2018年度 化学工学特論２ 第１回

今回の達成目標
コンピュータに数式の計算をお願いする
プログラミング言語
Python
Python を使ってやること
Python を使ってやること
事前準備 (Windows の人) 1/5
事前準備 (Windows の人) 2/5
事前準備 (Windows の人) 3/5
事前準備 (Windows の人) 4/5
事前準備 (Windows の人) 5/5
事前準備 (Windows の人) 補足
事前準備 (Mac の人) 1/5
事前準備 (Mac の人) 2/5
事前準備 (Mac の人) 3/5
事前準備 (Mac の人) 4/5
事前準備 (Mac の人) 5/5
事前準備 (Mac の人) 補足

Transcript

1. 化学⼯学特論２ 第１回 2018年9月24日 (月) 0 理⼯学部 応用化学科 データ化学⼯学研究室 専任講師 ⾦⼦ 弘昌
2. 今回の達成目標 プログラミングがどんなものか理解する Python をインストールできるようになる １４回かけて⾏う内容を、ざっくりと理解する 1
3. コンピュータに数式の計算をお願いする ベトナム⼈に、タクシーでホテルまで⾏くようお願いする • 自分 (日本⼈) はベトナム語がわからない • ベトナム⼈は日本語がわからない 2 共通してわかる言語である英語を使う 2 3 7 2 4 x y x y + = + = これ計算しておいて︕ 伝わらない
4. プログラミング言語 コンピュータの言葉 (100101000・・・) ⼈の言葉 (日本語、英語、数式、・・・) 3 共通してわかる言葉 → プログラミング言語 プログラミング言語 コンピュータの言葉に近い順には、 • アセンブリ, C, FORTRAN, Visual Basic [エクセル内蔵], Python, R, MATLAB, Mathematica, EQUATRAN など ・・・違いは翻訳機 (コンパイラ)
5. Python Pythonを、みなさんが実際に使いながら、一から教えます Pythonのバージョン • 3.x 系 (2.x系ではありません) 使用する開発環境・パッケージ • Anaconda (無料) https://anaconda.org/ ⁃ 統計・機械学習・科学技術計算などを⾏うためのモジュール・ ツールをまとめてインストール可能 • ダウンロード https://www.anaconda.com/download/ Python プログラミングを⾏うためのツールとして、 jupyter notebook を使用 ・・・ Anacondaにあります 4
6. Python を使ってやること Jupyter Notebook の使い方・Python プログラミング • Python の使い方の練習 アルゴリズム • 解きたい問題を、どうやって Python で解くか︖ 基礎統計・検定 • ３回の実験で本当に⼤丈夫︖ 分散分析 • わたしの実験結果は、先輩の実験結果より よくなったの︖ 相関分析 • ２つは本当に関係しているのか︖ 5
7. Python を使ってやること 化学⼯学シミュレーション • 反応器のシミュレーション 化学データの扱い・読み込み・確認・保存 • 化学構造ってどうやって数値データとして表される︖ 線形・非線形の回帰分析 線形・非線形のクラス分類 • たくさんの要因を、一度に評価しよう︕ 回帰モデル・クラス分類モデルの評価・解釈 モデルの逆解析 • 評価した結果を使って、新たな実験を設計しよう︕ 6
8. 事前準備 (Windows の⼈) 1/5 Anaconda のインストール (インストール済みの⼈は不要) • https://www.anaconda.com/download/ • 上の URL から、Windows の Python 3.6 version のインストーラを ダウンロードし、そのファイルをダブルクリックすることでインストール 7 Windows になって いるか確認 クリック
9. 事前準備 (Windows の⼈) 2/5 必要なファイルの移動 • Windowsキー + E でエクスプローラを起動し、 (左の方の) PC をクリック → Windows (C:) をダブルクリック → ユーザー をダブルクリック → (ユーザー名) のフォルダをダブルクリック もしくは、 • スタートボタン (左下の ) をクリックし、(ユーザー名) を⼊⼒し、 実⾏ (Enter キー) ⁃ PC > Windows (C:) > ユーザー > (ユーザー名) のフォルダが 表示されることを確認 • そこに、第⼆回の資料 “lecture2_basic_programming.ipynb” と “iris_with_species.csv” を置く 8
10. 事前準備 (Windows の⼈) 3/5 Anaconda Prompt の起動 • スタートボタン (左下の ) をクリック → Anaconda3 (64-bit) をクリック → Anaconda Prompt をクリック (右図参照) • 下図の画面が出ることを確認 9 C:¥Users¥(ユーザー名) になっていることを確認 (今回の場合、(ユーザー名) は hkaneko)
