数理生物学演習向けPython環境 2025年度版

概要

数理生物学演習 2025年度向けのローカルPython環境を構築するための手順を説明する．

uv

Pythonのプロジェクト管理ツールのuvを使って環境構築する．

まずは，uvをインストールする．既に導入済みであればスキップしてOK．

以下では，パッケージマネージャー経由でのuvのインストール方法を示す．

公式マニュアルInstalling uv | uvに，その他のインストール方法についても詳しい説明がある． 好きな方法でインストールして良い．

Windows

scoopのインストール

Windowsではscoopを使ってuvをインストールする．scoopがインストール済みであればスキップしてOK．

PowerShellを開いて，以下のコマンドを打ち込む．

Set-ExecutionPolicy -ExecutionPolicy RemoteSigned -Scope CurrentUser
Invoke-RestMethod -Uri https://get.scoop.sh | Invoke-Expression

scoopがインストールできたら，uvをインストールしよう．

scoopによるuvのインストール

PowerShellから以下のコマンドを実行しよう． scoopのコマンドの詳細については公式リポジトリのWikiを参照．

scoop install main/uv

インストールできたか確認しよう．

uv

uvのコマンドの説明が表示されれば，無事インストールできている．

macOS/Linux

homebrewのインストール

macOS（もしくはLinux）ではhomebrewを使ってuvをインストールする．homebrewがインストール済みであればスキップしてOK．

ターミナルを開いて，以下のコマンドを打ち込む．

/bin/bash -c "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/HEAD/install.sh)"

homebrewがインストールできたら，uvをインストールしよう．

homebrewによるuvのインストール

ターミナルから以下のコマンドを実行しよう． homebrewのコマンドの詳細については公式コマンドドキュメントを参照．

brew install uv

インストールできたか確認しよう．

uv

uvのコマンドの説明が表示されれば，無事インストールできている．

数理生物学演習向けPythonプロジェクト

数理生物学演習向けのPythonプロジェクトを作っていく．

Pythonのインストール

Pythonをインストールしよう．uvは既にインストールされているPythonを検出するが，それ以外のバージョンをインストールしたいときがよくある．

ここではColabと同じバージョンのPythonをインストールしよう．

2025.04.26現在，ColabにはPythonの3.11.12がインストールされている． 3.11系をインストールしよう．

uv python install 3.11

プロジェクトの作成

プロジェクトはcompbio2025というディレクトリの中に作成する．

ここでは自身のホームディレクトリ下の作業ディレクトリ（WindowsだとC:\Users\XXX\working_dir\，macOSだと/Users/XXX/working_dir/）の内部に，compbio2025を作成する．他の場所でも構わない．

XXXはユーザーアカウント．

以下では，コマンドはWindowsではPowerShell，macOSではターミナルで実行していると想定する．

# working_dirへ移動
cd working_dir

# プロジェクトの作成（Pythonのバージョン指定オプション -p）
uv init compbio2025 -p 3.11

# プロジェクト内部へ移動
cd compbio2025

以下のようなファイルとディレクトリが作成された （.からはじまるものは隠しファイル/ディレクトリなので，エクスプローラーやFinderでは表示されていないはず）．

.
├── .git
├── .gitignore
├── .python-version
├── main.py
├── pyproject.toml
└── README.md

• main.pyはサンプルとして作成されているスクリプトファイル（実行するとHello from compbio2025!と表示される）．
• pyproject.tomlはプロジェクトの設定ファイル．
• README.mdはプロジェクトの説明を記述するファイル．

必要なパッケージの導入

このプロジェクト内に演習で必要なパッケージをインストールする．

uv add numpy scipy matplotlib plotly jupyter jupyterlab

JupyterLabの起動

ノートブック環境で進めるためにJupyterLabを利用する．

プロジェクトディレクトリ内で以下のコマンドを実行すると，JupyterLabがブラウザで立ち上がる．

uv run jupyter lab

あとは，Colabと同様に適切な場所にノートブックを作成して，プログラミングを進める．

おまけ：VSCodeからの利用

Visual Studio Code（VSCode）からも利用できる．

ipykernelの導入

プロジェクトにIPython Kernelを導入しよう．

uv add ipykernel

Jupyter拡張の導入

VSCodeにJupyter拡張を導入する．

新しいノートブックファイルを作成し，カーネルを選択する

新しいノートブック（例えば，01/01.ipynb）を作成し，開く．

「カーネルの選択」をクリックし，.venvを選択すると，作成したプロジェクトの仮想環境で解析ができる．