Jupyter Tutoriel Notebook : Comment installer et utiliser Jupyter?

⚡ Résumé intelligent

Jupyter Notebook est une application web open source qui combine du code exécutable, des équations, des visualisations et du texte narratif dans un seul document partageable, et elle fonctionne aussi bien sur un ordinateur portable que sur un serveur AWS.

  • (I.e. Idée centrale : Code Les cellules, les cellules Markdown et leur sortie résident dans un seul fichier .ipynb.
  • ☑️ Modèle à noyau : Chaque notebook est lié à un noyau, le processus qui exécute chaque cellule.
  • Départ local : La commande Jupyter Notebook ouvre le tableau de bord, où Nouveau et Python 3. Créez un cahier.
  • 🧪 Exécuter et modifier : Le vert indique le mode édition, le bleu le mode commande, Alt+Entrée permet de sélectionner une cellule et d'en ajouter une.
  • Chemin vers le nuage : Une paire de clés EC2, un groupe de sécurité sur le port 8888 et une image Docker permettent de le déplacer vers AWS.
  • (I.e. Restez en sécurité: Fermer et arrêter libère le noyau ; arrêterping L'instance met fin à la facturation AWS.

Jupyter Installation et utilisation de l'ordinateur portable

Qu'est-ce que le Jupyter Carnet?

Jupyter Carnets est une application Web open source permettant d'écrire et de partager des codes, des équations et des visualisations en direct avec des éléments de texte riches. Il constitue un moyen pratique d'écrire des paragraphes, des équations, des titres, des liens et des figures pour exécuter l'analyse des données. Il est également utile pour partager des algorithmes interactifs avec votre public à des fins d’enseignement ou de démonstration.

Introduction à la Jupyter Notebook App

Le Jupyter Notebook App est l'interface où vous pouvez écrire vos scripts et codes via votre navigateur Web. L'application peut être utilisée localement, ce qui signifie que vous n'avez pas besoin d'accès à Internet ni d'un serveur distant.

Jupyter Interface de l'application Notebook exécutée dans un navigateur Web

Chaque calcul est effectué via un noyau. Un nouveau noyau est créé à chaque lancement d'un Jupyter Carnet.

Les installations actuelles sont expédiées Ordinateur portable 7, construit sur JupyterLab. jupyter notebook Cela fonctionne toujours, et les deux affichent la même lecture. .ipynb fichier.

Comment l'utiliser ? Jupyter Carnets

Dans la session ci-dessous, vous apprendrez à utiliser Jupyter Carnet de notes. Vous écrirez une simple ligne de code pour vous familiariser avec l'environnement de Jupyter.

Étape 1) Vous ajoutez un dossier dans le répertoire de travail qui contiendra tous les carnets que vous créerez au cours des tutoriels sur TensorFlow.

If Jupyter est manquant, courez pip install notebook tout d'abord, comme le Guide d'installation de TensorFlow Faites-le. Ouvrez ensuite le Terminal et saisissez

mkdir jupyter_tf
jupyter notebook

Code Explication

  • mkdir jupyter_tf : Créer un dossier nommé jupyter_tf
  • Carnet de notes Jupyter : ouvert Jupyter application web

Sortie du terminal après l'exécution de `mkdir jupyter_tf` et de `jupyter notebook`

Étape 2) Vous pouvez voir le nouveau dossier dans l'environnement. Cliquez sur le dossier jupyter_tf.

Jupyter tableau de bord affichant le nouveau dossier jupyter_tf

Étape 3) Dans ce dossier, vous créerez votre premier carnet. Cliquez sur le bouton NOUVEAU et Python 3.

Jupyter Nouveau menu avec le Python 3 options de noyau

Étape 4) Vous êtes à l'intérieur du Jupyter environnement. Jusqu'à présent, votre bloc-notes s'appelle Untitled.ipynb. Il s'agit du nom par défaut attribué par Jupyter. Renommons-le en cliquant sur Fichier et renommer

Jupyter Menu Fichier avec la commande Renommer mise en surbrillance

Vous pouvez le renommer Introduction_jupyter

Renommez la boîte de dialogue Notebook en Introduction_jupyter

À l'intérieur de l' Jupyter Dans une interface de type bloc-notes, vous écrivez du code, des annotations ou du texte à l'intérieur des cellules.

Vide Jupyter Cellule de bloc-notes prête pour du code ou du texte

À l’intérieur d’une cellule, vous pouvez écrire une seule ligne de code.

Jupyter cellule contenant une seule ligne de code

ou plusieurs lignes. Jupyter lit le code une ligne après l'autre.

