¿Qué es Google Colab y cómo usarlo? Python en la nube fácil y rápido

Por Administrador

¡Hola, omesitos! ¿Se imaginan poder programar en Python sin necesidad de instalar nada en su computadora, desde cualquier lugar del mundo y con acceso a herramientas potentes como GPUs y TPUs? ¡Pues eso es exactamente lo que nos ofrece Google Colab!

¿Qué es Google Colab o Google Colaboratory?

Google Colab es una plataforma gratuita de Google que combina la flexibilidad de los Jupyter Notebooks (que son herramientas que permiten crear código ejecutable, texto, visualizaciones y fórmulas matemáticas en un mismo documento) con la comodidad de trabajar directamente desde tu navegador. Esta herramienta es perfecta para tareas como análisis de datos, aprendizaje automático, y desarrollo de proyectos en Python. 

¿Cómo instalar Google Colab en mi cuenta de Google Drive?

Para empezar, debemos tener una cuenta en Google Drive. Y si es la primera vez que utilizas Google Colab, vamos a tener que instalarlo, pero no te preocupes que es bastante sencillo. 

Para instalar vamos a seguir los siguientes pasos. 

  1. En un lugar vacío vamos a dar clic derecho y vamos a más. Vemos que no nos aparece Google Colab, así que vamos a: Conectar más aplicaciones. 
  1. Nos va a aparecer el Google Workspace Marketplace y allí vamos a buscar: Colaboratory. Y lo seleccionamos. 
  1. Ahora vamos a darle clic en instalar. 
  1. Le otorgamos los permisos que nos pide. Y esperamos un poco. 

Y listo ya podremos usar Google Colab. De hecho, si vamos nuevamente a una parte vacía, damos clic derecho y luego clic en «Más», ya veremos a «Google Colaboratory». 

¿Cómo crear un nuevo Notebook en Google Colaboratory?

Una vez instalado Google Colaboratory, procedemos a crear un nuevo archivo. Para ello, como lo vimos en la sección anterior: vamos a una sección vacía en Google Drive. Damos clic derecho y luego clic en «Más», y finalmente daremos clic en «Google Colaboratory», para crear un nuevo Notebook. 

Entonces se abrirá un nuevo archivo. En la parte superior del mismo, podemos cambiar su nombre. Y como vemos, este tendrá la extensión .ipynb. 

Ahora ya podremos escribir código Python. En la primera celda que nos aparece, vamos a escribir:  

print("Mi primer Notebook en Colab") 

Y podremos ejecutar esta celda, con el play de la izquierda, para obtener el resultado de la ejecución 

Eso sí, cada vez que lo ejecutemos por primera vez se demorará un poco, debido a que los servidores de Google nos estarán asignando una porción de disco y RAM. Una vez listo, ya nos aparecerá un check en verde, en la parte superior derecha. Y se podremos seguir ejecutando más celdas. 

+Código y + Texto en Google Colab, ¿Qué son?

Si nos centramos en la sección central inferior o superior de una celda nos aparecerán dos botones: +Código y + Texto. ¿Pero qué son? 

¿Qué hace +Código en Google Colab?

Al hacer clic en +Código, se añade una nueva celda en la que puedes escribir código Python. Esta es la herramienta principal para ejecutar scripts y proyectos. Por ejemplo, prueba este fragmento sencillo:

a = 10
print(a)

Para ejecutar esta celda, puedes presionar el ícono de «Play» a la izquierda o usar el atajo Shift + Enter. El resultado aparecerá inmediatamente debajo de la celda. Como a continuación:

NOTA: ¡En Google Colab el orden de ejecución importa!

En Google Colab, el orden en que ejecutamos las celdas influye directamente en cómo se almacenan las variables y los resultados en la memoria. Para evitar problemas y errores al ejecutar código, sigue estos consejos:

  1. Ejecuta las celdas de forma secuencial: Sigue un flujo lógico de arriba hacia abajo para garantizar que todas las variables y funciones necesarias estén definidas antes de utilizarlas.
  2. Estructura tu código adecuadamente: Agrupa las definiciones de variables y funciones al inicio de tu notebook. Esto te ayudará a evitar errores como el uso de variables no definidas.
  3. Reinicia el entorno si es necesario: Si sospechas que alguna variable o resultado está afectando la ejecución, limpia el entorno. Ve a Entorno de ejecución > Reiniciar sesión para borrar todas las variables y empezar desde cero.
  4. Usa celdas marcadas para títulos o explicaciones: Esto facilita identificar secciones específicas de tu código y mantener un orden más claro.

¿Qué hace +Texto en Google Colab?

Con + Texto, puedes crear celdas de texto formateadas utilizando Markdown, un lenguaje simple para dar estilo al texto. Esta sección es ideal para explicar nuestro código, incluir títulos, listas o fórmulas matemáticas.

¿Cómo cambiar tipo de entorno de ejecución en Google Colab?

En Google Colab, podemos cambiar el tipo de entorno de ejecución para adaptarlo a las necesidades de nuestro proyecto. Para hacerlo, vamos a Entorno de ejecución > Cambiar tipo de entorno de ejecución. Entonces lo podremos configurar:

En tipo de entorno de ejecución: Tenemos por defecto Python 3, aunque también podrías elegir R, en caso de que necesites desarrollar código allí. 

