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Python & Jupyterでデータ解析入門 (NIKKEI Linux 連載)の試行

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"NIKKEI Linux" を書店で立ち読みする機会が多い。その時に"Python & Jupyter でデータ解析入門" (グーグル 中井 悦司) に興味を引かれていた。正月に 2017年2月号を購入して読んだところ 、Jupyter の環境の整え方について次のように書いてあるので躊躇した。

 Jupyterの利用環境を整備する方法については、第1回の記事を参考にしてください。今回のプログラムを実行するには、Dockerコンテイナーを用いて用意した環境が必要となります。

ところで、自分の Mac には Anaconda を使ってJupyter をインストールしてあるので実行してみた。

  • Anaconda Navigator から Jupyter を起動できる。
  • scikit-learn パッケージを次のコマンドでインストールできる。
    $ conda install scikit-learn
  • ノートブックにプロットを表示させるには、ノートブックの最初のセルに次のコマンドを書けばよい。
    %matplotlib inline

6回の連載を試行するための工夫

2016年9月号 "第1回 Jupyterと Python プログラッミングの基礎" から始まって 2017年2月号 第6回 データ分析と統計解析の基礎"までの計6回の連載になっている。

バックナンバーを購入するためアマゾンで kinndle版を調べたところ、 9月号、10月号、11月号、12月号が kindle unlimited になっていた。kindle unlimited に登録をしているので 0円でダウンロードできた。

記事に載っているノートブックの文字が小さいが Fire HD 10インチを使っているので拡大して読むことができた。

連載記事を実行するには、kindle unlimited と Fire HD 10 の効果も大きいと感じた。

メモ

第1回 Jupyterと Python プログラッミングの基礎、2016年 9月号

第2回 グラフを用いたデータの可視化、2016年 10月号

第3回 乱数シミュレーションで学ぶ確率論、2016年 11月号

第4回 物理シミュレーションを動画で体験、2016年 12月号

第5回 数値計算による数学の直感的理解、2017年 1月号

  • アニメーションが表示される。
  • パッケージ内の関数のヘルプや例題を見る方法の説明があると良いのだが。

第6回 データ分析と統計解析の基礎、2017年 2月号

  • pandasパッケージが提供するデータフレームを使用する。
  • 機械学習ライブラリーの scikitt-learnパッケージが提供する 「ロジスティクス回帰」を使用する。
    scikitt-learnパッケージについては学習すべきことが多い。
  • 関係式の精度を確認するため、クロスバリデーションの処理を使っている。

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太陽光発電の出力のグラフ: 12月 ( 2016/12/01 - 2017/01/03 ) | sys2 + sys4

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12月の発電データ

12月20日までは system 2 の出力データであり、天気の良い日の発電量は約1kWh になっている。12月21日の午後に system 4 を追加した。その後の天気の良い日の発電量は約2kWh になっている。

 

まとめ

  • 順調に動いているようだ。

System 4 arch のシステム

  • 太陽光発電パネル(83W) の4枚から構成されている。 鈴木一郎氏からシステムを購入した。
  • 架台は単管パイプで組み立てた。パネルの角度を変えられるようになっている。
  • 松岡 顕氏の facebook のタイムラインに載っている写真を参考にさせていただいた。
 

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太陽光発電のバッテリー電圧と電力出力のグラフ | sys-3-UPS 2016/12/08-2017/01/03

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期間 10/17-11/02 のバッテリー電圧と 100V 出力のモニター | 4時間放電

  • 10月24日は充電を目的に放電を中止した。
  • 10月29日から11月1日の期間は充電を目的に放電を行っていない。
まとめと今後の計画
  • 深夜のバッテリー電圧を23V以上に保つことはできた。
  • 深夜のバッテリー電圧を24V以上に保つために放電を止めて注視する必要がある。これは システム sys-1 の状況と異なる状況である。
  • 17時から21時までの 4時間の 100V 出力をした状態で引き続き様子を見ることにする。

放電と充電の方針

  • 深夜のバッテリ電圧が 24V を超えている場合に放電を行う。
  • 24V 以下の場合には放電を止め充電を優先する。

期間 11/02-11/30 のバッテリー電圧モニター

  • 深夜のバッテリー電圧が 24V 以上にならないので、11月21日日から放電を止めて電圧の様子を見ることにした。
  • 設定の手違いから出力電力のデータをとることができなかった。
まとめ
  • 11月21日から放電を止めたので深夜の電圧は上昇し始めた。
  • 11月22日から24日までは 24V になっている。
  • 11月25日以降は昼の電圧が高くなり深夜の電圧も徐々に上昇している。22日から24日の期間の様相と違う。
  • バッテリーを納入してくださった鈴木さんに問い合わせることにする。

