class: center, middle, inverse, title-slide .title[ # Summarizing and displaying categorical data ] .subtitle[ ## EDUC 641: Unit 1 ] .author[ ### David D. Liebowitz ] --- # Roadmap <img src="Roadmap_1.png" width="80%" style="display: block; margin: auto;" /> .blue[*This unit borrows heavily (with permission) from John B. Willett's course S-010Y*] --- # Class goals 1. Understand and implement principles of tabular (rectangular) data in R 2. Describe and summarize quantitative data that are categorical 3. Create visualizations of quantitative data that are categorical 4. Write R scripts to conduct these analyses --- # The story behind the data .pull-left[ .small[ - [Warren McCleskey](https://www.theatlantic.com/politics/archive/2019/06/legacy-mccleskey-v-kemp/591424/) sentenced to death for murdering police officer during armed robbery in Georgia (1978) - McCleskey appeals to the Supreme Court, arguing his death sentence is due to racial bias in sentencing...his appeal is rejected - Senator Edward Kennedy sponsors the Racial Justice Act to enforce "the Constitution's promise of equality under the law" - McCleskey executed in Georgia (1991) ] ] .pull-right[ <img src="mccleskey.png" width="1848" style="display: block; margin: auto;" /> - [Baldus, Pulaski & Woodworth (1983). A comparative review of death sentences: An empirical study of the Georgia experience. *J. Crim Law.*](https://www.jstor.org/stable/1143133) ] -- <br> .blue[**Our motivating question: Were convicted murderers more likely to be sentenced to death in Georgia if they killed someone Black or if they killed someone White?**] -- .red[*Note: Racial bias may exist in the criminal justice system irrespective of our answer to this question. Exploring such an issue would knit together more complete evidence from multiple research traditions.*] --- # Goals of the unit ### We'll use a simplified version of the quantitative data accumulated by Baldus et al. (1983) to: - Understand and implement principles of tabular data in R - Describe and summarize quantitative data that are categorical - Create visualizations of quantitative data that are categorical - Write R scripts to conduct these analyses --- # Materials .large[ 1. Death penalty data (in file called deathpenalty.csv) 2. Codebook describing the contents of said data (deathpenalty_codebook.pdf) 3. R script to conduct the data analytic tasks of the unit (EDUC641_3_code.R) ] --- # Let's first access the data Baldus, Pulaski and Woodworth (1983) compiled criminal justice and crude demographic information on all convicted murderers in the state of Georgia from in the mid-1970s. We have access to a simplified version of these data. -- ```r d <- read.csv('C:/Users/daviddl/Documents/EDUC/EDUC641_22F/data/deathpenalty.csv') # but there are a lot of reasons to avoid using a hard-coded filepath # so instead, we'll use our first R package # Side note, I can write anything I want after a # sign and it # doesn't cause any problems for your program. These are called # comments and are critical to remind you (and tell others) what # you are