Интерфейс ноутбука
Интерфейс ноутбука или вычислительный блокнот — это виртуальная среда блокнота, используемая для грамотного программирования , метода написания компьютерных программ . [1] Некоторые блокноты представляют собой среду WYSIWYG, включающую исполняемые вычисления, встроенные в форматированные документы; другие разделяют вычисления и текст на отдельные разделы. Ноутбуки имеют некоторые общие цели и функции с электронными таблицами и текстовыми процессорами , но выходят за рамки их ограниченных моделей данных.
Модульные ноутбуки могут подключаться к различным вычислительным устройствам, называемым «ядрами». Интерфейсы ноутбуков широко используются в статистике , науке о данных , машинном обучении и компьютерной алгебре . [2]
В основе ноутбука лежит идея грамотных инструментов программирования , которые «позволяют располагать части программы в любом порядке и извлекать документацию и код из одного и того же исходного файла». [3] Ноутбук выводит этот подход на новый уровень, расширяя его графическими функциями и уделяя особое внимание интерактивности . По словам Стивена Вольфрама : «Идея блокнота состоит в том, чтобы иметь интерактивный документ, в котором свободно сочетаются код, результаты, графика, текст и все остальное». [4] и согласно документации проекта Jupyter: «Ноутбук расширяет консольный подход к интерактивным вычислениям в качественно новом направлении, предоставляя веб-приложение, подходящее для захвата всего процесса вычислений: разработки, документирования и выполнения кода, как а также для передачи результатов. Блокнот Jupyter сочетает в себе два компонента». [5]
История [ править ]
VisiCalc , первая электронная таблица для персональных компьютеров , была опубликована в 1979 году. Ее идея визуальных вычислений до сих пор широко используется, но ограничивается документами, которые помещаются в таблицу .
Исследования математических систем WYSIWYG, поддерживающих смешанный текст и вычисления с метафорой документа, начали публиковаться в 1987 году: [6] Авицура Майло Рона [7] Уильяма Шелтера INFOR , Xerox Тиога PARC [8] и КаминоРеал . [9]
Самой ранней коммерческой системой, использующей метафору документа, была MathCAD , которая также вышла в 1987 году. [10] В 1988 году последовала Wolfram Mathematica 1.0. [11] [12] [13] Позже появился Maple 5.2 (1992 г.). [14] и Macsyma 2.0 (1995). [15]
По мере роста популярности интерфейса блокнота в течение следующих двух десятилетий были представлены блокноты для различных вычислительных серверов («ядер»), включая MATLAB , Python , Julia , R , Scala , Elixir , SQL и другие. [16] [17]
С тех пор разнообразие интерфейсов ноутбуков расширилось, и новые формы все еще развиваются. [18]
Используйте [ править ]
Блокноты традиционно используются в науке как электронные лабораторные блокноты для документирования исследовательских процедур, данных, расчетов и результатов. В блокнотах отслеживается методология, что упрощает воспроизведение результатов и расчетов с различными наборами данных. [16] [17] В сфере образования интерфейс ноутбука обеспечивает цифровую среду обучения, особенно для обучения вычислительному мышлению . [19] [4] Их полезность для объединения текста с кодом делает их уникальными в сфере образования. Цифровые блокноты иногда используются для презентаций в качестве альтернативы PowerPoint и другому программному обеспечению для презентаций, поскольку они позволяют выполнять код внутри среды блокнота. [20] [21] Благодаря своей способности визуально отображать данные и извлекать данные из различных источников путем изменения кода, ноутбуки также входят в сферу программного обеспечения для бизнес-аналитики . [16] [22] [23] [24]
Известные примеры [ править ]
Пример проектов или изделий из блокнотов:
Бесплатные блокноты с открытым исходным кодом [ править ]
- Apache Zeppelin – Лицензия Apache 2.0 [25]
- Apache Spark Ноутбук [26] – Лицензия Apache 2.0
- IPython — BSD
- Jupyter Notebook (ранее IPython ) — модифицированная лицензия BSD (модель общего авторского права) [27]
- Google Colaboratory – среда блокнотов Jupyter без настройки – бесплатное программное обеспечение [28]
- Amazon SageMaker — среда блокнотов Jupyter, ориентированная на машинное обучение — бесплатный базовый доступ
- Интеграция блокнотов Pycharm — интерфейс блокнота Jupyter/внешние блокноты для IDE Jetbrains. Это премиум-функция, но исходный код можно найти здесь.
