Transcript Calcul Scientifique avec 3 - SAVOIR

ENSAM Bordeaux – 23, 24 juin 2014
Calcul Scientifique avec
3
B Installation - Prise en main
Jean-Luc Charles - Éric Ducasse
Arts & Métiers ParisTech, I2M
Python
Installation
Console
IPython
IPython Notebook
IDLE
Spyder
v1.1
"la programmation doit être un plaisir...", G. van Rossum
· Langage de programmation proposé dans les années 90 par Guido van Rossum
qui a choisi le nom Python en hommage à la série Monty Python.
· Un langage interprété, puissant, compact, visuel.
· Multi paradigmes, supportant les principaux styles de programmation :
impératif, procédural, orienté objet...
· Multi plateformes : GNU/Linux, Mac OS X, Windows...
· Libre et gratuit : logiciel Open Source (www.opensource.org) distribué sous la licence PSF
(Python Software Foundation) compatible avec la GPL (Gnu Public Licence).
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Console
IPython
IPython Notebook
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Spyder
v1.1
· Très polyvalent, grâce à de nombreux modules couvrant des domaines très variés :
numpy algèbre linéaire, matrices, vecteurs, systèmes linéaires...
scipy probalilité/statistiques, FFT 1D, 2D..., filtrage numérique, images ;
matplotlib tracé de courbes (look & feel MatLab ,) ;
os manipulation des répertoires et des fichiers...
· Disposant d’une communauté d’utilisateurs très active.
· Simple à prendre en main ; de plus en plus utilisé en recherche, enseignement, industrie...
· Enseigné au lycée (programme 2009, classe de seconde),
au programme des classes prépa (depuis la rentrée 2013).
· Utilisé par des acteurs majeurs du monde industriel :
NASA, Google, CEA, AirBus, YouTube...
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v1.1
Python est un langage interprété
Les 2 outils : Console et Éditeur.
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Documentation officielle : site Python.org
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docs.python.org/3.3
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Distributions du site Python.org
· Interpréteur Python + modules de la standard library pour GNU/Linux, Mac Os X et
Windows.
· Le calcul scientifique nécessite l’installation de modules Python supplémentaires.
· Windows/Mac OS X : installation des paquets supplémentaires peut paraître difficile pour
un utilisateur débutant.
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Python
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IPython
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Installation de Python pour GNU/Linux
· Le principe est très simple :
B tous les modules Python sont disponibles dans les distributions GNU/Linux
B il suffit d’installer les paquets Python en fonction des besoins, avec l’installeur graphique
(logithèque, muon, synaptic, ...), ou avec la ligne de commande (adept, apt-get, yum,...)
de votre distribution.
B matplotlib pour Python 3.x n’est disponible que pour x > 3
⇒ version de GNU/Linux récentes : Ubuntu 14.04 (Trusty), Debian testing (Jessie)...
⇒ versions antérieures : utiliser Anaconda qui installe Python 3.4.
· Paquets Python 2.7 (Ubuntu 12.04 Precise, Debian Wheezy...)
python2.7 python-numpy python-scipy python-matplotlib python-qt4
· Paquets Python 3.x (Ubuntu 14.04 Trusty, Debian Jessie...)
python3 python3-numpy python3-scipy python3-matplotlib python3-pyqt4
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Spyder
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Installation de Python pour Windows
· La distribution de base proposée par Python.org n’inclut pas les modules numpy, scipy...
· L’installation à la main de certains modules peut être difficile pour un utilisateur débutant.
· Le plus simple : utiliser un installateur, qui se charge d’installer les nombreux modules
Python utiles au calcul scientifique ainsi que les EDI les plus connus (IDLE, Spyder...).
· Installateurs libres
B Python scientifique Python(x,y) (∼ 700 Mo), propose à ce jour Python 2.7
B WinPython scientifique WinPython (∼ 280 Mo) , propose à ce jour Python 2.7 et 3.3
· Installateurs propriétaires (gratuits)
B proposent des versions académiques et/ou gratuites
B Continuum Analytics : Anaconda (∼ 350 Mo), propose à ce jour Python 2.7 et 3.4
B Enthought : Canopy (∼ 380 Mo), propose à ce jour Python 2.7.6.
· La coexistence de plusieurs distributions de Python doit être traitée avec soin...
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IPython
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IDLE
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v1.1
Installation de Python pour Windows
· Installateur recommandé : WinPython
B Installation facile de Python 2.7 ou 3.3 sous Windows avec les modules ipython, numpy,
scipy, PyQt4...
B Installation intégrée de IDLE, Spyder et IPython notebook.
B Installation facile de modules extérieurs (idlex).
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Installation de Python pour Mac OS X
· L’installation livrée avec Mac OS X ne sert que pour le système d’exploitation.
Elle est incomplète (absence des modules scipy et matplolib par exemple).
· L’installation à la main de certains modules peut être difficile pour un utilisateur débutant.
· Le plus simple : utiliser un installateur, qui se charge d’installer les nombreux modules
Python utiles au calcul scientifique ainsi que les EDI les plus connus (IDLE, Spyder...).