doing! ``` --- # Let's first access the data Baldus, Pulaski and Woodworth (1983) compiled criminal justice and crude demographic information on all convicted murderers in the state of Georgia from in the mid-1970s. We have access to a simplified version of these data. ```r # The first thing we'll do is to install the package # install.packages("here") <- when you do this, remove the # # don't forget the quotes around the package name! # Then, we'll load the package: library(here) ``` -- While you're at it, do the same for `tidyverse`. The `tidyverse` is a collection of helpful packages for manipulating and visualizing data. In particular, it includes the extremely useful `dplyr` and `ggplot2` ! --- # Let's first access the data Baldus, Pulaski and Woodworth (1983) compiled criminal justice and crude demographic information on all convicted murderers in the state of Georgia from in the mid-1970s. We have access to a simplified version of these data. ```r # Ok, now we're ready to get started: df <- read.csv(here("data/deathpenalty.csv")) # it is common in R to name our datasets short names # so as to reduce typing (df for dataframe) ``` -- #### but where did our data go? --- # Understanding data structure ```r df ``` ``` #> id deathpen rdefend rvictim #> 1 1 0 2 2 #> 2 2 0 2 1 #> 3 3 1 2 2 #> 4 4 0 2 2 #> 5 5 0 1 1 #> 6 6 0 2 1 #> 7 7 0 1 1 #> 8 8 0 2 2 #> 9 9 0 2 2 #> 10 10 0 2 1 #> 11 11 0 1 1 #> 12 12 0 1 1 #> 13 13 0 2 2 #> 14 14 0 1 1 #> 15 15 0 2 2 #> 16 16 0 2 2 #> 17 17 0 1 1 #> 18 18 0 1 2 #> 19 19 0 1 1 #> 20 20 0 2 2 #> 21 21 0 1 1 #> 22 22 1 2 1 #> 23 23 0 2 2 #> 24 24 1 1 2 #> 25 25 0 1 1 #> 26 26 0 2 2 #> 27 27 0 1 1 #> 28 28 0 2 2 #> 29 29 0 2 2 #> 30 30 0 1 1 #> 31 31 0 1 1 #> 32 32 0 1 2 #> 33 33 1 2 1 #> 34 34 1 1 1 #> 35 35 0 1 1 #> 36 36 0 1 1 #> 37 37 0 1 1 #> 38 38 0 2 2 #> 39 39 0 1 1 #> 40 40 0 2 2 #> 41 41 0 1 1 #> 42 42 0 2 2 #> 43 43 0 2 2 #> 44 44 0 2 2 #> 45 45 0 2 2 #> 46 46 0 1 1 #> 47 47 0 1 1 #> 48 48 0 1 1 #> 49 49 0 2 2 #> 50 50 0 2 2 #> 51 51 0 2 2 #> 52 52 0 1 1 #> 53 53 0 2 2 #> 54 54 0 1 1 #> 55 55 0 1 2 #> 56 56 0 1 1 #> 57 57 0 2 2 #> 58 58 0 1 1 #> 59 59 0 1 1 #> 60 60 0 2 2 #> 61 61 0 1 1 #> 62 62 1 1 2 #> 63 63 0 2 2 #> 64 64 0 1 1 #> 65 65 0 1 1 #> 66 66 0 2 2 #> 67 67 0 2 2 #> 68 68 0 1 1 #> 69 69 0 1 1 #> 70 70 0 1 1 #> 71 71 0 2 2 #> 72 72 0 1 1 #> 73 73 0 1 1 #> 74 74 0 2 1 #> 75 75 0 1 1 #> 76 76 0 1 1 #> 77 77 0 1 1 #> 78 78 0 1 1 #> 79 79 1 2 1 #> 80 80 0 1 1 #> 81 81 0 1 1 #> 82 82 0 2 2 #> 83 83 0 2 1 #> 84 84 0 1 1 #> 85 85 0 1 1 #> 86 86 0 1 1 #> 87 87 0 1 1 #> 88 88 0 1 1 #> 89 89 0 2 2 #> 90 90 0 1 1 #> 91 91 0 1 1 #> 92 92 0 1 1 #> 93 93 0 1 1 #> 94 94 0 2 2 #> 95 95 0 1 1 #> 96 96 0 1 1 #> 97 97 1 2 2 #> 98 98 0 1 1 #> 99 99 0 1 1 #> 100 100 0 1 1 #> 101 101 1 1 1 #> 102 102 0 1 1 #> 103 103 0 2 2 #> 104 104 0 1 2 #> 105 105 0 2 2 #> 106 106 0 1 1 #> 107 107 0 2 1 #> 108 108 0 2 2 #> 109 109 0 1 1 #> 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2361 2361 0 2 2 #> 2362 2362 0 1 1 #> 2363 2363 0 1 1 #> 2364 2364 0 1 1 #> 2365 2365 0 2 1 #> 2366 2366 0 1 1 #> 2367 2367 0 1 