- Поддержка ноутбуков VSCode — интерфейс/интерфейс блокнота Jupyter и API для VSCode
- JupyterLab — пересмотренная лицензия BSD [29]
- Starboard — общий блокнот в браузере, исходный код можно найти здесь.
- Mozilla Йодид – MPL 2.0 ; разработка на стадии альфа [30]
- Р Маркдаун [31] – лицензия GPLv3; [32] исходный код можно найти здесь
- SageMath – GPLv3
- Режим организации в emacs (со встроенным дополнением Babel) – GPL
- Книги Xamarin для DotNet – MIT
- Лицензия Polynote Apache 2.0
- GNU TeXmacs (процессор документов, который также может выступать в качестве интерфейса ноутбука) – GPLv3 [33]
- Блокноты Javalí: среда блокнотов на основе Java и LMS с поддержкой отладки и модульного тестирования, разработанная для академии, презентационное видео можно найти здесь .,
- Живая книга — лицензия Apache 2.0
Частичное авторское лево [ править ]
- SMath Studio – бесплатная, несвободная программа: лицензия Creative Commons Attribution, без производных.
Собственные блокноты [ править ]
- Вольфрам Математика
- Маткад
- MATLAB — Живой редактор с 2016 года.
- Примечательный [34]
- Примечательный [35]
- Дипноут [36]
- Карбид [37]
- Графекст [38]
- Облако Databricks (основано в 2013 г.). [16] [39]
- Данные [40]
- Следующий журнал [41]
- наблюдаемый [42] – Использует компоненты с открытым исходным кодом, [43] но внешний вид является авторским [44]
- WolframAlpha Ноутбуки [45]
Ссылки [ править ]
- ^ Стэндадж, Дэниел (13 марта 2015 г.). «Грамотное программирование, RStudio и IPython Notebook» . Биовайз . Вордпресс . Проверено 1 декабря 2016 г.
- ^ Юпитер, Проект (20 февраля 2018 г.). «JupyterLab готов для пользователей» . Проверено 30 мая 2018 г.
- ^ Рэмси, Н. (сентябрь 1994 г.). «Грамотное программирование упрощено» . Программное обеспечение IEEE . 11 (5): 97–105. дои : 10.1109/52.311070 . ISSN 0740-7459 . S2CID 18593796 .
- ^ Перейти обратно: а б «Как научить вычислительному мышлению — Стивен Вольфрам» . blog.stephenwolfram.com . Проверено 23 ноября 2016 г.
- ^ «Jupyter Notebook — документация Jupyter Notebook 6.2.0» . jupyter-notebook.readthedocs.io . Проверено 03 мая 2021 г.
- ^ Деннис С. Арнон, редактор, «Семинар по средам для вычислительной математики (июль 1987 г.)», Компьютерная графика 22 : 1 (февраль 1988 г.)
- ^ Ричард Дж. Фейтман, «Компьютерные системы для представления и манипулирования математическими знаниями», Итоговый отчет, август 1987 г. (DTIC AD-A193 547 )
- ^ Батлер В. Лэмпсон, «Персональные распределенные вычисления: программное обеспечение Alto и Ethernet», История персональных рабочих станций , 1988, ISBN 0201112590 , с. 318.
- ^ Деннис Арнон, Ричард Бич, Кевин МакИсаак, «CaminoReal: Интерактивная математическая тетрадь», в JC van Vliet, изд., Манипулирование документами и типография , Материалы Международной конференции по электронным публикациям, манипулированию документами и типографике, Ницца, 20 апреля –22, 1988 г., ISBN 0521362946 , с. 2.
- ^ Н. Кайлер, Н. Сойффер, «Обзор пользовательских интерфейсов для систем компьютерной алгебры», Журнал символических вычислений 25 : 2: 127-159 (февраль 1998 г.), дои : 10.1006/jsco.1997.0170
- ^ The ReDiscovered Future (04 апреля 2016 г.), Macintosh + Mathematica = Infinity - апрель 1989 г. , получено 23 ноября 2016 г.
- ^ Хейс, Брайан (1990). «Мысли о математике» (PDF) . ПИКСЕЛЬ . Январь/февраль 1990 г.: 28–35.
- ^ «Запуск Wolfram Player для iOS — Wolfram» . Проверено 23 ноября 2016 г.
