第一篇?? ?R 語言概論



第二篇?? ?R 語言在開放資料的應用



第2章? 開放資料 - 世界最大的自由資源及帶來的機會

[實例一]臺北市土壤液化潛勢圖與貸款成數與利率的混搭

[實例二]由監管網域名稱註冊及IP位址發放的ICANN追?的網域名稱數量成長趨勢

[實例三]2019 年台南市本土登革熱疫情況的可視化和地理定位，以加強透明度和問責制



第三篇 R 語言在管理數學的應用



第3章? ?性函數與線性方程組:直線與?性函數

[實例一]市場均衡下求均衡數量與價格

[實例二]生產排程(production scheduling)

[實例三]求以下的線性方程組的解

[實例四]健康照護費用



第4章? 矩陣

[實例一]Acrosonic公司五月時的藍芽喇叭生產資料之表示及彙總

[實例二]求A的反矩陣(inverse of the matrix)

[實例三]文字加、解密

[實例四]使用封閉型Leontief模式決定相關收入

[實例五]另一種應用為使用開放型Leontief模式，滿足未來的生產量

[實例六]消費者需求滿足及生產投入

[實例七]以矩陣求解美國健康照護費用的線性函數



第5章? ?性規劃(linear programming, LP）

[實例一]生產問題，解利潤極大化問題

[實例二]生產創造收益問題

[實例三]生產排程( production planning)

[實例四]營養問題(A Nutrition problem)

[實例五]倉庫問題 (warehouse problem)，即求解成本極小問題



第6章? 財務數學 :單利、複利 ;年金 ;分期償還及償債基金

[實例一]投資2000 元於10 年期的信託基金，已知該基金以單利計算，且年利率 6%。

試問 10 年結束時的本利和若干？

[實例二]Jane花了 9850 元購買一張為期 26 週，到期值 10,000 元的美國國庫債券(T-Bill)，試問其投資回收率若干？

[實例三]依下面的情況，試問1000元的本金存放3年後的本利和若干？

已知年利率 8%，且(a)一年複利一次 (compounded annually)；(b)半年複利一次(compounded semiannually)；(c)一季複利一次(compounded quarterly)；(d)一個月複利一次(compounded monthly)及 (e)一天複利一次(compounded daily)

[實例四]依下面的情況，試問1000元的本金存放 3 年後的本利和若干？

已知年利率8%，且(a)一天複利一次(假設一年是365天)與(b)連續複利

[實例五]100 元的本金，試分別以2%, 4%,…18%單利年利率，求出20年期本利和曲線

[實例六]100 元的本金，試分別以5%，10%，15%複利年利率，求出20年期表格，以及本利和曲線

[實例七]神奇的一美分幣(The Magic Penny)

[實例八]一12 月期的普通年金，每期於月底付款100元，年利率12%，每月複利一次，試問年金的終值？

[實例九]大學學費儲蓄計畫(Saving for an university Education)

[實例十]一普通年金共24期，每月付款100元，年利率3%，每月複利一次，試問其現值？

[實例十一]李先生向銀行貸款12萬元購買房子。銀行收取的利息以年利率5.4%計算，於每月月底計息，且李先生同意以30年期的分期付款還清銀行貸款。試問李先生每月月底應償還多少錢？

[實例十二]分期償還表(Amortization schedule)

[實例十三]五金行的經營者Alan設立了一個償債基金，打算 2 年後添購一部卡車，卡車預定的購買價為 3 萬元。已知投資的基金帳戶可有10% 的年利率，每季複利一次。若以定額的方式存款，問Alan (a)每季應存入多少元？(b)列出償債基金的報表。



第7章? 馬可夫鏈

[實例一]都市與郊區間的人口流動(Urban-Suburban population Flow)

[實例二]延續[實例一]，試問兩年後居住於都市的人口比例有多少？三年後呢？

[實例三]十年後呢？

[實例四]計程車的移動區域(Taxi movement between zones)

[實例五]承[實例四]計程車的移動區域。在[實例四]的例題中，我們找出描述計程車移動區域的遞移矩陣T，並知T為正規隨機矩陣。求計程車長時間之後在三個區域的分布情形

[實例六]女性的教育狀況(Educational Status of Women)



第四篇?? ?R 語言在作業管理的應用



第8章? 流程分析、資料分析工具

[實例一]餐廳的經理關心顧客抱怨

[實例二]連接器(Connector)製程能力樣本檢測數據

[實例三]班機起飛延遲分析(Analysis of Flight Departure Delays)

