Сложные узоры по клеточкам в тетради: Сложные узоры по клеткам — 50 фото

Геометрические рисунки по клеточкам в тетради. Легкие, сложные узоры

Содержание

После продолжительных подвижных игр хорошо занять ребенка творческим процессом, который поспособствует его развитию. Один из способов – создание геометрических рисунков по клеточкам. Для этого следует подготовить лист бумаги в клеточку и инструменты для рисования.

Инструменты для рисования

Для рисования ребенку необходимо иметь:

• бумагу любого типа;
• авторучку;
• несколько маркеров;
• карандаши;
• образец, соответствующий возрасту ребенка.

Если дома есть принтер, можно создать графическую бумагу с клеточками той ширины, которая требуется. Также, помимо квадратов, можно использовать треугольники, шестиугольники, прямоугольники, круги. Однако начинать лучше с квадратов: так ребенку будет проще освоить данную технику создания рисунков. После того, как он хорошо научится рисовать по квадратам, можно переходить на другие формы.

Для графического рисунка понадобятся лист в клеточку, карандаш и ластик

Имея принтер, можно выбрать не только любой размер клеток, но и цвет линий. Если же нет принтера, на помощь придет обычная бумага из школьной тетради. Она позволит создавать интересные рисунки и простые узоры, в основу которых положено цикличное повторение одних и тех же фрагментов. Например, можно без труда создать рисунок шахматного поля. Все, что для этого требуется – закрашивать черным цветом каждую 2-ю клетку.

Геометрические рисунки по клеточкам для создания крупных фигур потребуют объединять несколько квадратов. И, наоборот, квадраты можно уменьшить, намеренно разделив их на составляющие, которые, в свою очередь, могут иметь любую форму: треугольную, восьмиугольную. В этом случае картинки станут более интересными.

Треугольники и шестиугольники тоже отлично подходят для создания интересных изображений и узоров. Дети, которые хорошо справляются с различными фигурами, могут использовать в качестве шаблона смайлы из социальных сетей. Неплохой идеей станут животные. Возможно, поначалу рисовать их будет нелегко, однако вскоре дети натренируются и смогут реализовывать на бумаге самые смелые задумки.

В графическом диктанте важно соблюдать порядок клеток

Также можно проводить графические диктанты. Эта творческая работа особенно популярна в детских садах. Воспитатели дают детям задание – создать рисунок, не имея образца. Суть сводится к тому, что ребенок должен следовать простым инструкциям – закрашивать квадраты: верхние, нижние, правые или левые.

Лучший способ рисования по клеточкам – применение готовых схем. Данный процесс во многом схож с разгадыванием японских кроссвордов. Достаточно пронумеровать горизонтальные и вертикальные ряды, чтобы затем проще было определять, в каком из них какие клеточки и каким цветом должны быть закрашены.

Основные способы рисования по клеточкам

Геометрические рисунки по клеточкам могут быть выполнены одним из следующих способов:

Способ	Описание
Срисовка с готового образца	Суть срисовки заключается в том, что ребенок должен скопировать готовую картинку, выполненную по клеточкам. Этот вид упражнения способствует развитию внимания и усидчивости
Дорисовка начатой картины	Можно показывать ребенку не готовую картину, а только ее половину. Остальную часть он должен дорисовать самостоятельно. Такие занятия хорошо развивают пространственное воображение
Графический диктант	Суть его заключается в том, что ребенок должен слушать, что ему говорят, и действовать, согласно услышанному. Данная технология применим для подготовки детской руки к предстоящему письму в школе.Также графический диктант помогает младшим школьникам научиться считать

При графическом диктанте взрослый диктует малышу порядок действий, каждое из которых должно характеризоваться цифрой и направлением. Цифра показывает длину линии и может быть любой.

Например, цифра «1» указывает на то, что линия должна иметь длину, равную 1-й клеточке; 2-ка говорит о том, что длина линии должна быть равна 2-м клеткам. Когда диктант выполняет ребенок, цифры не должны быть слишком большими, чтобы он мог легко посчитать количество клеточек. Направлений линий 4 – вверх, вниз, влево или вправо.

Геометрические рисунки по клеточкам можно выполнять разными способами, например, путем написания графических диктантов

Данный способ рисования помогает ребенку:

• ориентироваться в пространстве;
• лучше воспринимать информацию на слух;
• развивать внимание.

Тот, кто диктует очередность действий, не должен произносить другие слова. Также недопустим повтор одних и тех же действий дважды. Необходимо позаботиться, чтобы работа проводилась в помещении, где ребенка не будут отвлекать посторонние звуки. Если ребенок где-то ошибется, то ему следует отложить карандаш и дождаться, когда все будет продиктовано, после – можно будет определить, где именно была допущена ошибка.

Мастер-классы

Независимо от возраста ребенка родители и воспитатели должны помнить, что юному художнику требуется отдых. Рекомендуемое время занятий для самых маленьких малышей – четверть часа, а для дошкольников и первоклассников – полчаса. Если ребенок не справляется, помочь ему в этом.

Черный кот

К числу простых рисунков, которые быстро можно создать по клеточкам, относится изображение черного кота на квадратном листе бумаги шириной и высотой в 10 клеток. Всего должно быть 100 клеток. Процесс рисования происходит по вертикальным рядам.

