N02 How to install python.ipynb

{
 "cells": [
  {
   "cell_type": "markdown",
   "metadata": {},
   "source": [
    "# N2 Установка и начало работы\n",
    "\n",
    "Автор: Шабанов Павел Александрович\n",
    "\n",
    "Email: pa.shabanov@gmail.com\n",
    "\n",
    "URL:\n",
    "+ [Заметки по программированию в науках о Земле](http://progeoru.blogspot.ru/)\n",
    "\n",
    "Дата последнего обновления: 13.01.2017\n",
    "\n",
    "### Цель: \n",
    "\n",
    "+ установить python-интерпретатор на операционную системы семейства Windows;\n",
    "+ проверить корректность установки.\n",
    "\n",
    "## Установка python\n",
    "\n",
    "В интернете достаточно легко найти материалы по установке python для различных ОС. Например, [вот такой](http://codeinlife.ru/python/python-nachalo-kak-ustanovit-python-v-windows-i-linux.html).\n",
    "\n",
    "Большинство инструкций, особенно для новичков, рекомендует в качестве стандартного редактора кода IDLE, который поставляется со стандартной python-библиотекой.\n",
    "\n",
    "Стандартная библиотека python для различных ОС доступна на [официальном сайте python](https://www.python.org/downloads/). Там же есть ссылка на [альтернативные реализации](https://www.python.org/download/alternatives/). Среди них есть замечательный для научной работы вариант - дистрибутив [Anaconda от Continuum Analytics](https://www.continuum.io/downloads).\n",
    "\n",
    "Достоинств у этого варианта много:\n",
    "\n",
    "+ кроссплатформенность;\n",
    "+ доступны различные виды сборок: от минимальных до снабжённых практически всеми нужными пакетами;\n",
    "+ удобный и мощный интерфейс поиска и установки дополнительных пакетов;\n",
    "+ автодополнение кода;\n",
    "+ удобный доступ к строкам документации.\n",
    "\n",
    "Ниже приведена инструкция по установке Anaconda на Windows ОС.\n",
    "\n",
    "### Загрузка дистрибутива\n",
    "\n",
    "Скачиваем [python-дистрибутив Anaconda](https://www.continuum.io/downloads) от Continuum Analytics**\n",
    "\n",
    "Перед установкой треуется пройти простую регистрацию. После указания электронной почты выбираем необходимую версию python. На момент написания (13.01.2017) в python 3.5 не поддерживается модуль basemap для windows-дистрибутива, необходимый для создания географических карт-схем.\n",
    "\n",
    "Рекомендуется устанавливать актуальный выпуск 2-ой версии python (python 2.7 и выше).\n",
    "\n",
    "Запускаем исполняемый файл и следеум инструкции по установке, оставляя значения по умолчанию.\n",
    "\n",
    "Если всё прошло успешно, то python теперь установлен у вас на компьютере!\n",
    "\n",
    "### Часто встречаемые проблемы\n",
    "\n",
    "К сожалению, иногда установка происходит с ошибкой. Для ОС семейства Windows это чаще всего случается по следующей причине.\n",
    "\n",
    "> В имени пользователя использана кириллица, т.е. русские буквы!!!\n",
    "\n",
    "Если вы видите в командной строке что-то типа **C:\\Users\\Саша>**, то дело плохо. Под управлением такого пользователя дистрибутив Anaconda не установится и не будет работать. \n",
    "\n",
    "**Лечение**: необходимо создать нового пользователя с правами администратора в имени которого ТОЛЬКО ЛАТИНИЦА.\n",
    "\n",
    "Пример хорошего имени пользователя: **C:\\Users\\sasha>**\n",
    "\n",
    "В зависимости от версии Windows действия различны. [Инструкция для Windows 8.1 (об учётной записи с 1:13 по 1:58)](https://www.youtube.com/watch?v=Wq0fqnL8YGk) немного отличается от инструкции к [Windows 10](https://windowstips.ru/notes/18570).\n",
    " \n",
    "### Добавление пакетов\n",
    "\n",
    "В Anaconda уже установлены многие пакеты, необходимые для научной работы: numpy, scipy, matplotlib, pandas и др.\n",
    "\n",
    "Если нужен какой-то пакет, а он не установлен, то его можно установить несколькими способами. \n",
    "\n",
    "Самый правильным является установка через conda-интерфейс. Он реализован через командную строку windows. В командной строке, которая вызывается командой cmd в окне \"Выполнить\" (комбинация клавиш Windows + R). В командной строке (из любого места ОС) вводим:\n",
    "\n",
    "> conda install имя_пакета\n",
    "\n",
    "Повторяем пункт 3 для следующих пакетов:\n",
    "\n",
    "+ имя_пакета=basemap, то есть:\n",
    "\n",
    "> conda install basemap\n",
    "    \n",
    "+ имя_пакета=netcdf4:\n",
    "\n",
    "> conda install netcdf4\n",
    "\n",
    "Numpy, scipy, pandas, sklearn и matplotlib уже входят в дистрибутив Anaconda.\n",
