Handling Data#

%matplotlib inline
import matplotlib.pyplot as plt
import seaborn as sns; sns.set_theme()
import numpy as np
import pandas as pd
import os.path
import subprocess

Load Course Data Files#

def wget_data(url: str):
    local_path = './tmp_data'
    p = subprocess.Popen(["wget", "-nc", "-P", local_path, url], stderr=subprocess.PIPE, encoding='UTF-8')
    rc = None

    while rc is None:
      line = p.stderr.readline().strip('\n')
      if len(line) > 0:
        print(line)
      rc = p.poll()
wget_data('https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/pong_data.hf5')
--2026-01-21 19:45:50--  https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/pong_data.hf5
Resolving raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)... 185.199.108.133, 185.199.109.133, 185.199.110.133, ...
Connecting to raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)|185.199.108.133|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 175192 (171K) [application/octet-stream]
Saving to: ‘./tmp_data/pong_data.hf5’
     0K .......... .......... .......... .......... .......... 29% 2.22M 0s
    50K .......... .......... .......... .......... .......... 58% 3.25M 0s
   100K .......... .......... .......... .......... .......... 87% 4.88M 0s
   150K .......... .......... .                               100%  224M=0.05s
2026-01-21 19:45:50 (3.54 MB/s) - ‘./tmp_data/pong_data.hf5’ saved [175192/175192]
def locate_data(name, check_exists=True):
    local_path='./tmp_data'
    path = os.path.join(local_path, name)
    if check_exists and not os.path.exists(path):
        raise RuxntimeError('No such data file: {}'.format(path))
    return path
locate_data('pong_data.hf5')
'./tmp_data/pong_data.hf5'

Data files are stored in the industry standard binary HDF5 and text CSV formats, with extensions .hf5 and .csv, respectively. HDF5 is more efficient for larger files but requires specialized software to read. CSV files are just plain text:

wget_data('https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/line_data.csv')
--2026-01-21 19:45:50--  https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/line_data.csv
Resolving raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)... 185.199.111.133, 185.199.109.133, 185.199.108.133, ...
Connecting to raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)|185.199.111.133|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 114763 (112K) [text/plain]
Saving to: ‘./tmp_data/line_data.csv’
     0K .......... .......... .......... .......... .......... 44% 2.36M 0s
    50K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 4.05M 0s
   100K .......... ..                                         100% 1.44G=0.03s
2026-01-21 19:45:50 (3.34 MB/s) - ‘./tmp_data/line_data.csv’ saved [114763/114763]
with open(locate_data('line_data.csv')) as f:
    # Print the first 5 lines of the file.
    for lineno in range(5):
        print(f.readline(), end='')
x,y,dy
0.3929383711957233,0.08540861657452603,0.3831920560881885
-0.42772133009924107,-0.5198803411067978,0.38522044793317467
-0.5462970928715938,-0.8124804852644906,
0.10262953816578246,0.10527828529558633,0.38556680974439583

The first line specifies the names of each column (“feature”) in the data file. Subsequent lines are the rows (“samples”) of the data file, with values for each column separated by commas. Note that values might be missing (for example, at the end of the third row).

Read Files with Pandas#

We will use the Pandas package to read data files into DataFrame objects in memory. This will only be a quick introduction. For a deeper dive, start with Data Manipulation with Pandas in the Phython Data Science Handbook.

pong_data = pd.read_hdf(locate_data('pong_data.hf5'))
line_data = pd.read_csv(locate_data('line_data.csv'))

You can think of a DataFrame as an enhanced 2D numpy array, with most of the same capabilities:

line_data.shape
(2000, 3)

Individual columns also behave like enhanced 1D numpy arrays:

line_data['y'].shape
(2000,)
line_data['x'].shape
(2000,)

For a first look at some unknown data, start with some basic summary statistics:

line_data.describe()
x y dy
count 2000.000000 2000.000000 1850.000000
mean -0.000509 -0.086233 0.479347
std 0.585281 0.782878 0.228198
min -0.999836 -2.390646 0.151793
25% -0.513685 -0.648045 0.302540
50% -0.006021 -0.068052 0.431361
75% 0.501449 0.473741 0.610809
max 0.999289 2.365710 1.506188

Jot down a few things you notice about this data from this summary.

  • The values of x and y are symmetric about zero.

  • The values of x look uniformly distributed on [-1, +1], judging by the percentiles.

  • The value of dy is always > 0, as you might expect if it represents the “error on y”.

  • The dy column is missing 150 entries.