Нумерация их идет слева направо, при этом отсчет клеток в этих рядах ведется сверху вниз:

Ряд	Описание
1-й	Весь ряд остается пустым
2-й	Черным закрашиваются 3 нижние клетки – 8-я, 9-я и 10-я
3-й	Черным закрашивается только самая нижняя клетка – 10-я
4-й	Черными должны быть 2-я, 3-я, 4-я и 5-я, а также 4 самые нижние клетки – 7-я, 8-я, 9-я и 10-я
5-й	Черными должны быть 3-я и 5-я клетки, а также 4 нижние – 7-я, 8-я, 9-я и 10-я. Кроме того, 4-я клетка должна быть желтой, а 6-я – красной
6-й	Черным закрашиваются 3-я, 4-я и 5-я клетки, а также 4 нижние – 7-я, 8-я, 9-я и 10-я. При этом 6-я клетка должна быть красной
7-й	Все закрашивается так же, как в 5-м ряду
8-й	Все закрашивается так же, как в 4-м ряду
9-й	Эти ряды остаются белыми
10-й

В результате следования описанным этапам получается симпатичный черный кот с желтыми глазами и красным бантом.

Слон

Геометрический диктант по клеточкам может помочь ребенку нарисовать небольшого слона. Для этого необходимо поставить точку на одном из пересечений линий в левом верхнем углу бумажного листа. Она станет началом картинки. От начальной точки необходимо проводить линии, длина и направление которых будут определяться клеточками.

Двигать карандаш или авторучку нужно в следующей последовательности:

• Вправо на 4 клетки.
• Вниз на 1 клетку.
• 5 клеток вправо.
• 8 клеток вниз.
• 3 клетки влево.
• 3 клетки вверх.
• 1 клетка влево.
• 3 клетки вниз.
• 3 клетки влево.
• 4 клетки вверх.

• 1 клетка влево.
• 2 клетки вниз.
• 1 клетка влево.
• 1 клетка вниз.
• 1 клетка влево.
• 2 клетки вверх.
• 1 клетка вправо.
• 6 клеток вверх.

После правильного выполнения такого короткого и простого диктанта можно будет любоваться получившимся симпатичным слоном.

Собачка

Подобно тому, как рисуется слон в приведенном примере выше, может быть изображена маленькая собачка.

Этапы рисования следующие:

1. Изобразить точку на пересечении линий в левой части листа примерно посередине между его верхним и нижним краями.
2. Поставив точку, которая будет являться начальной, приступить к проведению линий по клеточкам: 1 вправо, 3 вверх, 2 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 3 вниз, 6 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 2 вниз, 1 влево, 4 вниз, 1 влево, 2 вниз, 3 влево, 1 вверх, 1 вправо, 1 вверх, 2 влево, 1 вниз, 1 влево, 1 вниз, 2 влево, 1 вверх, 1 вправо, 2 вверх, 1 влево, 1 вверх, 3 влево, 1 вверх.
3. Собачке, которая получится в результате, нарисовать глаз. Он будет представлять собой точку, расположенную на 2 клетки правее и на 1 клетку выше от начальной.

Змея

Можно попробовать нарисовать с ребенком змею. Для этого сначала следует поставить точку, а затем от нее провести линии по клеточкам. На заключительном этапе такого рисования останется добавить некоторые элементы, которые чуть придадут рептилии реалистичности.

Этапы работы следующие:

1. Начальную точку разместить примерно в левом верхнем углу бумажного листа. Главное, чтобы над этой точкой были еще минимум 3 клетки.
2. Приступить к проведению линий по указанным направлениям на определенное количество клеточек: 2 вверх, 2 вправо, 8 вниз, 2 вправо, 4 вверх 3 вправо, 4 вниз, 1 вправо, 3 вверх, 3 вправо, 3 вниз, 2 вправо, 1 вниз, 3 влево, 3 вверх, 1 влево, 3 вниз, 3 влево, 4 вверх, 1 влево, 4 вниз, 4 влево, 7 вверх, 1 влево. Последняя проведенная линия, если все будет сделано правильно, закончится в той точке, с которой все начиналось.
3. Добавить змее глаз, который может быть представлен простой точкой. Она должна располагаться на голове. Нужно отступить на 1 клетку вправо и на 1 клетку вверх от начальной точки. Тогда получится, что змеиный глаз расположен в центре головы.

Голубая чашка-смайлик

Геометрические рисунки по клеточкам могут быть сложными.

Например, голубая чашка с изображением глаз и рта может быть создана следующим образом:

• Начать от точки, которая располагается в самом низу бумажного листа примерно посередине между его правым и левым краями.
• Установив начальную точку, провести линии в следующем порядке: 5 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 1 вверх, 1 вправо, 6 вверх, 5 влево, 1 вверх, 1 влево, 1 вверх, 1 вправо, 1 вверх, 1 влево, 1 вниз, 1 влево, 1 вниз, 1 вправо, 1 вниз, 5 влево, 1 вниз, 1 влево, 1 вниз, 1 влево, 2 вниз, 1 вправо, 1 вниз, 1 вправо, 1 вниз, 1 вправо, 1 вниз, 1 вправо, 1 вниз, 1 вправо, 1 вниз.
• Придать чашке цвет и украсить ее глазами и улыбкой.
• Все крайние клетки рисунка закрасить черным.