Jupyter cellule contenant plusieurs lignes de code

Par exemple, si vous écrivez le code suivant dans une cellule.

Exemple de code saisi à l'intérieur d'un Jupyter cellule de code

Il produira cette sortie.

Sortie imprimée sous le résultat exécuté Jupyter cellule

Étape 5) Vous êtes prêt à écrire votre première ligne de code. Vous pouvez remarquer que la cellule est bicolore. La couleur verte indique que vous êtes dans la zone de saisie. mode d'édition.

Bordure de cellule verte indiquant Jupyter Mode édition

La couleur bleue indique cependant que vous êtes en mode d'exécution.

Bordure de cellule bleue indiquant Jupyter mode de commande

Votre première ligne de code s'affichera Guru99 !. À l'intérieur de la cellule, vous pouvez écrire

print("Guru99!")

Il existe deux manières d'exécuter un code dans Jupyter:

  • Cliquez et exécutez
  • Raccourcis clavier

Pour exécuter le code, vous pouvez cliquer sur Cellule et alors Exécutez les cellules et sélectionnez ci-dessous

Jupyter Menu Cellule avec Exécuter les cellules et Sélectionner ci-dessous

Vous pouvez voir que le code est imprimé sous la cellule et qu'une nouvelle cellule est apparue juste après la sortie.

Guru99 résultats imprimés sous la cellule, une nouvelle cellule vide ayant été ajoutée.

Un moyen plus rapide d'exécuter un code consiste à utiliser le Raccourcis clavier. Pour accéder aux raccourcis clavier, accédez à Aide et Raccourcis clavier

Jupyter Menu Aide avec l'entrée Raccourcis clavier

Ci-dessous la liste des raccourcis pour un clavier MacOS. Vous pouvez modifier les raccourcis dans l'éditeur.

Jupyter liste des raccourcis clavier pour macOS

Voici les raccourcis pour Windows

Jupyter liste des raccourcis clavier pour Windows

Écrivez cette ligne

print("Hello world!")

Essayez le raccourci clavier : Alt+Entrée exécute la cellule et insère une nouvelle cellule vide en dessous.

Affichage « Hello world » produit avec le raccourci Alt+Entrée

Étape 6) Il est temps de fermer le Notebook. Aller à Fichier et cliquez sur Fermer et arrêter

Jupyter Menu Fichier avec la commande Fermer et Arrêter

Note: Jupyter enregistre automatiquement le bloc-notes avec le point de contrôle. Si vous avez le message suivant :

Jupyter Avertissement : le bloc-notes contient des modifications non enregistrées.

Ça veut dire Jupyter n'a pas enregistré le fichier depuis le dernier point de contrôle. Vous pouvez enregistrer manuellement le bloc-notes

Sauvegarde manuelle d'un Jupyter point de contrôle du carnet

Vous serez redirigé vers le panneau principal. Vous pouvez voir que votre carnet a été enregistré il y a une minute. Vous pouvez vous déconnecter en toute sécurité.

Jupyter Panneau principal affichant le bloc-notes enregistré

Installer Jupyter Ordinateur portable avec AWS

Lorsqu'un jeu de données dépasse la capacité de la mémoire locale, déplacez le notebook vers un serveur cloud. Vous trouverez ci-dessous la procédure d'installation et d'exécution, étape par étape. Jupyter Carnet sur AWS:

Si vous n'avez pas de compte chez AWS, créez un compte gratuit ici.

Nous procéderons comme suit

Partie 1 : Configurer une paire de clés

Étape 1) Allez dans Services et de trouver EC2

Menu des services AWS avec l'entrée EC2 sélectionnée

Étape 2) Dans le panneau et cliquez sur Paires de clés

Panneau de navigation gauche EC2 avec paires de clés sélectionnées

Étape 3) Cliquez sur Créer une paire de clés

Bouton Créer une paire de clés EC2

  1. Vous pouvez l'appeler clé Docker
  2. Cliquez sur Créer

Créez une paire de clés nommée « Clé Docker ». Ouvrez une boîte de dialogue contenant cette paire de clés.

Un fichier nommé Docker_key.pem est téléchargé.

Téléchargement du fichier de clé privée Docker_key.pem via le navigateur

Étape 4) Copiez-le et collez-le dans la clé du dossier. Nous en aurons bientôt besoin.

Réservé aux utilisateurs de Mac OS

Cette étape concerne uniquement les utilisateurs de Mac OS. Windows Les utilisateurs de Linux peuvent passer directement à la partie 2.