    "\n",
    "### Редактор кода Spyder\n",
    "\n",
    "Находим в ОС значок запуска (\"иконку\") редактора Spyder или в командной строке вводим:\n",
    "\n",
    "> spyder.exe\n",
    "\n",
    "![caption](files/pics/L2/spyder_window.png \"Рисунок 1 Главное окно редактора Spyder\")\n",
    "\n",
    "Стандартно левая часть Spyder отдана под написание python-скрипта (скрпитовый режим), а правая нижняя часть - для консоли (интерактивный режим). Верхняя правая часть отдана под справочную информацию: \n",
    "\n",
    "+ Variable explorer - справочная таблица о свойствах переменных, хранящихся в данный момент в памяти;\n",
    "+ Object Inspector - отображает справочную информацию при нажатии CTRL+I на наведённом участке кода (строка документации по выделенному элементу); \n",
    "+ File Explorer - навигация по ОС\n",
    "\n",
    "Python-скрипт должен быть сохранён на жёстком или съёмном диске. Он имеет расширение \".py\". Если скрипт сохранён, его можно запустить на исполнение через меню **\"Run/Run\"** или горячую клавишу **F5**. Такой способ равносилен запуску в консоли или ipython console команды **runfile('название_скрипта.py')** или **run('название_скрипта.py')** соответственно. Эти функции позволяют из консольного режима запустить на исполнение файл с python-кодом, как это делает интерпретатор из командной строки: **> python название_скрипта.py**\n",
    "\n",
    "Работа в консоли или ipython console в целом аналогична работе со скриптом. Чтобы запустить на исполнение строку кода, нужно нажать **ENTER**. Если требуется ввести несколько строк кода, то их нужно набирать и исполнять последовательно. Причём при нажатии клавиши \"Вверх\" во время нахождения курсора в консоли перебираются последние набранные команды, что является весьма удобным инструментом при работе в консольном режиме. \n",
    "\n",
    "[Документация Spyder](https://pythonhosted.org/spyder/) описывает возможности пользовательской настройки этого свободно распространяемого редактора (IDE).\n",
    "\n",
    "#### Подключаем pep8 \n",
    "\n",
    "Стараемся с самого начала соблюдать стандарт написания и оформления кода - документ pep8. Чтобы Spyder подсказывал нам о несоответствиях между авторским кодом и pep8, необходимо зайти в \"Tools/Preferences/Editor/CodeIntrospections//Analysis\" и поставить галочку напротив style analysis (pep 8).\n",
    "\n",
    "#### Приветствуем мир!\n",
    "\n",
    "Набираем в консоли (после знака приглашения к вводу >>>)\n",
    "\n",
    "> print('Hello, world!')\n",
    "\n",
    "или в ipython console (см. \"Tools/Preferences/Run/Console\")\n",
    "\n",
    "> In [1]: print('Hello, world!')\n",
    "\n",
    "Что-то перестало работать? Не получается скачать нужный пакет или не проходит обновление? Переустановите anaconda - скачайте самую последнюю сборку и установите её предварительно удалив предыдущую версию.\n",
    "\n",
    "## Интерактивный и скриптовый режим работы python\n",
    "\n",
    "Существует два основных режима работы с python: **интерактивный** и **скриптовый**.\n",
    "\n",
    "### Интерактивный режим\n",
    "\n",
    "Интерактивный режим также ещё можно назвать консольным, так как он подразумевает работу в консоли python. При первом запуске стандартного редактора IDLE из базового дистрибутива python, открывается именно консоль. Её легко узнать по знаку приглашения в виде трёх стрелочек: >>>.\n",
    "\n",
    "Такой режим подразумевает введение одной команду (или нескольких, отделяя каждую друг от друга точкой с запятой \";\") и немедленное её выполнение интерпретатором python после нажатия клавиши Enter. Введя команду \n",
    "\n",
    "> print( 'Hello, world!')\n",
    "\n",
    "и нажав клавишу Enter, на следующей строке будет отображён ответ: Hello, world!. Вывод команды print() осуществляется именно в консоль.\n",
    "\n",
    "![caption](files/pics/L2/python_console_windows.png \"Рисунок 2 Консольный режим python и ipython\")\n",
    "\n",
    "Но что делать, если нужно ввести много строк кода? А если будут ошибки? Неужели нужно будет вводить все предыдущие строки кода заново? Чтобы таких проблем у разработчиков и пользователей не было, в python есть скриптовый режим.\n",
    "\n",
    "### Скриптовый режим\n",
    "\n",
    "Скриптовый режим - это запуск текстового файла, сохранённого с расширением \\textbf{\".py\"} или \\textbf{\".pyw\"}, интерпретатором python.\n",
    "\n",
    "#### Работа в командной строке windows\n",
    "\n",
