Ubuntu22.04でPython3用のJupyterNotebookをセットアップする方法
序章
Jupyter Notebook は、Webアプリケーションとしてインタラクティブコンピューティング用のコマンドシェルを提供します。 このツールは、Python、Julia、R、Haskell、Rubyなどのいくつかの言語で使用できます。 多くの場合、データの操作、統計モデリング、機械学習に使用されます。
このチュートリアルでは、ローカルまたはUbuntu22.04サーバーから実行するようにJupyterNotebookを設定する方法と、ノートブックに接続して使用する方法について説明します。 Jupyterノートブック（または単にノートブック）は、Jupyter Notebookアプリによって作成されたドキュメントであり、コンピューターコードと、再現可能な調査の提示と共有に役立つリッチテキスト要素（段落、方程式、図、リンクなど）の両方が含まれています。
このガイドの終わりまでに、ローカルマシンまたはリモートサーバーで実行されているJupyterNotebookを使用してPython3コードを実行できるようになります。
前提条件
このチュートリアルに従うには、Python3プログラミング環境とPythonが必要です。 venv モジュール、どちらか
- ローカルマシン、または
- Ubuntuサーバー。
このチュートリアルのすべてのコマンドは、root以外のユーザーとして実行する必要があります。 コマンドにrootアクセスが必要な場合は、その前に sudo. Ubuntu 22.04を使用したサーバーの初期設定では、ユーザーを追加してsudoアクセスを許可する方法について説明しています。
ステップ1—JupyterNotebookをインストールする
このセクションでは、JupyterNotebookをインストールします pip.
JupyterNotebookをインストールするPython3プログラミング環境をアクティブ化します。 この例では、にインストールします my_env、そのため、その環境のディレクトリにいることを確認し、次のようにアクティブ化します。
- cd ~/environments
- . my_env/bin/activate
次に、次のことを確認できます pip 最新バージョンにアップグレードされます：
- pip install --upgrade pip
これで、次のコマンドを使用してJupyterNotebookをインストールできます。
- pip install jupyter
この時点で、JupyterNotebookが現在のプログラミング環境にインストールされます。
次のオプションの手順は、SSHトンネリングを使用してWebインターフェイスのサーバーインストールに接続する場合です。
ステップ2（オプション）—SSHトンネリングを使用したサーバーインストールへの接続
Jupyter Notebookをリモートサーバーにインストールした場合は、SSHトンネリングを使用してJupyterNotebookWebインターフェイスに接続する必要があります。 Jupyter Notebookは、リモートサーバーの特定のポート（たとえば、 :8888, :8889 など）、デフォルトではより広いウェブに公開されていません。 SSHトンネリングを使用すると、リモートサーバーポートに安全に接続できます。リモートサーバーポートには、ローカルWebブラウザーを使用してアクセスできます。
これらの命令は、ローカルターミナルウィンドウから実行するように設計されていることに注意してください。つまり、サーバーに接続しているウィンドウから実行することはできません。
SSHトンネリング
Windowsを使用している場合、次のことができるようにするには、OpenSSHのバージョンをインストールする必要があります。 ssh ターミナルから。 PowerShellで作業する場合は、 Microsoftのドキュメントに従って、PowerShellにOpenSSHを追加できます。 完全なLinux環境を利用したい場合は、Linux用のWindowsサブシステムであるWSLをセットアップできます。 ssh デフォルトでは。 最後に、軽量の3番目のオプションとして、 Git for Windows をインストールできます。これにより、 ssh 指図。 これらはそれぞれ十分にサポートされており、どちらを使用するかは好みに応じて決まります。
MacまたはLinuxを使用している場合は、すでに ssh ターミナルで使用可能なコマンド。
SSHトンネルを作成する手順は、 SSHを使用してドロップレットに接続する方法ガイドと似ていますが、追加のパラメーターが追加されている点が異なります。 ssh 指図。 このサブセクションでは、 ssh 正常にトンネリングするコマンド。
SSHトンネリングは、新しいローカルターミナルウィンドウで次のSSHコマンドを実行することで実行できます。
- ssh -L 8888:localhost:8888 your_server_username@your_server_ip
The ssh コマンドはSSH接続を開きますが、 -L ローカル（クライアント）ホストの指定されたポートが、リモート側（サーバー）の指定されたホストおよびポートに転送されることを指定します。 これは、2番目のポート番号で実行されているものはすべて（例： 8888）サーバー上で最初のポート番号に表示されます（例： 8888）ローカルコンピュータ上。
そのポートのメッセージを受信した場合 8888 が利用できない場合は、65535未満の別の任意のポート番号に変更できます。 ポート8888には重要な意味はありませんが、このようなデモでよく使用されます。
server_username あなたのユーザー名です（例： 作成したサーバー上のsammy）と your_server_ip サーバーのIPアドレスです。
たとえば、ユーザー名の場合 sammy およびサーバーアドレス your_server_ip、コマンドは次のようになります。
- ssh -L 8888:localhost:8888 sammy@your_server_ip
実行後にエラーが表示されない場合 ssh -L コマンドを使用すると、プログラミング環境に移動してJupyterNotebookを実行できます。
- jupyter notebook
URL付きの出力を受け取ります。 ローカルマシンのWebブラウザから、JupyterNotebookWebインターフェイスを次のURLで開きます。 http://localhost:8888. トークン番号が含まれていることを確認するか、プロンプトが表示されたらトークン番号の文字列を入力します http://localhost:8888.