1 #> 2368 2368 0 1 1 #> 2369 2369 0 1 1 #> 2370 2370 0 1 1 #> 2371 2371 0 1 1 #> 2372 2372 1 2 2 #> 2373 2373 0 1 1 #> 2374 2374 0 1 1 #> 2375 2375 1 1 2 #> 2376 2376 0 1 1 #> 2377 2377 0 2 2 #> 2378 2378 0 2 1 #> 2379 2379 0 1 1 #> 2380 2380 0 1 1 #> 2381 2381 0 1 1 #> 2382 2382 0 1 2 #> 2383 2383 0 2 1 #> 2384 2384 0 2 2 #> 2385 2385 0 1 1 #> 2386 2386 0 1 1 #> 2387 2387 0 1 1 #> 2388 2388 0 1 1 #> 2389 2389 0 2 2 #> 2390 2390 0 2 2 #> 2391 2391 0 2 2 #> 2392 2392 1 1 2 #> 2393 2393 0 1 1 #> 2394 2394 0 1 1 #> 2395 2395 0 1 1 #> 2396 2396 0 2 2 #> 2397 2397 0 1 1 #> 2398 2398 0 1 1 #> 2399 2399 0 1 1 #> 2400 2400 0 2 1 #> 2401 2401 1 1 2 #> 2402 2402 0 2 2 #> 2403 2403 0 1 1 #> 2404 2404 0 1 1 #> 2405 2405 0 2 2 #> 2406 2406 0 1 1 #> 2407 2407 0 2 1 #> 2408 2408 0 2 2 #> 2409 2409 0 1 1 #> 2410 2410 0 2 2 #> 2411 2411 0 1 1 #> 2412 2412 0 1 1 #> 2413 2413 0 1 1 #> 2414 2414 0 2 1 #> 2415 2415 0 1 1 #> 2416 2416 0 2 1 #> 2417 2417 0 2 2 #> 2418 2418 0 2 2 #> 2419 2419 0 2 1 #> 2420 2420 0 2 2 #> 2421 2421 0 2 2 #> 2422 2422 0 2 2 #> 2423 2423 0 2 1 #> 2424 2424 0 1 1 #> 2425 2425 0 1 1 #> 2426 2426 0 2 2 #> 2427 2427 0 2 2 #> 2428 2428 0 1 1 #> 2429 2429 0 1 1 #> 2430 2430 0 2 1 #> 2431 2431 0 2 2 #> 2432 2432 0 2 2 #> 2433 2433 0 2 1 #> 2434 2434 0 2 2 #> 2435 2435 1 1 2 #> 2436 2436 1 2 2 #> 2437 2437 0 2 2 #> 2438 2438 0 1 1 #> 2439 2439 0 1 1 #> 2440 2440 0 1 1 #> 2441 2441 0 2 1 #> 2442 2442 0 2 2 #> 2443 2443 0 2 2 #> 2444 2444 0 1 1 #> 2445 2445 0 1 1 #> 2446 2446 0 1 1 #> 2447 2447 0 2 2 #> 2448 2448 0 1 1 #> 2449 2449 0 2 2 #> 2450 2450 0 1 1 #> 2451 2451 0 1 1 #> 2452 2452 0 1 1 #> 2453 2453 0 2 2 #> 2454 2454 0 2 2 #> 2455 2455 0 1 1 #> 2456 2456 0 1 1 #> 2457 2457 0 1 1 #> 2458 2458 1 1 1 #> 2459 2459 0 1 1 #> 2460 2460 0 1 1 #> 2461 2461 0 2 2 #> 2462 2462 0 1 1 #> 2463 2463 0 2 2 #> 2464 2464 0 1 1 #> 2465 2465 0 1 1 #> 2466 2466 0 2 2 #> 2467 2467 0 2 2 #> 2468 2468 0 2 2 #> 2469 2469 0 2 2 #> 2470 2470 0 1 1 #> 2471 2471 0 2 2 #> 2472 2472 0 2 2 #> 2473 2473 0 2 1 #> 2474 2474 0 1 1 #> 2475 2475 0 1 1 ``` --- # Understanding data structure ```r names(df) ``` ``` #> [1] "id" "deathpen" "rdefend" "rvictim" ``` ```r head(df) ``` ``` #> id deathpen rdefend rvictim #> 1 1 0 2 2 #> 2 2 0 2 1 #> 3 3 1 2 2 #> 4 4 0 2 2 #> 5 5 0 1 1 #> 6 6 0 2 1 ``` Some vocabulary: - .blue[**Observation**]: each row contains information on one person - .blue[**Variable**]: each column (R stores these as "vectors") - .blue[**Values**]: entries in the column --- # Putting words to numbers ```r str(df) ``` ``` #> 'data.frame': 2475 obs. of 4 variables: #> $ id : int 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 ... #> $ deathpen: int 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 ... #> $ rdefend : int 2 2 2 2 1 2 1 2 2 2 ... #> $ rvictim : int 2 1 2 2 1 1 1 2 2 1 ... ``` -- We know from our codebook what this long list of numbers means, so let's make our dataset a little more readable... ```r df$deathpen <- factor(df$deathpen, levels = c(0,1), labels = c("No", "Yes")) head(df) ``` ``` #> id deathpen rdefend rvictim #> 1 1 No White