• Внутри изображения, примерно в середине, нарисовать 2 глаза, каждый из которых представлен квадратом, состоящим из 4-х клеток. 3 клетки этого квадрата должны быть черными, а 1 – белой. Так получится имитация зрачков.
• В нижней части чашки поместить рот. Чтобы его изобразить, нужно закрасить черным 3 клетки в горизонтальном ряду, а затем черным закрасить еще 2 клетки, которые расположены чуть выше по обе стороны от этого горизонтального ряда. Остальные клетки, заключенные в контур чашки, сделать голубыми.
• Добавить небольшой штрих, благодаря которому улыбающаяся чашка станет более красивой. Несколько клеточек, расположенных над чашкой, закрасить черным. Это будет пар, исходящий от напитка, который содержится в чашке. Лучше всего отступить на 1 клетку вверх от верхнего края чашки и закрасить черным по 3 клетки слева и справа.

Золотой ключик

Для изображения ключика на бумаге необходимо обозначить точку в центре листа в клеточку слева.

После, нарисовать линии от этой точки в следующей последовательности:

1. 8 клеток вправо.
2. 2 клетки вверх.
3. 3 клетки вправо.
4. 5 клеток вниз.
5. 3 клетки влево.
6. 2 клетки вверх.
7. 4 клетки влево.
8. 3 клетки вниз.
9. 1 клетку влево.
10. 1 клетку вверх.
11. 1 клетку влево.
12. 1 клетку вниз.
13. 1 клетку влево.
14. 3 клетки вверх.
15. 1 клетку влево.
16. 1 клетку вверх.

Зайчик

Красивого зайца можно нарисовать на листке бумаги в клеточку, придерживаясь следующей последовательности:

• Отсчитать 5 клеток справа и 3 сверху, поставить точку.

• От обозначенной точки нарисовать 1 клетку вправо, 3 вниз, 2 вправо, 2 вниз, 1 влево, 2 вниз, 3 вправо, 3 вниз, 1 влево, 1 вверх, 1 влево, 2 вниз, 1 вправо, 2 вниз, 2 вправо, 1 вниз, 6 влево, 1 вверх, 1 влево, 1 вверх, 1 вправо, 12 вверх.
• Дополнить рисунок деталями.

Дорисовка второй половины картинки

Геометрические рисунки по клеточкам могут быть основаны на зеркальной дорисовке второй половины картинки. Такое занятие способствует развитию у ребенка воображения и фантазии. Для работы потребуется бумага в клеточку.

Сначала родители в левой части листа должны нарисовать разноцветные квадраты. Ребенку же следует посмотреть на закрашенные клетки, запомнить и выполнить точно такой же рисунок на другой половине бумажного листа. В идеале юный художник должен наблюдать и цвет квадратов, и их правильное местоположение, при этом для полноценного рисунка все должно быть зеркально.

Может быть использован черно-белый вариант, благодаря чему у ребенка появится возможность раскрасить готовую картину по своему желанию.

Собственный рисунок

Необязательно брать готовые примеры, можно придумать собственный рисунок, главной отличительной особенностью которого станет уникальность. Для этого следует сделать небольшую зарисовку, а после – превратить ее в картину по клеткам.

Этапы работы следующие:

1. Начать рисовать с контурных линий, которые могут быть выполнены простым карандашом.
2. Приступить к выделению мелких, но важных деталей. При этом необходимо отметить, какой цвет будет иметь та или иная деталь рисунка. Стоит подумать о том, какой именно элемент рисунка должен выделяться, чтобы изображение получилось ярким и красивым.
3. Все линии контуров следует «перевести» в клетки. Каждая такая линия может быть представлена чередой черных клеток – их горизонтальным, вертикальным или диагональным рядом.
4. Придать рисунку цвет. Эта работа сводится к раскрашиванию определенных клеток, заключенных между рядами, играющими роль контуров.

3D-изображения

Создание трехмерных изображений по клеткам – отличный способ приятно и с пользой провести досуг, реализуя творческие навыки. Такой способ рисования будет сложным для дошкольников, но хорошо подойдет старшим детям и взрослым. Проводя линии между клетками и внутри клеток, можно создавать причудливые фигуры различной сложности.

Такое занятие:

• способствует развитию логики и творческого мышления;
• улучшает координацию движений;
• повышает концентрацию внимания.

Геометрический орнамент по клеточкам

Геометрический орнамент обычно состоит из простых фигур – квадратов, прямоугольников, кругов, треугольников. Его узоры детям лучше выполнять с помощью взрослых. При создании любого узора важно учитывать, что он должен иметь свой ритм – череду повторений определенных элементов.

Например, это может быть треугольник, который можно:

• повторить по горизонтали и вертикали без промежутков;
• выстроить в столбик;
• чередовать со смещением на 1-2 клетки;
• чередовать с рядом других фигур.

Интересные геометрические узоры выйдут при комбинировании различных типов отзеркаливания, когда по вертикали или горизонтали отражаются строчки, столбцы или части комбинаций фигур.

Рисование по клеточкам – отличная идея, когда требуется чем-то занять ребенка. Создавать небольшие рисунки легко, что будет интересно малышу. Он не только хорошо проведет время, но и получит пользу. В такой простой, но интересной деятельности удачно сочетаются искусство, геометрия и математика, развитие мышления и фантазии.