· Installateurs propriétaires gratuits
B proposent des versions académiques et/ou gratuites
B Continuum Analytics : Anaconda (∼ 350 Mo), propose à ce jour Python 2.7 et 3.4
B Enthought : Canopy (∼ 380 Mo), propose à ce jour Python 2.7.6.
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IDLE
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Installation de Python pour Mac OS X
· Installateur recommandé : Anaconda
B Installation facile de Python 2.7 ou 3.4 avec les modules ipython, numpy, scipy, PyQt4...
B Installation intégrée de IDLE, Spyder et IPython notebook.
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IPython
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Console Python
L’outil le plus simple pour travailler avec Python :
Console exécutant l’interpréteur Python.
· GNU/Linux
B Terminal : taper la commande python (ou python3)
· Mac OS X
B Terminal : taper la commande python (ou python3)
· Windows
B Invite de commande : taper la commande python (ou python3)
B PythonXY : propose plusieurs types de consoles...
B WinPython : propose plusieurs types de consoles...
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Spyder
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GNU/Linux, Mac OS X et Windows7 : Console Python dans un terminal
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Spyder
v1.1
· Interpréteur interactif amélioré
B Plus d’interactivité avec l’utilisateur et le système d’exploitation (%magic).
B Rend Python utilisable comme une boîte à outil (cellules In[n] / Out[n]).
B Facilités pour charger le module pylab : graphiques, tracés de courbes interactifs... et
bien plus encore !
B Facilités pour le calcul parallélisé hautes performances.
B Propose la déclinaison notebook : "comme" un notebook Mathematica,
mais avec un "Python dans le moteur" !
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IPython installation
· GNU/Linux
B Installer le paquet ipython de votre distribution.
Pour Ubuntu ou Debian : installer ipython3 (Python3.x), ou ipython (Python 2.7).
B Terminal : taper la commande ipython3 (ou ipython)
· Mac OS X
B Inclus dans les Installateurs (Canopy, Anaconda...)
B Terminal : taper la commande ipython.
· Windows
B Inclus dans les installateurs (Python(x,y), WinPython, Anaconda...)
B Invite de commande : taper la commande ipython (ou ipython3)
B Python(x,y), WinPython, Anaconda... proposent plusieurs types de consoles ipython.
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GNU/Linux, Mac OS X et Windows7 : Console IPython
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IPython Notebook
IPython Notebook
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ipython.org/notebook.html
· Se lance par la commande "ipython notebook" ou avec un exécutable dédié.
· Un notebook se présente comme un onglet d’un navigateur HTML, qui dialogue avec un
noyau IPython.
· Les cellules d’entrée acceptent le langage à balise Markdown (support de LATEX).
· [Shift]+[Entrée] exécute la cellule avec IPython.
· Les fichiers Notebook ont l’extension .ipynb.
· Installation GNU/Linux
B Paquets (debian) à installer pour Python 2.7
ipython-notebook python-pandas python-sympy python-nose
B Paquets (debian) à installer pour Python 3.x
ipython3-notebook python3-pandas python3-sympy python3-nose
· Installation Mac Os X et Windows
B inclus dans les installateurs PythonXY, WinPython... et Canopy, Anaconda...
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IPython Notebook
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IDE (Integrated Development Environment)
· Présent dans toutes les distributions Python, très utile pour des essais rapides.
(mais peut poser des problèmes avec Mac OS X -> Canopy...)
· Le plus simple des IDE, avec colorisation syntaxique (éditeur et interpréteur).
· Les programmes édités sont exécutés avec la touche F5.
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IDLEX (IDLE eXtensions)
IPython Notebook
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http://idlex.sourceforge.net/
· Numérotation des lignes, ouverture de plusieurs fichiers dans des onglets.
· Choix de l’interpréteur Python ou IPython.
· Gestion native de l’historique des commandes avec le curseur.
· Gestion du Zoom par CTRL + molette...
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http://code.google.com/p/spyderlib/
· Un MatLab-like, écrit en Python ! Très complet, convivial, efficace...
· Propose beaucoup de goodies : object inspector, help, debugger, Qt Designer...
· Propose un worspace analogue à celui de Matlab pour visualiser les données.
· Propose de l’aide interactive.
· Fournit les 2 fondamentaux : éditeur / interpréteur Python (ou IPython).
· Compatible Python 3 dans les distributions WinPython et Anaconda.
· Compatible uniquement Python 2.7 dans les distributions récentes GNU/Linux
(Il faut la version Spyder 2.3 pour la compatibilité Python 3
voir bitbucket.org/spyder-ide/spyderlib/downloads).
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Références bibliographiques
http://docs.python.org/3.3/index.html
http://fr.openclassrooms.com/informatique/python/cours
Apprenez à programmer en Python
Vincent Le Goff
Simple IT éd. (Le livre du zéro)
ISBN 979-10-90085-03-9
: 25 ¤
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Apprendre à programmer avec Python 3
Gérard Swinnen
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