pf-1. Python,Google Colaboratory

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January 29, 23

スライド概要

トピックス:プログラミング, ソースコード, Python, Python プログラムの実行, Google Colaboratory, Google アカウント, コードセルの作成

Python 入門(Google Colaboratory を使用)(全8回)
https://www.kkaneko.jp/pro/pf/index.html

金子邦彦研究室ホームページ
https://www.kkaneko.jp/index.html

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金子邦彦(かねこくにひこ) 福山大学・工学部・教授 ホームページ: https://www.kkaneko.jp/index.html 金子邦彦 YouTube チャンネル: https://youtube.com/user/kunihikokaneko

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各ページのテキスト
1.

pf-1. Python, Google Colaboratory (Python 入門,Google Colaboratory を使用) (全8回) URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pf/index.html 金子邦彦 1

2.

8回の計画 1 2 3 4 5 6 7 8 Python,Google Colaboratory 式,変数 条件分岐 リストと繰り返し 式の抽象化と関数 計算誤差 関数呼び出し,スコープ メソッド,クラス,コンストラクタ,継承 2

3.

1-1. プログラミング 3

4.

プログラム • コンピュータは,プログラムで動く • プログラムを設計,制作することはクリエイティ ブである 4

5.

① さまざまなアプリ • アプリでは,プログラムが動いている Web ブラウザ ワープロ (マイクロソフト・ワード) 5

6.

② コンピュータを細かくコントロール 人工知能のプログラム (Python 言語) ニューラルネットワークを 作成している 6

7.

③ コンピュータどうしがつながるときも プログラムが必要 プログラム プログラム ネットワーク 利用者 コンピュータ 利用者 利用者 サーバ(サービスを提供する ITシステム) プログラム プログラム 7

8.

プログラミング (programming) • コンピュータは,プログラムで動く • プログラミングは,プログラムを設計,製作する こと • 何らかの作業を,コンピュータで実行させるため に行う Python プログラムの ソースコード プログラムの 実行結果 8

9.

ソースコード (source code) • プログラムを,何らかのプログラミング言語で書 いたもの • 「ソフトウエアの人間も読み書き,編集設計図」 ということも. • できる import picamera camera = picamera.PiCamera() camera.capture("1.jpg") exit() Raspberry Pi で,カメラを使って 撮影し,画像を保存するプログラムの ソースコード(Python 言語) 9

10.

プログラムが役に立つ理由 ① プログラム次第で,様々な処理が可能. ② プログラムは,コンピュータでの様々な処理を自 動化する ③ プログラムのソースコードは,作業記録としても 使うことができる.いつでも再現できる. ④ プログラム中の値などを変えて再実行も簡単 10

11.

1-2. Python, Google Colabotarory 11

12.

Python • プログラミング言語 • 「入門者に学習しやすい」とされる • 多数の拡張機能(外部プログラムのインポートに よる) 12

13.

Python の主なキーワード • print 表示 • type 型名(クラス名)の取得 • if, else 条件分岐 • for, while 繰り返し • def 関数定義 • return 関数の評価値 • class クラス定義 • __init__ オブジェクトの生成(コンストラクタ) • self クラス定義内で自オブジェクトへアクセス • vars オブジェクトの属性名と値 • super 親クラス(スーパークラス) 13

14.

Python プログラムの実行 ① ソースコードをファイルに保存し,python コマ ンドで実行 python コマンドで実行. 実行時にファイル名を指定. ソースコードを ファイルに保存 • Python のインストール必要 https://www.python.org • Windows では,python コマンドで実行 • 終了は exit() 14

15.

Python プログラムの実行 ② Python コンソールを使用.Python プログラム を入れるたびに結果が得られる(対話的実行と言っ たりする). 実行 結果 実行 結果 python コマンド • Python のインストール必要 https://www.python.org • Windows では,python コマンドで実行 • 終了は exit() Jupyter QtConsole • インストール必要 https://www.kkaneko.jp/tools/win /tools.html#python • 「jupyter qtconsole」で起動 15

16.

Python プログラムの実行 ③ Python ソースコードの編集,実行機能を持った アプリを利用 実行ボタン 編集画面 実行結果 PyScripter の画面 16

17.

Python プログラムの実行 ④ Python のノートブックを使用.Python プログ ラムを,コードセルの中に入れておく.コードセル 内のプログラムは,編集,実行可能. Python プログラム Python プログラム 実行結果 Python プログラム 17

18.

まとめ Python プログラムの実行にはさまざまな方法が ある ① ソースコードをファイルに保存し,python コマン ドで実行 ② Python コンソールを使用.Python プログラムを入 れるたびに結果が得られる(対話的実行と言ったりす る). ③ Python ソースコードの編集,実行機能を持ったア プリを利用 ④ Python のノートブックを使用.Python プログラム を,コードセルの中に入れておく.コードセル内のプ ログラムは,編集,実行可能. 18

19.

Google Colaboratory URL: https://colab.research.google.com/ • オンラインで動く • Python のノートブックの機能を持つ • Python や種々の機能がインストール済み • 利用には,Google アカウントが必要 19

20.

