1.2    Die Installation der Module

Die Module numpy, sympy und scipy werden Sie in diesem Buch oft brauchen, um zu überprüfen, ob Ihre selbst erstellten Algorithmen die erwarteten Ergebnisse liefern. Das Modul matplotlib werden wir nutzen, um mathematische Funktionen als 2D- oder 3D-Funktionsplots auf dem Bildschirm darzustellen oder zu animieren. In Kapitel 4, »Die Python-Erweiterungsmodule NumPy, Matplotlib, SymPy und SciPy«, erfahren Sie mehr über die Funktionalität dieser Module.

Die Organisation der Module gibt die Reihenfolge der Installation vor (siehe Abbildung 1.5).

Abbildung 1.5     Die Organisation der Module

Die Programmiersprache Python ist die Basis aller Module. Das Modul für umfangreiche numerische Berechnungen numpy baut auf Python auf. Das Modul matplotlib verwendet in der Regel fast immer numpy. Die Module numpy und matplotlib sind wiederum die Basis für das Modul scipy, das funktional umfangreichste Modul von Python. Das Modul für symbolische Mathematik sympy ist unabhängig von den genannten Modulen.

Sie sollten die Module also in folgender Reihenfolge installieren:

1. numpy

2. matplotlib

3. scipy

4. sympy

Sie können diese Module mit dem Paketmanager Python Package Index pip im Terminal Ihres Betriebssystems installieren. Wenn Sie die Entwicklungsumgebung Thonny benutzen, dann entfällt die im Folgenden beschriebene Installation. Thonny benutzt zwar auch den Paketmanager pip, dieser wird aber bei der Installation der Module im Hintergrund ausgeführt; Sie müssen die Pakete also nicht von Hand installieren. Thonny bietet Ihnen eine grafische Oberfläche, auf der Sie die zu installierenden Pakete per Mausklick auswählen können. Wie das funktioniert, wird weiter unten beschrieben.

Den Paketmanager pip müssen Sie in der Regel nicht extra installieren, da er automatisch zusammen mit Python eingerichtet wird.

Wenn Sie z. B. das Modul numpy installieren möchten, dann geben Sie in Ihrem Terminal folgenden Befehl ein:

pip install numpy

Für die Installation der anderen Module ersetzen Sie numpy durch den entsprechenden Namen des Moduls.

Wenn Sie Module aktualisieren möchten, dann geben Sie in Ihrem Terminal diesen Befehl ein:

pip install --upgrade numpy

Diese Methode der Installation funktioniert unter den Betriebssystemen Linux, macOS und Windows. Bei macOS und manchen Linux-Distributionen kann es notwendig sein, statt pip den Befehl pip3 einzugeben. Mehr über pip erfahren Sie unter https://pypi.org/project/pip/.

Ein besonderer Vorteil von Thonny besteht darin, Python-Module einfach, d. h. ohne den Einsatz eines Terminals, installieren zu können. Dazu müssen Sie den Dialog Extras • Verwalte Pakete ... öffnen (siehe Abbildung 1.6).

Abbildung 1.6     Die Installation von Modulen unter Thonny

Links oben geben Sie den Namen des Moduls in das Textfeld ein und klicken auf die Befehlsschaltfläche Suche auf PyPi. Danach klicken Sie auf die Befehlsschaltfläche Installieren, und die aktuelle Version des ausgewählten Moduls wird installiert. Rechts neben dem Installieren-Button können Sie auch ältere Versionen eines Moduls auswählen und diese installieren. Wenn ein Modul schon installiert ist, können Sie es mit dem Button Deinstallieren wieder entfernen.

Thonny speichert die Module in einem eigenen Verzeichnis. So ist sichergestellt, dass es nicht zu Konflikten mit bereits bestehenden Installationen kommt.

Wenn Sie die Entwicklungsumgebung Spyder benutzen, müssen Sie die oben genannten Module nicht installieren, denn sie sind bereits vorinstalliert. Diese Entwicklungsumgebung ist für fortgeschrittene Programmierer besser geeignet als Thonny. Nähere Informationen zu dieser Entwicklungsumgebung finden Sie unter der URL https://www.spyder-ide.org.