PythonとJupyterのインストールと実行

PythonとJupyterのインストールと実行方法のチュートリアルです。
Python3とvenvを使って仮想環境を作り、そこにJupyterをインストールします。
Jupyter Notebookの教材をダウンロードして学習をはじめます。

Transcript

1. PythonとJupyterの
 インストールと実⾏ Python機械学習勉強会 in 新潟 2018-11-17
2. Pythonの
 インストール
3. Python⼊って ますか？ • WindowsにはPythonが⼊っていませんが、Mac OSやLinuxには Pythonが⼊っています。 • ここでは、インストール済みのPythonのバージョンを確認しま す。 • コマンドプロンプトを開いてpython -Vと⼊⼒します。 $ python -V Python 2.7.15 $ • 上記はpython 2.7.15を⽰しています。python 3.x.xがインストール されている場合、python3というコマンドになっている場合があ ります。 $ python3 -V Python 3.6.5 $
4. Pythonの
 インストール
 Windows版 • WindowsでPythonを利⽤する場合は、Pythonの公式サイトで 配布されているWindowsインストーラを利⽤します。 • 2018年10⽉現在の最新バージョンは3.7.0ですが、互換性の問 題があるライブラリがあるため、ここでは3.6.7を使⽤しま す。 • 「 Python Release Python 3.6.7 」（https://www.python.org/ downloads/release/python-367/）をブラウザで開きます。 OSに よって以下のいずれかのインストーラーをダウンロードし、 ウィザードに従ってインストールします。 • 64ビット版: Windows x86-64 executable installer • 32ビット版: Windows x86 executable installer
5. Pythonの
 インストール
 Windows版 • この時、「Add Python 3.6 to PATH」に チェックを⼊れておきましょう。⾃動的 に必要な環境変数が設定されます。 • 右は3.3.6になっていますが、3.6.7も同様 ここをチェック
6. Pythonの
 インストール
 Mac OS版 • Mac OSでPython3をインストールする⽅法には、Pythonの公式サイトで 配布されているMacOSインストーラを利⽤する⽅法と、オープンソー スのパッケージ管理ツールであるHomebrew（またはMacPort）を利⽤ する⽅法があります。 • ここではインストーラを使う⽅法を紹介します。 • 2018年10⽉現在の最新バージョンは3.7.0ですが、互換性の問題があるラ イブラリがあるため、ここでは3.6.6を使⽤します。 • 「 Python Release Python 3.6.7 」（https://www.python.org/downloads/ release/python-367/）をブラウザで開きます。 OSによって以下のいずれ かのインストーラーをダウンロードし、ウィザードに従ってインストー ルします。 • 10.9以降: macOS 64-bit installer • 10.6以降: macOS 64-bit/32-bit installer
7. Pythonのイン ストール
 Linux版 • Linuxではディストリビューションのパッケージマネージャ (yum, apt等）でPython3.6をインストールします。 • ディストリビューション（バージョン）によっては、ソース からのコンパイルが必要です。
8. Pythonの
 ドキュメント • 下記のURLに⽇本語のPython3.6.5のドキュメントがありま す。 •https://docs.python.jp/
9. venv Pythonのライブラリ管理のための仮想環境
10. venvとは？ • Pythonには機械学習ライブラリを含む様々なオープンソースの ライブラリが存在し、パッケージとして提供されています。 • ライブラリには他のライブラリに依存しているものがあります が、開発は別々に⾏われているものが多いため、バージョンが 変わると不具合が起きる場合があります。 • 複数のソフトウェアを開発している場合、１つのソフトウェア の開発に使⽤しているライブラリをバージョンアップしたこと で、他のソフトウェアに互換性の問題が⽣じないよう、プロジェ クトごとにライブラリの保管場所を変える機能を持ったツール があり、このライブラリ環境のことを「仮想環境」と呼ぶこと があります。 • こうしたツールは複数存在しますが、Python3.6からは標準で venvと呼ばれるツールが添付されているため、今回はこれを使 ⽤することにします。
11. venvで
 仮想環境を
 つくる • 仮想環境の作成 • コマンドプロンプトで下記のように⼊⼒します。 • 環境によってPython3.6がpython3のようになっている場合があり ます。 • $python –m venv 仮想環境フォルダ名 • たとえば python –m venv myvenv • 仮想環境のアクティブ化 • Windowsの場合 • >.\仮想環境フォルダ名\Scripts\activate • MacOS/Linuxの場合 • $source 仮想環境フォルダ名/bin/activate
12. venv
 仮想環境の
 使い⽅ • 仮想環境を有効化するとコマンドプロンプトの前に仮想環境 名が（）内に表⽰されます。 • この状態で後述するパッケージマネジャーコマンドpipを使っ てライブラリを管理します。 • 仮想環境の無効化 • 仮想環境を無効化するには下記のコマンドを実⾏します。 • Windows/MacOS/Linuxの場合 • $deactivate
13. Anaconda
 環境の場合 • Anacondaディストリビューションの場合、パッケージ管理と 仮想環境の管理を⾏うcondaというコマンドを使います。 • 例： • $ conda create --name myvenv python # 環境を作成 • $ source activate myvenv # 環境の有効化 • (myvenv) $ conda install requests # パッケージのインストール • (myvenv) $ source deactivate # 環境の無効化

