Tác giả: Bùi Mạnh Đức 
0 
30 
Copy Link
Bookmark
Jupyter Notebook đã và đang trở thành một công cụ không thể thiếu trong bộ công cụ của các lập trình viên Python và nhà khoa học dữ liệu. Nó cho phép bạn viết và thực thi mã Python, hiển thị kết quả trực quan và chia sẻ tài liệu một cách liền mạch trong một môi trường duy nhất. Tuy nhiên, nếu bạn là người mới làm quen với hệ điều hành Ubuntu là gì 20.04, quá trình cài đặt và cấu hình ban đầu có thể gây ra một chút khó khăn. Bạn có thể gặp phải các vấn đề về phiên bản, thư viện phụ thuộc hoặc quyền truy cập. Đừng lo lắng, bài viết này của AZWEB sẽ là người bạn đồng hành, hướng dẫn bạn từng bước chi tiết để cài đặt thành công Jupyter Notebook với Python 3. Chúng ta sẽ cùng nhau đi từ việc chuẩn bị hệ thống, cài đặt các thành phần cần thiết, cho đến khi khởi chạy và xử lý các lỗi thường gặp.
Yêu cầu hệ thống và chuẩn bị trước khi cài đặt
Trước khi bắt đầu hành trình cài đặt, việc đảm bảo hệ thống của bạn đáp ứng các yêu cầu cần thiết là bước đầu tiên và quan trọng nhất. Điều này giúp quá trình cài đặt diễn ra suôn sẻ, tránh được những lỗi không đáng có và đảm bảo hiệu suất hoạt động ổn định sau này.
H3: Yêu cầu hệ thống tối thiểu
Để cài đặt và chạy Jupyter Notebook một cách mượt mà, hệ thống của bạn cần đáp ứng một vài tiêu chí cơ bản. Đầu tiên, bạn cần có một máy tính đang chạy phiên bản hệ điều hành Ubuntu 20.04 (Focal Fossa). Về phần cứng, hãy chắc chắn rằng bạn có ít nhất 5GB dung lượng ổ đĩa trống để chứa hệ điều hành và các gói cài đặt. Dung lượng RAM tối thiểu nên là 2GB, tuy nhiên AZWEB khuyến nghị bạn nên có từ 4GB trở lên để có trải nghiệm tốt nhất, đặc biệt khi xử lý các tập dữ liệu lớn. Cuối cùng, một yếu tố quan trọng là bạn cần có quyền truy cập sudo (quyền quản trị viên) trên hệ thống để có thể cài đặt phần mềm và cập nhật hệ điều hành.
H3: Chuẩn bị môi trường làm việc
Một môi trường làm việc được chuẩn bị kỹ lưỡng sẽ là nền tảng vững chắc cho các bước tiếp theo. Trước tiên, hãy kiểm tra lại phiên bản Ubuntu bạn đang sử dụng để chắc chắn rằng nó là 20.04. Bạn có thể làm điều này bằng cách mở Terminal và gõ lệnh lsb_release -a. Thao tác này sẽ hiển thị thông tin chi tiết về phiên bản hệ điều hành của bạn. Tiếp theo, việc cập nhật hệ điều hành là vô cùng cần thiết. Cập nhật không chỉ giúp vá các lỗ hổng bảo mật mà còn đảm bảo sự tương thích tối đa với các gói phần mềm và thư viện mới nhất. Hãy chạy các lệnh cập nhật trước khi tiến hành cài đặt bất cứ thứ gì mới.
Cập nhật hệ điều hành và cài đặt Python 3 trên Ubuntu 20.04
Sau khi đã chuẩn bị xong môi trường, bước tiếp theo là đảm bảo hệ điều hành và ngôn ngữ lập trình cốt lõi của chúng ta được cập nhật và cài đặt đúng cách. Đây là bước nền móng để Jupyter Notebook có thể hoạt động ổn định.
H3: Cách cập nhật Ubuntu 20.04
Việc cập nhật hệ thống là một thói quen tốt để giữ cho máy chủ của bạn an toàn và hoạt động hiệu quả. Quá trình này bao gồm hai lệnh đơn giản trong Terminal. Đầu tiên, bạn chạy lệnh sudo apt update để đồng bộ hóa danh sách các gói phần mềm từ các kho lưu trữ. Lệnh này sẽ tải về thông tin mới nhất về các phiên bản phần mềm có sẵn. Sau khi hoàn tất, bạn tiếp tục với lệnh sudo apt upgrade. Lệnh này sẽ so sánh các gói đã cài đặt trên máy của bạn với danh sách vừa cập nhật và tiến hành nâng cấp chúng lên phiên bản mới nhất. Quá trình này có thể mất vài phút tùy thuộc vào số lượng bản cập nhật.
