TOC

Как настроить ноутбук Jupyter для Python 3

Вступление

Jupyter Notebook предлагает командную оболочку для интерактивных вычислений в виде веб-приложения. Инструмент может использоваться с несколькими языками, включая Python, Julia, R, Haskell и Ruby. Он часто используется для работы с данными, статистического моделирования и машинного обучения.

Из этого туториала Вы узнаете, как настроить Jupyter Notebook для запуска локально или с сервера Ubuntu 18.04, а также узнаете, как подключиться и использовать ноутбук. Записные книжки Jupyter (или просто записные книжки) - это документы, выпускаемые приложением Jupyter Notebook, которые содержат как компьютерный код, так и элементы форматированного текста (абзацы, уравнения, рисунки, ссылки и т. Д.), Которые помогают представлять и распространять воспроизводимые исследования.

К концу этого руководства вы сможете запускать код Python 3 с помощью Jupyter Notebook, работающего на локальном компьютере или на удаленном сервере.

Предпосылки

Чтобы следовать этому руководству, вам понадобится среда программирования Python 3, либо

Все команды в этом руководстве должны выполняться от имени пользователя без полномочий root. Если для команды требуется root-доступ, ему будет предшествоватьsudo. Initial Server Setup with Ubuntu 18.04 объясняет, как добавлять пользователей и предоставлять им доступ к sudo.

[[step-1 -—- install-jupyter-notebook]] == Шаг 1. Установка Jupyter Notebook

В этом разделе мы установим Jupyter Notebook сpip.

Активируйте среду программирования Python 3, в которую вы хотите установить Jupyter Notebook. В нашем примере мы установим его вmy_env, чтобы убедиться, что мы находимся в каталоге этой среды, и активировать его следующим образом: 

cd ~/environments
. my_env/bin/activate

Затем мы можем убедиться, чтоpip обновлен до самой последней версии: 

pip install --upgrade pip

Теперь мы можем установить Jupyter Notebook с помощью следующей команды: 

pip install jupyter

На этом этапе Jupyter Notebook устанавливается в текущую среду программирования.

Следующий необязательный шаг - для тех, кто подключает серверную установку веб-интерфейса с использованием SSH-туннелирования.

[[step-2-optional -—- using-ssh-tunneling-to-connect-to-a-server-installation]] == Шаг 2 (необязательно) - Использование SSH-туннелирования для подключения к установке сервера

Если вы установили Jupyter Notebook на сервер, в этом разделе мы узнаем, как подключиться к веб-интерфейсу Jupyter Notebook с использованием SSH-туннелирования. Поскольку Jupyter Notebook будет работать на определенном порте на сервере (например,:8888,:8889 и т. Д.), SSH-туннель позволяет вам безопасно подключаться к порту сервера.

В следующих двух подразделах описывается, как создать SSH-туннель из 1) Mac или Linux и 2) Windows. Пожалуйста, обратитесь к подразделу для вашего локального компьютера.

SSH-туннелирование с Mac или Linux

Если вы используете Mac или Linux, шаги по созданию SSH-туннеля аналогичны руководствуHow To Use SSH Keys with DigitalOcean Droplets using Linux or Mac, за исключением того, что в командуssh добавлены дополнительные параметры. В этом подразделе будут описаны дополнительные параметры, необходимые в командеssh для успешного туннелирования.

Туннелирование SSH может быть выполнено с помощью следующей команды SSH в новом окне локального терминала: 

ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip

Командаssh открывает SSH-соединение, но-L указывает, что данный порт на локальном (клиентском) хосте должен быть перенаправлен на данный хост и порт на удаленной стороне (сервере). Это означает, что все, что работает на втором номере порта (например, 8888) на сервере появится на первом номере порта (например, 8888) на вашем локальном компьютере.

При желании измените порт8888 на любой по вашему выбору, чтобы избежать использования порта, уже используемого другим процессом.

server_username - ваше имя пользователя (например, sammy) на созданном вами сервере, аyour_server_ip - это IP-адрес вашего сервера.

Например, для имени пользователяsammy и адреса сервера203.0.113.0 команда будет выглядеть так: 

ssh -L 8888:localhost:8888 [email protected]

Если после выполнения командыssh -L ошибка не появляется, вы можете перейти в среду программирования и запустить Jupyter Notebook: 

jupyter notebook

Вы получите вывод с URL. В веб-браузере на локальном компьютере откройте веб-интерфейс Jupyter Notebook с URL-адресом, который начинается сhttp://localhost:8888. Убедитесь, что номер токена включен, или введите строку номера токена при появлении запроса наhttp://localhost:8888.

SSH-туннелирование с Windows и Putty

Если вы используете Windows, вы можете создать SSH-туннель с помощью Putty, как описано вHow To Use SSH Keys with PuTTY on DigitalOcean Droplets (Windows users).

