ПРИЛОЖЕНИЕ 1

НАСТРОЙКА РАБОЧЕЙ СРЕДЫ (WINDOWS)

1. НАЗНАЧЕНИЕ ПРИЛОЖЕНИЯ

Данное приложение содержит пошаговые инструкции по подготовке рабочей среды Windows для выполнения всех лабораторных работ в рамках пособия. После выполнения действий из Приложения 1 обучающийся должен уметь:

· проверить наличие Python и его версию;

· установить Python (при необходимости) корректно;

· открыть командную строку в папке проекта;

· создать и активировать виртуальное окружение;

· установить необходимые пакеты через pip;

· запустить Jupyter Notebook и создать файл .ipynb;

· устранить типовые ошибки установки и запуска.

Важно: эти действия выполняются один раз в начале обучения. Далее во всех лабораторных работах предполагается, что среда уже настроена.

2. ПРОВЕРКА УСТАНОВКИ PYTHON И ВЕРСИИ

2.1. Открытие командной строки Windows

Способ 1 (универсальный):

1) Нажмите Win + R (окно «Выполнить»).

2) Введите cmd → Enter.

Откроется Командная строка (чёрное окно) (Рис. П1.1).

Рисунок П1.1 –  Интерфейс Командной строки Windows

2.2. Проверка версии Python

В командной строке выполните:

python --version

Ожидаемый результат: появится строка вида (Рис. П1.2): Python 3.xx.x

Рисунок П1.2 – Проверка версии Python

Если выводится версия, то это означает, что Python установлен. Если появляется сообщение вида: 'python' не является внутренней или внешней командой…, то значит Python не установлен или не добавлен в PATH. В этом случае выполните раздел 3 данного Приложения.

3. УСТАНОВКА PYTHON (ЕСЛИ НЕ УСТАНОВЛЕН)

3.1. Откуда скачать Python

Скачивание выполняется только с официального сайта Python:

· https://www.python.org/downloads/windows/

На странице выберите установщик для Windows (обычно это Windows installer (64-bit)).

3.2. На что обратить внимание при установке (критически важно)

После запуска установщика Python в первом окне установки обязательно:

✅ поставить галочку Add Python to PATH (иногда пишется как “Add python.exe to PATH”).

Затем можно выбрать Install Now.

Почему это важно – галочка Add Python to PATH позволяет запускать Python из командной строки командой python. Если её не поставить, дальше постоянно будут ошибки вида «python не является командой».

3.3. Проверка после установки

После установки закройте все окна командной строки (если были открыты) и откройте командную строку заново (Win+R → cmd).

Проверьте:

python --version

Если версия появилась – установка выполнена корректно.

4. КАК ОТКРЫТЬ КОМАНДНУЮ СТРОКУ В ПАПКЕ ПРОЕКТА

Во всех лабораторных работах команды нужно выполнять внутри папки проекта, например, Lab1, Lab2 и т.д.

4.1. Способ через адресную строку Проводника (самый удобный)

1) Откройте папку проекта в Проводнике (например, Lab1).

2) Нажмите в адресную строку (где отображается путь к папке).

Если не получается – нажмите Alt + D (адресная строка выделится автоматически).

3) Введите cmd → Enter.

Ожидаемый результат: откроется командная строка, и в ней будет путь к вашей папке, например, C:\...\Lab1> (Рис. П1.3).

Рисунок П1.3 –  Открытие папки проекта

Это означает, что команды будут выполняться именно в папке Lab1.

4.2. Способ через контекстное меню (альтернатива)

1) Откройте папку проекта.

2) Щёлкните правой кнопкой мыши по пустому месту внутри папки.

3) В зависимости от версии Windows выберите:

· Открыть в Терминале / Open in Terminal или

· Открыть окно PowerShell здесь.

Если открылся PowerShell – это нормально: команды python и pip выполняются так же.

5. СОЗДАНИЕ ВИРТУАЛЬНОГО ОКРУЖЕНИЯ VENV

5.1. Что такое виртуальное окружение (простое объяснение)

Виртуальное окружение – это «отдельная копия» Python для конкретного проекта. Она нужна, чтобы библиотеки одного проекта не мешали библиотекам другого.

