Kas ir Jupyter Notebook? Datu analīze kļuva vienkāršāka

Kādā brīdī mums visiem ir jāparāda savs darbs. Lielākā daļa programmēšanas darbu tiek koplietoti vai nu kā neapstrādāts pirmkods, vai kā apkopots izpildāms fails. Avota kods sniedz pilnīgu informāciju, taču tā ir vairāk “pateikt” nekā “rādīt”. Izpildāmā programma parāda, ko programmatūra dara, taču pat tad, ja tas tiek piegādāts kopā ar pirmkodu, var būt grūti saprast, kā tas tieši darbojas.

Iedomājieties, ka varat skatīt kodu un izpildīt to tajā pašā lietotāja saskarnē, lai jūs varētu veikt izmaiņas kodā un apskatīt šo izmaiņu rezultātus uzreiz, reāllaikā? Tas ir tieši tas, ko piedāvā Jupyter Notebook.

Jupyter piezīmju grāmatiņa tika izveidota, lai atvieglotu sava programmēšanas darba parādīšanu un ļautu citiem pievienoties. Jupyter piezīmju grāmatiņa ļauj apvienot kodu, komentārus, multivides un vizualizācijas interaktīvā dokumentā, ko dabiski sauc par piezīmju grāmatiņu, un kuru var kopīgot. , atkārtoti izmantots un pārstrādāts.

Tā kā Jupyter Notebook darbojas, izmantojot tīmekļa pārlūkprogrammu, pašu piezīmjdatoru var mitināt jūsu vietējā mašīnā vai attālajā serverī.

Jupyter piezīmjdatora priekšrocības

Sākotnēji izstrādāts datu zinātnes lietojumprogrammām, kas rakstītas Python, R un Julia, un Jupyter Notebook ir visdažādākajos veidos noderīgs visu veidu projektiem:

• Datu vizualizācijas. Lielākā daļa cilvēku pirmo reizi saskaras ar Jupyter Notebook, izmantojot datu vizualizāciju - koplietojamu piezīmju grāmatiņu, kas ietver dažu datu kopas atveidošanu kā grafiku. Jupyter piezīmju grāmatiņa ļauj autorizēt vizualizācijas, bet arī kopīgot tās un atļaut interaktīvas izmaiņas kopīgotajā kodā un datu kopā.
• Kodu koplietošana. Mākoņpakalpojumi, piemēram, GitHub un Pastebin, nodrošina koda koplietošanas veidus, taču tie lielākoties nav interaktīvi. Izmantojot Jupyter piezīmjdatoru, jūs varat apskatīt kodu, izpildīt to un parādīt rezultātus tieši savā tīmekļa pārlūkprogrammā.
• Aktīva mijiedarbība ar kodu. Jupyter piezīmjdatora kods nav statisks; to var rediģēt un palaist atkārtoti reāllaikā, ar atgriezenisko saiti sniedzot tieši pārlūkprogrammā. Piezīmjdatoros var arī iegult lietotāju vadīklas (piemēram, slīdņus vai teksta ievades laukus), kuras var izmantot kā koda ievades avotus.
• Kodu paraugu dokumentēšana. Ja jums ir koda fragments un vēlaties pa līnijai izskaidrot, kā tas darbojas, ar tiešu atgriezenisko saiti visā garumā, jūs to varat iegult Jupyter piezīmju grāmatiņā. Vislabākais ir tas, ka kods paliks pilnībā funkcionāls - jūs varat pievienot interaktivitāti kopā ar skaidrojumu, vienlaikus parādot un stāstot.

Jupyter piezīmjdatora komponenti

Jupyter piezīmjdatoros var būt vairāku veidu sastāvdaļas, katra no tām sakārtota atsevišķos blokos:

• Teksts un HTML. Vienkāršu tekstu vai tekstu, kas anotēts Markdown sintaksē, lai ģenerētu HTML, dokumentā var ievietot jebkurā brīdī. CSS stilu var arī iekļaut vienā rindiņā vai pievienot veidnei, ko izmanto piezīmjdatora ģenerēšanai.
• Kods un izvade. Jupyter piezīmju grāmatiņu kods parasti ir Python kods, lai gan Jupyter vidē jūs varat pievienot atbalstu citām valodām, piemēram, R vai Julia. Izpildītā koda rezultāti parādās uzreiz pēc koda blokiem, un kodu blokus var izpildīt un atkārtoti izpildīt jebkurā secībā, kas jums patīk, cik bieži vien vēlaties.
• Vizualizācijas.Grafiku un diagrammas var ģenerēt no koda, izmantojot tādus moduļus kā Matplotlib, Plotly vai Bokeh. Tāpat kā izvade, arī šīs vizualizācijas ir redzamas blakus kodam, kas tās ģenerē. Tomēr kodu var arī konfigurēt, lai vajadzības gadījumā tos izrakstītu ārējos failos.
• Multivide.Tā kā Jupyter Notebook ir veidota uz tīmekļa tehnoloģijas, tā var parādīt visus tīmekļa lapā atbalstītos multivides veidus. Jūs varat tos iekļaut piezīmju grāmatiņā kā HTML elementus vai arī tos ģenerēt programmatiski IPython.display modulis.
• Dati. Datus var sniegt atsevišķā failā līdzās .ipynb fails, kas veido Jupyter piezīmjdatora piezīmju grāmatiņu, vai arī to var importēt programmatiski, piemēram, iekļaujot piezīmju grāmatiņā kodu, lai lejupielādētu datus no publiskas interneta krātuves vai piekļūtu tam, izmantojot datu bāzes savienojumu.