H3: Cài đặt Python 3
Tin vui là hệ điều hành Ubuntu 20.04 thường đã được cài đặt sẵn Python là gì 3. Tuy nhiên, bạn vẫn nên kiểm tra lại để chắc chắn. Mở Terminal và gõ lệnh python3 --version. Nếu Python 3 đã được cài đặt, bạn sẽ thấy thông tin phiên bản hiển thị trên màn hình. Trong trường hợp máy của bạn chưa có hoặc bạn muốn cài đặt phiên bản mới nhất, bạn có thể sử dụng lệnh sudo apt install python3. Hệ thống quản lý gói package apt sẽ tự động tìm và cài đặt phiên bản Python 3 ổn định nhất cho Ubuntu 20.04. Sau khi cài đặt, bạn nên đảm bảo rằng Python 3 là phiên bản mặc định được hệ thống ưu tiên sử dụng cho các tác vụ lập trình.
Cài đặt pip và các thư viện cần thiết
Với Python 3 đã sẵn sàng, chúng ta cần một công cụ để quản lý các thư viện và gói mở rộng. Đó chính là pip là gì – trình quản lý gói của Python. Cài đặt pip và các thư viện cốt lõi là bước đệm quan trọng trước khi cài đặt Jupyter Notebook.
H3: Cài đặt pip cho Python 3
pip là hệ thống quản lý gói chính thức được sử dụng để cài đặt và quản lý các gói phần mềm được viết bằng Python. Nó giúp bạn dễ dàng tìm kiếm, tải về và cài đặt hàng ngàn thư viện hữu ích từ Kho lưu trữ Gói Python (Python Package Index (PyPI) là gì). Để cài đặt pip cho Python 3 trên Ubuntu 20.04, bạn chỉ cần chạy một lệnh duy nhất trong Terminal: sudo apt install python3-pip. Sau khi quá trình cài đặt hoàn tất, bạn nên kiểm tra lại để chắc chắn mọi thứ đã hoạt động chính xác. Gõ lệnh pip3 --version để xem thông tin phiên bản của pip. Việc này xác nhận rằng pip đã được cài đặt thành công và sẵn sàng để sử dụng.
H3: Các thư viện python cần thiết cho Jupyter Notebook
Jupyter Notebook hoạt động dựa trên một số thư viện Python quan trọng. Gói notebook là thành phần chính, cung cấp giao diện web và các chức năng cốt lõi. Bên cạnh đó, ipython cung cấp một kernel mạnh mẽ, cho phép thực thi mã lệnh một cách tương tác. Để cài đặt chúng, bạn sẽ sử dụng pip mà chúng ta vừa thiết lập. Mở Terminal và chạy lệnh sau: pip3 install notebook. pip sẽ tự động tải về và cài đặt gói notebook cùng với tất cả các thư viện phụ thuộc cần thiết khác như ipython, jupyter-client, jupyter-core,… Bạn không cần phải cài đặt từng thứ một, pip sẽ lo liệu tất cả.
Cài đặt Jupyter Notebook và cấu hình môi trường làm việc
Bây giờ, chúng ta sẽ đi vào phần chính: cài đặt Jupyter Notebook và thực hiện một vài cấu hình cơ bản để tối ưu hóa trải nghiệm sử dụng của bạn. Bước này sẽ biến những chuẩn bị trước đó thành một môi trường làm việc hoàn chỉnh.
H3: Cài đặt Jupyter Notebook bằng pip
Như đã đề cập ở phần trước, cách đơn giản và được khuyến nghị nhất để cài đặt Jupyter Notebook là thông qua pip. Lệnh pip3 install notebook là tất cả những gì bạn cần. Tuy nhiên, có một mẹo nhỏ để quản lý tốt hơn và tránh xung đột với các gói hệ thống. Thay vì cài đặt trực tiếp vào hệ thống, bạn có thể sử dụng tùy chọn --user. Lệnh đầy đủ sẽ là pip3 install --user notebook. Tùy chọn này sẽ cài đặt Jupyter Notebook vào thư mục người dùng của bạn, giúp cô lập môi trường và không yêu cầu quyền sudo cho việc cài đặt gói Python. Đây được xem là một thực hành tốt, giúp giữ cho hệ thống của bạn sạch sẽ và an toàn hơn.