5.2. Создание окружения (в папке проекта)

Откройте командную строку в папке проекта (раздел 4 Главы 1). Выполните:

python -m venv venv

Что произойдёт –  в папке проекта появится папка venv (Рис. П1.4).

Рисунок П1.4 – Создание окружения в папке проекта

5.3. Что такое папка venv

Каталог venv содержит служебные файлы окружения, в том числе:

· собственный интерпретатор,

· папку для библиотек,

· сценарии активации.

Папку venv обычно не редактируют вручную. Это техническая часть проекта (Рис. П1.5).

Рисунок П1.5 –  Служебные файлы окружения

6. АКТИВАЦИЯ ОКРУЖЕНИЯ И ПРОВЕРКА, ЧТО ОНО АКТИВИРОВАНО

6.1. Зачем активировать окружение

Если окружение не активировано, то команды pip install ... могут устанавливать библиотеки не в проект, а в общую систему. Активация гарантирует, что вы устанавливаете пакеты именно в окружение проекта.

6.2. Активация (Windows)

В командной строке (в папке проекта) выполните:

venv\Scripts\activate.bat

6.3. Как понять, что окружение активировано

После активации в начале строки появится метка:

(venv)

Пример:

(venv) C:\...\Lab1>

Если (venv) появилось – окружение активно (Рис. П1.6).

Рисунок П1.6 – Активация окружения

7. ПРОВЕРКА PIP И УСТАНОВКА БИБЛИОТЕК

7.1. Проверка, что pip работает

В активированном окружении выполните: python -m pip --version

Если выводится версия python – pip работает.

Практический приём: если pip «не находится», используйте форму python -m pip ... – она надёжнее.

7.2. Установка пакетов (пример)

Установка Jupyter Notebook (Рис. П1.7):  python -m pip install notebook

При необходимости обновить pip: python -m pip install --upgrade pip

Рисунок П1.7 – Установка Jupyter Notebook

8. УСТАНОВКА И ЗАПУСК JUPYTER NOTEBOOK

8.1. Запуск Jupyter

Убедитесь, что окружение активировано (есть (venv)), затем выполните: jupyter notebook.

Ожидаемый результат: откроется браузер с интерфейсом Jupyter (список файлов текущей папки) – рисунок П1.7.

Рисунок П1.7 –  Браузер с интерфейсом Jupyter Notebook

Если браузер не открылся автоматически – посмотрите в командной строке: Jupyter выводит ссылку вида:

http://localhost:8888/...

Её можно скопировать и открыть вручную в браузере.

8.2. Создание первого файла

В интерфейсе Jupyter (Рис. П1.8):

1) Нажмите New

2) Выберите Python 3 (ipykernel) или просто Python 3

3) Сохраните файл: File → Save As…

4) Имя файла: lab1.ipynb

Рисунок П1.8 – Сохранение файла *.ipynb

9. СОЗДАНИЕ ПЕРВОГО ФАЙЛА LAB1.IPYNB И ТЕСТ ВЫПОЛНЕНИЯ

9.1. Тестовая ячейка (Code)

В первой ячейке введите (Рис. П1.8):

2 + 3

Нажмите Shift + Enter.

Ожидаемый результат под ячейкой:

5

Рисунок П1.9 – Тест выполнения ячейки типа Code в Jupyter Notebook

Если результат появился – Jupyter настроен корректно.

9.2. Тестовая ячейка (Markdown)

Создайте Markdown-ячейку (через выпадающий список типа ячейки) и введите:

# Лабораторная работа №1

ФИО: ____________________

Группа: _________________

Нажмите Shift + Enter – текст должен красиво отформатироваться (П1.10).

Рисунок П1.10 – Тест выполнения Тестовая ячейка Markdown в Jupyter Notebook

10. ТИПОВЫЕ ОШИБКИ И УСТРАНЕНИЕ

10.1. Ошибка: 'python' не является внутренней или внешней командой…

Причина: Python не установлен или не добавлен в PATH.

Решение:

1) Установите Python с официального сайта: https://www.python.org/downloads/windows/

2) При установке обязательно отметьте Add Python to PATH.