- ^ «Maple V Release 2 — Справка Maple» . www.maplesoft.com . Проверено 18 января 2023 г.
- ^ "Macsyma 2.0", Design News , 24 апреля 1995 г.
- ^ Перейти обратно: а б с д Осипов, Мэтт (04 мая 2016 г.). «Рост ноутбуков для науки о данных» . Датанами . Таборские коммуникации . Проверено 20 декабря 2016 г.
- ^ Перейти обратно: а б «Блокнот IPython: историческая ретроспектива» . blog.fperez.org . Проверено 23 ноября 2016 г.
- ^ Лау, Сэм; Дросос, Ян; Маркель, Юлия М.; Го, Филип Дж. (август 2020 г.). «Пространство проектирования вычислительных ноутбуков: анализ 60 систем в научных кругах и промышленности». Симпозиум IEEE 2020 по визуальным языкам и человеко-ориентированным вычислениям (VL/HCC) . стр. 1–11. дои : 10.1109/VL/HCC50065.2020.9127201 . ISBN 978-1-7281-6901-9 . S2CID 219572399 .
- ^ Барр, Валери; Стивенсон, Крис (2011). «Привнесение вычислительного мышления в K-12: что для этого нужно и какова роль образовательного сообщества в области информатики?».
- ^ Databricks (06 июля 2015 г.), демонстрация Spark Summit 2015: создание сквозного конвейера данных машинного обучения с помощью Databricks , получено 23 ноября 2016 г.
- ^ Фрейзер, Кэт (17 апреля 2018 г.). «Анонсирование инструментов Wolfram Presenter Tools» . Проверено 27 ноября 2018 г.
- ^ Эндрюс, Ян (30 марта 2016 г.). «Предоставление информации в контексте» . О'Рейли Медиа . Проверено 23 ноября 2016 г.
- ^ «Юпитер-инкубатор/панели мониторинга» . Гитхаб . Проверено 23 ноября 2016 г.
- ^ Шарма, Шад. «Бизнес-аналитика с помощью Mathematica и CDF» . Проверено 27 ноября 2018 г.
- ^ "Дирижабль" . Апач . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Искра-блокнот» . Архивировано из оригинала 01 октября 2018 г. Проверено 30 сентября 2018 г.
- ^ Команда разработчиков Jupyter (22 апреля 2015 г.). «Условия лицензирования» . Блокнот Юпитер . Гитхаб . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «среда ноутбука Jupyter, для использования которой не требуется настройка» . Проверено 29 декабря 2020 г.
- ^ «ЛИЦЕНЗИЯ» . Участники проекта Jupyter . 19 июля 2018 г. Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Йодид» . Гитхаб . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «R Маркдаун» . Р Студия . Проверено 30 сентября 2018 г.
- ^ «Лицензия» . Прочти меня . Гитхаб. 07.12.2018 . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Добро пожаловать в GNU TeXmacs» . Проверено 28 ноября 2020 г.
- ^ «Примечательно» . noteable.io . Примечательно, Inc. Проверено 21 мая 2021 г.
- ^ «Noteable — платформа вычислительных ноутбуков для образования» . noteable.edina.ac.uk . Проверено 12 августа 2021 г.
- ^ «Глубокая нота» . deepnote.com . Дипноут, Инк . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ «Карбид Альфа | Багги, но живи!» . Попробуйте Карбид . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Графекст» . www.graphext.com . Графекст . Проверено 30 декабря 2020 г.
- ^ «Платформа единой аналитики Databricks» . Сан-Франциско, Калифорния: Databricks Inc., 2018 г. Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Даталор» . ООО «ДжетБрэйнс» . Проверено 8 августа 2019 г.
- ^ «Некстжурнал» . nextjournal.com . Nextjournal GmbH. 2018 . Проверено 20 декабря 2018 г.
- ^ «Наблюдаемый» . Наблюдательный штаб . Проверено 30 сентября 2018 г.
- ^ Наблюдаемый (15 декабря 2018 г.). «Хранилища» . Сан-Франциско, Калифорния: доступно через GitHub . Проверено 30 сентября 2018 г.
- ^ "Условия использования" . Наблюдаемый. 2018 . Проверено 12 января 2018 г.
- ^ «Издание для ноутбука WolframAlpha» . Проверено 12 января 2021 г.