1  R und RStudio: Erste Schritte

1.1 Was ist R?

R ist eine freie Programmiersprache, die von Ross Ihaka und Robert Gentleman für statistische Anwendungen Anfang der 1990er Jahre entwickelt wurde und seitdem eine der Standard-Programmiersprachen in der Statistik ist. Seit vielen Jahren findet R auch zunehmend Verbreitung in anderen Gebieten, wie zum Beispiel der Bioinformatik und der Systembiologie, der Meteorologie, Data Science, der Wirtschaft oder auch der Psychologie, um nur ein paar Beispiele zu nennen.

Für den Erfolg von R gibt es viele Gründe:

  • Kostenfrei und plattformübergreifend: Downloads R läuft auf Windows, Linux und macOS.
  • Reproduzierbarkeit: Alle Analysen werden als Code geschrieben und sind daher nachvollziehbar und automatisch wiederholbar.
  • Riesieges Paket-Ökosystem: es gibt auf CRAN über 25 000 Pakete, dadurch wird nahezu jede statistische Methode abgedeckt.
  • Hervorragende Grafiken: R ist bestens geeignet um datenbasierten Grafiken aller Art zu erzeugen.
  • Schnittstellen zu anderer Software: z.B. Statistiksoftware (SPSS, SAS, Stata), Excel, zu Datenbanken, XML, SAP, TensorFlow bis hin zu Geodaten und Audiodateien und sehr viel mehr. Mehr Informationen, sowie einführende Dokumentationen findet man auf der Seite r-project.org.
  • Integration mit Quarto: Berichte, Bücher und Präsentationen können direkt aus dem Code erzeugt werden.
  • Aktive Community: Fragen werden in unzähligen Blogs, auf Stack Overflow oder in der Posit Community beantwortet.

Auch wenn R als Statistiksoftware angefangen hat, bietet es heute ein sehr breites Spektrum an Möglichkeiten.

Abbildung 1.2: R Terminal: öffnet man R so erhält man ein Terminal (Konsole) in dem R läuft. Hinter dem Prompt > können R Kommandos eingegeben werden, die dann nach dem Drücken der Enter-Taste ausgeführt werden.

1.2 Was ist RStudio?

RStudio ist eine komfortable grafische Entwicklungsumgebung (IDE – Integrated Development Environment) für R. Wie wir oben sehen ist das pure R nur eine Konsole in der wir R-Code eingeben können. Möchten wir mit R arbeiten, so wollen wir Skripte erstellen und speichern können, Grafiken erzeugen und sehen können, sowie Hilfefunktionen nutzen. All dies bringt RStudio mit sich. Welche Funktionalitäten der Editor bzw. das RStudio noch liefert, wird im Laufe des Kurses klar.

Abbildung 1.3: RStudio: oben links ist der Editor, unten links die R-Konsole, unten rechts sieht man eine Grafik, die aus dem obigen R-Code erzeugt wurde.

Wie R ist auch das RStudio kostenlos nutzbar.

HinweisAufgabe: R und RStudio installieren

Die erste Aufgabe besteht darin R und RStudio auf Ihrem Rechner zu installieren.

  • Download R von der offiziellen CRAN-Seite in der aktuellen Version (≥ 4.6)
  • Download RStudio von der Posit Seite. Wähle RStudio Desktop (Free).

Installiere zuerst R und danach RStudio!

1.3 Pakete

Die Grundfunktionen von R sind für viele Anwendungen nicht ausreichend bzw. nur umständlich zu bewältigen. Daher wurden von vielen Entwicklern R-Pakete entwickelt, die neue Funktionen und neue Datensätze enthalten. Auf CRAN (The Comprehensive R Archive Network), der Hauptquelle von Paketen, gibt es derzeit etwas mehr als 25 200 Pakete (Stand Oktober 2026). Um ein Paket zu nutzen müssen wir dieses

  • installieren. Dies ist genau einmal notwendig, danach ist das Paket Teil des Systems.

Wollen wir das Paket nutzen, so muss es

  • geladen werden. Dabei ist zu beachtet, dass Pakete nach jedem Neustart von R geladen werden müssen!

1.3.1 Installation von Paketen

Die Installation eines Pakets kann mithilfe des RStudios geschehen. Dabei muss man festlegen woher das Paket installiert wird. Es gibt im Wesentlichen zwei Möglichkeiten:

  • Repository (CRAN): Die wesentliche R-Paketsammlung.

  • Package Archive File (.tar.gz): Auf diese Art installiert man Pakete, die sich lokal auf dem eigenen Rechner befinden (und nicht auf CRAN hochgeladen wurden).

Abbildung 1.4: Pakete installieren: Im Fenster unten rechts gibt es den Punkt Packages und in diesem Reiter den Knopf Install über den man zu einer Eingabemaske kommt in der man das Paket suchen und danach installieren kann.

Alternativ önnen wir ein Paket auch über die Konsole bzw. aus einem Skript heraus installieren. Soll zum Beispiel das Paket psych installiert werden, so können wir in die Konsole schreiben:

HinweisAufgaben: Pakete installieren
  1. Installieren Sie die Paketsammlung tidyverse, sowie die Pakete pacman und das Paket ggthemes aus dem CRAN Repository. Diese Pakete werden wir im Kapitel Kapitel 7 benötigen. Im Laufe des Kurses werden noch einige Pakete hinzukommen, die Sie dann bei Bedarf installieren müssen.

  2. Laden Sie die Pakete DA.students_1.0.tar.gz und DA.covid_1.0.tar.gz herunter

    • Installieren Sie auch diese beiden Pakete auf Ihrem Rechner.
    • Nach der Installation finden Sie die Pakete im RStudio im Reiter Packages. Was fällt Ihnen bezüglich der Namen der Pakete auf?

Achtung: sollten Sie den Browser Safari nutzen, so müssen sie in den Einstellungen das Automatische Entpacken von zip-Dateien beim Download ausschalten, ansonsten können Sie die heruntergaldene Datei nicht installieren!

1.3.2 Laden von Paketen

Ist ein Paket einmal installiert, so kann es genutzt werden. Dazu müssen wir es laden. Eine Möglichkeit zum Laden eines Pakets ist es den Haken neben dem Paketnamen in der Liste der installierten Pakete zu setzen.

Abbildung 1.5: Pakete laden: Unter dem Punkt Packages findet man ein Liste aller installierten Pakete. Zum Laden setzt man einen Haken neben das Paket. Im Beispiel wurde das Paket psych geladen.

Bei jedem Laden und für jedes Paket den Haken zu setzen ist ein wenig unpraktisch. Besser ist es Pakete über die Konsole bzw. innerhalb eines Skripts zu laden. Die Funktion dafür ist library():

TippTipp: Laden von Paketen

Ein sehr praktisches Paket ist das Paket pacman (package manager), das beim Laden von Paketen hilft: Es muss das Paket pacman geladen werden, das die Funktion p_load() zur Verfügung stellt mit der dann alle weiteren Pakete geladen bzw. installiert und geladen werden können.

library(pacman)           # für die Funktion `p_load()`  
p_load(tidyverse, psych)  # lädt (und ggf. installiert) alle Pakete in der Klammer

Warum ist es praktisch, wenn wir Pakete so laden?

  • Wir schreiben immer nur zwei Funktionen am Anfang eines Skripts, egal wie viele Pakete geladen werden müssen.
  • sollte ein Paket aus der zu ladenden Liste noch nicht installiert sein, so wird das Paket automatisch von CRAN heruntergeladen, installiert und geladen.