Jupyter Notebooks#

Starten#

Auf allen Betriebssystemen können Sie im Anaconda Command Prompt oder einem System-Terminal den Befehl

jupyter lab

zum Start eines lokalen Jupyter Lab Servers verwenden.

Ihr Default-Browser öffnet sich, falls er nicht schon geöffnet war, und das Jupyter-Dashboard erscheint in einem neuen Browser-Tab. Sie können nun z.B.

  • das Arbeitsverzeichnis ändern

  • neue Jupyter Notebooks erstellen und starten

  • Jupyter Notebooks herunterfahren

  • Ordner erstellen und löschen

  • Textdateien editieren

  • Dateien löschen

Achtung: Verwenden Sie generell für Ordner- und und Dateinamen keine Umlaute, keine Sonderzeichen und keine Leerzeichen!

Wenn Sie ein (neues) Jupyter Notebook - das ist eine Datei mit Endung ipynb - starten, öffnet sich ein neuer Tab und ein IPython-Kernel wird gestartet. Der Kernel führt Ihre Befehle aus und beeinhaltet alle verwendeten Objekte (Variablen, Funktionen, Pakete etc.).

Beenden#

Um Ihre Arbeit in einem Jupyter Notebook zu beenden,

  1. speichern Sie zuerst das Notebook mit Strg-S oder dem Save-Icon in der Toolbar und

  2. verwenden Sie danach unter File den Befehl Close and Shutdown Notebook. Dadurch werden

    • der Kernel heruntergefahren und somit alle Variablenwerte gelöscht

    • der Tab geschlossen.

Achtung: Sollten Sie den Tab des Notebooks ohne Close and Shutdown Notebook geschlossen haben, dann läuft der Kernel weiter, und Sie können im Reiter Kernels des Jupyter-Dashboards das Notebook durch Anklicken wieder in einem Tab öffnen oder den noch laufenden den Kernel herunterfahren.

Um Jupyter Lab zu beenden, wäheln Sie im Menü File/Shut Down.

Zellen#

Das Notebook besteht aus einer Liste von Zellen (engl. cells).

Modi: Zellen können im Command Mode oder im Edit Mode bearbeitet werden.

Bearbeiten: Über die Menüeinträge Edit, Insert, Cell und über die Toolbar können Sie Zellen ausführen, verschieben, zusammenfügen, splitten, löschen etc.

Tastenkürzel: Im Menü finden Sie viele Tastenkürzel, deren Verwendung Ihre Arbeit sehr beschleunigen können! Im nächsten Abschnitt finden Sie eine Liste der wichtigsten Tastenkürzel.

Die wichtigsten zwei Zelltypen sind Code und Markdown. Sie können den Typ einer Zelle über die Toolbar oder ein Tastenkürzel ändern.

Code-Zellen: Hier können Sie

  • Variablen definieren

  • Pakete importieren

  • deren Funktionen(=Befehle) aufrufen

  • neue Funktionen definieren

  • weitere Programmierstrukturen verwenden: for-Schleifen, if-Abfragen etc.

Code-Kommentare beginnen mit dem Rautezeichen #.

Der letzte Befehl einer Code-Zelle wird in einem folgenden Output-Zelle ausgegeben. Sie können die Ausgabe mit einem Strichpunkt am Ende des letzten Befehls unterdrücken.

Funktionen haben immer runde Klammern! Hilfe z. B. zur Funktion print erhalten Sie durch

  • help(print) oder

  • print? oder

  • (öfter) SHIFT-Enter drücken, wenn der Cursor nach der ersten runden Klammer steht.

Variablen: Eine Liste der von Ihnen definierten Variablen erhalten Sie mit dem magic command %whos. Löschen einzelner Variablen, hier z. B. der Variable x, erfolgt mit dem Befehl del(x). Löschen aller selber definierten Variablen erfolgt mit dem Befehl %reset -s

Tipp: Tabulator-Vervollständigung verwenden!

Markdown-Zellen: Markdown ist eine vereinfachte Auszeichnungssprache, die bereits in der Ausgangsform ohne weitere Konvertierung leicht lesbar ist. Sie können in Markdown sehr leicht folgenden strukturierten Text erstellen:

  • Überschirften: Rautesymbol(e) vor der Überschrift

  • Listen: mit Minus- oder Pluszeichen

  • Links: z. B. NES, Syntax [Name](URL)

  • Bilder: mit Syntax ![Name](Pfad-zu-Bilddatei)

  • Mathematische Formeln via LaTeX, z. B. \(K = \frac{mv^2}{2}\)

Tipp: Cheatsheet

Tastenkürzel#

Die Tastenkürzel (Keyboard Shortcuts) sind in den Menüs neben den Auswahlen angegeben. Hier eine persönliche Auswahl:

Shortcut

Effekt

Ctrl+s

save notebook

Ctrl+Shift+q

close and shutdown notebook

Ctrl+f

Find

Enter

enter edit mode

Escape

enter command mode

Ctrl+Enter

run cell

Shift+Enter

run cell and got to cell below

Alt+Enter

run cell and insert a new cell below

Ctrl+b

toggle left sidebar

Shift+m

merge selected cells

in edit mode: Ctrl+Shift+-

split cell

in command mode: m

set cell type to markdown

in command mode: y

set cell type to code

in command mode: d d

delete cell

in command mode: z

undo deleting of cell

in command mode: a

insert cell above

in command mode: b

insert cell below

in command mode: x/c/v

cut/copy/paste cells

in command mode: UP/DOWN arrow

selected previous/next cell

in command mode: i+i

interrupt kernel

in command mode: 0+0

restart kernel

in command mode: Shift+l

toggle all line numbers

Exportieren#

Sie könne Notebooks über den Menüeintrag File/Save and Export As oder über Systembefehle in andere Dateiformate exportieren. Systembefehle können Sie auf folgende Weisen ausführen:

  • in einem System-Terminal

  • im Anaconda Command Prompt

  • in einer Codezelle, wenn Sie ein Rufezeichen vor den Systembefehl setzen.

HTML: Systembefehl !jupyter-nbconvert Mein_Notebook.ipynb

PDF: Zur Konvertierung von Jupyter-Notebook zu pdf müssen eine TeX-Distribution, z. B. TeX Live, und Pandoc installiert sein. Systembefehl: jupyter-nbconvert --to pdf Mein_Notebook.ipynb

LaTeX: Systembefehl jupyter-nbconvert --to latex Mein_Notebook.ipynb

Python-Script: Systembefehl jupyter-nbconvert --to script Mein_Notebook.ipynb

Slides: inkl. Präsentation via Webserver. Bevor Sie den Systembefehl jupyter-nbconvert --to slides --post serve Mein_Notebook.ipynb in einem System-Terminal oder im Anaconda Command Prompt aufrufen, müssen Sie zuerst in der Toolbar unter Cell Toolbar die Option Slideshow einstellen und anschließend Ihre Zellen zu Slides, Sub-Slides, Fragements, Skip oder Notes definieren. Beenden Sie den gestarteten Webserver nach der Präsentation durch Strg-C im Terminal bzw. im Anaconda Command Prompt.

Link: nbconvert.readthedocs.io/en/latest/usage.html