Jupyter

Jupyter（ˈ）是一個非營利組織，旨在「為數十種程式語言的交互式計算開發開源軟體，開放標準和服務」。2014年由Fernando Pérez從IPython中衍生出來，Jupyter支持幾十種語言的執行環境。Jupyter項目開發並支持交互式計算產品Jupyter Notebook（文件格式是.ipynb文件）、JupyterHub和JupyterLab。

## 歷史

2014年，Fernando Pérez宣布從IPython中衍生出一個名為Jupyter的項目。IPython繼續以Python shell和Jupyter內核的形式存在，而IPython Notebook和其他與語言無關的部分移到了Jupyter名下。它支持幾十種語言的執行環境（也就是內核），這些語言包括Julia、R、Haskell、Ruby，當然還有Python（通過IPython內核）。

## 產品理念

Jupyter項目的經營理念是通過開發開源軟體，支持所有程式語言之間的交互式數據科學和科學計算。根據Jupyter項目網站所言，「Jupyter將永遠是100%的開源軟體，所有人都可以免費使用，並在修改後的BSD許可的自由條款下發布。」

## 產品

### Jupyter Notebook

Jupyter Notebook（前身是IPython Notebook）是一個基於Web的交互式計算環境，用於創建Jupyter Notebook文檔。Jupyter Notebook文檔是一個JSON文檔，包含一個有序的輸入/輸出單元格列表，這些單元格可以包含代碼、文本（使用Markdown語言）、數學、圖表和富媒體 (Rich media)，通常以「.ipynb」結尾附檔名。

Jupyter Notebook文檔可以通過Web界面中的「Download As」，通過nbconvert庫或shell中的「jupyter nbconvert」命令行界面，轉換為許多的開源標準輸出格式（HTML、演示投影片、LaTeX、PDF、reStructuredText、Markdown、Python)。

為了簡化Jupyter Notebook文檔在Web上的視覺化，nbconvert庫是通過nbviewer提供的一項服務，它可以獲取任何公開可用的Notebook文檔的URL，將其動態轉換為 HTML 並顯示給使用者。

Jupyter Notebook提供了一個基於瀏覽器的REPL，它建立在一些流行的開源庫之上:

- IPython
- ØMQ
- Tornado（Web伺服器）
- jQuery
- Bootstrap（前端框架）
- MathJax

Jupyter Notebook允許使用多種語言進行編程。在2.3版本（2014年10月）中，有49個與Jupyter兼容的內核，可以用於許多程式語言，包括Python、R、Julia和Haskell。

IPython在0.12版本（2011年12月）中添加了Notebook界面，2015年更名為Jupyter Notebook（IPython 4.0 - Jupyter 1.0）。Jupyter Notebook類似於Maple、Mathematica和SageMath等程序的筆記本界面，SageMath是一種計算界面風格，起源於Mathematica在20世紀80年代。據《大西洋》雜誌報導，在2018年初，使用者對Jupyter的興趣超過了Mathematica Notebook界面的流行程度。

### Jupyter Kernels

Jupyter Kernel是一個負責處理各種類型的請求（代碼執行、代碼補全、檢查）和提供回復的程序。內核通過網路使用ØMQ與Jupyter的其他組件通訊，因此可以在相同的或遠程的機器上。與許多其他類似於Notebook的接口不同，在Jupyter中，內核並不知道它們被附加到特定的文檔，並且可以同時從多個客戶端連接到它們。通常，內核是實現的，允許執行一種語言，但有幾個例外。

Jupyter附帶IPython作為默認內核，並通過ipykernel包裝器提供引用實現。許多語言都有各種品質和特性的內核。

### JupyterHub

JupyterHub 是一個用於Jupyter Notebook的多用戶伺服器。它通過生成、管理和代理許多單一的Jupyter Notebook伺服器來支持許多用戶。

### JupyterHub API

JupyterHub 向外暴露了以 REST 風格的 API 供開發者們使用，可參閱：

它包攬了一系列對 Jupyter 的操作，諸如生成使用者環境，配置環境等。

### JupyterLab

JupyterLab是Jupyter項目的下一代使用者界面。它在一個靈活且強大的使用者界面中提供了經典的Jupyter Notebook（筆記本、終端、文本編輯器、文件瀏覽器、豐富輸出 (Rich Text) 等）所有熟悉的構建模塊。第一個穩定版本於2018年2月20日發布。

## 行業應用

Jupyter Notebook已經成為雲計算的一個流行的使用者界面，主要的雲提供商已經採用了Jupyter Notebook或其衍生工具作為雲使用者的前端界面。例如亞馬遜的SageMaker Notebook、Google的Colaboratory以及微軟的Azure Notebooks

### Collaboratory

Collaboratory（也稱為Colab）是一個免費的Jupyter Notebook環境，它在雲中運行，並將筆記本存儲在Google雲端硬碟上。Collaboratory最初是Jupyter項目的一部分，但最終被Google接管。截止到2018年9月，Collaboratory只支持Python 2和Python 3內核，不支持其他Jupyter內核，比如Julia和R。

## 媒體報導

- 2016年2月11日，LIGO宣布首次觀測引力波。這次發布了原始的科學數據以及包含Python代碼的Jupyter Notebook文件，用於處理數據並從發現論文中複製數據。
- 2018年4月5日，《大西洋》雜誌發表了一篇名為《科學論文過時了》的文章，討論了Jupyter Notebook和Mathematica Notebook在未來科學出版中的作用。這篇文章引起了包括經濟學家保羅·羅默在內的著名科學家和學者的回應。

## 資助和獎勵

- 2012年，Fernando Pérez因其在IPython（Jupyter項目的前身）上的工作而獲得自由軟體基金會的自由軟體進步獎。
- 2013年，IPython團隊獲得了艾爾弗·斯隆基金會115萬美元的資助，該基金會資助了導致Jupyter項目誕生的早期工作。
- 2015年，Jupyter項目被資助來自Leona M.和Harry B. Helmsley慈善信託基金，Gordon和Betty Moore基金會以及艾爾弗·斯隆基金會的聯合600萬美元，資助工作導致的擴展功能核心Jupyter工具，以及JupyterLab的創建。
- 2018年5月2日，Jupyter項目指導委員會榮獲2017年ACM軟體系統獎，這是一個年度獎項，它表彰「對技術概念和商業接受度方面產生了持久影響的軟體系統」的個人或組織。

## Jupyter

### Online

- Binder
- Colaboratory
- Azure Notebooks

### Windows

- Jupyter Portable
- Anaconda (Python發行版)

### Mac

- Anaconda (Python發行版)

### Linux

- Jupyter Lab
- Anaconda (Python發行版)

## 另請參閱

- GNU Octave
- IPython
- RStudio
- SageMath
- Scilab
- Spyder
- Wolfram Mathematica

## 基本資料

- 日語原文：Project Jupyter
- 成立時間：2015年
- 類型：非營利組織
- 目標：旨在透過所有程式語言完成資料科學的交換與計算
- 服務地區：全球
- 語言：英文