2020年5月20日水曜日

2020コンピュータシステム実践演習1

2020コンピュータシステム実践演習1の内容をここに書いておきます。
リンクは学内者でないと見れないサイトも含まれています。

実習内容「Webシステムと機械学習実行環境の構築実習」
この実験では、Linux(CentOS7)上にWebシステム環境と機械学習実行環境を構築していきます。
WebシステムではLAMPと言われる環境が広く利用されています。LAMP環境を構築して、データの流れをコントロールすることは、データ可視化につながります。
また機械学習実行環境の一つであるJupyter-Notebookを構築して、pythonやRのプログラミングを利用できることで、分析の範囲が広がります。
本実験では、このようなスキルを身に付けて、システム構築やデータ分析の基本を学びましょう。

[1回目の内容]
1-1 AWS Educateの登録
次のAWS登録資料をみて、AWS Educateのアカウントを作成し、ログインできるようにしてください。次回以降、このアカウントを利用してAWSでの実習を行います。またAWSからの返信には数日かかる可能性があります。
[PDFファイル]
https://sistkanri-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/mizuno_shinya_sist_ac_jp/EfuJQhQdrjtKreU-evMWMZwBUU8-QoW2XYXTvGNHKosvKQ?e=J8tjJv
[動画]
https://web.microsoftstream.com/video/4780160d-3d6e-48f5-aa57-69d2ef3c89f6

1-2 サーバ構築環境の実習
機械学習を行う場合、サーバを立てる必要があります。
今回はVirtualboxを利用して自分のPCの中にサーバを構築していきます。
サーバを自由に構築できるスキルを身に付け、研究等の環境を自分で構築できるようにします。
今回はCentOS7を設定して、SSHでの接続を行うところまで実施します。
[資料]
https://mizunolab.sist.ac.jp/2020/04/1-virtualboxcentos7.html
[環境]
仮想化ソフトウェア:Virtualbox6.1 https://www.virtualbox.org/
OS : CentOS-7-x86_64-Minimal-1908.iso 
isoファイルは上記資料のURLを参照して下さい。
サーバ機能:LAMP環境の実装
[レポート提出]
下記のリンクから、課題を行いなさい。
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=Bb0r1yPrmEGObOE4I--qiMAR4zes1HJClm9qevKs6vZURVI3WjZRUU5RUUFDS04zTkFETVBYWDBVTC4u
締め切り期限:次回授業開始時まで


[2回目の内容]
今回の実習では、前回構築したCentOS7のサーバにLAMP環境やJupyter-Notebookの環境を設定していきます。
今後、研究や仕事をする上でWebシステムの基本形であるLAMP環境は技術者として欠かせません。
また、データ解析する環境の一つである、Jupyter-Notebookを自分で構築できることで、データ解析の幅が広がります。
両方ともとても重要な技術ですので、しっかりできるようにしてください。
また、前回作成したAWSアカウントは既に、僕の作成したクラス「MizunoClass2020」に登録をしてあります(課題提出者)
今までVirtualboxの環境でやっていたことを、AWSの環境でもできるようにしましょう。
[2-1]
目的:CentOS7でのLAMP環境の構築とwordpressの構築 (実習時間60分)
説明:最初に資料の最初のリンクを参考にして、CentOS7を利用してのLAMP環境の構築を実施してください。PHP、MySQL、phpMyAdminをインストールして、ユーザなど設定後、次のリンクでwordpressの構築をやってください。
[資料]
https://mizunolab.sist.ac.jp/2020/04/centos7lamp.html
https://mizunolab.sist.ac.jp/2020/05/wordpress.html
[課題2-1]
wordpressにテキスト(学籍番号を必ず入れる)と画像を投稿したサイトのスクリーンショットを提出してください。

[2-2]
目的:Jupyter-Notebookの環境の構築 (実習時間40分)
説明:CentOS7にAnacondaというpython系環境構築ソフトウェアを入れて、anacondaを介してJupyter-Notebookの環境を構築します。Pythonの実行環境だけでなく、Rの実行環境も整えます
[資料]
https://mizunolab.sist.ac.jp/2020/05/jupyter-notebookcentos7.html
[課題2-2]
構築したJupyter-Notebookの環境で、Python環境にて、print('自分の学籍番号')を入れたコードを実行した画面のスクリーンショットを提出しなさい。