Сначала введите URL-адрес сервера или IP-адрес в качестве имени хоста, как показано ниже:

Set Hostname for SSH Tunnel

Затем щелкнитеSSH в нижней части левой панели, чтобы развернуть меню, а затем щелкнитеTunnels. Введите номер локального порта, который будет использоваться для доступа к Jupyter на вашем локальном компьютере. Выберите8000 или больше, чтобы избежать портов, используемых другими службами, и установите пункт назначения какlocalhost:8888, где:8888 - это номер порта, на котором работает Jupyter Notebook.

Теперь нажмите кнопкуAdd, и порты должны появиться в спискеForwarded ports:

Forwarded ports list

Наконец, нажмите кнопкуOpen, чтобы подключиться к серверу через SSH и туннелировать нужные порты. Перейдите кhttp://localhost:8000 (или к любому другому выбранному вами порту) в веб-браузере, чтобы подключиться к Jupyter Notebook, запущенному на сервере. Убедитесь, что номер токена включен, или введите строку номера токена при появлении запроса наhttp://localhost:8000.

[[step-3 -—- running-jupyter-notebook]] == Шаг 3 - Запуск Jupyter Notebook

С установленным Jupyter Notebook вы можете запустить его в своем терминале. Для этого выполните следующую команду: 

jupyter notebook

Журнал действий Jupyter Notebook будет распечатан на терминале. Когда вы запускаете Jupyter Notebook, он работает с определенным номером порта. Первый запущенный вами ноутбук обычно работает на порту8888. Чтобы проверить конкретный номер порта, на котором работает Jupyter Notebook, обратитесь к выводу команды, использованной для его запуска: 

Output[I NotebookApp] Serving notebooks from local directory: /home/sammy
[I NotebookApp] 0 active kernels
[I NotebookApp] The Jupyter Notebook is running at: http://localhost:8888/
[I NotebookApp] Use Control-C to stop this server and shut down all kernels (twice to skip confirmation).
...

Если вы используете Jupyter Notebook на локальном компьютере (не на сервере), браузер по умолчанию должен был открыть веб-приложение Jupyter Notebook. Если нет или если вы закроете окно, вы можете перейти к URL-адресу, указанному в выводе, или перейти кlocalhost:8888 для подключения.

Всякий раз, когда вы хотите остановить процесс Jupyter Notebook, нажмитеCTRL+C, введитеY, когда будет предложено, а затем нажмитеENTER для подтверждения.

Вы получите следующий вывод: 

Output[C 12:32:23.792 NotebookApp] Shutdown confirmed
[I 12:32:23.794 NotebookApp] Shutting down kernels

Jupyter Notebook больше не работает.

[[step-4 -—- using-jupyter-notebook]] == Шаг 4. Использование Jupyter Notebook

В этом разделе рассматриваются основы использования ноутбука Jupyter. Если у вас еще не запущен Jupyter Notebook, запустите его с помощью командыjupyter notebook.

Теперь вы должны быть подключены к нему с помощью веб-браузера. Jupyter Notebook очень мощный и имеет много функций. В этом разделе будут описаны основные функции, которые помогут вам начать пользоваться ноутбуком. Jupyter Notebook покажет все файлы и папки в каталоге, из которого он запущен, поэтому, когда вы работаете над проектом, обязательно запустите его из каталога проекта.

Чтобы создать новый файл записной книжки, выберитеNew>Python 3 в правом верхнем раскрывающемся меню:

Create a new Python 3 notebook

Это откроет блокнот. Теперь мы можем запустить код Python в ячейке или изменить ячейку на уценку. Например, измените первую ячейку, чтобы принять Markdown, щелкнувCell>Cell Type>Markdown на верхней панели навигации. Теперь мы можем писать заметки с использованием Markdown и даже включать уравнения, написанные вLaTeX, помещая их между символами$$. Например, введите следующее в ячейку после изменения ее на уценку: 

# Simple Equation

Let us now implement the following equation:
$$ y = x^2$$

where $x = 2$

Чтобы превратить уценку в форматированный текст, нажмитеCTRL+ENTER, и в результате должны получиться следующие результаты:

results of markdown

Вы можете использовать ячейки уценки, чтобы делать заметки и документировать свой код. Давайте реализуем это простое уравнение и напечатаем результат. Щелкните верхнюю ячейку, затем нажмитеALT+ENTER, чтобы добавить ячейку под ней. Введите следующий код в новой ячейке. 

x = 2
y = x**2
print(y)

Чтобы запустить код, нажмитеCTRL+ENTER. Вы получите следующие результаты:

simple equation results

Теперь у вас есть возможность использоватьimport modules и записную книжку, как и в любой другой среде разработки Python!

Заключение

Поздравляем! Теперь вы сможете писать воспроизводимый код Python и заметки в Markdown, используя Jupyter Notebook. Чтобы получить быстрый обзор Jupyter Notebook из интерфейса, выберитеHelp>User Interface Tour в верхнем меню навигации, чтобы узнать больше.

Отсюда вам может быть интересно прочитать нашу серию статей оTime Series Visualization and Forecasting.

Related