مقدمات و راه‌اندازی

اجرای پایتون در Jupyter Notebook و JupyterLab

۴ دقیقه مطالعه · به‌روزرسانی ۲۲ مهر ۱۴۰۵

Jupyter Notebook محیطی است که کد، خروجی، نمودار و توضیح متنی را کنار هم در یک سند (فایل ‎.ipynb‎) نگه می‌دارد. به همین دلیل ابزار اصلی آموزش، تحلیل داده و هوش مصنوعی است: هر تکه کد را جدا اجرا می‌کنید و نتیجه را بلافاصله زیر همان می‌بینید.

دو رابط کاربری رایج دارد:

JupyterLab: رابط کامل و امروزی، با مرورگر فایل، تب‌ها و ترمینال. پیشنهاد ما همین است.
Jupyter Notebook: رابط ساده‌تر و کلاسیک.

نصب و اجرا

پیشنهاد می‌شود اول یک محیط مجازی بسازید و فعالش کنید، بعد:

pip install jupyterlab
jupyter lab

مرورگر خودبه‌خود باز می‌شود (آدرسی مثل http://localhost:8888). اگر رابط کلاسیک را می‌خواهید:

pip install notebook
jupyter notebook

اگر ترمینال دستور jupyter را نشناخت (همان مشکل PATH)، از طریق خود پایتون اجرایش کنید:

python -m pip install notebook
python -m jupyter notebook

💡 Jupyter فایل‌های همان پوشه‌ای را نشان می‌دهد که ترمینال در آن باز شده است. پس اول به پوشهٔ پروژه بروید (در ویندوز: تایپ cmd در نوار آدرس File Explorer) و بعد Jupyter را اجرا کنید.

میان‌بر: باز کردن Jupyter با یک دوبار-کلیک (ویندوز)

اگر هر بار یادتان می‌رود دستور را چطور بنویسید، یک بار برای همیشه یک فایل bat بسازید:

در پوشهٔ پروژه یک فایل متنی به نام run.txt بسازید و این یک خط را در آن بنویسید:

python -m jupyter notebook

پسوند فایل را از ‎.txt‎ به ‎.bat‎ تغییر دهید (اگر پسوندها را نمی‌بینید، از منوی View نمایششان را روشن کنید).
از این به بعد با دوبار کلیک روی run.bat، خط فرمان در همان پوشه باز می‌شود و Jupyter بالا می‌آید.

فایل ‎.bat‎ (مخفف batch) یعنی «این دستورها را در CMD اجرا کن». برای پوشه‌ای که مدام در آن کار می‌کنید، تمیزترین راه همین است.

ترمینالی که Jupyter را اجرا کرده نبندید؛ سرور Jupyter در همان اجرا می‌شود. برای خاموش کردن، در ترمینال Ctrl+C بزنید.

سلول‌ها: کد و متن

نوت‌بوک از سلول ساخته شده است:

سلول کد (Code): کد پایتون؛ با Shift+Enter اجرا می‌شود.
سلول متن (Markdown): توضیح، تیتر، فرمول و لیست. عادت کنید بالای هر بخش یک سلول Markdown بگذارید و بنویسید دارید چه کاری می‌کنید (مثلاً «مقایسهٔ سه عدد»). وقتی چند هفته بعد نوت‌بوک را باز کنید، از خودتان تشکر می‌کنید.

نکتهٔ مهم: آخرین عبارت هر سلول، بدون print هم نمایش داده می‌شود:

x = 7
y = 6
x * y   # در Jupyter، مقدار 42 خودبه‌خود نمایش داده می‌شود

(در اسکریپت معمولی و در اجرای این صفحه، این سطر خروجی ندارد؛ باید بنویسید print(x * y).)

کرنل و ترتیب اجرا

کرنل (Kernel) همان مفسر پایتونی است که پشت نوت‌بوک روشن است و متغیرها را در حافظه نگه می‌دارد. عدد کنار هر سلول، مثل [3]، ترتیب اجرای آن است، نه جایش در صفحه.

این مهم‌ترین دام Jupyter است: اگر سلول‌ها را به ترتیب دلخواه اجرا کنید، ممکن است نتیجه با ترتیب صفحه نخواند. مثلاً سلول‌های زیر را تصور کنید:

# سلول ۱
total = 0

# سلول ۲ — اگر این را سه بار اجرا کنید، total می‌شود 30
total = total + 10
print(total)

قانون طلایی: قبل از تحویل یا اشتراک‌گذاری نوت‌بوک، از منوی Kernel › Restart Kernel and Run All Cells همه را از اول اجرا کنید تا مطمئن شوید از بالا به پایین درست کار می‌کند.

میان‌برهای کلیدی

نوت‌بوک دو حالت دارد: حالت ویرایش (داخل سلول تایپ می‌کنید) و حالت فرمان (با Esc؛ روی خود سلول‌ها کار می‌کنید).

کلید	کار
`Shift`+`Enter`	اجرای سلول و رفتن به سلول بعد
`Ctrl`+`Enter`	اجرای سلول و ماندن روی همان
`Esc` سپس `A` / `B`	افزودن سلول بالا / پایین
`Esc` سپس `M` / `Y`	تبدیل سلول به متن / کد
`Esc` سپس `D` `D`	حذف سلول
`Esc` سپس `0` `0`	ری‌استارت کرنل

دستورهای جادویی و ترمینال

Jupyter چند دستور ویژه دارد که با % شروع می‌شوند:

%timeit sum(range(1000))     # زمان‌سنجی دقیق یک عبارت
%pip install pandas          # نصب بسته در همان محیطی که کرنل اجرا می‌شود
%whos                        # فهرست متغیرهای تعریف‌شده
!ls                          # اجرای دستور سیستم‌عامل (در ویندوز: !dir)

برای نصب بسته از داخل نوت‌بوک، %pip را به !pip ترجیح دهید؛ چون مطمئن است بسته در محیط همان کرنل نصب می‌شود.

Jupyter بدون نصب

Google Colab: نوت‌بوک Jupyter روی سرورهای گوگل با GPU رایگان محدود. دسترسی به برخی سرویس‌های گوگل از ایران ممکن است محدود باشد.
Jupyter در VS Code و PyCharm: همان فایل ‎.ipynb‎ را می‌توانید داخل این ویرایشگرها هم باز و اجرا کنید؛ در درس VS Code توضیح داده شده است.