Валентин Арьков - Эконометрические оценки. Учебное пособие

Мы запускаем Jupyter Lab получаем новое окно браузера. При этом через браузер мы получаем доступ к своему локальному компьютеру. В строке адреса указан локальный компьютер localhost и номер порта, см. рис.

Рис. Среда Jupyter Lab

Мы получаем в окне браузера возможность работать с Jupyter Notebook – Блокнотом Юпитер. Нас интересует возможность работать в диалоге. Каждая ячейка блокнота – это одна или несколько строк кода. Мы можем запустить на выполнение любую ячейку блокнота в любом порядке и любое количество раз – и сразу видим результат выполнения.

Задание

Просмотрите статьи в Википедии про Anaconda и Jupyter Notebook на русском и английском языках. Обратите внимание, насколько различаются русский и английский варианты этих статей. Если есть трудности с английским, можно использовать Переводчик Google или включить автоматический переводчик, встроенный в браузер Google Chrome. Ознакомьтесь с расшифровкой названия Jupyter.

Задание

Скачайте и установите пакет Anaconda. Запустите Jupyter Lab. Создайте новый блокнот. Запустите программу «Hello, World».

Запускаем Jupyter Lab. Создаём новый блокнот. Notebook – это страница с любым количеством строк. Появляется пустое окно. Есть разные варианты ячеек. Нас будет интересовать два вида. В кодовой ячейке Code пишем команды. В текстовой ячейке Markdown пишем текст. В нашем случае это будут просто заголовки. Markdown – это язык разметки текста, который позволяет украшать текст и вставлять формулы в формате LaTeX.

Вставляем символ «решётки» # и вводим название нашего первого упражнения. Напомним, что выражение «Hello, World» вообще-то переводится как «Всем привет». Перевод «Привет, мир» – это слишком дословно.

Нажимаем комбинацию клавиш [Shift+Enter]. Ячейка выполняется. Теперь у нас просто текст. Для редактирования можно дважды щёлкнуть по ячейке и внести исправления.

Обратим внимание, что первая ячейка имеет тип Markdown. Следующая ячейка автоматически получает тип кодовой Code.

Наша простая программа напечатает приветствие. Мы вводим команду print. Обратите внимание, что команда пишется маленькими буквами. Python различает заглавные и строчные буквы (большие и маленькие). Открываем круглую скобочку – автоматически появляется закрывающая скобка. Нажимаем кавычки – появляется закрывающая кавычка. Пишем сообщение. Нажимаем комбинацию клавиш [Ctrl+Enter]. В этом случае выполняется текущая ячейка, а новая ячейка не создаётся.

Система работает в режиме диалога. Можно загружать файлы и обрабатывать данные. Можно строить разнообразные графики.

Посмотрим в действии облачный сервис – очень простой и очень бесплатный. Называется он Google Colab – «ко-лаборатория», то есть совместная работа. Адрес в интернете:

https://colab.research.google.com

Единственное ограничение: нужно зайти со своей учётной записью Google. Для этого нужно зарегистрироваться на сайте Google. Подойдёт и учётная запись почты Gmail.

Интерфейс пользователя очень похож на предыдущий вариант, см. рис.

Рис. Интерфейс Google Colaboratory

Ко-лаборатория – это облачный сервис. Можно сказать, что это облачный блокнот Юпитер. Сам блокнот хранится на облачном диске Google Drive. Сюда можно закачивать файлы или скачивать их оттуда.

В верхней части окна отображается название файла. Расширение *.ipynb говорит о том, что в нём сохраняются не только команды, но и результаты выполнения, в том числе, графики. Такой файл можно посмотреть, не запуская его на выполнение, и увидеть, какие результаты были в прошлый раз. Можно также скачать только саму программу – файл с расширением *.py.

Интерфейс очень похож – тот же самый блокнот Юпитер. Точно также создаём ячейки с текстом или кодом, можем нажимать [Shift+Enter]и [Ctrl+Enter].

Мы запускаем этот самый инструмент под названием Колаб. Создаем новый блокнот и запускаем нашу «игрушечную» программу, которая говорит: «Всем привет!»

Мы можем при желании переименовать блокнот. Двойным щелчком начинаем редактирование названия. В начале работы, при первом запуске первой ячейки происходит соединение с виртуальной машиной, выделяются ресурсы на сайте Google. Для добавления текстовой ячейки нажимаем кнопку [+Text]. Значок «плюс» означает «добавить ячейку в блокнот». Для организации заголовка ставим символ «решетки» #. Одиночный знак решетки означает, что это главный заголовок – первого, верхнего уровня. Для удаления ячейки щёлкаем по ней и справа над ячейкой нажимаем кнопку с иконкой мусорного ведра.

Начиная вводить команду, можно заметить всплывающую подсказку. Можно выбрать подходящую команду или аргумент.

Когда мы открываем скобки, автоматически появляются закрывающие. Сразу появляется краткое описание вводимой функции.

Обычно принято считать, что облачный сервис работает медленнее, чем программа на локальном компьютере. Однако, компания Google предоставляет свои дополнительные вычислительные возможности – причем бесплатно – для общего знакомства с продуктом. Есть специальные настройки для использования графических и тензорных аппаратных ускорителей. С другой стороны, если на вашей машине имеется мощная графическая плата с поддержкой технологии CUDA, тогда можно ускорить работу локальной версии Python. Это может быть полезно, если проводить сложные расчеты.

Приступим к новой теме. В каком-то смысле это будет повторение, потому что многие студенты изучают – в том или ином виде – курс теории вероятностей и математической статистики. Судя по школьным программам, в некоторых школах даже в старших классах затрагивают тему вероятности. Кроме того, данный материал частично обсуждается в курсе «Бизнес-аналитика и статистика».

Рис. Вероятность и бросание монеты

Мы работаем с большим количеством исходных данных, реальных данных. В них всегда есть случайность, а случайность измеряется с помощью ВЕРОЯТНОСТИ.

Разберём классический пример – бросание монетки, см. рис. Мы бросаем монетку. Она может упасть с одной стороной или другой стороной. Это два ИСХОДА (результата) нашего опыта. Другие варианты пока не учитываем (например, монетка закатилась под стол и её не нашли). Стороны монеты обычно называют «орел» и «решка» («решётка»).