En el apartado de acelerador de hardware, tenemos: 

  • CPU: Uso estándar, suficiente para tareas simples. 
  • GPU (T4, A100, L4): Ideal para trabajos intensivos como entrenamiento de redes neuronales. 
  • TPU: Recomendado para tareas de machine learning más avanzadas y optimizadas. 

Esto es súper importante, ya que cuando usemos alguna librería que contenga modelos de machine learning, necesitaremos seleccionar la GPU o la TPU para que el código se ejecute más rápido. 

Pero hay que tener en cuenta que tanto la GPU como la TPU no siempre estarán disponibles, ya que dependen de la carga de los servidores y del plan de Colab que estés utilizando (nosotros usaremos el gratuito). En caso de no tener acceso, siempre podemos trabajar con la CPU, aunque el procesamiento será más lento. 

Configuración de Google Colab

Google Colab ofrece una amplia variedad de configuraciones para personalizar tu entorno de trabajo. Aunque puedes explorar muchas opciones avanzadas, aquí nos enfocaremos en las siguientes configuraciones básicas y útiles:

  1. Tema oscuro o claro:
    • Cambia el aspecto visual del editor seleccionando entre un tema oscuro (ideal para trabajar en ambientes con poca luz) o claro.
  2. Editor:
    • Tamaño de fuente: Ajusta el tamaño del texto para hacerlo más legible según tus preferencias.
    • Ancho de sangría: Define el número de espacios para la sangría del código, lo que ayuda a mantener un formato limpio y organizado.
    • Números de línea: Activa esta opción para mostrar los números al lado de cada línea de código. Esto es especialmente útil al depurar errores o al referenciar líneas específicas en tu programa.
  3. Varios:
    • En esta sección encontrarás configuraciones adicionales, como la opción de habilitar pequeños avatares animados en la parte superior del editor. Esto no afecta la funcionalidad, pero puede agregar un toque personal y divertido.

Conexión de Google Colab con Drive 

Muchas veces, necesitaremos trabajar con contenido adicional, como: archivos de texto, imágenes, hojas de cálculo u otros datos almacenados en nuestro Google Drive. Para ello, es necesario conectar Google Colab con tu cuenta de Drive y otorgarle permisos de acceso. 

Para ello podemos ubicar el siguiente código en una de las celdas:

from google.colab import drive
drive.mount('/content/drive')

Al ejecutar el comando, se generará un enlace para autenticarte con tu cuenta de Google. Haz clic en el enlace, concede los permisos necesarios.

Una vez conectado, aparecerá una nueva carpeta llamada drive en la sección izquierda de Colab. Desde allí, podrás navegar por tus archivos, copiar rutas y utilizarlos directamente en tus proyectos.

¿Cómo guardar el notebook en Google Colab?

En Google Colab, los programas que realizamos se guardan automáticamente en la nube mientras trabajamos. Aunque si prefieres guardar manualmente y asegurarte de que todo está actualizado, puedes ir al menú Archivo > Guardar. O presionar Control + S. 

¿Cómo descargar los programas desarrollados en Google Colab?

Si deseas descargar el archivo en el que has estado trabajando, Google Colab nos permite hacerlo fácilmente en dos formatos: 

  1. Formato Jupyter Notebook (.ipynb): Ideal para abrirlo en herramientas como Jupyter Notebook o compartirlo con otros usuarios que usen Colab. 
  1. Formato Python Script (.py): Convierte el cuaderno en un archivo de script Python. Que nos servirá si deseamos usarlo en nuestro computador directamente. 

¿Cómo compartir archivos creados en Google Colab?

Google Colab facilita compartir estos archivos con otros usuarios para colaborar o simplemente mostrar tu trabajo. 

Para ello vamos a ir a la sección superior derecha en Compartir. Podremos: 

  1. Invitar a personas ingresando sus correos electrónicos. 
  2. O podremos generar un link o vínculo para que lo puedas enviar a tus compañeros. Allí podrás asignarles roles de usuario, como: Comentarista, Lector o Editor.

Limitaciones de Google Colab (Versión Gratuita)

Google Colab es una herramienta increíble, pero como toda solución gratuita, tiene ciertas limitaciones que debemos tomar en cuenta: 

Acceso limitado a GPUs y TPUs: Como te lo había comentado antes, aunque podemos usar GPUs y TPUs en el plan gratuito, su disponibilidad no está garantizada. Google prioriza los usuarios de las versiones pagas, y los recursos se asignan según la demanda y los patrones de uso. 

Duración máxima de ejecución: Los notebooks en la versión gratuita tienen un límite de ejecución de hasta 12 horas. Esto puede variar según la carga del servidor y tu nivel de actividad durante la sesión. Esto significa que, si tu programa requiere más tiempo para ejecutarse, el entorno se desconectará automáticamente, y tendrás que reiniciar el notebook y ejecutar nuevamente tu código desde el principio. 

Ejecuciones interrumpidas en segundo plano: Si dejas de interactuar con tu notebook, el proceso podría detenerse automáticamente, y la máquina virtual se cerrará poco tiempo después. 

Y bien, hemos llegado al final de este tutorial. ¡Espero que te haya gustado y lo hayas encontrado útil!. Nos vemos en un siguiente post.

Referencias