（1）Jupyter Notebook 下载及安装

1. Jupyter Notebook是什么？

百度百科: Jupyter Notebook（此前被称为 IPython notebook）是一个交互式笔记本，支持运行 40 多种编程语言。
Jupyter Notebook 的本质是一个 Web 应用程序，便于创建和共享程序文档，支持实时代码，数学方程，可视化和 markdown。 用途包括：数据清理和转换，数值模拟，统计建模，机器学习等等 [1]。

2. Jupyter Notebook特征

百度百科：用户可以通过电子邮件，Dropbox，GitHub 和 Jupyter Notebook Viewer，将 Jupyter Notebook 分享给其他人。

• Jupyter Notebook 是一个以网页形式打开，直接在网页中编写和运行代码的应用程序。
• 它支持多种编程语言，包括 Python、R、Julia 等。
• 主要应用于开发、文档编写、运行代码和展示结果的全过程计算。
• 在Jupyter Notebook 中，代码可以实时地生成图像，视频，LaTeX和JavaScript。

3. 组成部分

3.1 网页应用

Jupyter Notebook的网页应用是一个强大的工具，允许用户通过网页直接创建、编辑和运行包含实时代码、数学方程、可视化和解释性文本的文档。
以下是关于Jupyter Notebook网页应用的详细特点和功能：

• 便捷性：

  • 无需额外配置：只要安装了Jupyter Notebook，用户就可以在浏览器中直接访问和使用，无需安装其他软件或进行复杂的配置。
  • 实时交互：用户可以在网页上直接编写和运行代码，并立即查看结果，这种实时的交互性大大提高了工作效率。

• 功能丰富：

  • 支持多种编程语言：Jupyter Notebook支持Python、R、Julia等多种编程语言，用户可以根据自己的需求选择合适的编程语言。
  • 数学公式和可视化：用户可以在文档中嵌入LaTeX数学公式，并使用各种可视化库创建图表和图形。
  • Markdown支持：用户可以使用Markdown语法编写文档内容，使文档更具可读性和吸引力。

• 易于共享和协作：

  • 笔记本格式（.ipynb）：Jupyter Notebook的文档保存在.ipynb格式的文件中，这些文件可以轻松地共享给其他人，他们可以在自己的Jupyter环境中打开和运行这些文件。
  • 版本控制：结合Git等版本控制系统，用户可以对Jupyter Notebook进行版本控制，方便团队协作和项目管理。

• 界面友好：

  • 直观的工具栏和菜单：Jupyter Notebook的网页应用提供了直观的工具栏和菜单，用户可以轻松地打开新的笔记本、保存文件、运行代码等。
  • 自定义设置：用户可以根据自己的喜好和需求调整Jupyter Notebook的设置，如更改字体大小、主题颜色等。

-扩展性：

• 插件和扩展：Jupyter Notebook支持通过插件和扩展进行功能扩展，用户可以根据自己的需求添加新的功能或改进现有功能。

• 集成其他工具：Jupyter Notebook可以与其他工具进行集成，如Docker容器、云服务等，为用户提供更灵活的工作环境。

• 安全性：

  • 加密通信：Jupyter Notebook支持使用HTTPS进行加密通信，保护用户数据和隐私。
  • 访问控制：用户可以通过设置密码或令牌来限制对Jupyter Notebook的访问权限。

总结来说，Jupyter Notebook的网页应用是一个功能强大、易于使用、易于共享和协作的交互式计算环境。它支持多种编程语言、具有丰富的功能和插件扩展能力，并且具有高度的安全性和可定制性。无论是数据分析、机器学习还是科学计算等领域的研究人员，都可以通过Jupyter Notebook的网页应用来提高工作效率和研究成果的质量。

3.2 文档

Jupyter Notebook的文档是一个以网页形式展现的交互式计算环境，其特点和功能相当丰富。以下是关于Jupyter Notebook文档的详细格式和内容归纳：