Vous devez définir un répertoire de travail qui contiendra la clé du fichier

Tout d'abord, créez un dossier nommé key. Pour nous, il se trouve dans le dossier principal Docker. Ensuite, vous définissez ce chemin comme répertoire de travail

mkdir Docker/key
cd Docker/key

Création du terminal et entrée dans le répertoire de travail Docker/key

Partie 2 : Configurer un groupe de sécurité

Étape 1) Vous devez configurer un groupe de sécurité. Vous pouvez y accéder avec le panneau

Panneau de navigation EC2 avec les groupes de sécurité sélectionnés

Étape 2) Cliquez sur Créer un groupe de sécurité

Bouton Créer un groupe de sécurité EC2

Étape 3) Dans l'écran suivant

  1. Saisissez le nom du groupe de sécurité « jupyter_docker » et la description « Groupe de sécurité pour Docker ».
  2. Ajoutez les quatre règles entrantes énumérées ci-dessous :
    • ssh : plage de ports 22, source n'importe où
    • http : plage de ports 80, source n'importe où
    • https : plage de ports 443, source n'importe où
    • TCP personnalisé : plage de ports 8888, source n'importe où
  3. Cliquez sur Créer.

Groupe de sécurité jupyter_docker avec règles SSH, HTTP, HTTPS et TCP 8888

Étape 4) Le groupe de sécurité nouvellement créé sera répertorié

Liste EC2 affichant le groupe de sécurité jupyter_docker nouvellement créé

Partie 3 : Instance de lancement

Vous êtes enfin prêt à créer l'instance

Panneau de navigation EC2 avec les instances sélectionnées

Étape 1) Cliquez sur Lancer l'instance

Bouton Lancer une instance EC2

Le serveur par défaut suffit. Choisissez le Amazon AMI Linux. Les captures d'écran montrent l'image 2018.03.0 ; les consoles actuelles proposent Amazon Linux 2023Il faut donc faire correspondre les étiquettes, et non les pixels.

AMI signifie Amazon Image machine. Elle contient les informations nécessaires au démarrage d'une instance s'exécutant sur un serveur virtuel dans le cloud.

Amazon Écran de sélection de l'AMI Linux dans l'assistant de lancement

A noter qu'AWS dispose d'un serveur dédié au deep learning tel que :

  • AMI d'apprentissage profond (Ubuntu)
  • AMI d'apprentissage en profondeur
  • AMI de base d'apprentissage profond (Ubuntu)

Ils sont tous livrés avec des versions binaires récentes de frameworks d'apprentissage profond préinstallées dans des environnements virtuels distincts :

Chaque image est entièrement configurée avec NVIDIA CUDA, cuDNN et NCCL ainsi qu'avec Intel MKL-DNN.

Étape 2) Choisissez t2.microIl s'agit d'un serveur gratuit. AWS propose gratuitement cette machine virtuelle équipée de 1 vCPU et de 1 Go de mémoire. Ce serveur offre un bon compromis entre puissance de calcul, mémoire et performances réseau. Il convient aux charges de travail de petite et moyenne taille.

Écran de type instance avec t2.micro sélectionné

Étape 3) Conservez les paramètres par défaut dans l'écran suivant et cliquez sur Suivant : Ajouter du stockage

Écran de configuration de l'instance laissé avec les valeurs par défaut

Étape 4) Augmentez le stockage à 10 Go et cliquez sur Suivant

Écran de stockage avec le volume racine augmenté à 10 Go

Étape 5) Conservez les paramètres par défaut et cliquez sur Suivant : configurer le groupe de sécurité

Étiquettes à l'écran laissées aux valeurs par défaut

Étape 6) Choisissez le groupe de sécurité que vous avez créé auparavant, qui est jupyter_docker

Écran du groupe de sécurité avec jupyter_docker sélectionné

Étape 7) RevVérifiez vos paramètres et cliquez sur le bouton de lancement

RevAfficher l'écran avant de lancer l'instance EC2

Étape 8) La dernière étape consiste à lier la paire de clés à l'instance.

Boîte de dialogue de sélection de paire de clés liant la clé Docker à l'instance

Étape 9) L'instance va être lancée

Page d'état de lancement confirmant le démarrage de l'instance

Étape 10) Vous trouverez ci-dessous un résumé des instances actuellement utilisées. Veuillez noter l'adresse IP publique.

Liste des instances EC2 affichant l'adresse IP publique

Étape 11) Cliquez sur Connect

Bouton EC2 Connect pour l'instance en cours d'exécution

Vous trouverez les détails de connexion.

Boîte de dialogue de connexion affichant les détails de la connexion SSH

Lancez votre instance (utilisateurs Mac OS)

Tout d'abord, indiquez au répertoire de travail du terminal le dossier contenant le fichier de paire de clés.

exécuter le code

chmod 400 docker.pem

Ouvrez la connexion avec ce code.

