Jupyter notebook事始め(1)-Pythonを手軽に使う

2017/10/03 tomizo_no.2

目次
はじめに事前準備 Jupyter notebookと関連パッケージのインストール Jupyter notebookの設定 Jupyter notebookの起動

はじめに

Jupyter notebookとは、まるで私たちが通常使っているノートのように、Pythonのコメントや処理などを書き、さらに書いたプログラムを実行させて結果まで表示させるツールです。紙のノートのように、何度も書き直したりすることがきる、プログラムの一行ずつでも書くことができます。このようなノートブック形式のツールは、データ分析の作業を行うのによく使用されます。

ここでは、Jupyter notebookを起動し、簡単なコードを実行するところまでを紹介します。

事前準備

まずは、Jupyter notebookを動かす基礎環境を準備します。ここではCentOS7上のPython3.5を準備します。CentOS7+Python3.5の環境については、「いまさら始めるPython3(1)-CentOS7環境への導入-」を参照して構築してください。

Jupyter notebookと関連パッケージのインストール

次にJupyter notebook本体とその他関連するパッケージをインストールします。関連するパッケージは、今後Jupyter notebookを使っていく中で必要になりそうなもの(psycopg2, ipython-sql, numpy, matplotlib, seaborn, scikit-learn)をここでは選んでいます。必要に応じて関連するパッケージは選択してください。

# pip3.5 install jupyter psycopg2 ipython-sql numpy matplotlib seaborn scikit-learn
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Successfully installed ・・・・
#

Jupyter notebookの設定

次に、Jupyter notebookを実行する環境の設定を行います。Jupyter notebookの起動方法としては、ユーザー単位で起動する場合とシステムとして起動する場合がありますが、ここでは、個人のノートブックとして使うことを前提として、ユーザ単位で起動する環境を作ります。

まず、実行ユーザをCentOSにログインし、以下のコマンドを実行します。

$ jupyter notebook --generate-config

このコマンドの実行により、設定ファイル「~/.jupyter/jupyter_notebook_config.py」が生成されます。この設定ファイルを以下のように編集します。

なお、Jupyter notebookは、セキュリティの都合？のためか、使用するときに、トークンを指定するかパスワードを入力するかのいずれかの方法で使い始めます。ここでは、パスワードを入力する方法を紹介します。

## The IP address the notebook server will listen on.
c.NotebookApp.ip = '172.16.15.15'　　←IPアドレス

## The port the notebook server will listen on.
c.NotebookApp.port = 8888　　　　←ポート番号

## Token used for authenticating first-time connections to the server.
#
# When no password is enabled, the default is to generate a new, random token.
#
# Setting to an empty string disables authentication altogether, which is NOT
# RECOMMENDED.
c.NotebookApp.token = 'password-string' 　←パスワード文字列

また、notebookに書いたものを、「ノート名.py」に保存するために、設定ファイルの以下の部分を書き換えてコードを挿入します。

# c.FileContentsManager.post_save_hook = None
↓上記の部分について、以下のようにコードの挿入と書き換えを行います。
import os
from notebook.utils import to_api_path

_script_exporter = None

def script_post_save(model, os_path, contents_manager, **kwargs):
    """convert notebooks to Python script after save with nbconvert

    replaces `ipython notebook --script`
    """
    from nbconvert.exporters.script import ScriptExporter

    if model['type'] != 'notebook':
        return

    global _script_exporter
    if _script_exporter is None:
        _script_exporter = ScriptExporter(parent=contents_manager)
    log = contents_manager.log

    base, ext = os.path.splitext(os_path)
    py_fname = base + '.py'
    script, resources = _script_exporter.from_filename(os_path)
    script_fname = base + resources.get('output_extension', '.txt')
    log.info("Saving script /%s", to_api_path(script_fname, contents_manager.root_dir))
    with io.open(script_fname, 'w', encoding='utf-8') as f:
        f.write(script)

c.FileContentsManager.post_save_hook = script_post_save

次に、ipython-sqlを入れた場合は、バージョンを確認し、もしバージョンが0.3.9でなければ、ipython-sqlをアップデートします。

# pip3.5 freeze | grep ipython-sql
ipython-sql==0.3.8　　　←古い
# pip3.5 install git+git://github.com/catherinedevlin/ipython-sql.git
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Successfully installed ipython-sql-0.3.9 pgspecial-1.8.0
# pip3.5 freeze | grep ipython-sql
ipython-sql==0.3.9　　　←この版ならOK