White #> 2 2 No White Black #> 3 3 Yes White White #> 4 4 No White White #> 5 5 No Black Black #> 6 6 No White Black ``` --- # Questions go with data ### What sorts of questions could you ask already of this data? > Based on the contents of this data, what questions can you think of that ask you to describe single variables? -- > Based on the contents of this data, what questions can you think of that ask you to inquire about relationships between two or more variables? --- # Summarizing data: Tables One powerful thing to do with data is to just count it up. How many defendants were sentenced to death? ```r table(df$deathpen) ``` ``` #> #> No Yes #> 2346 129 ``` -- > From the *table* of the values of the variable *DEATHPEN*, we conclude ... --- # Summarizing data: Charts Even more powerful is to visualize these counts! ```r counts <- table(df$deathpen) barplot(counts, xlab = "Sentenced to Death?") ``` <img src="EDUC641_3_categdescr_files/figure-html/unnamed-chunk-12-1.svg" style="display: block; margin: auto;" /> -- > Sometimes, *proportions* are better ... can you calculate by hand the proportion of defendants who are sentenced to death? --- # Summarizing data: Proportions We can also ask R to do this for us ```r prop <- prop.table(table(df$rvictim)) barplot(prop, xlab = "Race of Victim", ylab = "Proportion of victims") ``` <img src="EDUC641_3_categdescr_files/figure-html/unnamed-chunk-13-1.svg" style="display: block; margin: auto;" /> > After inspecting this *chart of the proportions* of the variable *RVICTIM* in our data, we conclude ... --- # Another way to visualize Let's start to get familiar with the beauty of `ggplot` ```r rd <- ggplot(df, aes(rdefend)) + geom_bar() + xlab("Race of Defendant") ``` <img src="EDUC641_3_categdescr_files/figure-html/unnamed-chunk-15-1.svg" style="display: block; margin: auto;" /> > After inspecting this *chart* of the values of the variable *RDEFEND* in our data, we conclude ... --- # BUT... .large[ We still have not answered our motivating question: .blue[**Were convicted murderers more likely to be sentenced to death in Georgia if they killed someone Black or if they killed someone White?**] ] -- .large[ We will do so next class and start our journey into the wild world of **statistical inference**! ] -- (*how's that for a cliffhanger?*) --- class: middle, inverse # Synthesis and wrap-up --- # Class goals 1. Understand and implement principles of tabular (rectangular) data in R 2. Describe and summarize quantitative data that are categorical 3. Create visualizations of quantitative data that are categorical 4. Write R scripts to conduct these analyses --- # To-Dos ### Reading: - LSWR Chapter 6: an overview of graphing in R; great to return to again and again - Evans (2020) ### Optional follow-up - Complete R Bootcamp Module 3 (installing and loading a package) - Complete R Bootcamp Module 9 (importing data) - Complete R Bootcamp Module 11 (creating plots) - Complete R Bootcamp Module 12 (creating a project) ### Assignment: - Assignment #1 Due October 14, 11:59pm --- class: middle, inverse # Quiz