Il y a deux commandes. Parfois, la première s'arrête. Jupyter ouvrir le carnet.

Dans ce cas, utilisez le second pour forcer la connexion Jupyter Carnet sur EC2.

# If able to launch Jupyter
ssh -i "docker.pem" ec2-user@ec2-18-219-192-34.us-east-2.compute.amazonaws.com
# If not able to launch Jupyter
ssh -i "docker.pem" ec2-user@ec2-18-219-192-34.us-east-2.compute.amazonaws.com -L 8888:127.0.0.1:8888

La première fois, vous êtes invité à accepter la connexion

Invite de terminal demandant l'acceptation de l'empreinte SSH de l'hôte

Lancez votre instance (Windows utilisateurs)

Étape 1) Allez sur ce site Web pour télécharger PuTTY et PuTTYgen PuTTY

Vous devez télécharger

  • PuTTY : lancer l'instance
  • PuTTYgen : convertir le fichier pem en ppk

Page de téléchargement de PuTTY listant PuTTY et PuTTYgen

Une fois les deux programmes installés, vous devez convertir le fichier .pem en .ppk. PuTTY ne peut lire que les fichiers .ppk. Le fichier .pem contient la clé unique créée par AWS.

Étape 2) Ouvrez PuTTYgen et cliquez sur Charger. Parcourez le dossier où se trouve le fichier .pem.

Boîte de dialogue de chargement PuTTYgen : navigation à la recherche du fichier .pem

Étape 3) Après avoir chargé le fichier, vous devriez recevoir un avis vous informant que la clé a été importée avec succès. Cliquez sur OK

PuTTYgen confirme l'importation de la clé.

Étape 4) Cliquez ensuite sur Enregistrer la clé privée. Il vous est demandé si vous souhaitez enregistrer cette clé sans phrase secrète. Cliquez sur oui.

PuTTYgen propose d'enregistrer la clé privée sans phrase secrète.

Étape 5) Enregistrez la clé

Enregistrement du fichier de clé privée .ppk converti

Étape 6) Accédez à AWS et copiez le DNS public

La console AWS affiche le nom DNS public de l'instance.

Ouvrez PuTTY et collez le DNS public dans le nom d'hôte

Capture d'écran de session PuTTY avec le DNS public dans le nom d'hôte

Étape 7)

  1. Sur le panneau de gauche, dépliez SSH et ouvrez Auth.
  2. Parcourez la clé privée. Vous devez sélectionner le .ppk
  3. Cliquez sur Ouvrir.

Écran d'authentification SSH PuTTY avec la clé privée .ppk sélectionnée

Étape 8)

Une fois cette étape terminée, une nouvelle fenêtre s'ouvrira. Cliquez sur Oui si vous voyez cette fenêtre contextuelle

Alerte de sécurité PuTTY : acceptation de la clé d'hôte du serveur

Étape 9)

Vous devez vous connecter en tant que : ec2-user

Invite de connexion PuTTY avec le compte utilisateur ec2

Étape 10)

Vous êtes connecté au Amazon AMI Linux.

Amazon Bannière de l'interface Linux AMI après une connexion réussie

Partie 4 : Installer Docker

Le Tutoriel Docker couvre le vocabulaire des conteneurs utilisé ci-dessous.

Lorsque vous êtes connecté au serveur via PuTTY ou Terminal, vous pouvez installer le Docker moteur.

Exécutez les codes suivants. Amazon Linux 2023, utilisez dnf pour yum et systemctl start docker pour service docker start.

sudo yum update -y
sudo yum install -y docker
sudo service docker start
sudo usermod -a -G docker ec2-user
exit

Relancez la connexion

ssh -i "docker.pem" ec2-user@ec2-18-219-192-34.us-east-2.compute.amazonaws.com -L 8888:127.0.0.1:8888

Windows Les utilisateurs se reconnectent à PuTTY exactement comme décrit ci-dessus.

Partie 5 : Installer Jupyter

Étape 1) Créez la Jupyter conteneur à partir d'une image pré-construite :

## Tensorflow
docker run -v ~/work:/home/jovyan/work -d -p 8888:8888 jupyter/tensorflow-notebook
## Spark
docker run -v ~/work:/home/jovyan/work -d -p 8888:8888 jupyter/pyspark-notebook

Code Explication

  • docker run : exécuter l'image
  • v : joindre un volume
  • ~/work:/home/jovyan/work: Volume
  • 8888:8888 : port
  • jupyter/datascience-notebook : Image

Pour d'autres images préconfigurées, consultez la section Jupyter dépôt Docker StacksDepuis octobre 2023, ces images sont diffusées sur Quay.io, alors téléchargez-les. quay.io/jupyter/tensorflow-notebook or quay.io/jupyter/pyspark-notebook pour PySpark; les copies Docker Hub sont figées.