期間 12/01-12/07 のバッテリー電圧モニター

  • 12月2日から4日の期間は、18-22時の4時間の放電。
  • 12月5日から6日の期間は、18-21時の3時間の放電。

期間 12/08-01/03 のバッテリー電圧モニター

  • 12月21日までのシステムの構成は、2直3パラ接続。
  • 12月22日からパネルを追加して 2直4パラ接続の構成にした。
まとめ
  • パネルを追加して 2直4パラ接続の構成にしたが明瞭な効果が見えない。今後注視していくことにする。

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太陽光発電のバッテリー電圧と電力出力のグラフ: 2016/12/01-2017/01/03

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期間 11/01-11/30 のバッテリー電圧のモニター | 4時間出力

  • 10月21日に不具合のバッテリーの交換した。
  • 昼の10時から14時の 4時間放電をしている。
  • バッテリーの充電と放電による電圧の変化が異なる様相を示している。
  • 設定設定の手違いで電力計のデータが計測計測できなかった。

まとめ

  • 順調な状態と判断できる。

期間 12/01-01/03 のバッテリー電圧のモニター | 3時間出力

  • 12月1日から5日は昼の10時から14時の4時間放電。
  • 12月6日以降は昼の10時から13時の3時間放電に変更。
  • グリッドタイインバーター(GTI) 200W 1台で放電した場合の出力は140Whになっている。2台のGTI で放電した場合 280Wh になっている。約230Wh の値は途中から2台にした場合に対応している。

まとめ

  • 順調な状態と判断できる。

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iPad Pro から Programming Lab を利用する方法 | "Wolfran Cloud アプリ" から利用すれば解決 - 12月2016

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iPad Pro の ウェブブラウザーから Programming Lab を利用しようと試みたがノートブックを利用できない。Wolfram Technical Support に問い合わせたところ対応していないとの返事だった。其の代わり Wolfram Cloud からの利用を薦められた。

Wolfram Technical Support より次のメールを頂いた。

Thank you for contacting Wolfram Technical Support.

 I am assuming you are using a browser on your iPad Pro to access our
Programming Lab? If so, we suggest you using the Cloud app to access our Cloud products on iOS devices:

https://itunes.apple.com/us/app/wolfram-cloud/id978701305?mt=8

The Wolfram Cloud is not optimized for mobile browsers. Please email us a
 screenshot if that's not the issue you are experiencing. 

Updated: Dec 05, 2016 Version: 1.2.1 になっていた。早速インストールしたところ劇的に使いやすくなっていた。

まとめ

"Wolfran Cloud アプリ" から Programming Lab を利用すればよい。

その後

  • アップデート 2017/02/14 version: 1.2.2
  • 使い易くなった。

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Sudoku-3603-hard, the guardian, 26 Nov, 2016 - 数独を Mathematica で解く

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Sudoku 3603 hard, the guardian, Sat 26 Nov 2016Mathematica で解いた。

SUDOKUWiKI.ORG を参考にした。解き方の定石が書いてあります。

The Logic of Sudoku

Sudoku 3603 hard

候補

Step by step の解答

このパズルは NakedSingle (裸のシングル)、Hidden Single (隠れたシングル)を使って答えが求まる。

この表の1番目の手順が意味することは Hidden Single Row を探した結果、2行6列に 2を、4行8列に 4を、5行4列に 6 を、6行8列に 8 を、8行3列に 6 を入れる。以下同様にして 計22回の手順を経て完成に至る。

 

解答のアニメーション

プラスをクリックして数字を増やすと各ステップの答えがわかります。答えになる理由を調べたいとき why をクリックすると分かります。

「Get the Wolfram CDF Player 」が表示される場合は、 CDF プラグインがサポートされていないことを意味します。興味のある人は Wolfram CDF をブログに載せる を見てください。

CloudCDF を使っての表示

"Get the Wolfram CDF Player" が表示された場合、次をクリックするとアニメーションを見ることができる。

[ テスト-1 ]  図中の kk の右にある四角をクリックするとポップアップメニューが現れ手順の数が表示される。それを選択して手順を進める。

[ テスト-2:  Button ]  + をクリックすれば次の手順に行くことができる。1回目のクリックでは kkk = 1 , i = 0 になり図は変化しない。2回目のクリックで kkk = 2 , i = 1 になり図が変化する。これを繰り返して手順を進める。

[ テスト-4:  Animator ]  + をクリックすれば次の手順に行くことができる。1回目のクリックでは  i = 0 になり図は変化しない。2回目のクリックで  i = 1 になり図が変化する。これを繰り返して手順を進める。

備考:

今回は、最新版の Mathematica 11.0 を使った。Wolfram Cloud で Manipulate に インクレメントボタン+ を使えるようになった。改善が進んでいることを確認した。

Wolfram Cloud 環境が整備され Manipulate の不具合が劇的にが改善された。

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