صفحة 302 - كتاب إنترنت الأشياء - الصف 11 - الفصل 1 - المملكة العربية السعودية

📚 مخططات بيانية

المفاهيم الأساسية

المخطط البياني (Histogram): رسم بياني يوضح توزيع التكرارات لقيم متغير ما ضمن فئات (bins).

مخطط Stem Plot: رسم بياني يوضح قيم البيانات عبر الزمن، حيث يمثل كل ساق (stem) نقطة زمنية ويمثل الورقة (leaf) القيمة المقابلة.

خريطة المفاهيم

```markmap

تحليل البيانات في Jupyter Notebook (صفحة 301)

الهدف:

تحليل مجموعة بيانات JSON جاهزة تحاكي تشغيل نموذج الأردوينو.

الخطوات:

1. استيراد المكتبات المطلوبة (pandas, matplotlib).

2. قراءة بيانات JSON من الملف.

3. وصف مجموعة البيانات لاستخراج الخصائص الإحصائية.

البيانات:

ملف: U3_L3_DATA.json

الأعمدة:

#### id

#### garbage_drops

#### time_to_fill

الإحصائيات (شكل 7.23):

#### عدد السجلات (count): 50

#### المتوسط (mean):

##### id: 24

##### garbage_drops: 54

##### time_to_fill: 152

#### الانحراف المعياري (std):

##### id: 15

##### garbage_drops: 30

##### time_to_fill: 100

#### المدى (min - max):

##### id: 0 - 49

##### garbage_drops: 2 - 100

##### time_to_fill: 5 - 376

التمثيل البياني (صفحة 302)

إنشاء مخططات بيانية (Histograms)

#### للبيانات: garbage_drops و time_to_fill

#### عدد المجموعات (bins): 8

إنشاء مخططات Stem Plots

#### للبيانات: garbage_drops و time_to_fill عبر الزمن (timestamp)

#### شكل العلامات (markers): معين (Diamond)

المخرجات:

#### شكل 7.24: المخططات البيانية

##### مخطط garbage_drops: يظهر توزيع التكرارات، حيث يبلغ التكرار الأعلى (8) في المدى 62.5-75.

##### مخطط time_to_fill: يظهر توزيع التكرارات، حيث يبلغ التكرار الأعلى (10) في المدى 100-150.

#### شكل 7.25: مخططات stem plots البيانية

##### مخطط time_to_fill: يظهر تباين القيم (بين 100 و 350 دقيقة) عبر الأيام.

##### مخطط garbage_drops: يظهر تباين القيم (بين 30 و 100) عبر الأيام.

```

نقاط مهمة

• يتم استخدام المكتبة `matplotlib` لإنشاء المخططات البيانية (`hist`) ومخططات الساق (`stem`).
• المخطط البياني مفيد لفهم شكل التوزيع العام للبيانات (مثل القيم الأكثر تكراراً).
• مخطط Stem Plot مفيد لعرض تطور القيم عبر الزمن ومقارنة قيم متعددة في نقاط زمنية مختلفة.
• في المثال، تم إنشاء 8 فئات (bins) لكل مخطط بياني لتبسيط عرض التوزيع.

ستقوم بإنشاء مخططين بيانيين حسب خصائص time_to_fill و garbage_drops

# Create histograms for the data using 8 groupings hist = data.hist(['garbage_drops'],figsize=(10,6),bins=8) hist = data.hist(['time_to_fill'],figsize=(10,6),bins=8)

ستقوم بعد ذلك بإنشاء مخططين من نوع stem plots لعرض time_to_fill و garbage_drops لكل فترة زمنية.

# Create stem plots for the data with diamond-shaped ('D') markers plt.stem(data['timestamp'], data['time_to_fill'], markerfmt='D'); plt.stem(data['timestamp'], data['garbage_drops'], markerfmt='D');

شكل 7.24: المخططات البيانية

شكل 7.25: مخططات stem plots البيانية

ستقوم بإنشاء مخططين بيانيين حسب خصائص time_to_fill و garbage_drops # Create histograms for the data using 8 groupings hist = data.hist(['garbage_drops'],figsize=(10,6),bins=8) hist = data.hist(['time_to_fill'],figsize=(10,6),bins=8) ستقوم بعد ذلك بإنشاء مخططين من نوع stem plots لعرض time_to_fill و garbage_drops لكل فترة زمنية. # Create stem plots for the data with diamond-shaped ('D') markers plt.stem(data['timestamp'], data['time_to_fill'], markerfmt='D'); plt.stem(data['timestamp'], data['garbage_drops'], markerfmt='D'); شكل 7.24: المخططات البيانية شكل 7.25: مخططات stem plots البيانية --- VISUAL CONTEXT --- **CHART**: garbage_drops Description: Histogram showing frequency distribution for 'garbage_drops'. Bars represent counts within bins. X-axis: Range of garbage drops Y-axis: Frequency Data: The histogram shows 8 bins, with frequencies peaking around 50-60 and 70-80. Context: Visualizes the distribution of 'garbage_drops' data. **CHART**: time_to_fill Description: Histogram showing frequency distribution for 'time_to_fill'. Bars represent counts within bins. X-axis: Time to fill Y-axis: Frequency Data: The histogram shows 8 bins, with frequencies peaking around 100-150 and 200-250. Context: Visualizes the distribution of 'time_to_fill' data. **CHART**: time_to_fill Description: Stem plot showing 'time_to_fill' values over a period of days. Each stem represents a date, and the leaves represent the values. X-axis: Date Y-axis: Time to fill Data: Shows variability in 'time_to_fill' over the observed dates, with some dates having multiple data points. Context: Visualizes the distribution and variation of 'time_to_fill' over time. **CHART**: garbage_drops Description: Stem plot showing 'garbage_drops' values over a period of days. Each stem represents a date, and the leaves represent the values. X-axis: Date Y-axis: Garbage drops Data: Shows variability in 'garbage_drops' over the observed dates, with some dates having multiple data points. Context: Visualizes the distribution and variation of 'garbage_drops' over time.