14. pip Python標準のパッケージマネジャー
15. pipとは？ • pipはPython3に標準で付属するライブラリパッケージの管理 ツールです。 • インターネット上のリポジトリにあるライブラリパッケージ をダウンロードしてインストールできます。 • ライブラリ同⼠の依存関係を管理しており、ライブラリに必 要な他のライブラリも⾃動的にダウンロードしてインストー ルします。
16. pipの使い⽅
 --主なコマン ド • ライブラリのインストール pip install ύοέʔδ໊ • バージョンを指定してインストール pip install ύοέʔδ໊==όʔδϣϯ • パッケージのアップグレード pip install ύοέʔδ໊ --upgrade • パッケージの検索 pip search • インストール済みパッケージの⼀覧 pip list • パッケージのアンインストール pip uninstall ύοέʔδ໊
17. jupyter Webブラウザ上のPython開発・実験環境
18. Jupyterとは？ • JupyterはWebブラウザ上でPythonプログラムの編集・実⾏がで きるツールです。 • 実⾏中は変数やオブジェクトがKernelというプロセスの中に保 持されるため、インタラクティブなプログラム開発ができます。 • Notebookと呼ばれるファイルには、プログラムだけではな く、ブログで使われているMarkdown と呼ばれる簡易記法によ りドキュメントが記述でき、数式もLaTex記法によりきれいに 表⽰できます。 • ⽂字だけではなく、グラフや画像などのプログラムの出⼒も Notebookに保存できます。 • NotebookはHTMLやTeX、PDFなどの形でダウンロードできま す。
19. Jupyterの
 インストール • Jupyterはpipコマンドでインストールできます。Jupyterに必要 な様々なライブラリも⾃動的にインストールされます。 pip install jupyter
20. Jupyter Notebook
 教材の
 ダウンロード • 今回使⽤するテキストはJupyter Notebookとなっています。 • 下記のURLからダウンロードします。 • https://github.com/masa-ita/pycamp-notebooks
21. Jupyter Notebookの
 起動 • JupyterでNotebookを使うには、Pythonの仮想環境でZIPファイ ルを解凍したディレクトリで、下記のコマンドを実⾏しま す。 jupyter notebook • プログラムが起動すると、起動したパソコン上のポート番号 5000版でサーバーが起動し、既定のWebブラウザが起動され てこのサーバー使ってファイル⼀覧ページが表⽰されます。
22. Jupyter Notebookの
 使い⽅ ノートブックを開くには リンクをクリック
23. 新規
 ノートブック を作成 新規ノートブックを作成 するには New → Python 3
24. ノートブック の画⾯
25. セルの選択 選択中のセル （マークダウンセル）
26. セルの選択 選択中のセル （コードセル）
27. ツールバー ノートブックの変更を保存しチェックポイントを更新 カレントセルの下にセルを挿⼊ カレントセルを切り取り カレントセルをコピー セルをカレントセルの下に貼り付け カレントセルを上に移動 カレントセルを下に移動 カレントセルを実⾏し次のセルに移動 カーネルの実⾏を中断 カーネルを再起動 カーネルを再起動して全セルを実⾏ カレントセルの種類を変更 キーボードショートカット
28. セルの編集 編集中のセル （マークダウンセル） セルを「実⾏」すると、 Markdownが解釈され書 式が適⽤されます。 セルを実⾏するには、「Run」ボタンをクリックするか、Ctrl + Return あるいはShift + Returnを⼊⼒します。Runボタンあるいは Shift + Returnではカレントセルが下に移ります。
29. セルの編集 編集中のセル （コードセル） セルを「実⾏」すると、 Pythonプログラムが実⾏ され、出⼒があれば表⽰ されます。 セルを実⾏するには、「Run」ボタンをクリックするか、Ctrl + Return あるいはShift + Returnを⼊⼒します。Runボタンあるいは Shift + Returnではカレントセルが下に移ります。
30. 実⾏中の Jupyter Server と停⽌ 起動直後に トークン付きURLを表⽰ Jupyterを終了するには Ctrl + Cを⼊⼒
31. Jupyterの
 認証機能 既定では起動時に⽣成さ れたトークンで認証が⾏ われます。 パスワードを設定するこ とも可能です。 パスワード認証を設定するには下記のコマンドを⼊⼒します。 $jupyter notebook password
32. Jupyter
 関連情報 • デフォルトブラウザ以外のブラウザを起動 • Windows؀ڥͰͷJupyter Notebookͷϒϥ΢βࢦఆ https://qiita.com/acknpop/items/4e5b57e38780068a9155 • Jupyter NotebookͰ࢖͏ϒϥ΢βΛࢦఆ͢ΔɻಛʹMacɻ ʢͱVivaldiʣ https://qiita.com/nannoki/items/315a12a8700c1ca92da3 • パスワード設定 $ jupyter notebook --generate-config $ jupyter notebook password • Markdown記法 • ͔ΜͨΜMarkdownͷه๏ https://tatesuke.github.io/KanTanMarkdown/ syntax.html • 数式記法(Jupyter 公式ドキュメント） • https://jupyter-notebook.readthedocs.io/en/latest/examples/ Notebook/Typesetting%20Equations.html • 拡張機能（Jupyter Extentions） • [࡞ۀޮ཰Խ] Jupyterͷ֦ுػೳΛશ෦ௐ΂ͯΈͨ https://qiita.com/simonritchie/items/88161c806197a0b84174 • ⽇本語PDF出⼒ • ೔ຊޠͷJupyter NotebookΛPDFͱͯ͠μ΢ϯϩʔυ͢Δ https://qiita.com/masa-ita/items/8d5ebe8afe0d580af184