Homebrew installieren und verwenden

Die Macher von Homebrew nennen es den “fehlenden Paketmanager für macOS”. Pakete sind Sammlungen von Dateien, die als Einheit installiert und entfernt werden können. Ein Paketmanager automatisiert das Installieren, Aktualisieren und Entfernen dieser Pakete.

Wenn du Python nutzt, hast du dafür vielleicht schon den Paketmanager pip oder die Paketverwaltung von conda verwendet.

Wenn du R nutzt, hast du möglicherweise den RStudio Package Manager eingesetzt.

Homebrew ist ein Paketmanager für den Mac, den du dir unbedingt installieren solltest. Gerade für Data Science ist Homebrew praktisch, weil du damit zusätzliche Technologien wie Apache Spark und die Software Graphviz auf dem Mac viel einfacher installieren kannst.

Dann legen wir los.

Command Line Tools installieren

Um Homebrew zu installieren, brauchst du entweder die Xcode Command Line Tools (ca. 100 MB) oder das komplette Xcode-Paket (ca. 10 GB). In diesem Tutorial installierst du die Command Line Tools, da sie deutlich schlanker sind. Die Command Line Tools liefern viele häufig genutzte Tools, Utilities und Compiler. Ein Vorteil: Mit den Command Line Tools wird auch Git installiert, das du brauchst, denn Homebrew besteht im Kern aus Git- und Ruby-Skripten.

1. Öffne ein neues Terminal. Klicke dafür oben rechts auf die Spotlight-Lupe, tippe terminal und klicke dann auf das Terminal-Symbol. Mit dem folgenden Befehl kannst du prüfen, ob die Command Line Tools oder Xcode bereits installiert sind.

xcode-select -p

Wenn du wie im Bild oben einen Pfad siehst, spring bitte zum Abschnitt "Install Homebrew". Xcode oder die Xcode Command Line Tools sind bereits installiert.

Wenn keine Ausgabe erscheint, fahre mit Schritt 3 fort.

2. Tippe den folgenden Befehl ins Terminal, um die Command Line Tools zu installieren. Wenn ein Hinweis wie im Bild unten erscheint, klicke auf Install.

xcode-select --install

Falls eine Lizenzvereinbarung erscheint, lies sie und klicke anschließend auf Agree.

3. Prüfe erneut, ob die Xcode Command Line Tools installiert sind. Öffne dazu ein neues Terminal und gib den folgenden Befehl ein.

xcode-select -p

Homebrew installieren

Öffne ein Terminal und tippe den folgenden Befehl. Du wirst nach deinem Passwort gefragt, in der Regel dasselbe, mit dem du deinen Mac entsperrst. Nach Eingabe startet die Installation.

/usr/bin/ruby -e "$(curl -fsSL https://raw.githubusercontent.com/Homebrew/install/master/install)"

Homebrew-Befehle

Schauen wir uns jetzt einige gängige Homebrew-Befehle an. 

Paket installieren

Der folgende Befehl installiert das Paket wget. Ersetze wget durch das Paket, das du installieren möchtest.

brew install wget

Paket deinstallieren

Der folgende Befehl deinstalliert das Paket wget. Ersetze wget durch das Paket, das du entfernen möchtest.

brew rm wget

Verfügbare Pakete auflisten

brew search listet alle Pakete auf, die du installieren kannst. Das Bild unten zeigt die Ausgabe von brew search.

Praxistauglicher ist eine gezieltere Suche. Wenn du zum Beispiel Apache Spark installieren möchtest, kannst du mit dem folgenden Befehl prüfen, ob es ein passendes Paket gibt.

brew search spark

Wie du siehst, gibt es ein mögliches Apache-Spark-Paket namens apache-spark, das du installieren kannst. Um mehr Informationen zu apache-spark zu bekommen, hilft der Befehl brew info.

Informationen zu einem Paket abrufen

Der Befehl brew info ist sehr hilfreich, um Details und Anforderungen eines Pakets zu sehen.

Der folgende Befehl zeigt weitere Informationen zum Paket apache-spark an.

brew info apache-spark

Du siehst zum Beispiel, dass dieses Paket Java Version 1.8 erfordert und Links mit weiteren Informationen enthält. Im nächsten Abschnitt erfährst du Schritt für Schritt, wie du Apache Spark installierst.

