GoogleColab

GoogleColabとは

Google Colabは、Googleのクラウド上でPythonを実行できる環境です。

事前にGoogleアカウントが必要です。

警告

Google ColabはGoogleアカウントを用いて行います。個人情報の管理にはご注意ください。 また、Google Driveを利用するため、Google Colab上からの編集を許可した場合、使用方法を誤ると既存のファイルを削除してしまう可能性もあります。 もし不安であれば、授業用に新しいアカウントを作成することを勧めます。 Google Colabの利用で生じるソフトウェアやファイルの障害などについては、当授業では一切責任を負いかねます。

GoogleColabの使い方

https://colab.research.google.comから入ります。

右上の「ログイン」からGoogleアカウントでログインしてください。

その後、左上の「ファイル」→「ノートブックを新規作成」をクリックしてください。 すると、以下のような入力部分ができます。これをここではセルと呼びます。

../../_images/gcol1.PNG

左側の「▶️マーク」の右側が入力部分です。 ここにPythonのコードを入れていきます。 実行するのは、そのセルにおいて、Shift-Enter (シフトを押しながらリターンキーを押す)です。 もしくは、「▶️マーク」ボタンを押します。

まずは、NumpyおよびMatplotlibを使いたいので、それらをimportします。

import numpy as np
import matplotlib.pyplot as plt

を最初のセルに入力してください。

Shift-Enterを押し、評価してみます。評価が終わるとその下に新しいセルが出ます。 (「▶️マーク」を押した場合には新しいセルが出ない場合がありますので、そのときは、左上の「+コード」を押すと新しいセルが出ます)

新しいセルに例えば、

x = np.linspace(0, 2*np.pi)

と入れて評価してみます。 これは、0から$2\pi$までを50分割した配列を作成する関数で、それがxに入ります。

詳しい使い方は、Numpyを参考にしてください。

xの中身を表示するには、 次のセルで、

x

とだけ入力して、評価してみてください。 すると、その下にxの中身が表示されます。

以下の図のようになることを確認してください。

../../_images/gcol2.PNG

次に、グラフを作成してみましょう。 $y=\sin x$のグラフを作成してみます。

新しいセルに

y = np.sin(x)
y

と入力し、評価してみます。 2行目にyが単体であるので、yの中身が表示されます。

これだけだと、本当に$\sin x$なのかわからないので、プロットしてみましょう。 グラフ化の詳しい説明は、Matplotlibを参考にしてください。

新しいセルに

plt.plot(x, y)

と入力し、評価します。 すると、その下に$y=\sin x$のグラフが表示されるはずです。

../../_images/gcol3.PNG

ファイルのアップロード

GoogleColab上で行う場合

../../_images/gcol4.PNG

ここでは、アップロードファイルは一時ファイルとして扱われるので、ログアウトもしくはタイムアウトすると消えてしまうことに注意してください。

右図にあるように、画面左端のフォルダマーク(赤で囲んだところ)をクリックし、「アップロード」からファイルをアップロードします。

例えば、以下のようなtest.txtを読み込む場合を考えます。

1.0  2.0
2.0  4.0
3.0  6.0
4.0  8.0

以下からダウンロードできます(右クリックでリンク先を保存)。

test.txt

これをGoogle Colabにアップロードしてみてください。

アップロードすると、ファイルリストの中にtest.txtが現れるはずです。

その上で、以下のコマンドをセルに入力して実行してみましょう。

data = np.loadtxt('test.txt')
data

すると、下にアップロードしたデータが出るはずです。 これにより、test.txtの中身がdataという配列に入ったことがわかります。

次に、データを出力してみます。 新しいセルに以下を入力してみましょう。

data2 = data * 2
np.savetxt('output.txt', data2)

その後、先ほど使った左側の「アップロード」ボタンの隣にある「更新」をクリックするとoutput.txtファイルが現れていることがわかります。 以下にその様子を示します。

../../_images/gcol5.PNG

output.txtを右クリックすればファイルをダウンロードできます。 test.txtからすべての要素が2倍されていることを確認してみてください。

GoogleDriveを使う方法

タブレットなどで行っているなど、アップロード・ダウンロードが難しい場合には、Google Drive上のファイルを操作することができます。

上の図にある「ドライブをマウント」からGoogleのアカウントでログインします。

すると、Google Driveの中身が下図のように左側のdrive/My Drive以下に現れます。 ここでは、Google Driveの直下にtest.txtファイルがアップロードされている場合を考えます(Google Driveアップロードの仕方は各自で検索してください)。

そのファイルは下図のように

np.savetxt('drive/My Drive/test.txt')

で読み込みことができます。 出力も同じく、drive/My Drive/***.txtとすればGoogle Drive上に保存されます。

../../_images/gcol6.PNG

プログラムのダウンロード

左上の「ファイル」 → 「.ipynbのダウンロード」からダウンロードしてください。