Lekce 2 - Neuronové sítě v Pythonu - Prostředí Jupyter
V minulé lekci, Úvod a motivace do programování neuronových sítí v Pythonu, jsme si představili úvod do neuronových sítí a deep learningu.
Vítejte u další lekce, kde se seznámíme s prostředím, ve kterém budeme většinu času pracovat. Tímto prostředím je Jupyter (IPython) notebook. Prostředí nejdříve nainstalujeme, ukážeme si jak se s ním pracuje a nakonec spustíme pár řádků Pythonu s grafíkem.
Jupyter notebook
Možná se ptáte, proč nebudeme neuronové sítě programovat tak, jak jsme psali aplikace doposud. Odpovědí je, že nyní se jedná zejména o simulace, do kterých je často třeba přidávat dodatečné informace nebo grafy. A simulací budeme dělat více. Jupyter notebook nám umožňuje vytvořit sešit a do něj vkládat nezávislé buňky kódu a mezi ně formátovaný text nebo vzorce. Výhody, které nám prostředí Jupyter notebook přináší, jsou následující:
- Všechny proměnné jsou uložené v relaci, dokud se proces prostředí nevypne (v terminálu)
- Přehledný výpis pod buňku s kódem, Jupyter podporuje grafy
(
matplotlib
) a tabulky (Pandas
) - Formátování pomocí MarkDown buňek (LaTeX)
- Buňky kódu na sobě nejsou závislé
Instalace
Prostředí je opravdu jednoduché nainstalovat, stačí použít nástroj
pip
, který je součástí každé Python distribuce:
pip install jupyter
Pokud vám příkaz nezafunguje, upravte si jej pro vaši distribuci Pythonu tak, jak jsme si ukazovali minule.
Průvodce prostředím
Po úspěšné instalaci pomocí nástroje pip
prostředí
spustíme následovně:
jupyter notebook
Dokud neukončíme tento proces, prostředí stále poběží. Chvilku na to
by se nám mělo otevřít nové okno prohlížeče, které vypadá následovně
(záleží, kde jste příkaz spustili - pravděpodobně jste ho tentokrát
spustili v C:/Users/vase_jmeno/
).

Vytvoření sešitu
Nyní se dostaňte do složky, nebo ji vytvořte pomocí možnosti
New -> Folder
v nabídce vpravo nahoře, kde chcete mít sešit
uložený. Bude se jednat o soubor .ipynb
(IPython / Jupyter)
notebook. Python notebook vytvoříte pomocí New -> Python 3
,
ten se automaticky otevře v další záložce a bude vypadat následovně:

Pokud se vrátíme do předchozí záložky v prohlížeči, můžeme vidět ve složce nový notebook se zelenou ikonkou, která značí běžící Python kernel. Soubor / notebook si můžeme pojmenovat po kliknutí na text "Untitled" vedle Jupyter loga, tím se změní jak název notebooku tak i souboru.
Módy
Prostředí Jupyter notebook má 2 základní módy:
Command
- Mód slouží v prostředí pro operace, které jsou pro prostředí a práci s buňkami specifické, jako je například vytvoření buňky, smazání, posunutí buňky a změna módu buňky.Edit
- Mód slouží jako klasické (chytřejší) vývojové prostředí pro Python, pro zobrazení nabídky pro dokončení kódu se používá klávesa Tab.
Buňky, se kterými prostředí pracuje, mají také 2 módy (které nás zajímají):
Code
- Pokud je buňka vCode
módu a je spuštěna, spustí se Python kód, který buňka obsahuje.Markdown
- Naopak vMarkdown
módu se obsah buňky naformátuje jako text, vzoreček a další.
Když vytvoříte nový notebook, jste automaticky v Edit
módu
první buňky. Do Command
módu se dostanete klávesou
Esc a do Edit
módu pro vybranou buňku klávesou
Enter. Mezi buňkami se přepíná Šipkami v
Command
módu a v Edit
módu po stisknutí šipek
(Nahoru/Dolů), pokud jste na vrchním nebo spodním
řádku.
- Nová buňka se vytvoří v
Command
módu klávesou A (nad aktuální buňkou jako "Above") a B (pod aktuální buňkou jako "Below"). - Vybraná buňka (proužek, v
Command
módu je modrý) se smaže pomocí stisknutí sekvence D, D. - Vybraná buňka se spustí klávesovou zkratkou Shift +
Enter (spustí a posune o buňku níže, pokud neexistuje, vytvoří
se). Můžeme také použí zkratku Ctrl + Enter (spustí
se a buňka zůstává pořád vybraná) nebo buňku spustit kliknutím na
tlačítko
Run
(v horním panelu) nebo kliknutím na ikonuŠipka s čárou - Spustit stop
nalevo od obsahu buňky. - Stisknutím klávesy H v
Command
módu nebo kliknutím na tlačítkoHelp -> Keyboard Shortcuts
v horním panelu se zobrazí seznam klávesových zkratek. - Pokud se s prostředím chcete seznámit více než je aktuálně potřeba,
můžete spustit průvodce prostředí v horním panelu pomocí možnosti
Help -> User Interface Tour
.
Praktická část
S těmito znalostmi jsme schopní vytvořit si naši Hello World buňku a
vykreslit první grafík v novém prostředí pomocí knihovny
matplotlib
. Do předem vytvořené buňky vložíme následující
kód a buňku spustíme:
print("Ahoj světe!")
Výsledek:
Ahoj světe
Jak jste si jistě všimli, tak se hláška zobrazila hned pod buňkou. Takto to budeme reprezentovat zde v článcích.
Graf
Zkusme něco pokročilejšího. Importujeme si tedy knihovnu
matplotlib
:
import matplotlib.pyplot as plt
Vytvoříme si jednoduchý graf pomocí funkce plt.plot()
.
plt.plot([1,2,3,8])
Výsledek:

Jak spustit stažený Jupyter notebook
Celý tento článek napsaný v Jupyter notebooku naleznete ke stažení níže. Zkuste si jej otevřít a to následujícím způsobem:
- Pokud máte spuštěný Jupyter proces ve složce
C:/Users/vase_jmeno/
a stažený notebook je ve šložceC:/Users/vase_jmeno/Downloads/
, stačí se na stránce se soubory / složkami proklikat do složky s.ipynb
souborem s spustit ho kliknutím na něj (na jeho název). - Pokud nemáte spuštěný Jupyter proces, spusťte ho ve složce s
.ipynb
souborem nebo v nějaké rodičovské složce. Například když je soubor uložený vC:/Users/Tonda/Downloads/moje_super_slozka/novy_notebook.ipynb
, tak můžete spustit Jupyter proces ve složceC:/Users/Tonda/Downloads/moje_super_slozka/
nebo ve složceC:/Users/Tonda/Downloads/
.
Pokud někdo zapomněl, jak se spouští Jupyter proces, je to
příkazem jupyter notebook
(pokud nemáte Conda - Python / Python
přidaný ve Windows PATH
, spusťte příkaz v
Anaconda Prompt
). Mezi složkami se lze pohybovat příkazem
cd
.

V příští lekci, Předpověď ceny zlata pomocí lineární regrese v Pythonu, na nás čeká představení lineární regrese.
Měl jsi s čímkoli problém? Stáhni si vzorovou aplikaci níže a porovnej ji se svým projektem, chybu tak snadno najdeš.
Stáhnout
Stažením následujícího souboru souhlasíš s licenčními podmínkami
Staženo 167x (102.31 kB)
Aplikace je včetně zdrojových kódů v jazyce Python