H3: Cấu hình cơ bản sau khi cài đặt
Sau khi cài đặt xong, bạn có thể chạy Jupyter Notebook ngay lập tức. Tuy nhiên, việc thực hiện một vài cấu hình sẽ giúp bạn làm việc hiệu quả hơn. Đầu tiên, hãy tạo một tệp cấu hình mặc định bằng lệnh jupyter notebook --generate-config. Lệnh này sẽ tạo một tệp có tên jupyter_notebook_config.py trong thư mục .jupyter của bạn. Để tăng cường bảo mật, bạn nên đặt mật khẩu cho Jupyter Notebook. Chạy lệnh jupyter notebook password và làm theo hướng dẫn. Ngoài ra, bạn có thể chỉnh sửa tệp jupyter_notebook_config.py để tùy chỉnh các thiết lập khác, chẳng hạn như thay đổi cổng mặc định hoặc chỉ định thư mục làm việc ban đầu khi khởi động.
Kiểm tra và khởi chạy Jupyter Notebook trên Ubuntu
Mọi thứ đã được cài đặt và cấu hình. Giờ là lúc để khởi chạy Jupyter Notebook và kiểm tra xem nó có hoạt động như mong đợi không. Đây là khoảnh khắc bạn nhìn thấy thành quả của mình.
H3: Khởi chạy Jupyter Notebook từ terminal
Việc khởi chạy Jupyter Notebook rất đơn giản. Bạn chỉ cần mở Terminal và gõ lệnh jupyter notebook. Sau khi bạn nhấn Enter, một loạt các thông tin sẽ hiển thị trên Terminal. Điều quan trọng nhất bạn cần chú ý là một URL trông tương tự như http://localhost:8888/?token=.... URL này chính là cánh cổng để bạn truy cập vào giao diện Jupyter Notebook. Terminal của bạn sẽ hoạt động như một máy chủ nền cho phiên làm việc, vì vậy đừng đóng cửa sổ Terminal này trong khi bạn đang sử dụng Jupyter.
H3: Xác nhận truy cập trên trình duyệt
Bây giờ, hãy sao chép toàn bộ URL đã xuất hiện trong Terminal và dán nó vào thanh địa chỉ của trình duyệt web yêu thích của bạn (như Chrome, Firefox). Giao diện chính của Jupyter Notebook sẽ hiện ra. Bạn sẽ thấy một danh sách các tệp và thư mục trong thư mục mà bạn đã khởi chạy Terminal. Từ đây, bạn có thể tạo một notebook mới bằng cách nhấp vào nút “New” ở góc trên bên phải và chọn Python 3. Nếu bạn có thể tạo, viết mã và thực thi một ô lệnh thành công, xin chúc mừng, bạn đã cài đặt Jupyter Notebook hoàn chỉnh!
Các lưu ý và cách xử lý lỗi phổ biến khi cài đặt
Trong quá trình cài đặt và sử dụng, đôi khi bạn có thể gặp phải một số lỗi không mong muốn. Đừng quá lo lắng, hầu hết các lỗi này đều khá phổ biến và có cách khắc phục đơn giản. Dưới đây là một số vấn đề thường gặp và hướng giải quyết.
H3: Lỗi không thể khởi chạy Jupyter Notebook
Một trong những lỗi phổ biến nhất là không thể khởi chạy Jupyter. Nguyên nhân có thể đến từ nhiều phía. Thứ nhất là xung đột cổng (port conflict), có thể cổng 8888 mặc định đang được một ứng dụng khác sử dụng. Để khắc phục, bạn có thể chỉ định một cổng khác khi khởi chạy: jupyter notebook --port 9999. Nguyên nhân thứ hai có thể là do thiếu thư viện hoặc cài đặt bị lỗi. Hãy thử chạy lại lệnh pip3 install --upgrade --force-reinstall notebook để cài đặt lại. Cuối cùng, vấn đề có thể liên quan đến quyền truy cập. Hãy đảm bảo bạn không chạy Jupyter bằng sudo và đã cài đặt các gói với tùy chọn --user nếu có thể.
