Python，
Google Colaboratory（Python 入門，Google Colaboratory を使用）
URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pf/index.html
金子邦彦

11-1. プログラミング

2

プログラム• コンピュータは，プログラムで動く• プログラムを設計，制作することはクリエイティ
ブである3① さまざまなアプリ• アプリでは，プログラムが動いている

Web ブラウザ
ワープロ（マイクロソフト・ワード）

4

② コンピュータを細かくコントロール

人工知能のプログラム（Python 言語）
ニューラルネットワークを作成している5

③ コンピュータどうしがつながるときもプログラムが必要
プログラム

プログラム

ネットワーク
利用者
コンピュータ

利用者

利用者

サーバ（サービスを提供するITシステム）

プログラム

プログラム

6

プログラミング (programming)• コンピュータは，プログラムで動く• プログラミングは，プログラムを設計，製作すること• 何らかの作業を，コンピュータで実行させるために行う

Python プログラムのソースコード

プログラムの実行結果

7ソースコード (source code)• プログラムを，何らかのプログラミング言語で書いたもの• 「ソフトウエアの設計図」ということも．

•

人間も読み書き，編集できる

import picamera
camera = picamera.PiCamera()camera.capture("1.jpg")
exit()

Raspberry Pi で，カメラを使って撮影し，画像を保存するプログラムのソースコード（Python 言語）

8プログラミングが役に立つ理由• プログラミングは人間の力を増幅し、私たちができることを大幅に広げる• シミュレーション、大量データ処理、AI連携、ITシステム制作など、さまざまな活動で、プログラミングは役立つ• プログラミングはクリエイティブな行為• さまざまな作業を自動化したいとき、問題解決したいときにも役立つ

9

1-2. Python, Google
Colabotarory

10

Python• Python は多くの人々に利用されているプログ
ラミング言語の１つ• 読みやすさ，書きやすさ，幅広い応用範囲が特徴

11

Python 言語の特徴• 簡単
Python は，単純で読みやすい文法． 初心者に学びやすい• 便利

多数の拡張機能を持つ• 豊富な機能を持ち、高度で複雑なプログラムも作成可能• 変数（オブジェクト）• データ型（クラス）• 条件分岐 if• 繰り返し for, while• 関数• オブジェクト指向プログラミング（クラス、スーパークラスとサブクラス、継承）• モジュールとパッケージ• 例外処理12• ファイル入出力、表示Python の主なキーワード• print

表示• type型名（クラス名）の取得• if, else

条件分岐

• for, while

繰り返し

• def

関数定義

• return関数の評価値• class

クラス定義• __init__

オブジェクトの生成（コンストラクタ）• self

クラス定義内で自オブジェクトへアクセス• vars

オブジェクトの属性名と値• super

親クラス（スーパークラス）

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Python プログラムの実行① ソースコードをファイルに保存し，python コマンドで実行

python コマンドで実行．
実行時にファイル名を指定．
ソースコードをファイルに保存• Python のインストール必要
https://www.python.org• Windows では，python コマンドで実行• 終了は exit()

14

Python プログラムの実行② Python コンソールを使用．Python プログラムを入れるたびに結果が得られる（対話的実行と言ったりする）．

実行
結果

実行
結果

python コマンド
• Python のインストール必要
https://www.python.org• Windows では，python コマンドで実行• 終了は exit()

Jupyter QtConsole• インストール必要
https://www.kkaneko.jp/tools/win/tools.html#python• 「jupyter qtconsole」で起動

15

Python プログラムの実行③ Python ソースコードの編集，実行機能を持ったアプリを利用
実行ボタン

編集画面

実行結果

PyScripter の画面

16

Python プログラムの実行（GoogleColaboratory）④ Python のノートブックを使用．Python プログ
ラムを，コードセルの中に入れておく．
※ コードセル内のプログラムは，編集，実行可能．
（編集や実行には Google アカウントが必要）

Python プログラム

Python プログラム

実行結果Python プログラム

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まとめ
Python プログラムの実行にはさまざまな方法がある① ソースコードをファイルに保存し，python コマンドで実行② Python コンソールを使用．Python プログラムを入れるたびに結果が得られる（対話的実行と言ったりする）．
③ Python ソースコードの編集，実行機能を持ったア
プリを利用④ Python のノートブックを使用．Python プログラム
を，コードセルの中に入れておく．コードセル内のプ
ログラムは，編集，実行可能．