Autorisez le conteneur à écrire dans le monté work dossier permettant aux carnets de notes de survivre à un redémarrage :

sudo chown 1000 ~/work

Étape 2) Installer tree vous pouvez ainsi inspecter le répertoire de travail :

sudo yum install -y tree

Sortie du terminal de la commande tree affichant le répertoire de travail

Étape 3) Vérifiez le conteneur et son nom

Exécutez les commandes ci-dessous dans l'ordre :

  1. Liste des conteneurs en cours d'exécution :
    docker ps
  2. Consultez le journal du conteneur pour le Jupyter URLIci, le conteneur est nommé vigilant_easley :
    docker logs vigilant_easley
  3. Copiez le URL, avec son jeton, tiré du journal.

Sortie des commandes docker ps et docker logs avec le Jupyter jeton URL

Étape 4) Dans l' URL Dans le journal, remplacez l'hôte (90a3c09282d6 ou 127.0.0.1) par le DNS public de votre instance :

http://(90a3c09282d6 or 127.0.0.1):8888/?token=f460f1e79ab74c382b19f90fe3fd55f9f99c5222365eceed

Jupyter Page de connexion servie par l'instance EC2

Étape 5) Le nouveau système d’ URL devient,

http://ec2-174-129-135-16.compute-1.amazonaws.com:8888/?token=f460f1e79ab74c382b19f90fe3fd55f9f99c5222365eceed

Étape 6) Copiez et collez le URL dans votre navigateur.

Jupyter Ouvre

Jupyter tableau de bord ouvert depuis le conteneur

Étape 7) Vous pouvez maintenant créer un nouveau bloc-notes dans votre work dossier.

Nouveau bloc-notes créé dans le dossier de travail monté

Partie 6 : Établissement de la connexion

Fermez la connexion dans le terminal

exit

Revenez à AWS et arrêtez le serveur.

La console AWS a été utilisée pour arrêter l'instance EC2.

Dépannage

Si Docker ne fonctionne pas, reconstruisez l'image en utilisant

docker run -v ~/work:/home/jovyan/work -d -p 8888:8888 jupyter/tensorflow-notebook

FAQ

Notebook 7 ouvre un document par onglet et conserve le tableau de bord classique. JupyterLab ajoute un explorateur de fichiers, des terminaux et des notebooks côte à côte. Les deux partagent les mêmes noyaux et le format .ipynb.

Python arrive par défaut via le IPython noyau. Les noyaux communautaires ajoutent RJulia, Scala et des dizaines d'autres langages. Installez le paquet noyau, puis sélectionnez-le dans le menu Nouveau.

Utilisez le menu Noyau : Redémarrer efface toutes les variables, Redémarrer et tout exécuter relance le notebook proprement, et Changer de noyau permet de basculer entre les environnements. Le redémarrage est la solution la plus rapide lorsqu'une cellule se bloque.

Les magies sont IPython Raccourcis. Les commandes magiques de ligne commencent par % et s'appliquent à une seule ligne, comme %timeit. Les commandes magiques de cellule commencent par %% sur la première ligne, comme %%writefile. Utilisez %lsmagic pour les afficher.

Choisissez Fichier, puis Enregistrer et exporter le notebook sous, ou exécutez la commande `jupyter nbconvert --to html notebook.ipynb` dans un terminal. L'exportation au format PDF nécessite également l'installation d'un backend LaTeX ou WebPDF.

Conservez le jeton ou définissez un hachage de mot de passe, limitez la règle de groupe de sécurité du port 8888 à votre propre adresse IP plutôt qu'à « Toutes les adresses », et utilisez HTTPS ou un tunnel SSH. Arrêtez ensuite l'instance.

Oui. Copilot fonctionne dans les ordinateurs portables ouverts via VS Code or JupyterExtensions de laboratoire, suggérant des cellules entières à partir d'un commentaire. Des assistants agents restructurent également les cellules et expliquent tracebacks, mais chaque suggestion doit être examinée avant d'être mise en œuvre.

Les assistants IA accélèrent les tâches répétitives l'analyse des données Travail en cours : profilage d’un dataframe, définition des caractéristiques, proposition de grilles d’hyperparamètres et représentation graphique des résultats. Le notebook conserve chaque suggestion à côté de son résultat, permettant ainsi une traçabilité complète du travail.

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