H3: Lỗi kernel không khởi động hoặc kết nối thất bại
Đôi khi, bạn có thể vào được giao diện Jupyter, nhưng khi tạo một notebook mới, bạn lại nhận được thông báo lỗi “Kernel Error” hoặc “Connection Failed”. Lỗi này thường xuất phát từ việc cài đặt IPython hoặc ipykernel bị trục trặc. Kernel là “bộ não” thực thi mã Python của bạn, và nếu nó không hoạt động, notebook sẽ trở nên vô dụng. Để giải quyết, bạn hãy thử nâng cấp và cài đặt lại kernel bằng lệnh: pip3 install --upgrade --force-reinstall ipykernel. Trong nhiều trường hợp, thao tác này sẽ sửa chữa các tệp bị hỏng và khôi phục kết nối giữa giao diện web và kernel. Nếu vẫn không được, việc sử dụng môi trường ảo có thể giúp cô lập và giải quyết vấn đề triệt để hơn.
Best Practices
Để đảm bảo một môi trường làm việc ổn định, an toàn và hiệu quả với Jupyter Notebook, việc tuân thủ một số quy tắc và thực hành tốt nhất là rất quan trọng. Những mẹo nhỏ này sẽ giúp bạn tiết kiệm thời gian và tránh được nhiều rắc rối trong tương lai.
- Luôn cập nhật: Trước khi cài đặt Jupyter, hãy đảm bảo Python, pip và các thư viện hệ thống đã được cập nhật lên phiên bản mới nhất. Điều này giúp đảm bảo tính tương thích và bảo mật.
- Sử dụng môi trường ảo: Đây là một trong những thực hành quan trọng nhất. Sử dụng các công cụ như
venv(tích hợp sẵn trong Python) hoặccondađể tạo môi trường riêng cho từng dự án. Điều này giúp cô lập các thư viện, tránh xung đột phiên bản và giữ cho môi trường hệ thống của bạn luôn sạch sẽ. Ví dụ vớivenv:python3 -m venv my_project_env, sau đó kích hoạt bằngsource my_project_env/bin/activate. Bạn có thể tìm hiểu thêm về Anaconda là gì để sử dụng bộ công cụ chuyên biệt cho khoa học dữ liệu và máy học với Python. - Tránh quyền root: Tuyệt đối không chạy Jupyter Notebook với quyền
sudo. Việc này tạo ra rủi ro bảo mật nghiêm trọng, cho phép mã trong notebook có thể truy cập và thay đổi toàn bộ hệ thống của bạn. - Sao lưu file cấu hình: Trước khi thực hiện bất kỳ thay đổi nào trong tệp
jupyter_notebook_config.py, hãy tạo một bản sao lưu. Điều này cho phép bạn dễ dàng khôi phục lại cài đặt gốc nếu có sự cố xảy ra. - Bảo mật hệ điều hành: Thường xuyên kiểm tra và cài đặt các bản vá bảo mật cho Linux là gì. Một hệ điều hành an toàn là lớp phòng thủ đầu tiên và quan trọng nhất cho môi trường làm việc của bạn.
Kết luận
Qua bài viết này, chúng ta đã cùng nhau đi qua một hành trình chi tiết, từ việc chuẩn bị hệ thống cho đến khi cài đặt, cấu hình và khởi chạy thành công Jupyter Notebook trên Ubuntu 20.04. Bạn đã thấy rằng, mặc dù có nhiều bước, nhưng mỗi bước đều rất logic và dễ thực hiện nếu làm theo đúng hướng dẫn. Jupyter Notebook là một công cụ cực kỳ mạnh mẽ, giúp biến quá trình viết mã, phân tích dữ liệu và trình bày kết quả trở nên trực quan và hiệu quả hơn rất nhiều.
AZWEB khuyến khích bạn hãy bắt tay vào thực hành ngay theo những gì đã được hướng dẫn. Việc tự mình thiết lập môi trường sẽ mang lại cho bạn sự tự tin và kiến thức nền tảng vững chắc. Đừng dừng lại ở đây, hãy tiếp tục khám phá những tính năng nâng cao của Jupyter, tìm hiểu về các tiện ích mở rộng (extensions) hữu ích, hoặc bắt đầu một dự án phân tích dữ liệu nhỏ để vận dụng những gì đã học. Chúc bạn có những trải nghiệm lập trình Python tuyệt vời với Jupyter Notebook.