    "Для работы с python в консольном режиме из [командной строки windows (cmd)](https://ru.wikipedia.org/wiki/Cmd.exe) необходимо добавить путь к python в переменную окружения PATH. Дистрибутив Anaconda это делается автоматически (во время установки по умолчанию стоит специальная галочка). Для стандартного или иного дистрибутива в ОС Windows необходимо:\n",
    "\n",
    "1. перейти в \"Панель управления/Система и безопасность/Система/Дополнительные параметры в системе/Переменные среды\";}\n",
    "2. найти переменную PATH. Нажимаем \"Изменить\";}\n",
    "3. в конце строки поставить \";\" и набирать путь к интерпретатору python.exe (обычно это \"C:/Python27\").\n",
    "\n",
    "После этого можно работать с python в консольном режиме и запускать python-скрипты с помощью командной строки windows из любого места на диске (т.е. вызывать интерпретатор через python.exe my_script.py или python script.py в командной строке). Пример запуска python-скрипта с именем **'myscript.py'** через командную строку выглядит так:\n",
    "\n",
    "> **python myscript.py**\n",
    "\n",
    "N.B. Для вызова скрипта вы должны находится в той же папке, где хранится файл скрипта (а это обычный текстовый файл с расширением \"py\"). Либо вы должны указывать полный путь к файлу-скрипту, как показано ниже. Так, если скрипт называется **'script1.py'** и он расположен по адресу \"c:\\Users\\Ivan\\pythonLib\\\", то полный путь \n",
    "\n",
    "> **python c:\\Users\\Ivan\\pythonLib\\script1.py**\n",
    "\n",
    "![caption](files/pics/L2/test_script.png \"Рисунок 3 Запуск скрипта и вывод в консоль cmd\")\n",
    "\n",
    "Работа в командной строке позволяет лучше понять работу python в ОС семейства Linux. Набрав в командной строке просто \"python\", появится приглашение интерпретатора python: >>>.\n",
    "\n",
    "> Чтобы **выйти из интерактивного режима** python обратно в командную строку, нужно ввести команду **quit()** или нажать сочетание клавиш **CTRL+D**.\n",
    "\n",
    "## Ipython notebook / Jupiter notebook\n",
    "\n",
    "Технические особенности [Обзор IPython Notebook 2.0](https://habrahabr.ru/post/218869/)\n",
    "\n",
    "Набрав в командной строке **ipython notebook**из текущей рабочей директории в браузере будет открыто меню Jupiter notebook (это современное название, в прошлом он назывался IPython notebook). Создав новый notebook, вы попадаете в окно с простым меню и ячейками-контейнерами. \n",
    "\n",
    "Ячейка может быть просто текстом (raw NBconvert), форматированным текстом (Markdown), либо кодом (code) \n",
    "\n",
    "## Практика\n",
    "\n",
    "+ Установите на свой компьютер дистрибутив Anaconda.\n",
    "\n",
    "### Задачи\n",
    "\n",
    "1. выведете иконку Spyder на рабочий стол;\n",
    "2. запустите редактор Spyder;\n",
    "3. Запустите программу \"Hello, World!\" из выпуска N1 в: \n",
    "    + консоли;\n",
    "    + ipython консоли;\n",
    "    + скрипта.\n",
    "4. настройте поддержку pep8 редакторе python;\n",
    "5. если ipython console не запускается при старте Spyder вместо стандартной консоли, сделайте так, чтобы запускалась.\n",
    "\n",
    "## Заключение\n",
    "\n",
    "> Переменная среды PATH хранит путь к интерпретатору python. Для ОС Windows об этом можно подробнее почитать [здесь](http://stackoverflow.com/questions/3701646/how-to-add-to-the-pythonpath-in-windows-7), а для Linux - [тут](http://forum.ubuntu.ru/index.php?topic=197830.0).\n",
    "\n",
    "### Новые команды и методы\n",
    "\n",
    "+ функция *quit()* - явно закрывает интерпретатор python (python-консоль и ipython console);\n",
    "\n",
    "### Итоги\n",
    "\n",
    "На примере операционной системы Windows было показано как установить интерпретатор python из дистрибутива Anaconda. Были показаны преимущества редактора кода Spyder, в том числе автодополнение кода и поддержка стандарта pep8."
   ]
  },
  {
   "cell_type": "code",
   "execution_count": null,
   "metadata": {
    "collapsed": true
   },
   "outputs": [],
   "source": []
  }
 ],
 "metadata": {
  "anaconda-cloud": {},
  "kernelspec": {
   "display_name": "Python [default]",
   "language": "python",
   "name": "python2"
  },
  "language_info": {
   "codemirror_mode": {
    "name": "ipython",
    "version": 2
   },
   "file_extension": ".py",
   "mimetype": "text/x-python",
   "name": "python",
   "nbconvert_exporter": "python",
   "pygments_lexer": "ipython2",
   "version": "2.7.12"
  }
 },
 "nbformat": 4,
 "nbformat_minor": 0
}