Jupyter Notebookを使ってみよう

Jupter Notebook

Jupyter notebook は 実行可能なプログラム、方程式、視覚化、テキストを含むドキュメントを作成して共有できる、 オープンソースのWebアプリケーションです。

データ分析と変換、数値シミュレーション、統計モデリング、データの視覚化、機械学習などをうまくドキュメント化することができます。

オープンソースで開発れていて無料で利用できる

Markdown記法で簡単にドキュメントを整形できる

数式をTex形式で入力できる

プログラムコードを記述できて、実行もでき、その結果をドキュメントに取り込める

カーネルを切り替えて複数言語に対応

強力な補完機能

１つのファイルにコードとドキュメントを保存できる

HTML/PDFなど、さまざまな形式に出力できる

GitHub が notebook に対応しているのでドキュメントの公開がとても簡単

さまざまな拡張機能: 例: プレゼンテーションを行うRISE

Jupterlab

JupyterLabは、Jupyterプロジェクトの次世代のWebベースのユーザーインターフェイスです。

ノートブックと似た感覚で触れることができが、より洗練されたインターフェース

タブで複数ノートを切り替えられる

ノートブック、テキスト、CSV、コンソールなど複数のウィンドウ表示が可能

CSVデータを表形式で表示してくれる

Google Driveとの統合

ドラッグ＆ドロップが可能なセル

ファイルエクスプローラー

https://gyazo.com/b85b19940fe2bd217bee28d3d0e52be1

drow.ioに対応

Jupyterlab から Draw.io の拡張機能を使うことができ、 簡単に作図できるようになります。

https://gyazo.com/e04cbdfa5ec16224068be2c52b72bea6

カーネル

Jupyter / JupyterLab ではカーネルを切り替えることで複数の言語に対応しています。

主なカーネル:

Bash

Python

R

Ruby

Perl

Hashkel

Go

notebook の拡張

nbextension というモジュールを使えるようにしています。

Jupyter の Edit メニューから nbextension config を選択すると、 次のような設定画面が表示されます。

https://gyazo.com/775f3cf331f5476e151072cf4cfe019c

数式との親和性

この資料を記述しているScrapBox 同様に、Markdownのセルに次のようにLatex記法で数式を書くと、数式が整形されて表示されます。

ソース:

$$e^x=\sum_{i=0}^\infty \frac{1}{i!}x^i$$

$ e^x=\sum_{i=0}^\infty \frac{1}{i!}x^i

アルゴリズムや理論を数式でわかりやすく説明できます。

https://gyazo.com/f2b710583db42e8e01564e681cdd14bb

また、よく使う数式を備忘録として保存しておくなどの利用方法もあります。

ショートカットキー

Jupyter Notebookのショートカットキーを使うと、キーボードから手を話すことなくコードやドキュメントの記述や実行を行えるので作業効率が向上します。

table: Jupyter notenookのショートカットキー

Key 操作

Esc → m マークダウンモードに変更

Esc → y コードモードに変更

Esc → a 上にセル追加

Esc → b 下にセル追加

Esc → dd セル削除

Esc → l 行数表示

Ctrl + Enter セル実行

Alt + Enter セル実行＋下にセル追加

インストールと設定

ここでは、jupyterlab のインストールと設定について説明します。 Jupyter Notebook の場合は、jupyterlab を　jupyter としてください。

code: bash

$ pip install jupyterlab jupyter_nbextensions_configurator

code: bash

$ jupyterlab notebook --generate-config

ノートブックのディレクトリを指定する

code: python

# c.NotebookApp.notebook_dir = ''

jupyter のログインでパスワードを強制させる

code: bash

$ python -c "from notebook.auth import passwd; print(passwd())"

パスワード入力と確認のための再入力後に、表示される文字列を

~/.jupyter/jupyter_notebook_config.py に設定する

code: python

# c.NotebookApp.password = ''\

c.NotebookApp.password = 'sha1:........'

参考

https://gyazo.com/a5d11478e77446e0c55e6e19e055d59a