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Jupyter Notebooks für Lehre und Entwicklung - alles im Blick

Notizbuch für Entwickler


Mit dem Jupyter-Projekt steht seit längerer Zeit ein Lehr- und Entwicklungssystem zur Verfügung, das die Veranschaulichung und schnelle Evaluation von Algorithmen ermöglicht und längst nicht mehr auf Python beschränkt ist. Dieser Artikel zeigt in einer kurzen Schritt-für-Schritt-Einführung, was sich hinter dem System verbirgt.

Denkt man an Themen, die sich mangels Laborausstattung nur schwer oder gar nicht veranschaulichen lassen, kommen einem vielleicht Elektronik und ähnliche Themen in den Sinn. Dass allerdings auch ein eben mal schnell erstellter Algorithmus angesichts des Fehlens von Compiler und Co. Probleme verursachen kann, stellt man oft erst bei schärferem Nachdenken fest.

Grundlage aller Jupyter-bezogenen Projekte ist ein als IPython bezeichneter Kernel, der im Prinzip eine um Komfortfunktionen erweiterte Variante der interaktiven Ansicht in REPL (Read-Eval-Print Loop) darstellt. Hintergedanke des meist nur als Komponente anzutreffenden Diensts war es, Entwicklern ein bequem ansprechbares Interface zu REPL zu geben, über das sich neuartige Interaktionsszenarien einfach realisieren lassen.

Mittlerweile wurde dieses Interface wie in Abbildung 1 gezeigt um nicht-pythonische Programmiersprachen ergänzt.

hanna_jupyter_1.tif_fmt1.jpgAbb. 1: Das Jupyter-Projekt beschränkt sich nicht auf Python [1]

Was ist das Notebook?

Lange Python-Programme wirken insbesondere auf Quereinsteiger, aber auch auf Entwickler, die mit Python wenig vertraut sind, nicht wirklich einladend. Ein klassisches Antipattern wäre beispielsweise die Hello-World-Applikation der YDLIDAR-Laserscanner.

Jupyter Notebooks dürfte das wahrscheinlich bekannteste Anwendungsszenario von IPython sein. Im Prinzip handelt es sich dabei um einen Server, der das Ansprechen der Logik aus einem beliebigen Webbrowser heraus erlaubt (Abb. 2).

hanna_jupyter_2.tif_fmt1.jpgAbb. 2: Notebooks machen den Terminal-Emulator arbeitslos

Jupyter Notebooks beschränken sich nicht auf das Einblenden einer an Azure erinnernden Web-Console. Erzeuger des Jupyter Notebooks, die auf der Festplatte übrigens unter der Endung .ipynb gespeichert werden, dürfen auch Erklärungsnotizen anlegen. Lohn der Mühen ist eine an interaktive Lehrbücher erinnernde Webseite, in denen Entwickler bzw. Lernende mit den Arbeits- und Lehrinhalten direkt interagieren können.

Vorbereitung mit Windows 10

Wegen der mittlerweile sehr hohen Verbreitung von Jupyter steht eine Vielzahl von Installationsangeboten zur Verfügung. Wir wollen in den folgenden Schritten mit der nativen Arbeitsumgebung interagier...

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