• 文档格式

  • .ipynb 文件：Jupyter Notebook文档保存为扩展名为 .ipynb 的JSON格式文件。该文件实际上是一个JSON对象，描述了文档的结构、内容以及元数据。

• 文档结构

  • 笔记本（Notebook）：由一系列单元格（Cell）组成，单元格可以包含代码、Markdown文本或原始文本。

• 单元格类型

  • 代码单元格（Code Cell）：用于编写和运行代码。执行后，结果会直接在下方输出。代码单元格支持语法高亮和自动补全功能。
  • Markdown单元格（Markdown Cell）：使用Markdown语法编写格式化的文本，如标题、段落、列表、链接和图片等。执行后，Markdown文本会被渲染为HTML格式的富文本。
  • 原始单元格（Raw Cell）：包含不会被渲染的原始文本，通常用于存储元数据或注释。

• 单元格模式

  • 命令模式（Command Mode）：键盘敲击时为蓝色边框，可以对整个单元格进行操作，如复制、粘贴、剪切、执行等。
  • 编辑模式（Edit Mode）：键盘敲击时为绿色边框，可以对单元格内容进行编辑。

• 功能特性

  • 实时代码执行：代码在单元格中执行后，结果会立即显示在单元格下方，支持多种编程语言。
  • 富媒体展示：支持HTML、LaTeX、PNG、SVG等多种格式的输出，如数学公式、图像和表格等。
  • Markdown支持：Markdown单元格允许使用Markdown语法来格式化文本，并且支持LaTeX数学公式的编写。
  • 文档分享：.ipynb 文件可以轻松共享给他人，他们可以在自己的Jupyter环境中打开和运行。
  • 版本控制：结合Git等版本控制系统，可以对Jupyter Notebook进行版本控制，便于团队合作和项目管理。

• 安装和配置

  • 安装：可以通过Anaconda发行版或单独使用pip来安装Jupyter Notebook。
  • 配置：安装完成后，可以通过在命令行中输入 jupyter notebook 来启动Jupyter Notebook服务器，并通过浏览器访问其网页界面。

• 快捷键
  Jupyter Notebook提供了一系列快捷键来提高操作效率，如：

  • 切换命令模式和编辑模式：Esc 和 Enter 键。
  • 运行当前单元格：Shift + Enter 键。
  • 插入新的代码单元格：B 键（在命令模式下）。
  • 插入新的Markdown单元格：M 键（在命令模式下）。

• 安全性

  • 加密通信：支持HTTPS加密通信来保护用户数据和隐私。
  • 访问控制：可以设置密码或令牌来限制对Jupyter Notebook的访问权限。

总的来说，Jupyter Notebook的文档提供了一个功能丰富、交互性强且易于分享的计算环境，适用于数据分析、机器学习、科学计算和文档编写等多种应用场景。

4. 适用场景

• 数据分析、机器学习和数据可视化等需要交互和展示过程的场景。
• 教育和培训领域，用于编写教程和演示代码。
• 科研领域，用于记录实验过程和结果。

5. 利用Google Colab安装Jupyter Notebook

3.1 什么是 Colab？

Colab官网说：借助 Colaboratory（简称 Colab），您可在浏览器中编写和执行 Python 代码，并且：

• 无需任何配置
• 免费使用 GPU
• 轻松共享

无论您是一名学生、数据科学家还是 AI 研究员，Colab 都能够帮助您更轻松地完成工作。您可以观看 Colab 简介了解详情，或查看下面的入门指南！

3.2 访问 Google Colab

浏览器中输入url：https://colab.research.google.com。使用您的 Google 帐户登录，如果您没有 Google 帐户，请创建一个新帐户。

成功登录，我们执行个简单的小程序：输出“Hello World”：
在输入框中输入“Hello World”

然后单击箭头图标，在下方显示Hello World

3.3 新建笔记本

单击菜单【文件】，选择【在云端硬盘中新建笔记本】


后面分享的代码都可以在这里执行哦