18

Google Colaboratory

URL: https://colab.research.google.com/• オンラインで動く• Python のノートブックの機能を持つ• Python や種々の機能がインストール済み• 利用には，Google アカウントが必要

19

Google Colaboratory の主な機能• ノートブックの新規作成，編集，保存，公開（Google Drive との連携による）• 公開により，第三者がノートブックをダウンロードし，編集や実行なども可能• Python プログラム（コードセル内）の編集，実行• 「!pip」や「%cd」などのシステム操作のためのコマンド（コードセル内）の編集，実行• ファイルのアップロード，ダウンロード• ドキュメントの編集（図，リンク，添付ファイルを含めることができる）
20

Google Colaboratory の全体画面
メニュー
メニュー
（目次，検索と置換，変数，ファイル）

コードセル，テキストセルの追加

コードセル，テキストセルの並び

Web ブラウザの画面

21

Google Colaboratory のノートブック
コードセル，テキストセルの２種類• コードセル： Python プログラム，コマンド，実行結果• テキストセル：説明文，図テキストセル
コードセル

テキストセル
コードセル

22

コードセルと，プログラム実行
コードセルで，Python プログラムやコマンドの編集，実行ができる．
実行結果はコードセル内に残る

実行ボタン

2を3へ
編集前

編集後

実行ボタンと実行結果

23

Google Colaboratory でのファイルのアップロード

ドラッグ＆ドロップでアップロードできる

ファイル
ファイルのアップロード

24

Google Colaboratory でうまく実行できない
場合
混雑しているときなどは、実行が止まり、再開しない場合もある【その対処】次で、アクティブなセッションの停止を行い、その後最初から実行をやり直す• メニューで「ランタイム」，「セッションの管理」と操作する．

• アクティブなセッションの一覧が表示されるので，「終了」をクリックして，すべてのアクティブなセッションを終了する．
25

Google Colabotaroy と Google アカウント【Google アカウントでのログインが必要】• ノートブックの新規作成，編集，保存，公開• Python プログラムの編集，実行• システム操作のコマンドの実行• ファイルのアップロード，ダウンロード【Google アカウントでのログインが不要】• 他の人が公開しているノートブックの閲覧のみ

26

Google アカウント• Google アカウントは、Google のオンラインサービス等の利用のときに使うアカウント
ID, パスワード（ID, パスワードは自分で決める）• Google Colaboratory も利用

27

Google アカウントの新規取得
次の①，②の方法などで，Google アカウントの取得ができる① Google Colaboratoryの使用中に「Google へのログインが必要」と表示されたとき「ログイン」，「アカウントを作成」と操作② Google アカウント作成のページを開く• https://accounts.google.com/SignUp

28

Google アカウントの新規取得
次の情報を登録する
氏名自分が希望するメールアドレス＜ユーザー名＞@gmail.com
パスワード，電話番号は
80-1234-5678
90-1234-5670のように入れる（先頭の 0 無し）

電話番号
生年月日，性別29

演習
資料：30 ～ 35
【トピックス】• Google Colaboratory• コードセルの作成• Python プログラムの実行

30

① Google Colaboratory のWebページを開く
https://colab.research.google.com

31

② 「ファイル」で，「ノートブックを新規作成」を選ぶ③ Google アカウントでのログインが求められたときはログインする32

④ コードセルの新規作成
メニューの「+ コード」
をクリック

⑤ コードセルに Python プログラムを入れる
x = 10033

⑥ コードセルの新規作成
メニューの「+ コード」
をクリック

⑦ コードセルに Python プログラムを入れる
if (x > 20):
print("big")
else:
print("small")if (age <= 12) の直後に「:」else の直後に「:」（どちらも，コロン）
字下げ．
（ここでは，半角の空白を 2つ）

34

⑧ コードセルの新規作成
メニューの「+ コード」
をクリック

⑨ コードセルに Python プログラムを入れる
s=0
for i in [1, 2, 3, 4, 5]:

for i in [1, 2, 3, 4, 5] の直後に「:」

s=s+i

字下げ．
（ここでは，半角の空白を 2つ）

print(s)35⑩ コードセルを上から順に実行し，結果を確認
コードセルの実行ボタン
をクリック
コードセルの実行ボタン
をクリック

コードセルの実行ボタンをクリック

36

まとめGoogle Colaboratory ノートブック• テキストセル，コードセルの並び• コードセルは，Python プログラムと実行結果

37