[2-3]
目的:Amazon Web Service(AWS) Educateでのサーバ構築 (実習時間40分)
説明:前回申請したAWS Educateのアカウントを利用して、CentOS7上にWebサーバを構築します。実際のクラウド環境でサーバを立ててみます。
[資料]
https://mizunolab.sist.ac.jp/2019/11/aws-educate-2.html
[課題2-3]
実際にAWS上で構築したサーバの「パブリックIP」または「パブリックDNS」を投稿してください。
このサーバは、こちらでの確認があるため、次の授業終了時まで、起動しておいてください。次の授業終了時刻後、各自必ずサーバをTerminateしてください。Terminateしないと料金が発生する可能性があります。

[レポート提出]
下記のリンクから、課題を行いなさい。
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=Bb0r1yPrmEGObOE4I--qiMAR4zes1HJClm9qevKs6vZUOUpJWEUwTVdEMlBCN0YwOEFDOTk1MTJTSS4u
締め切り期限:次回授業開始時まで


[3回目の内容]
目的:作成したJupyter-Notebookの環境を利用して、実際にプログラムを動かしながら、数学の基礎を確認していきます。
今まで学習した数学の知識をプログラムを通して利用することで、数学の活かし方を学びます。
解析環境を必要に応じて構築ができ、プログラムを介して解析ができるまでの流れを身につけてもらいたいです。
今回の数学知識は基本的なものですが、機械学習を実施する時には欠かせない知識ですので覚えておいて下さい。

[3-1]
Jupyter-Notebook上での情報数学入門(ベクトル、行列、連立方程式)(60分)
目的:Jupyter-Notebookを利用して、ベクトル、行列、連立方程式など基礎的な数学をプログラミングしてみます。
[資料]
動画:https://web.microsoftstream.com/video/febe616f-2956-4dd6-a325-a0cd72e2ed01
資料:https://sistkanri-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/mizuno_shinya_sist_ac_jp/EatUE-X4a2xPt3T97UPCgesBaB9_7sycfKg1eUBAGZrTLA?e=EB00PD

[3-2]
Jupyter-Notebook上での情報数学入門(代表的な関数、微分、逆関数)(60分)
目的:Jupyter-Notebookを利用して、微分やグラフなど基礎的な数学をプログラミングしてみます。
動画:https://web.microsoftstream.com/video/ef9516ac-5bb4-455a-86d9-f0396b0a7105
資料:https://sistkanri-my.sharepoint.com/:b:/g/personal/mizuno_shinya_sist_ac_jp/EbaJk42FDeJLprH2GwV2Q04B2MmbGaPMRM1D7cu0QV-CNg?e=3jjY4s

[課題3-1]
動画またはドキュメントの最後の課題を実施して、Jupyter-NotebookのファイルをPDFに変換して提出しなさい。
Markdownで自分の学籍番号と名前をファイルに入れて下さい。
[課題3-2]
動画またはドキュメントの最後の課題を実施して、Jupyter-NotebookのファイルをPDFに変換して提出しなさい。
Markdownで自分の学籍番号と名前をファイルに入れて下さい。
(提出の時の注意)
今までの設定では、Jupyter-NotebookのFile->Download as->PDF でPDFファイルを作ることができません。
今回はHTMLファイルからPDFを作成する方法を紹介します。
https://web.microsoftstream.com/video/fb023f80-0169-4a12-a5a3-6c62c60654f3
今回は実施しなかったですが、Tex環境を構築して、Jupyter-Notebookから直接PDFファイルを生成することができます。
チャレンジできる人はやってみて下さい。
https://mizunolab.sist.ac.jp/2020/05/latex.html

課題の中でmarkdownを用いる場合があります。Markdownは下記をみて下さい。
https://web.microsoftstream.com/video/5149675c-a6f4-4537-8595-19122427c928

(課題提出リンク) 締め切り:次回授業開始時まで
https://forms.office.com/Pages/ResponsePage.aspx?id=Bb0r1yPrmEGObOE4I--qiMAR4zes1HJClm9qevKs6vZURE9MRFdCNEtKUU9OS0RCRUJJUUYzMVI1Ti4u

 以上です。

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