Видео о создании рисунков

Геометрические рисунки по клеточкам:

Красивые рисунки по клеточкам в тетради

Рисунки по клеточкам мороженое

Рисование по клеточкам приложение

Рисунки в клеточку для девочек маленькие

Рисунки по клеточкам Овечка

Куроми пиксель

Рисунки по клеточкам

Рисунки в клеточку маленькие

Рисунки по клеточкам

Рисунки по клеточкам

Рисунки по клеточкам приложение

Рисунки по клеточкам

Красивые рисунки по клеточкам в тетради

Нутелла по клеткам

Рисунки по клеточкам

Рисунок по клеточкам Нинтендо

Рисунки по клеточкам маленькие

Объемные рисунки в тетради в клетку

Рисунки по клеточкам Инстаграм

Рисунки по клеточкам собаки маленькие

Звезда пиксель арт

Рисование по клеточкам маленькие и легкие и милые

Игрушки по клеточкам

Рисунки по клеточкапм лёгкие

Пиксельные узоры по клеточкам

Рисунки по клеточкам фломастерами

Рисунки по клеточкам Инстаграм

Рисование по клеткам Единорог

Рисование по клеткам

Рисунки по клеточкам маленькие Хелло Китти

Рисование по клеткам

Рисунки по клеточкам череп

Рисунки по клеткам лёгкие

Рисунки по клеточкам сложные

Рисование по клеткам

Рисунки по клеточкам

Рисовать по клеточкам в тетради

Рисование по клеточкам в тетради маленькие

Рисунки по клеточкам маленькие подарки

Рисунки по клеточкам фломастерами

Рисование по клеточкам в маленьком блокноте

Пиксельное Радужное сердце

Рисунки по клеточкам

Кавайные рисуночки по клеткам

Рисунки пикселями

Рисование по клеточкам Радуга

Рисунки по клеточкам

Рисунки по клеткам

Рисунки по клеточкам в тетради маленькие

Рисунки по клеточкам чёрной ручкой в тетради

Пиксельные рисунки игры

Рисунки по клеточкам приложение

Значки по клеточкам в тетради

Куроми Pixel Art

Кавай рисунки по клеточкам

Рисование по клеточкам любовь

Самые крутые рисунки по клеточкам

Рисунки по клеточкам фломастерами

Рисунки в клеточку в тетради

Радуга по клеточкам в тетради

Рисунки по клеточкам

Рисование в клеточку в тетради

Очень маленькие рисунки по клеточкам

Рисунки по клеточкам для мамы

Рисунки по клеточкам

Узоры по клеточкам в тетради

Рисунки по клеточкам в тетради маленькие и милые

Рисунки маркером в клеточку

Рисунки по клеточкам еда

Рисунки по клеточкам лёгкие

Сердечко по клеткам

Рисование пикселями

Рисунки по клеткам Инстаграм

Рисунки по клеточкам сердечки

Рисунки по клеточкам

Рисунки по клеткам Стич

Геометрические рисунки по клеточкам легкие

Граффити по клеткам

Значки по клеточкам в тетради

Рисование по клеткам

Рисунки по клеткам

лучших практик написания воспроизводимых и удобных в обслуживании блокнотов Jupyter | by Daniel Etzold

Photo by Glenn Carstens-Peters on Unsplash

Написание блокнотов Jupyter, которые воспроизводимы, удобны в сопровождении и просты для понимания, не так просто, как вы думаете. На самом деле все совсем наоборот. На самом деле это очень тяжело. В этой статье я объясню, почему это так сложно, и дам вам несколько рекомендаций по лучшим практикам, которые помогли мне добиться лучшей воспроизводимости и удобства сопровождения.

Во-первых, позвольте мне кратко рассказать вам, что такое блокноты Jupiter. По сути, блокнот Jupyter — это интерактивный документ. Вы можете писать обычный текст с синтаксисом Markdown, а также использовать математические формулы с синтаксисом LaTeX. Кроме того, вы можете добавить код в записную книжку, который читатель может выполнить для получения некоторых результатов, таких как визуализация.

Например, вы можете визуализировать функцию, основанную на различных параметрах. Читатель может использовать ползунки для изменения значений этих параметров, и визуализация обновляется каждый раз при изменении значения (см. пример ниже). Вы также можете добавить код, который выполняет оперативные запросы к некоторой базе данных, чтобы получать последние данные о продажах и отображать их, например, в круговой диаграмме.

Интерактивный блокнот позволяет читателю изменять параметры с помощью ползунка.

Код обычно пишется на Python. Однако поддерживается более 100 языков программирования, таких как Java, R, Julia, Scala и так далее. Блокноты могут быть написаны и выполнены в браузере. Однако, несмотря на то, что запись блокнотов в браузере возможна (существует элементарное автодополнение кода), она ограничена. К счастью, вы также можете использовать IDE, такие как Visual Studio Code или PyCharm (в профессиональной версии), которые предоставляют более мощные функции.

Вы также можете использовать облачные сервисы для записи и выполнения блокнотов. Google, например, предоставляет Google Colab решение, которое позволяет вам запускать блокноты в облаке и делиться ими со всеми. Даже графические процессоры могут быть доступны в Google Colab бесплатно для интенсивных вычислительных задач.

Ниже вы можете увидеть пример Jupyter Notebook, в котором объясняется, как аппроксимировать π методом Монте-Карло. Вы видите три клетки. Первая ячейка — это ячейка Markdown, которая дает введение в блокнот. Он содержит текст, анимацию и несколько простых математических уравнений, которые отображаются с помощью MathJax.

Вторая ячейка — это ячейка кода, содержащая код Python. Если эта ячейка выполняется, код создает простой график круга внутри квадрата.

Третья ячейка снова представляет собой ячейку Markdown, которая переключается между режимом редактирования и результатом рендеринга при выполнении ячейки. В режиме редактирования вы можете увидеть обычный текст Markdown.

