搭建 Windows 下的 Python 科学计算环境
Python 是一种面向对象、解释型计算机程序设计语言，其语法简洁而清晰，易于上手。尤其是具有丰富和强大的类库，常被昵称为胶水语言，能够把用其他语言制作的各种模块轻松地联结在一起。
Python 非常适合做科学计算，相应的科学计算软件包齐全，如 NumPy，SciPy，Matplotlib 等。Python 的 Window 发行版可从 https://www.python.org/downloads/windows 下载。
创建 Python 虚拟环境
Python 安装完成后，可以创建多个 Python 虚拟环境满足不同的需求。
创建并激活 Python 虚拟环境
用 Win + R 输入 cmd 打开命令提示符窗口，切换到要保存 Python 虚拟环境的位置。例如，要将 Python 虚拟环境保存到 D 盘的 Python39 目录下，在命令提示符窗口键入如下命令：
D: （回车）
python -m venv Python39（回车）
系统在 D 盘的根目录下建立名为 Python39 的目录，该目录及其子目录包含了虚拟环境需要的文件。运行该目录下 scripts 子目录里的批处理文件激活虚拟环境：
python39\scripts\activate.bat
退出 Python 虚拟环境后重新进入，需要再次运行 activate.bat。
若想更方便的进入虚拟环境，建议在桌面建立命令提示符快捷方式，打开快捷方式的属性页，将“目标”改为
%windir%\system32\cmd.exe /KD:\python39\scripts\activate.bat
将 “起始位置”改为
d:\python39
使用 Pip 工具在虚拟环境中安装所需的程序包
Pip 是一个 Python 内置的包管理系统。Pip 可以安装、更新或删除任何正式的包。Pip 通过访问 Python 包索引服务器 PyPI（https://pypi.org）实现版本控制。因为 PyPI 的主服务器在国外，国内用户使用 Pip 安装 Python 包的时候，经常会出现超时错误，访问起来非常不便，使用国内镜像站点可避免此类错误。
以下是常用的 PyPI 国内镜像：
清华：https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
阿里云：http://mirrors.aliyun.com/pypi/simple/
中国科技大学 https://pypi.mirrors.ustc.edu.cn/simple/
华中理工大学：http://pypi.hustunique.com/
山东理工大学：http://pypi.sdutlinux.org/
豆瓣：http://pypi.douban.com/simple/
切换 Pip 镜像：
临时使用
pip install -i https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple some-package
设为默认访问位置
pip config set global.index-url https://pypi.tuna.tsinghua.edu.cn/simple
包也可用一起安装：
pip install Jupyter Jupyterlab numpy scipy matplotlib ipympl mpl_interactions
软件包简介：
IPython：是一个非常流行的 Python 解释器，也是利用 Python 进行科学计算和交互可视化的一个最佳的平台。
NumPy：使用Python进行科学计算的基础软件包，最重要的一个特点是其 N 维数组对象 ndarray，能够快速高效的处理多维数组。
SciPy：是一个开源的 Python 科学计算库，其中涵盖了科学计算中的各种工具，包括统计、积分、插值、最优化，图像处理等。
Matplotlib：是一个 Python 的 2D绘图库，可以绘制线图、散点图、等高线图、条形图、柱状图、3D 图形甚至是图形动画等。
Pandas：一个强大的分析结构化数据的工具集，它以 NumPy 为基础，可用于数据挖掘和数据分析，同时也提供数据清洗功能。Pandas 中的 Series 是一种类似于一维数组的对象。DataFrame 是 Pandas 中的一个表格型的数据结构，含有一组有序的列，每列可以是不同的值类型（数值、字符串、布尔型等），DataFrame 既有行索引也有列索引，可以被看作是由Series组成的字典。
Jupyter Notebook 与 JupyterLab
Jupyter Notebook 是基于网页的用于交互计算的应用，可以在页面中直接编写和运行代码，代码的运行结果也会直接在代码块下方显示。
JupyterLab 是基于 Web 用户界面的 Jupyter 项目。JupyterLab 使用户能够以灵活、集成和可扩展的方式处理文档。JupyterLab 由同一台服务器提供服务，使用与 Jupyter Notebook 相同的笔记本文档格式。
安装
在已建好的虚拟环境命令提示符窗口中执行命令安装：
pip install jupyter jupyterlab
启动 Jupyter Notebook
在终端中输入如下命令启动 Jupyter Notebook 服务：
jupyter notebook
启动 Jupyter Lab 服务
jupyter lab
或
jupyter-lab
Jupyter Notebook 或 Jupyter Lab 在浏览器中自动打开后就可以在该启动位置的目录下建立、打开 Notebook 文件。
若想打开其他路径下的 Notebook 文件应先在命令提示符窗口中用 CD 命令切换到该路径，再启动 Jupyter Lab 服务。