[實例四]始祖鳥(Archaeopteryx) 的股骨和肱骨



第9章? 學習曲線

[實例一]單一學習曲線

[實例二]多學習率的比較

[實例三]學習曲線應用到心臟移植死亡率(heart transplant mortality)



第10章? 敘述統計學(descriptive statistics) 與 機率分配(Probability Distribution)

[實例一]依1994 美國人口普查局

[實例二]電子公路收費站(Electronic Turnpike Fare)。假設車內電子儀器對收費站訊號的反應時間，是一個平均160微秒(microseconds)，標準差30微秒的常態隨機變數。該儀器對?號的反應時間介於100至180微秒的機率是多少？

[實例三]電腦微處理器半導體內的雜質(impurities)濃度，是一個平均數127 ppm( parts per million)，標準差22的的常態隨機變數。能被客戶接受的半導體，其雜質濃度 必須低於150ppm。請問有多少比率的半導體可以被接受?

[實例四]根據WHO 2012資料

[實例五]承上[實例四] :假設世界人口中，有0.2817的比例的人患有B型肝炎，求算

[實例六]Caesar 公司客服中心平均一天會處理460通電話，假設一天內電話的通數，會服從卜瓦松分配，試問明天公司接到的電話通數為500或500以上爆量之機率為何？

[實例七]史上第一個卜瓦松(Poisson) 分布應用: 著名的普魯士軍隊(Prussian Army)遭馬踢導致死亡的例子



第11章? 品質管理

[實例一]使用平均數(X-bar)和全距(R)管制圖來監控製程

[實例二]使用不良率管制圖監控程序

[實例三]使用缺點數管制圖來監控每單位缺點數

[實例四]缺點數管制圖(c-chart) :豪華酒店套房檢查

[實例五]評估加護病房實驗室的製程能力( Assessing the process Capability of the Intensive Care Unit Lab)

[實例六]連接器(connector)製程能力樣本檢測數據



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推薦序



關注產業競爭優勢，從基礎教育紮根



　　很高興看到廖如龍博士結合在 IBM、Oracle 及國內大廠的產業經驗及在文化大學、致理科技大學等學校擔任教職的寶貴經驗，綜整了產學研專業知識和產業知能，投入現今熱門的資料科學(Data Science)領域，紮根基礎教育，編撰教科書，個人至感欽佩。 ?



　　回想當年，科技教父李國鼎先生在 1980 年於美國芝加哥召開第二次外籍科技顧問會議，楬櫫了「能源、材料、資訊和自動化」為我國未來主要發展方向， 吹響了台灣在全世界資通訊領域的號角，也奠定台灣電子工業的穩固基礎，今日才能作收如此傲人成就；甚至海峽兩岸至今共蒙其利，是典型的雙贏典範。值得一提的是，在當時( 1980 年)，台灣無論是銀行、醫院、工廠、商店……等各行各業，各項作業都還是手寫作業，沒有在使用電腦。就連大部分的國立大學，其教職員的薪水單也都是手寫，還不是電腦打印的。



　　我們今天看到人工智慧時代來臨，大家關注的「數位轉型」議題，最重要的，就是從資料模型、方法論和程式語言…等全方位的創新，轉型和升級，台灣 才能在全球競爭中脫穎而出。R 語言無庸置疑，扮演非常重要的角色。正如人類 統計學的發展歷史，雖然可追朔至公元前五世紀，但其數學基礎是一直到 17 世紀才開始建立。R 語言的發明，可說是承先啟後，預料將對全球軟體程式語言帶入新血與改變。廖博士將此介紹到台灣，對台灣軟體產業人才培植影響深遠，堪可名列台灣軟體大師級名人堂了。



　　正如我一開始提到的，我們在 1980 年面臨的是從人工到全面電腦化的挑戰，台灣做到了，也成為世界的佼佼者，更建立了舉世稱羨的產業，造就了台灣奇蹟。現在，我們站在 2020 年的出發點，面向未來，這也將是另外一個奇蹟的起點 - 一個全新的產業結構，以資料為基礎、智慧為手段、人類社會系統為標的 的未來。過去我們所熟知的一切，都可能會翻轉；在我們大談智慧城市題材的同時，Amazon、Google、Facebook …等也正積極地導引我們邁向不一樣的未來！廖如龍博士的大著，正是我們目前迫切需要的知識，引領我們在下一波競爭中能脫穎而出，再一次的成就新一代的台灣奇蹟。謹此感謝廖如龍博士的貢獻，並祝福大家！