Блокнот Jupyter с кодом и ячейками уценки, приближающими число пи с Монте-Карло

Блокноты Jupyter стали очень популярными. В октябре 2020 года на GitHub было доступно около 10 миллионов общедоступных блокнотов. Ноутбуки особенно популярны в академическом сообществе в образовательных целях. Кроме того, специалисты по данным активно используют ноутбуки для анализа данных и исследовательских задач.

В частности, сочетание текста и кода делает их очень интересными. Это позволяет автору объяснять концепции в Markdown с помощью выразительных формул, и в то же время можно показать реализацию в виде кода в том же документе. Эта уникальная характеристика Jupyter Notebooks обеспечивает лучшую воспроизводимость результатов исследований и распространение образовательного контента.

Несмотря на свою популярность, блокноты Jupyter подвергались критике (например, я не люблю блокноты), поскольку то, как вы пишете код, может привести к возникновению вредных привычек. Вот несколько примеров:

Именование записных книжек

Один антишаблон, который иногда можно наблюдать, заключается в том, что записные книжки не имеют выразительных имен. Вместо этого записные книжки иногда начинаются с «Без названия» или заканчиваются на «-Копия» в своих именах. Это связано с поведением Jupyter по умолчанию, работающим в браузере. Каждый раз, когда вы создаете новый блокнот, создается блокнот без названия, и каждый раз, когда вы создаете копию существующего блокнота, новый блокнот получает суффикс «-Копия».

Можно предположить, что многие имена записных книжек страдают от этого антишаблона, если это поведение Jupyter по умолчанию. Но удивительно, как было обнаружено в исследовании [1], менее 2% блокнотов, проанализированных в ходе исследования (подмножество блокнотов, загруженных с GitHub), на самом деле содержат «Без названия» и менее 0,7% содержат «-Копия» в своих именах. . Так что это не кажется большой проблемой.

Однако то же исследование также показало, что почти 30% исследованных записных книжек содержат в своих именах символы, которые не рекомендуются руководством по полностью переносимым именам файлов POSIX, в котором разрешены только символы [A-Za-z0–9.-_] . Блокноты с непереносимыми именами файлов могут вызвать проблемы в некоторых системах, поэтому их следует избегать.

Неоднозначный порядок выполнения

Ячейки в блокноте Jupyter могут выполняться в произвольном порядке. Вам не нужно начинать с первой ячейки и заканчивать последней ячейкой. Вы также можете начать со второй ячейки, вернуться к первой ячейке и затем выполнить третью ячейку. Вы также можете выполнять ячейки несколько раз подряд.

Это также обычное поведение при написании блокнота, потому что обычно вы пишете некоторый код в ячейке, выполняете ячейку, а затем изменяете и выполняете ячейку снова и снова, пока не будете удовлетворены результатами этой ячейки. Иногда вам также нужно вернуться к ранее выполненной ячейке, чтобы повторно инициализировать переменную или потому, что вам нужно изменить ранее определенную функцию.

Из-за этого иногда сложно следовать порядку выполнения, что может негативно сказаться на воспроизводимости ноутбука.

В ранее цитированном исследовании [1] было обнаружено, что неоднозначный порядок выполнения является проблемой для многих ноутбуков. 14% проанализированных ноутбуков имеют эту проблему.

Давайте посмотрим на связанный пример, демонстрирующий дополнительную проблему. Ниже вы можете увидеть 4 ячейки.

Сначала вы выполняете первую ячейку, чтобы определить функцию f. Затем вы выполняете вторую ячейку, после чего переменная a будет иметь значение 6. Далее вы редактируете третью ячейку, но решаете немного изменить код функции ф . Вместо увеличения переменной x на единицу функция должна увеличить x на два. После того, как вы изменили функцию, вы снова выполняете первую ячейку, чтобы ваши изменения вступили в силу, а затем вы выполняете третью ячейку. Переменная b получит значение 7. Следующие ячейки работают с этими двумя переменными.

Если вы поделитесь этой записной книжкой с другими людьми, эти люди не смогут воспроизвести ваши результаты, потому что они видят только версию f , который увеличивает переменную x на два. Если эти люди выполнят блокнот шаг за шагом, переменные a и b будут иметь значение 7 вместо 6 и 7 соответственно.

Отсутствует модульность

В [1] было обнаружено, что

• только 10% проанализированных блокнотов имели локальный импорт (т.
• менее 9% ноутбуков определяют классы

Эти результаты показывают, что модульность не часто используется для ноутбуков Jupyter. Это интересно, поскольку модульность — хорошо зарекомендовавшая себя модель разработки программного обеспечения со многими преимуществами. Это помогает

• сократить код (например, меньше копировать и вставлять)
• разделить сложный код на более мелкие части, которые легче понять
• создать код, который можно легче протестировать в меньшем использовании памяти (локальные переменные освобождаются чаще, поскольку они существуют только в своей локальной области)

Однако неиспользование модуляризации может иметь много причин. Например, блокноты без функций могут быть достаточно простыми, чтобы эта абстракция не требовалась. Блокнот также может не использовать модули, потому что автор хочет упростить распространение блокнота. Это проще, если нужно распространять только один файл вместо нескольких файлов, что было бы в случае перемещения кода в модули.

Пропущенные тесты

В разработке программного обеспечения тестирование является обычной практикой. Существуют различные стратегии тестирования, такие как интеграционное тестирование, регрессионное тестирование или модульное тестирование. Вы можете найти хороший обзор различных подходов в Википедии. Например, модульные тесты — это автоматические тесты, которые проверяют небольшие части программного обеспечения, обычно одну функцию.

