Jupyter 筆記本系統的簡介

1. Jupyter 簡介
— 互動式的筆記本系統
嘉義⼤大學⽣生物資源學系 林政道
mutolisp@mail.ncyu.edu.tw

2. 什麼是 Jupyter?
• JuPyteR
• 前⾝身為 ipython ，即⼀一個互動式的計算介⾯面
• 現在可⽀支援多種程式語⾔言核⼼心(Python2, Python3,
R, Ruby, etc.)
• ⽀支援 markdown (簡單的排版語法）、mathjax (撰
寫數學式排版）

3. 什麼是 Jupyter?
• 結合「程序處理」以及「輸出展⽰示」
• 適合資料處理（資料探索、資料展⽰示、教學探討、分
享等）
• ⽀支援平⾏行運算(ipyparallel)

4. http://jupyter.org

5. Jupyter notebook interface
Jupyter notebook-server
程序處理
瀏覽器端
程式語⾔言核⼼心(kernel):
內容展⽰示
外部資料
取得
輸出
nbconvert

6. 你可能還不是很瞭解 Jupyter 可以做什麼
沒關係，直接來看例⼦子

7. 各式各樣的實例—程式開發、互動式書籍

8. 互動式的書籍以及課程
• 對於需要實際操作的課程，可以透過線上的 notebook
viewer 來與使⽤用者互動
• 讓學習除了課堂講授，加上即時的互動
• 例：
• 數學理論＋實際計算
• ⽣生態課程的設計：野外調查收集資料、互動式介⾯面
輸⼊入資料、套⼊入理論公式、視覺化的呈現(繪圖

9. http://nbviewer.jupyter.org/github/CamDavidsonPilon/Probabilistic-Programming-and-Bayesian-Methods-for-Hackers/blob/master/Chapter1_Introduction/
Chapter1.ipynb
理論解釋
公式、
定理

10. Python 的
程式碼，
可以直接執⾏行

11. 輸出的圖

12. 資料視覺化展⽰示

13. 圖的展⽰示不再只是平⾯面，⽽而是動態的
Python + Bokeh
滑⿏鼠游標移到圖上，
可⽴立即看到地理座標、
數據資料等
http://nbviewer.jupyter.org/github/bokeh/bokeh-notebooks/blob/master/gallery/texas.ipynb

14. ⾰革命性的學習法改變
• 對於教學者/學習者來說，教材從靜態變成動態
• adaptive learning/intelligent adaptive learning 適
應學習法/智慧式適應學習法
• 即時的互動可⽴立即找出學習盲點
• 彈性：學習的速度可隨不同學習者的能⼒力⾃自⾏行調控

15. ⾰革命性的學習法改變
• 模組化：不同的教學筆記可透過課程設計連結起來，
依照教學⺫⽬目標彈性搭配
• 科學探究的過程可完整記錄，不再只是知識講授、
背誦，中間過程的討論甚⾄至是錯誤的歷程都可記錄
下來
• 開放與分享：因為跨平台的特性，筆記可互相交流。
搭配開放資料讓科學教育及研究互相結合

16. 範例：以物種⾯面積曲線為例
• ⽣生態學上的經典理論
• 過去技術的限制，僅能在課堂上講授
• 實際調查後

17. 資料的輸⼊入

18. 使⽤用 R 的 plot 來繪圖

19. 定義物種數量-⾯面積曲線⽅方程式
讓學習者了解如何計算—使⽤用對數

20. 求完對數後，解⼆二元⼀一次⽅方程式
⽤用簡單直線迴歸來適配常數值

22. 除了⼿手動計算外，練習使⽤用函數(function)來
進⼀一步⾃自動化算出⽅方程式的值
可重複帶進不同棲地的資料，求得不同的⽅方程式

23. 繪圖產出

24. 如何使⽤用？
• 安裝 jupyter notebook server，然後啟⽤用
• 使⽤用雲端服務
• tmpnb.org 免費服務
• sagemath.com 免費服務，可付費升級有較多的
運算資源

25. http://cloud.sagemath.com

26. http://tmpnb.org

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http://tmpnb.org

28. 完整的⽂文件
• 官⽅方⽂文件 http://jupyter-notebook.readthedocs.org