11. 事前準備 (Windows の⼈) 4/5 jupyter notebook の起動 • Anaconda Prompt にて jupyter notebook と⼊⼒し、実⾏ (Enter キー) • ブラウザ (Chrome, Firefox, Edge など) で下図のような画面が 出ることを確認 10
12. 事前準備 (Windows の⼈) 5/5 プログラムファイルの起動 • ブラウザ上で表示させた juypter notebookにて、 “lecture2_basic_programming.ipynb” と “iris_with_species.csv” が あることを確認 • lecture2_basic_programming.ipynb をクリックし、下図のような 画面が表示されることを確認 • 以上です、お疲れ様でした 11
13. 事前準備 (Windows の⼈) 補足 今回は、デフォルトのフォルダである C:¥Users¥(ユーザ名) にファイルを 置いて、そこで jupyter notebook を起動するようにしました (簡単にできるため) 特定のフォルダで jupyter notebook を起動したいときは、Anaconda Prompt にて jupyter notebook --notebook-dir=“フォルダの絶対パス” とすれば OK です。例えば、C:¥python¥codes というフォルダでは jupyter notebook --notebook-dir=C:¥python¥codes となります。フォルダ名に日本語が含まれていてもOKです。 もしくは Anaconda Prompt にて cd コマンドで目的のフォルダに移動して、 そこで jupyter notebook を起動するのでも OK です 12
14. 事前準備 (Mac の⼈) 1/5 Anaconda のインストール (インストール済みの⼈は不要) • https://www.anaconda.com/download/ • 上の URL から、macOS の Python 3.6 version のインストーラを ダウンロードし、その後インストール (Homebrew等でパッケージ管理 している⼈は、そちらからインストール) 13 macOS になって いるか確認 クリック
15. 事前準備 (Mac の⼈) 2/5 必要なファイルの移動 • Finder を開いて、サイドバーのホームディレクトリ (家のマーク が あって、ユーザー名のアイコン) をクリック ⁃ サイドバーにホームディレクトリが表示されない場合は、 以下の記事を参考にして表示させてください https://pc-karuma.net/mac-finder-sidebar/ • 開いたホームディレクトリに、第⼆回の資料 “lecture2_basic_programming.ipynb” と “iris_with_species.csv” を 置く 14
16. 事前準備 (Mac の⼈) 3/5 ターミナルの起動 • Launchpad をクリック → その他 をクリック → ターミナル をクリック • 下図の画面が出ることを確認 15 pwd を実⾏して、Users/(ユーザ名) になっていることを確認 (今回の場合、ユーザー名は hkaneko)
17. 事前準備 (Mac の⼈) 4/5 jupyter notebook の起動 • ターミナル にて jupyter notebook と⼊⼒し、実⾏ (return キー) • ブラウザ (Chrome, Firefox, Safari など) で下図のような画面が 出ることを確認 16
18. 事前準備 (Mac の⼈) 5/5 プログラムファイルの起動 • ブラウザ上で表示させた juypter notebook にて、 “lecture2_basic_programming.ipynb” と “iris_with_species.csv” が あることを確認 • lecture2_basic_programming.ipynb をクリックし、下図のような 画面が表示されることを確認 • 以上です、お疲れ様でした 17
19. 事前準備 (Mac の⼈) 補足 今回は、デフォルトのディレクトリである Users/(ユーザ名) にファイルを 置いて、そこで jupyter notebook を起動するようにしました (簡単にできるため) 特定のディレクトリで jupyter notebook を起動したいときは、ターミナルで jupyter notebook --notebook-dir=“フォルダの絶対パス” とすれば OK です。例えば、python¥codes というディレクトリでは jupyter notebook --notebook-dir=python¥codes となります。 もしくはターミナルにて cd コマンドで目的のディレクトリに移動して、 そこで jupyter notebook を起動するのでも OK です 18