death_ita`, trovare per ogni causa e ogni
#' classe di età (variabile `mesi`) il valore massimo della percentuale
#' di decessi dovuti a tali cause in tali classi negli presi in
#' considerazione. In altre parole, creare una tabella in cui nelle
#' righe ci siano le cause di decesso, nelle colonne le classi di età e
#' nelle cui celle sia presente il valore massimo di probabilità negli
#' anni di cui si dispone di tale valore. Salvare la tabella con il nome
#' `max_p_death_causes`
#'
#' SUGGERIMENTO: usare la funzione `tapply()`
#' ATTENZIONE  : gestire bene i dati mancanti, per esempio aggiungendo
#'               `na.rm = TRUE` all'interno della chiamata a `tapply()`.
#'
#' ESEMPIO:
#'
#' max_p_death_causes <- ..................
#'
#'<!-- ============================================================= -->


max_p_death_causes <- tapply(death_ita[["percentuale"]],
  INDEX = list(death_ita[["causa_del_decesso"]], death_ita[["mesi"]]),
  FUN   = max,
  na.rm = TRUE
)


#'<!-- ------------------------------------------------------------ -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 9,
  risposta = possibile_risposta(max_p_death_causes)
)
controlla_risposta(mia_soluzione, 9)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 10 (punteggio = 2 + 1)
#'
#' Produrre due dataframe, nominati rispettivamente `top_fan_2000` e
#' `top_fan_2016`, riportanti il primo i soli dati riferiti all'anno
#' 2000 e ai neonati, ordinati dalla causa più frequente alla meno
#' frequente, il secondo analogo ma per i dati del 2016.
#'
#' ESEMPIO:
#'
#' top_fan_2000 <- ..................
#' top_fan_2016 <- ..................
#'
#'<!-- ============================================================= -->


top_fan_2000_unordered <- death_ita[
  death_ita[["anno"]] == 2000 & death_ita[["mesi"]] == "neonato",
]
top_fan_2000 <- top_fan_2000_unordered[
  order(top_fan_2000_unordered[["percentuale"]], decreasing = TRUE),
]


top_fan_2016_unordered <- death_ita[
  death_ita[["anno"]] == 2016 & death_ita[["mesi"]] == "neonato",
  ]
top_fan_2016 <- top_fan_2016_unordered[
  order(top_fan_2016_unordered[["percentuale"]], decreasing = TRUE),
  ]

#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato il codice richiesto, eseguire la seguente
#' istruzione (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`).
#'
mia_soluzione <- aggiungi_risposta(a = mia_soluzione,
  domanda  = 10,
  risposta = if (any(
    purrr::map_lgl(
      c("top_fan_2000", "top_fan_2016"),
      exists, inherits = FALSE, envir = globalenv()
    )
  )) {
    list(
      top_fan_2000 = possibile_risposta(top_fan_2000),
      top_fan_2016 = possibile_risposta(top_fan_2016)
    )
  } else{
    NULL
  }
)

controlla_risposta(mia_soluzione, 10)
#'<!-- ============================================================= -->










#'<!-- ============================================================= -->
#' ## Domanda 11 (punteggio = 1)
#'
#' A partire dai due dataset creati alla domanda 10 (ovvero
#' `top_fan_2000` e `top_fan_2016`) creare due grafici distinti (ma del
#' tutto analoghi) in cui si apprezzi l'andamento negli anni della
#' probabilità di decesso PER LE SOLE PRIME TRE CAUSE di decesso al 2000
#' (un grafico) e PER LE SOLE PRIME TRE cause al 2016 (secondo grafico).
#'
#' Suddividere ciascun grafico in pannelli coerenti con la classe di età
#' dei bambini.
#'
#' Commentare quindi (riempiendo l'opportuno spazio qui sotto) il
#' risultato.
#'
#'
#' NOTA: il punteggio per questa domanda è solo positivo, se sbagliata
#'       non concorre a intaccare il punteggio ottenuto fino a questo
#'       momento. Inoltre, essendo la grafica non "statica" non ci sarà
#'       alcuna "valutazione" automatica.
#'
#'
#' SUGGERIMENTI:
#'
#'   - usare il pacchetto `lattice` (da caricare all'inizio di questo
#'     script nella zona adibita ai pacchetti) e la sua funzione
#'     `xyplot()` per rappresentare il grafico sul sottoinsieme dei dati
#'     relativo solo alle cause di interesse, che mappi le percentuali
#'     in funzione degli anni, condizionatamente alle classi di età e
#'     raggruppate per causa. (si suggerisce inoltre di inserire
#'     l'opzione `type = 'l'` per rappresentare il grafico con linee e
#'     non con dei punti, e aggiungere l'opzione' `auto.key = TRUE` per
#'     far comparire la legenda)
#'   - fare la stessa cosa per l'anno 2016.
#'
#'<!-- ============================================================= -->

only_top_2000 <- death_ita[
  death_ita$causa_del_decesso %in%
  top_fan_2000[['causa_del_decesso']][1:3],
]
xyplot(percentuale ~ anno | mesi,
  groups   = causa_del_decesso,
  data     = only_top_2000,
  auto.key = TRUE,
  type     = 'l'
)


only_top_2016 <- death_ita[
  death_ita$causa_del_decesso %in%
  top_fan_2016[['causa_del_decesso']][1:3],
]
xyplot(percentuale ~ anno | mesi,
  groups   = causa_del_decesso,
  data     = only_top_2016,
  auto.key = TRUE,
  type     = 'l'
)


message("
  Commento alle figure prodotte (cancellare la parentesi e i puntini):
  ......................................................................
  ......................................................................
  ......................................................................
  ......................................................................
  ")


#'<!-- ------------------------------------------------------------- -->
#' Una volta completato l'esame, eseguire la seguente istruzione
#' (selezionarla e premere `CTRL + INVIO`) per avere una stima del
#' punteggio totale ottenuto. Quindi, eseguire
#' `submit_my_exam("1718_tdp_III-a.R")`
#'
mia_soluzione
controlla_esame(mia_soluzione)
#'<!-- ============================================================= -->