什麼是Jupyter NoteBook?

Jupyter Notebook 是一個基於 Web 的互動式計算環境，用來建立 Jupyter Notebook 檔案。Jupyter Notebook 檔案是由一個 JSON 檔案所構成，裡面包含了輸入輸出的 Cells(單元格列表)，這些單元格可包含文字檔案(使用 Markdown 格式)、程式碼、數學公式、圖表與多媒體檔案。Jupyter Notebook的檔案以 「.ipynb」為副檔名。

這些筆記本檔案可以透過 nbconvert 函式庫轉換成許多開源標準輸出格式，像是 HTML、PDF、Markdown 等格式)，為了更容易在網頁中呈現，nbconvert 函式可透過 nbviewer 產生一組可公開存取的 URL，將執行結果動態地轉換成網頁內容，讓使用者閱讀。

Jupyter Notebook 支援多種程式語言進行程式設計。如果您要讓系統核心支援其他的程式語言，您需要額外安裝核心程式，相關核心擴充支援，請參考此網址:

https://github.com/jupyter/jupyter/wiki/Jupyter-kernels

安裝 Jupyter NoteBook

為了可以讓 Jupyter Notebook 環境在我們的 Windows 電腦上執行，首先我們要先安裝 Python3 的執行環境，各位可到 Python 官網下載 Python 3 的安裝程式，安裝到系統中。

安裝完 Python 3 後，請開啟命令列，執行下列指令。

更新 Python 套件管理程式 pip

python -m pip install --upgrade pip 

python -m pip install jupyter

pip install jupyter_micropython_kernel

python -m jupyter_micropython_kernel.install

安裝完基本系統與支援 MicroPython的核心後，此時再開啟 Jupyter Notebook 環境。

第一次啟動筆記本需要選擇支援的程式語言，請選擇「MicroPython - USB」。

開啟筆記本檔案，請先輸入「%serialconnect –port=COM6」，%serialconnect 是Jupyter Notebook micropython 核心內建的一個魔術指令，請先確認玩學機在此台電腦的 COM port，我這台玩學機被作業系統識別的 Com port 是 「COM6」。鍵盤按下 Shift-Enter，指令就會執行。此時您可以看到 Jupyter Notebook 環境已與玩學機連線。

在 Jupyter NoteBook 中開發玩學機程式

我們此時可以用前面的例子來驗證是否可在網頁中開發玩學機程式。底下是使用小龜繪圖函式庫畫出三個旋轉的正方形。

wb.cls()
wb.ttreset()
for count2 in range(3):
	for count in range(4):
		wb.ttgo(40)
		wb.ttrot(90)
	wb.ttrot(120)

另外，Jupyter Notebook MicroPython 核心還有內建眾多的魔術指令，底下是我們列出來支援的指令:

%capture [--quiet] [--QUIET] outputfilename
    records output to a file

%comment
    print this into output

%disconnect [--raw]
    disconnects from web/serial connection

%esptool [--port PORT] {erase,esp32,esp8266} [binfile]
    commands for flashing your esp-device

%fetchfile [--binary] [--print] [--load] [--quiet] [--QUIET]
                  sourcefilename [destinationfilename]
    fetch and save a file from the device

%ls [--recurse] [dirname]
    list files on the device

%lsmagic
    list magic commands

%mpy-cross [--set-exe SET_EXE] [pyfile]
    cross-compile a .py file to a .mpy file

%readbytes [--binary]
    does serial.read_all()

%rebootdevice
    reboots device

%sendtofile [--append] [--mkdir] [--binary] [--execute]
                   [--source [SOURCE]] [--quiet] [--QUIET]
                   [destinationfilename]
    send cell contents or file/direcectory to the device

%serialconnect [--raw] [--port PORT] [--baud BAUD] [--verbose]
    connects to a device over USB wire

%socketconnect [--raw] ipnumber portnumber
    connects to a socket of a device over wifi

%suppressendcode
    doesn't send x04 or wait to read after sending the contents of the cell
  (assists for debugging using %writebytes and %readbytes)

%websocketconnect [--raw] [--password PASSWORD] [--verbose]
                         [websocketurl]
    connects to the webREPL websocket of an ESP8266 over wifi
    websocketurl defaults to ws://192.168.4.1:8266 but be sure to be connected

%writebytes [--binary] [--verbose] stringtosend
    does serial.write() of the python quoted string given

%%writefile [--append] [--execute] destinationfilename
    write contents of cell to a file

https://github.com/jupyter/jupyter/wiki/Jupyter-kernels

感謝各位讀者支持，明天我們將會介紹如何用 Arduino IDE 來開發玩學機的程式。