Существуют различные среды для написания модульных тестов. Для Python модуль unittest хорошо зарекомендовал себя и прост в использовании. Согласно [1], только несколько ноутбуков (менее 2%) импортируют хорошо известные тестовые модули, что может указывать на то, что тестирование широко не используется.

Несмотря на то, что отсутствие тестов является антипаттерном в разработке программного обеспечения в целом, это может быть разумным для большинства ноутбуков. Многие ноутбуки используются для анализа и исследования данных, чтобы проверить гипотезу или в образовательных целях, чтобы что-то продемонстрировать. Написание тестов для этих приложений часто не имеет особого смысла из-за отсутствия достоверности в случае задач анализа и исследования или из-за того, что демонстрация дает ожидаемые результаты.

Отсутствующие зависимости

Блокноты Jupyter обычно полагаются на различные библиотеки и пакеты. В Python эти зависимости импортируются с помощью ключевого слова import . Версия не указывается для импорта, поэтому невозможно определить требуемую версию пакета, просто взглянув на его импорт. Однако, если версии зависимостей нигде не задокументированы и если нет простого способа установить все необходимые зависимости, у людей могут возникнуть проблемы с запуском записной книжки, поскольку они, вероятно, не смогут настроить требуемую среду, в которой записная книжка бежит.

Кроме того, зависимости не нужно импортировать в начале записной книжки. Вместо этого зависимости можно импортировать везде. Поэтому может быть сложно определить все необходимые зависимости, просто взглянув на начало записной книжки. Вместо этого вам придется сканировать весь код.

И, наконец, имя импорта может отличаться от имени пакета, который необходимо установить. Например, для анализа файлов YAML широко используется PyYAML. Этот пакет можно установить через pip install pyyaml ​​ . Однако для использования этого пакета необходимо импортировать yaml .

Согласно [1] многие ноутбуки не объявляют зависимости модулей.

Недоступность данных

Для работы многих ноутбуков необходимы данные. Например, для блокнотов по машинному обучению обычно требуется набор данных, который используется для обучения. Набор проверки используется для определения производительности модели на неизвестных данных. Если эти данные не распространяются вместе с записной книжкой и не существуют, результаты записной книжки не могут быть воспроизведены.

Согласно [1] недоступность данных является частой причиной ошибок при выполнении записных книжек и были выявлены две основные причины. Либо данные просто не существуют, либо в случае, если данные распространяются вместе с блокнотом, для доступа к данным используются абсолютные пути.

Ограниченная воспроизводимость

Основной идеей Jupyter Notebooks является воспроизводимость результатов. Эта идея — одна из причин, по которой блокноты приобретают такую ​​популярность в научном сообществе. Здесь важна воспроизводимость, потому что чем проще воспроизвести результаты, тем больше вероятность того, что результаты дадут новые идеи, поскольку другие могут повторно использовать и развивать вашу работу.

Однако согласно [1] многие из проанализированных блокнотов на GitHub не могут быть воспроизведены. Результаты показывают, что только от 22% до 26% записных книжек могут быть успешно выполнены и что даже только от 4,9% до 15% записных книжек дали те же результаты.

Существует три основных причины невоспроизводимых блокнотов, которые мы уже обсуждали:

• отсутствующие зависимости
• неупорядоченное выполнение (и, как следствие, скрытые состояния)
• недоступность данных

Чтобы сделать блокноты простыми для понимания, обслуживания и многократного использования, а также повысить вероятность воспроизведения результатов из блокнота, могут оказаться очень полезными следующие рекомендации:

• Используйте для своих блокнотов выразительные имена, ваша записная книжка делает и использует только те символы, которые включены в руководство по полностью переносимым именам файлов POSIX.
• Избегайте двусмысленных приказов на выполнение. Чтобы убедиться, что ваша записная книжка воспроизводима и создает ожидаемые результаты, перезапустите ядро ​​и выполните все ячейки записной книжки перед тем, как предоставить общий доступ к своей записной книжке.
• Используйте модуляризацию (т. е. модули, функции, классы), если это целесообразно.
• Используйте тестовые фреймворки для проверки вашего кода, если это целесообразно.
• Убедитесь, что все данные, используемые в записной книжке, распространяются вместе с записной книжкой (или, по крайней мере, могут быть загружены) и что вы используете относительные пути для доступа к данным.
• Создайте файл requirements.txt, чтобы закрепить версии всех используемых зависимостей и импортировать все зависимости в начале записной книжки.
• Раздайте блокнот с его выводами. Это упрощает воспроизведение результатов, поскольку каждый, кто запускает блокнот, может убедиться, что результаты совпадают.
• Не переопределять переменные.

Записные книжки Jupyter легко писать, но различные исследования показали, что создавать воспроизводимые записные книжки сложно. Однако, если вы будете следовать некоторым общепринятым передовым методам, вероятность того, что ваши записные книжки можно будет воспроизвести, возрастет, а другие смогут использовать вашу замечательную работу. Эти лучшие практики также помогли мне писать хорошие блокноты. С моей точки зрения, наиболее важными являются избегание двусмысленных порядков выполнения, предоставление списка используемых зависимостей с их версиями и обеспечение легкого доступа к данным, которые используются в блокноте.

[1] Pimentel, João Felipe, et al. «Понимание и улучшение качества и воспроизводимости ноутбуков Jupyter». Эмпирическая разработка программного обеспечения 26.4 (2021): 1–55.