Google Colaboratory の主な機能 • ノートブックの新規作成,編集,保存,公開 (Google Drive との連携による) • 公開により,第三者がノートブックをダウンロード し,編集や実行なども可能 • Python プログラム(コードセル内)の編集,実行 • 「!pip」や「%cd」などのシステム操作のためのコ マンド(コードセル内)の編集,実行 • ファイルのアップロード,ダウンロード • ドキュメントの編集(図,リンク,添付ファイルを 含めることができる) 20

21.

Google Colaboratory の全体画面 メニュー メニュー (目次,検索と置換, 変数,ファイル) コードセル,テキストセル の追加 コードセル, テキストセルの 並び Web ブラウザの画面 21

22.

Google Colaboratory のノートブック コードセル,テキストセルの2種類 • コードセル: Python プログラム,コマンド,実 行結果 • テキストセル:説明文,図 テキストセル コードセル テキストセル コードセル 22

23.

コードセルと,プログラム実行 コードセルで, Python プログラムやコマンドの編集,実行ができる. 実行結果はコードセル内に残る 実行ボタン 2を3へ 編集前 編集後 実行ボタンと 実行結果 23

24.

Google Colaboratory でのファイルのアップ ロード ドラッグ&ド ロップでアップ ロードできる ファイル ファイルのアップロード 24

25.

Google Colaboratory でうまく実行できない 場合 混雑しているときなどは、実行が止まり、再開しな い場合もある 【その対処】 次で、アクティブなセッションの停止を行い、その 後最初から実行をやり直す • メニューで「ランタイム」,「セッションの管 理」と操作する. • アクティブなセッションの一覧が表示されるので, 「終了」をクリックして,すべてのアクティブな セッションを終了する. 25

26.

Google Colabotaroy と Google アカウント 【Google アカウントでのログインが必要】 • ノートブックの新規作成,編集,保存,公開 • Python プログラムの編集,実行 • システム操作のコマンドの実行 • ファイルのアップロード,ダウンロード 【Google アカウントでのログインが不要】 • 他の人が公開しているノートブックの閲覧のみ 26

27.

Google アカウント • Google アカウントは、Google のオンラインサー ビス等の利用のときに使うアカウント ID, パスワード (ID, パスワードは自分で決める) • Google Colaboratory も利用 27

28.

Google アカウントの新規取得 次の①,②の方法などで,Google アカウントの取 得ができる ① Google Colaboratoryの使用中に 「Google へのログインが必要」と表示されたとき 「ログイン」,「アカウントを作成」と操作 ② Google アカウント作成のページを開く • https://accounts.google.com/SignUp 28

29.

Google アカウントの新規取得 次の情報を登録する 氏名 自分が希望するメールアドレス <ユーザー名>@gmail.com パスワード, 電話番号は 80-1234-5678 90-1234-5670 のように入れる (先頭の 0 無し) 電話番号 生年月日,性別 29

30.

演習 資料:31 ~ 36 【トピックス】 • Google Colaboratory • コードセルの作成 • Python プログラムの実行 30

31.

① Google Colaboratory のWebページを開く https://colab.research.google.com 31

32.

② 「ファイル」で,「ノートブックを新規作成」を選ぶ ③ Google アカウントでのログインが求められたときはログ インする 32

33.

④ コードセルの新規作成 メニューの「+ コード」 をクリック ⑤ コードセルに Python プログラムを入れる x = 100 33

34.

⑥ コードセルの新規作成 メニューの「+ コード」 をクリック ⑦ コードセルに Python プログラムを入れる if (x > 20): print("big") else: print("small") if (age <= 12) の直後に「:」 else の直後に「:」 (どちらも,コロン) 字下げ. (ここでは,半角の空白を 2つ) 34

35.

⑧ コードセルの新規作成 メニューの「+ コード」 をクリック ⑨ コードセルに Python プログラムを入れる s=0 for i in [1, 2, 3, 4, 5]: s=s+i print(s) for i in [1, 2, 3, 4, 5] の直後に「:」 字下げ. (ここでは,半角の空白を 2つ) 35

36.

⑩ コードセルを上から順に実行し,結果を確認 コードセルの実行ボタン をクリック コードセルの実行ボタン をクリック コードセルの実行ボタン をクリック 36

37.

まとめ Google Colaboratory ノートブック • テキストセル,コードセルの並び • コードセルは,Python プログラムと実行結果 37

38.

Python 関連ページ • Python まとめページ https://www.kkaneko.jp/tools/man/python.html • Python プログラミングの基本 Python Tutor, VisuAlgo, Code Combat を使用 https://www.kkaneko.jp/pro/po/index.html • Python プログラム例 https://www.kkaneko.jp/pro/python/index.html • 人工知能の実行(Google Colaboratory を使用) https://www.kkaneko.jp/ai/ni/index.html • 人工知能の実行(Python を使用)(Windows 上) https://www.kkaneko.jp/ai/deepim/index.html 38