.. _software-knowledge: ================================== Notwendige Software und Kenntnisse ================================== .. raw:: html

Lernziele

* :ref:`Einrichten der notwendigen Software auf einem Windows-System ` * :ref:`Installation von Python und Jupyter Notebooks ` * :ref:`Starten des Jupyter Notebooks zur Vorbereitung auf die Kurs-Elemente ` Jupyter Notebooks sind eine leistungsstarke Umgebung für interaktive Programmierung, Datenanalyse und Visualisierung. Um Jupyter Notebooks auf einem Windows-PC nutzen zu können, benötigen Sie eine entsprechende Software-Infrastruktur. Die folgenden Schritte zeigen Ihnen, wie Sie Ihren Rechner dafür vorbereiten und welche frei verfügbaren Ressourcen Sie nutzen können, um sich vor dem Start der Kurse schon Grundkenntnisse anzueignen. ---- .. _setup-infrastructure: ------------------------------------------------------------------------ Einrichtung der Infrastruktur für Jupyter Notebooks auf einem Windows-PC ------------------------------------------------------------------------ Während der Vorbereitung der Kurseinheiten arbeiten wir an einigen Stellen mit der Windows-Eingabeaufforderung (CMD). Die Eingabeaufforderung ist eine Kommandozeilenumgebung, mit der Sie direkt mit Ihrem Betriebssystem interagieren können, indem Sie Textbefehle eingeben. Sie ermöglicht Ihnen, Programme zu starten, Dateien zu verwalten und Systemprozesse zu steuern. CMD ist besonders nützlich für Entwickler, um Installationen auszuführen oder Werkzeuge wie Python und Jupyter zu konfigurieren. Sie können die Eingabeaufforderung öffnen, indem Sie die Windows-Taste drücken (oder in der Suchzeile direkt), „cmd“ eingeben und Enter drücken (siehe Abbildung). .. image:: /_static/01-eingabeaufforderung.png :width: 600px :align: center :class: no-scaled-link :alt: Eingabeaufforderung (Windows) Eine vollständige Referenz der Befehle und Syntax finden Sie in der Microsoft-Dokumentation oder durch Eingabe von ``help`` in der Eingabeaufforderung. ---- .. _python-and-jupyter-install: ----------------------- Installation von Python ----------------------- Jupyter Notebooks basieren auf **Python**, daher benötigen Sie zunächst eine **Python-Installation**. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 1. Python und Pip: ^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Laden Sie die neueste Version von **Python** von der offiziellen `Python-Website `_ herunter und installieren Sie diese. Stellen Sie sicher, dass während der Installation die Option *“☑ Add Python to PATH”* aktiviert ist. Falls Python nicht automatisch zum **PATH** hinzugefügt wurde, können Sie dies manuell konfigurieren. Der **PATH** ist eine Umgebungsvariable, die das Betriebssystem informiert, wo es ausführbare Dateien wie Python finden kann. Um Python hinzuzufügen, gehen Sie wie folgt vor: * Öffnen Sie das Startmenü, suchen Sie nach **Umgebungsvariablen bearbeiten** und öffnen Sie die entsprechende Einstellung. * Klicken Sie im unteren Bereich des Fensters auf **Umgebungsvariablen**. * Im Abschnitt **Systemvariablen** oder **Benutzervariablen** suchen Sie nach der Variable **Path** und klicken auf **Bearbeiten**. * Fügen Sie einen neuen Eintrag hinzu, der auf das Installationsverzeichnis von Python verweist, z. B.: * ``C:\Python39\`` (für Python 3.9) * Zusätzlich: ``C:\Python39\Scripts\``, da sich hier Tools wie ``pip`` befinden. * Bestätigen Sie die Änderungen und starten Sie die **Eingabeaufforderung** neu, damit die Änderungen wirksam werden. Nach diesem Schritt sollte Python über die Eingabeaufforderung mit dem Befehl ``python`` oder ``python3`` ausführbar sein. Testen Sie dies, indem Sie ``python --version`` eingeben, um die installierte Python-Version zu überprüfen. ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ 2. Jupyter Notebook installieren ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Um auf Ihrem lokalen Computer mit Jupyter Notebooks arbeiten zu können, müssen Sie die dafür notwendigen Komponenten installieren. Die folgende Anleitung basiert darauf, dass Sie bereits **Python** und ``pip`` installiert haben. Öffnen Sie die Eingabeaufforderung (CMD) und führen Sie nacheinander folgende Befehle aus: .. code-block:: shell pip install jupyterlab .. code-block:: shell pip install notebook Die Installation der beiden Komponenten sollte weniger als 5 Minuten dauern. Sie müssen während der Installation keine weiteren Eingaben machen. .. _jupyter-start: ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Jupyter Notebook Starten ^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^^ Sobald die Installation abgeschlossen ist, starten Sie Ihr **JupyterLab** mit folgendem Befehl in der Eingabeaufforderung: .. code-block:: shell jupyter lab Es sollte sich ein Browserfenster öffnen, in dem Sie auf der linken Seite die **Ordnerstruktur Ihres Computers** auf der ersten Ebene widergespiegelt sehen (z. B. "Downloads", "Dokumente" usw.). Navigieren Sie zu dem Ordner, in dem Sie Ihr erstes Notebook starten möchten. Falls der **Launcher-Tab** nicht automatisch geöffnet wird, klicken Sie auf das |jupyter-lab-new-launcher|-Zeichen oben links in der Ecke: .. |jupyter-lab-new-launcher| image:: /_static/icons/jupyter-lab-new-launcher.png :width: 72px :height: 21px :class: no-scaled-link :alt: Jupyter Lab New Launcher Button .. image:: /_static/02-jupyter-1.png :width: 600px :align: center :class: no-scaled-link :alt: Jupyter: neues Notizbuch hinzufügen Öffnen Sie nun ein neues Notebook: .. image:: /_static/02-jupyter-2.png :width: 600px :align: center :class: no-scaled-link :alt: Jupyter: neues Notizbuch erstellen In den folgenden Kurs-Elementen werden wir nur mit **Python3** arbeiten, daher ist die Kernel-Auswahl noch nicht relevant. Sie können alle Kurs-Elemente auf dem **Python3 Kernel** durchführen. Falls Sie später mit verschiedenen Programmiersprachen und Python-Umgebungen arbeiten möchten, sollten Sie sich bezüglich der verschiedenen Möglichkeiten weiter informieren. Nun haben Sie Ihr erstes Notebook erstellt und sind startklar. Geben Sie Ihrem Notebook einen Namen – per Default wird ein neues Notebook mit dem Namen „Untitled“ angelegt. In der Übersicht links können Sie dies mit "Rechtsklick > Umbenennen" auf Ihr Notebook ändern. ---- --------------------- Notwendige Kenntnisse --------------------- Innerhalb der CoKLIMAx-II-Ressourcen vermitteln wir keine tiefergehenden Python-Kenntnisse. Die Notebooks und Lernressourcen, die wir entwickelt haben und zur Verfügung stellen, können Sie ohne Vorkenntnisse bedienen. Falls Sie Interesse daran haben, Ihre Python-Kenntnisse zu verbessern, empfehlen wir die Nutzung von frei verfügbaren Ressourcen, wie sie zum Beispiel auf **YouTube** zur Verfügung stehen. Bei Fragen und Problemen während der Erstellung eigener Jupyter Notebooks greifen Sie am besten auf die Plattform **Stack Overflow** zurück. Es gibt kaum eine Frage, die nicht schon einmal gestellt wurde.