Рекомендации по Jupyter Notebook. Зарядите свои ноутбуки Jupyter Noteeboks… | by Burak Karakan

Photo by Marc Tunis on Unsplash

Когда речь идет о решениях для науки о данных, всегда требуется быстрое прототипирование. Будь то сложный алгоритм распознавания лиц или простая регрессионная модель, наличие модели, позволяющей легко тестировать и проверять идеи, невероятно ценно.

Многие задачи по обработке данных требуют специально разработанных решений из-за характера проблемы. Это означает, что специалистам по данным, работающим над этими проблемами, в конечном итоге придется импровизировать по этой проблеме, а это означает, что не нужно ждать , чтобы вычислить какой-то дополнительный столбец функций в наборе данных каждый раз, когда вы выполняете свой скрипт, становится решающим выигрышем в терминах. производительности. Поскольку это давняя проблема в кругах программистов, сообщество фактически разработало решение этой проблемы: войдите в Project Jupyter.

Источник: Project Jupyter

Jupyter, выросший из проекта IPython, представляет собой интерактивную среду программирования, которая в основном ориентирована на науку о данных и научное программирование. Несмотря на то, что Project Jupyter включает в себя множество компонентов, очень полезных в определенных ситуациях, самым известным компонентом Jupyter являются ноутбуки. Jupyter Notebook — это веб-приложение с открытым исходным кодом, которое позволяет комбинировать код с текстом, визуализацией, уравнениями и анализом . Он оказался полезным в различных случаях, например, при обмене результатами анализа данных со встроенными интерактивными гаджетами или при создании руководств по различным сложным темам.

Благодаря простому интерфейсу ноутбуки являются прекрасной отправной точкой для развития многих сложных проектов. Записная книжка по существу состоит из ячеек, которые называются «входными», и каждой входной ячейке в записной книжке соответствует ячейка, называемая «выходной». На следующем изображении показано, как это выглядит в очень простой форме:

Очень простая ячейка Jupyter Notebook.

Быстрое изучение данных

Одно из наиболее важных преимуществ Jupyter Notebooks заключается в том, что в ноутбуках используется технология «ячейка за ячейкой», что означает разделение всех возможных логических шагов позволяет исследовать имеющиеся данные очень интерактивным образом:

• Каждая маленькая ячейка может быть удалена или изменена без какого-либо влияния на остальную часть анализа.
• Любое изменение в ячейке может быть отменено , что позволяет двигаться уверенно быстро, не слишком задумываясь о последствиях кода.
• Любой ввод и вывод определенной ячейки хорошо виден из предыдущих шагов и может быть легко отображен перед началом изучения данных.

Благодаря этим преимуществам невероятно просто сфокусировать лазер на определенной части анализа, не прибегая к внешнему воздействию или согласованию ввода-вывода.

Кэширование данных

Поскольку каждая из ячеек отвечает исключительно за себя, это позволяет автоматически сохранять данные ячеек для дальнейшего использования без необходимости запуска всего сценария для достижения определенной точки.

Представьте, что вы выполняете медленный вызов API к внешней службе, затем выполняете ряд операций по очистке данных, прежде чем сможете начать работу с данными; вы можете вытащить данные в Ячейка 3 , работайте над этим, пока не выполните полную очистку данных в Ячейке 4 без повторной загрузки данных из API, и по-прежнему сможете обращаться к очищенным данным из Ячейки 18. , возможность использовать этот очень сильно повышает производительность , так что как только вы к нему привыкнете, вы начнете искать его повсюду.

Саможивущие документы

Блокноты Jupyter Notebook — это, по сути, HTML-страницы ; это означает, что в общем случае, когда вам нужно поделиться результатами своей работы, результирующий файл Блокнота анализа может быть просто отображается в HTML-файл , и, как только у вас есть файл, вы можете либо поделиться им с получателями напрямую, либо вы можете просто передать файл через удаленный хост, не нужно настраивать Python или любую среду программирования на удаленном хосте. .

Различные параметры экспорта Jupyter Notebooks

Помимо формата HTML, Jupyter Notebooks можно экспортировать во многие другие форматы, такие как AsciiDoc, LaTeX или Markdown.

Встроенная документация

Одной из очень простых, но эффективных функций Jupyter Notebook является его простое всплывающее окно документации . Когда у вас есть функция и вы открываете скобки, нажатие Shift + Tab просто открывает всплывающее окно, в котором отображается документация по функции.

Всплывающая документация Jupyter Notebook

Как и любой другой инструмент, Jupyter Notebook также содержит передовые методы, которые упрощают жизнь исследователя данных и позволяют без проблем работать над сложными проектами. Как всегда, это не жесткие правила, которые могут меняться в зависимости от проекта; они там, чтобы дать руководство с предыдущим опытом.

Использовать системы контроля версий

Это может быть очень простой и эффективной практикой для обычного жизненного цикла разработки программного обеспечения; тем не менее, похоже, что системы управления версиями, такие как Git, все еще мало распространены среди специалистов по обработке и анализу данных, и это может быть одним из очень мало висящих плодов, который определенно даст повышение производительности . Системы управления версиями:

• позволяют вам путешествовать во времени между разными версиями кода
• позволяют изменять материал не боясь потерять код
• позволяют просматривать проектов с коллегами
• отслеживать изменения своевременно владеть

Благодаря всем этим преимуществам системы контроля версий являются одним из основных элементов программного обеспечения проекты разработки, и их также следует использовать при разработке анализов Jupyter Notebook.