Integration mit anderen Technologien

Oft unterstützt dich Homebrew bei der Arbeit mit weiteren Tools. In diesem Abschnitt findest du zwei Beispiele, wie du Homebrew für Data Science einsetzt:

• Apache Spark mit Homebrew installieren
• Homebrew nutzen, um Entscheidungsbäume zu visualisieren.

Apache Spark mit Homebrew installieren

Mit Homebrew kannst du auch Technologien wie Apache Spark installieren. Spark ist nicht ganz trivial einzurichten, aber mit Homebrew deutlich einfacher. So gehst du vor:

1. Prüfe mit dem folgenden Befehl, ob es ein Apache-Spark-Paket in Homebrew gibt.

brew search spark

2. Hole dir mit brew info weitere Informationen zu apache-spark, um zu prüfen, ob alle Abhängigkeiten erfüllt sind.

brew info apache-spark

Wenn die Ausgabe zeigt, dass Java vorhanden ist, weiter mit Schritt 3.

Wenn die Ausgabe zeigt, dass die Anforderungen nicht erfüllt sind, installiere Java, bevor du mit Schritt 3 fortfährst.

Mit dem folgenden Befehl prüfst du, ob Java installiert ist. Das Bild zeigt die Ausgabe, wenn Java fehlt. Wichtig: Wenn du eine ältere Java-Version hast, musst du aktualisieren.

java -version

Du kannst Java über Cask installieren. Cask ist eine Erweiterung für brew, mit der sich grafische Anwendungen über das Cask-Projekt verwalten lassen.

brew tap caskroom/versions
brew cask install java8

Überprüfe nach der Installation, ob eine geeignete Java-Version vorhanden ist.

java -version

3. Installiere apache-spark mit dem folgenden Befehl.

brew install apache-spark

4. Starte PySpark mit folgendem Befehl.

pyspark

5. Beende pyspark mit exit().

Wenn du PySpark lernen möchtest, schau dir das Apache Spark Tutorial: ML with PySpark an.

Homebrew zur Visualisierung von Entscheidungsbäumen

Graphviz ist eine Open-Source-Software zur Graphvisualisierung. Dabei werden strukturelle Informationen als Diagramme abstrakter Graphen und Netzwerke dargestellt. In der Data Science kannst du mit Graphviz unter anderem Entscheidungsbäume visualisieren (mehr dazu hier).

Installiere Graphviz mit dem folgenden Befehl.

brew install graphviz

Der folgende Python-Code trainiert einen Entscheidungsbaum auf dem berühmten Iris-Datensatz und exportiert eine DOT-Datei (decisionTree.dot) des Baums.

 from sklearn.datasets import load_iris
from sklearn import tree
iris = load_iris()
clf = tree.DecisionTreeClassifier(max_depth=3)
clf = clf.fit(iris.data, iris.target)
tree.export_graphviz(clf,
                     out_file="decisionTree.dot",
                     feature_names=iris.feature_names,
                     class_names=iris.target_names,
                     filled = True)

Eine Stärke von Entscheidungsbäumen ist ihre leichte Interpretierbarkeit. Am besten gelingt das visuell. Hier kommt Graphviz ins Spiel. Im Terminal kannst du die folgende Anweisung nutzen, um decisionTree.dot in eine gut lesbare .png-Datei umzuwandeln.

dot -Tpng decisionTree.dot -o decisionTree.png

Anschließend öffnest du die erzeugte .png-Datei, um deinen Entscheidungsbaum zu betrachten.

Beachte, dass sich Funktionen von Paketmanagern teilweise überschneiden. So kannst du Graphviz auch über die Paketverwaltung von conda installieren, wenn du Anaconda installiert hast, mit dem folgenden Befehl.

conda install python-graphviz

Fazit

Dieses Tutorial zeigt dir kurz und bündig, wie du Homebrew für Data Science installierst und nutzt. Ich hoffe, es hilft dir beim Installieren von Apache Spark oder Graphviz. Weitere Befehle findest du auf der hervorragenden Website von Homebrew. Wenn du Fragen oder Anmerkungen zum Tutorial hast, schreib gern einen Kommentar oder melde dich auf Twitter.