ステップ3—JupyterNotebookを実行する
Jupyter Notebookをインストールすると、ターミナルで実行できます。 これを行うには、次のコマンドを実行します。
- jupyter notebook
JupyterNotebookのアクティビティのログが端末に印刷されます。 Jupyter Notebookを実行すると、特定のポート番号で実行されます。 実行している最初のノートブックは通常、ポートで実行されます 8888. Jupyter Notebookが実行されている特定のポート番号を確認するには、JupyterNotebookを起動するために使用したコマンドの出力を参照してください。
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).
...
サーバーではなくローカルコンピューターでJupyterNotebookを実行している場合は、デフォルトのブラウザーでJupyterNotebookWebアプリが開いているはずです。 そうでない場合、またはウィンドウを閉じる場合は、出力で提供されるURLに移動するか、次の場所に移動できます。 localhost:8888 接続する。
Jupyter Notebookプロセスを停止する場合は、いつでもを押してください Ctrl+C、 タイプ Y プロンプトが表示されたら、 Enter 確認するために。
次の出力が表示されます。
Output[C 12:32:23.792 NotebookApp] Shutdown confirmed
[I 12:32:23.794 NotebookApp] Shutting down kernels
JupyterNotebookは実行されなくなりました。
ステップ4—JupyterNotebookを使用する
このセクションでは、JupyterNotebookの使用の基本について説明します。 現在JupyterNotebookを実行していない場合は、 jupyter notebook 指図。
これで、Webブラウザを使用して接続する必要があります。 Jupyter Notebookは非常に強力で、多くの機能を備えています。 このセクションでは、ノートブックの使用を開始するための基本的な機能のいくつかについて概説します。 Jupyter Notebookは、実行元のディレクトリ内のすべてのファイルとフォルダーを表示するため、プロジェクトで作業しているときは、必ずプロジェクトディレクトリから開始してください。
新しいノートブックファイルを作成するには、右上のプルダウンメニューから New > Python3を選択します。
これにより、ノートブックが開きます。 これで、セルでPythonコードを実行したり、セルをマークダウンに変更したりできます。 たとえば、上部のナビゲーションバーからセル>セルタイプ>マークダウンをクリックして、最初のセルを変更してマークダウンを受け入れます。 Markdownを使用してメモを記述できるようになりました。また、 LaTeX で記述された方程式を、 $$ シンボル。 たとえば、セルをマークダウンに変更した後、セルに次のように入力します。
# Simple Equation
Let us now implement the following equation:
$$ y = x^2$$
where $x = 2$
マークダウンをリッチテキストに変換するには、を押します Ctrl+Enter、および次の結果が得られるはずです。
マークダウンセルを使用して、メモを作成し、コードを文書化できます。 その簡単な方程式を実装して、結果を出力してみましょう。 一番上のセルをクリックして、を押します Alt+Enter その下にセルを追加します。 新しいセルに次のコードを入力します。
x = 2
y = x**2
print(y)
コードを実行するには、を押します Ctrl+Enter. 次の結果が表示されます。
これで、モジュールをインポートして、他のPython開発環境と同じようにノートブックを使用できるようになりました。
Jupyterノートブックのサーバー側をシャットダウンするには、起動したターミナルウィンドウに戻り、Ctrl+Cを押します。 これはターミナルプロセスを終了するための標準的なショートカットであり、Jupyterは終了する前に保存するように求めます。
結論
おめでとう！ これで、Jupyter Notebookを使用して、再現可能なPythonコードとメモをMarkdownで記述できるようになります。 インターフェイス内からJupyterNotebookのクイックツアーを取得するには、上部のナビゲーションメニューからヘルプ>ユーザーインターフェイスツアーを選択して詳細を確認してください。
ここから、時系列の視覚化と予測に関するシリーズを読むことに興味があるかもしれません。