3) Откройте командную строку заново и повторите:

4) python --version

10.2. Ошибка: 'pip' не является внутренней или внешней командой…

Причина: pip не найден как команда (часто из-за PATH) или используется другая установка Python.

Решение (надёжный способ): используйте python -m pip:

python -m pip --version

python -m pip install notebook

Если python -m pip тоже не работает – переустановите Python, убедившись, что компоненты установлены корректно.

10.3. Jupyter не запускается (команда не найдена)

Ошибка может выглядеть так: 'jupyter' не является командой…

Причина: пакет notebook не установлен в текущем окружении.

Решение:

1) Активируйте окружение:

venv\Scripts\activate

2) Установите notebook:

python -m pip install notebook

3) Запустите:

jupyter notebook

10.4. Браузер не открывается автоматически

Причина: настройки браузера/безопасности или Jupyter не может открыть окно автоматически.

Решение: Посмотрите ссылку в командной строке – обычно http://localhost:8888/..., и откройте её вручную в браузере.

11. КОНТРОЛЬНЫЙ ЧЕК-ЛИСТ ГОТОВНОСТИ К ЛАБОРАТОРНЫМ РАБОТАМ

Перед началом ЛР обучающийся должен подтвердить:

✔ Python установлен, команда python --version работает.

✔ Создана папка проекта (например, Lab1).

✔ Командная строка открыта в папке проекта, путь оканчивается на ...\Lab1>.

✔ Создано виртуальное окружение venv (папка venv существует).

✔ Окружение активировано (в начале строки есть (venv)).

✔ pip работает (python -m pip --version выводит версию).

✔ Установлен пакет notebook.

✔ Jupyter запускается командой jupyter notebook.

✔ Создан файл lab1.ipynb.

✔ В Jupyter выполнена тестовая ячейка 2 + 3 и получен результат 5.

12. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ JUPYTERLAB (СОВРЕМЕННЫЙ ИНТЕРФЕЙС)

12.1. Что такое JupyterLab

JupyterLab – это современный интерфейс среды Jupyter, предназначенный для работы с файлами, ноутбуками и проектами анализа данных.

В отличие от классического Jupyter Notebook, JupyterLab:

· поддерживает работу с несколькими файлами одновременно;

· имеет панель файлов проекта;

· позволяет открывать несколько вкладок;

· предоставляет более гибкую организацию рабочего пространства.

JupyterLab является официально поддерживаемой и активно развиваемой версией среды Jupyter. Официальный сайт проекта:  https://jupyter.org/

12.2. Установка JupyterLab

Установка выполняется в активированном виртуальном окружении.

В командной строке необходимо выполнить:

python -m pip install jupyterlab

После установки пакет добавляется в текущее виртуальное окружение.

12.3. Запуск JupyterLab

В папке проекта (при активированном окружении) выполнить команду (Рис. П1.11): jupyter lab

Рисунок П1.11 – Интерфейс JupyterLab

После выполнения команды в браузере откроется интерфейс JupyterLab.

Внимание, если интерфейс JupyterLab не появился, то Активируйте заново Окружение Проекта (п.6.2 Приложения см.):

В командной строке (в папке проекта) выполните: venv\Scripts\activate.bat

12.4. Основные элементы интерфейса JupyterLab

В открывшемся окне обычно отображаются

· панель файлов (слева);

· рабочая область (в центре);

· вкладки открытых документов;

· меню управления (File, Edit, Run и др.).

Для создания нового ноутбука:

1) В панели файлов нажать + или выбрать File → New → Notebook.

2) Выбрать ядро Python.

3) Сохранить файл под нужным именем.

12.5. Какой интерфейс использовать

В рамках данного пособия допускается использование:

· команды jupyter notebook (классический интерфейс),

· команды jupyter lab (современный интерфейс).

Оба варианта функционально подходят для выполнения лабораторных работ.

Рекомендуется использовать JupyterLab как более современную среду разработки.

12.6. Порядок запуск JupyterLab

1) Активируйте окружение: В командной строке (в папке проекта) выполните: venv\Scripts\activate.bat

2) Выполните: python -m pip install jupyterlab

3) Затем: jupyter lab