Jupyter piezīmjdatora lietošanas gadījumi

Visizplatītākie Jupyter Notebook izmantošanas gadījumi ir datu zinātne, matemātika un citi pētījumu projekti, kas ietver datu vai formulu vizualizāciju. Izņemot tos, tomēr ir daudz citu lietošanas gadījumu:

• Vizualizācijas kopīgošana ar vai bez interaktivitātes. Cilvēki bieži dalās datu vizualizācijas rezultātos kā par statisku attēlu, taču tas ir noderīgi tikai līdz punktam. Koplietojot Jupyter piezīmju grāmatiņu, jūs ļaujat mērķa auditorijai ienirt un spēlēties. Viņi var interaktīvi iegūt pilnīgu izpratni par datiem.
• Procesa dokumentēšana ar kodu. Daudzi programmētāji, kuri raksta emuārus par programmēšanas pieredzi, raksta savus ierakstus Jupyter piezīmju grāmatiņā. Citi var lejupielādēt savu piezīmju grāmatiņu un atjaunot vingrinājumu.
• Live dokumentācija bibliotēkai vai modulim. Lielākā daļa Python moduļu dokumentācijas ir statiska; Jupyter piezīmju grāmatiņu var izmantot kā interaktīvu smilškasti, lai uzzinātu, kā darbojas modulis. Jebkurš Python modulis, kas labi darbojas piezīmjdatora saskarnē (būtībā viss, kas rakstīts stdout kā daļa no tās uzvedības) ir labs kandidāts tam.
• Kopīga koda un datu koplietošana. Viss, kas jums jādara, lai koplietotu Jupyter piezīmjdatoru un ar to saistītos datu failus, ir jāiepako to arhīvā.

JupyterLab

Tagad ir pieejams nākamās paaudzes Jupyter Notebook lietotāja interfeiss ar nosaukumu JupyterLab, kas tiek uzskatīts par gatavu ražošanai.

Kā paskaidrots emuāra ziņā, kurā paziņots par vispārēju pieejamību, JupyterLab ir vairāk veidojams nekā parasts Jupyter piezīmjdators, ļaujot lietotājiem vilkt un nomest šūnas piezīmjdatoros un starp tiem un sakārtot darbvietu atsevišķās cilnēs un apakšsadaļās. Kods var darboties tieši no teksta failiem, kā arī no Jupyter piezīmjdatora failiem, un daudzus parastos failu formātus gan kodam, gan datiem var atveidot, izmantojot tiešraides priekšskatījumus.

JupyterLab var arī pielāgot ar paplašinājumiem, lai pievienotu atbalstu jauniem failu formātiem, bagātinātu saskarni vai nodrošinātu vēl virkni citu papildu funkciju, ļaujot izmantot daudz plašāku piezīmjdatoru lietojumprogrammu klāstu nekā Jupyter Notebook. Ilgtermiņa plāns ir aizstāt pašreizējo Jupyter Notebook saskarni ar JupyterLab, taču tikai pēc tam, kad JupyterLab ir izrādījies pietiekami stabils un uzticams.

Jupyter piezīmjdatora ierobežojumi

Lai cik jaudīgs un noderīgs būtu Jupyter Notebook, tam ir daži ierobežojumi, kas jāņem vērā.

• Piezīmjdatori nav patstāvīgi. Šis ir vienīgais lielākais Jupyter piezīmjdatora izmantošanas trūkums: piezīmjdatoriem ir nepieciešams Jupyter izpildlaiks kopā ar visām bibliotēkām, kuras plānojat izmantot. Pastāv dažas stratēģijas patstāvīgu Jupyter piezīmjdatoru izveidei, taču neviena no tām netiek oficiāli atbalstīta. Jums vislabāk ir izplatīt piezīmjdatorus cilvēkiem, kuriem jau ir izveidota infrastruktūra, lai tos darbinātu, vai nav iebildumu pret iestatīšanu (piemēram, izmantojot Anaconda).
• Sesijas stāvokli nevar viegli saglabāt. Jupyter piezīmju grāmatiņā palaistā koda stāvokli nevar saglabāt un atjaunot, izmantojot Jupyter Notebook noklusējuma rīku komplektu. Katru reizi, kad ielādējat piezīmju grāmatiņu, būs jāpalaiž tajā esošais kods, lai atjaunotu tā stāvokli.
• Nav interaktīvas atkļūdošanas vai citu IDE funkciju. Jupyter Notebook nav pilnvērtīga Python izstrādes vide. Daudzas funkcijas, kuras, domājams, atradīsit IDE, piemēram, interaktīvā atkļūdošana, koda aizpildīšana un moduļu pārvaldība, tur nav pieejamas.