Попробуйте использовать новые переменные

Блокноты Jupyter позволяют работать с данными в поячейковой структуре, что означает, что вы можете использовать переменные, определенные в предыдущей ячейке и строится поверх этих значений , но нужно быть осторожным, чтобы не перезаписать эту переменную. Эта передовая практика в основном зависит от решаемой проблемы и может быть неприменима для работы с большими наборами данных, которые не помещаются в память несколько раз, но в целом это хорошая практика.

Попробуйте загрузить CSV-файл с удаленного сервера с вашего ноутбука и сохранить его в переменной с именем data_csv . На этом этапе вы хотите внести некоторые изменения в эти данные и изменить их структуру, чтобы они были более информативными.0027 подходит для вашего анализа . Есть два способа сделать это: вы можете преобразовать данные и снова сохранить все в переменной data_csv , или вы можете запустить все свои преобразования в другой переменной, например formatted_data .

Преимуществом первого будет более эффективное использование памяти , и поскольку вам, вероятно, понадобятся отформатированные данные, а не необработанные данные CSV в дальнейшем анализе; однако у этого подхода есть важный недостаток: каждый раз, когда вы делаете ошибку и вам нужно сбросить данные, вам нужно повторно загрузить CSV и выполнить все шаги снова, пока не дойдете до текущей точки в блокноте. Из-за этого ограничения, если бы вы следовали второму подходу, вы бы только сбрасывали присваивание вашей переменной formatted_data , и все было бы хорошо; не нужно снова загружать CSV, не нужно запускать все ячейки с нуля.

Изучите сочетания клавиш

Изучение своего инструмента всегда имеет большое значение в любой дисциплине, и наука о данных ничем не отличается. Помимо знания общих возможностей Jupyter Notebooks, также очень полезно знать о сочетания клавиш и чем больше вы знаете, тем быстрее вы получите при работе с ноутбуками.

Чтобы увидеть сочетания клавиш, используйте пункт меню Help > Keyboard Shortcuts , который откроет всплывающее окно, отображающее сочетания клавиш. В дополнение к этому, вы также можете изменить сочетания клавиш через пункт меню Help > Edit Keyboard Shortcuts .

Пример из всплывающего окна сочетаний клавиш

Документируйте свой анализ

Блокноты должны быть интерактивной средой, где вы можете комбинировать код с простым текстом. Ячейки тетради позволяют вам также напишите уценку , что позволит вам написать всю необходимую документацию, которая затем будет отображаться в удобном текстовом формате. При написании документации следует логической иерархии , поддерживаемой соответствующими заголовками , пояснениями, а также кодовыми блоками и примерами.

Перед рендерингом вот как вы пишете уценку в ячейке.

Режим уценки ячейки можно включить, выбрав параметр Markdown в ячейке > Тип ячейки 9. 0052 меню.

А вот так это выглядит при выполнении ячейки.

Документирование анализа позволит легко следить за ним, а также предоставлять дальнейшие указания по модификациям.

JupyterLab вместо обычных ноутбуков

JupyterLab — это веб-интерфейс нового поколения для Jupyter. Помимо ноутбуков, он также поддерживает различные типы файлов, текстовые редакторы, терминалы и другие пользовательские программы просмотра. Думайте об этом как о среде ноутбука на стероидах, у него есть файловый менеджер, он позволяет вам разбивать вашу работу на вкладки и запускать дальнейший анализ и выполнение прямо из вашего браузера, не выходя из ноутбука.

Чтобы запустить Jupyter Lab, просто запустите jupyter lab в своем терминале, что запустит интерфейс Lab.

Сохраняйте блокнот простым

Несмотря на то, что сами блокноты предназначены для полного анализа, целесообразно продолжать использовать общие методы разработки программного обеспечения, особенно в отношении управления сложностью. Анализ по определенной теме может быть довольно сложным, включая различные операции выборки данных, манипуляции, очистку и визуализацию; однако важно содержать блокнот в чистоте и порядке. Блокноты поощряют исследование, но любой серьезный анализ и модель должны быть должным образом протестированы и организованы. Есть несколько советов, которым можно следовать:

• Организуйте свой код с помощью модулей Python . В идеале записные книжки не должны содержать сложной логики, и им должно быть легко следовать. Вместо того, чтобы хранить весь код в записной книжке, извлеките его в модули и используйте эти модули из своей записной книжки.
• Написание тестов. Написание тестов — непростая привычка, но как только вы освоитесь, вы заметите, насколько это улучшает качество работы . Вам не обязательно начинать с тестов, но как только у вас появится стабильная функция или модуль, написание простого теста, покрывающего поведение, будет иметь большое значение, и это позволит использовать функциональность в будущем, в том числе будет жить с моделью.
• Удалить мертвый код. Этот мертвый код может быть забыт вывести оператора, закомментированную версию старой модели или неиспользуемый цикл; независимо от того, что это такое, удалите код, если он больше не актуален. Каждая строка кода в записной книжке требует умственной работы для специалиста по обработке и анализу данных
  . Это означает, что чем меньше кода, тем меньше умственная нагрузка у вас будет.
• Используйте общепринятые стандарты кодирования, такие как PEP8 . Наличие стандарта позволит вам легко перемещаться между различными вашими проектами, а также уменьшит когнитивную нагрузку, связанную с попытками решить, какой стиль использовать здесь и там.

Несмотря на то, что приведенные здесь предложения достаточно общие, чтобы их можно было реализовать во многих проектах, ваш собственный способ работы также будет влиять на эти методы; некоторые из них могут быть вам полезны, а некоторые могут замедлить работу.