Summarize pong_data the same way. Does anything stick out?

pong_data.describe()
x0 x1 x2 x3 x4 x5 x6 x7 x8 x9 y0 y1 y2 y3 y4 y5 y6 y7 y8 y9
count 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.0 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000 1000.000000
mean 0.049004 0.132093 0.212905 0.291504 0.367950 0.442301 0.514615 0.584949 0.653355 0.719888 0.0 0.125206 0.217122 0.276658 0.304702 0.302116 0.269740 0.208390 0.118860 0.001921
std 0.062998 0.067380 0.075805 0.086806 0.099285 0.112547 0.126175 0.139919 0.153624 0.167196 0.0 0.010876 0.021454 0.031742 0.041748 0.051481 0.060946 0.070153 0.079107 0.087815
min -0.161553 -0.089041 -0.018516 0.050077 0.116790 0.181677 0.244785 0.306165 0.365863 0.415850 0.0 0.093722 0.155016 0.184769 0.183846 0.153088 0.093310 0.005310 -0.110141 -0.252291
25% -0.001755 0.079435 0.157023 0.229517 0.293469 0.353604 0.414068 0.473338 0.532280 0.590583 0.0 0.115816 0.198597 0.249250 0.268654 0.257665 0.217116 0.147817 0.050555 -0.073903
50% 0.076534 0.148675 0.205846 0.270214 0.338380 0.406922 0.476322 0.542847 0.608249 0.673589 0.0 0.127098 0.220852 0.282177 0.311961 0.311068 0.280338 0.220589 0.132616 0.017191
75% 0.100177 0.187800 0.286463 0.383127 0.475724 0.565217 0.651398 0.734418 0.816378 0.896600 0.0 0.132847 0.232193 0.298956 0.334029 0.338281 0.312554 0.257672 0.174431 0.063610
max 0.151118 0.261095 0.370325 0.476563 0.579891 0.684321 0.787124 0.887111 0.984358 1.078941 0.0 0.144799 0.255769 0.333838 0.379908 0.394854 0.379530 0.334764 0.261364 0.160113

Some things that stick out from this summary are:

  • Mean, median values in the xn columns are increasing left to right.

  • Column y0 is always zero, so not very informative.

  • Mean, median values in the yn columns increase from y0 to y4 then decrease through y9.

Work with Subsets of Data#

A subset is specified by limiting the rows and/or columns. We have already seen how to pick out a single column, e.g. with line_data['x'].

We can also pick out specific rows (for details on why we use iloc see here):

line_data.iloc[:4]
x y dy
0 0.392938 0.085409 0.383192
1 -0.427721 -0.519880 0.385220
2 -0.546297 -0.812480 NaN
3 0.102630 0.105278 0.385567

Note how the missing value in the CSV file is represented as NaN = “not a number”. This is generally how Pandas handles any data that is missing / invalid or otherwise not available (NA).

We may not want to use any rows with missing data. Select the subset of useful data with:

line_data_valid = line_data.dropna()
line_data_valid[:4]
x y dy
0 0.392938 0.085409 0.383192
1 -0.427721 -0.519880 0.385220
3 0.102630 0.105278 0.385567
4 0.438938 0.582137 0.509960

You can also select rows using any logical test on its column values. For example, to select all rows with dy > 0.5 and y < 0:

xpos = line_data[(line_data['dy'] > 0.5) & (line_data['y'] < 0)]
xpos[:4]
x y dy
13 -0.880644 -1.482074 0.698284
16 -0.635017 -1.192232 0.619905
30 -0.815790 -0.172324 0.643215
35 -0.375478 -1.320013 0.574198

Use describe to compare the summary statistics for rows with x < 0 and x >= 0. Do they make sense?

line_data[line_data['x'] < 0].describe()
x y dy
count 1006.000000 1006.000000 938.000000
mean -0.507065 -0.689012 0.472889
std 0.288074 0.498581 0.227474
min -0.999836 -2.390646 0.159862
25% -0.758180 -1.005357 0.294420
50% -0.511167 -0.643512 0.419482
75% -0.264287 -0.338449 0.611192
max -0.000128 0.757903 1.506188
line_data[line_data['x'] >= 0].describe()
x y dy
count 994.000000 994.000000 912.000000
mean 0.512162 0.523822 0.485989
std 0.287312 0.491520 0.228875
min 0.001123 -1.154558 0.151793
25% 0.266587 0.163363 0.312799
50% 0.502736 0.471419 0.436676
75% 0.761346 0.821626 0.607731
max 0.999289 2.365710 1.378183

Extend Data with New Columns#

You can easily add new columns derived from existing columns, for example:

line_data['yprediction'] = 1.2 * line_data['x'] - 0.1

The new column is only in memory, and not automatically written back to the original file.


EXERCISE: Add a new column for the “pull”, defined as:

\[ \Large y_{\textrm{pull}} \equiv \frac{y - y_{\textrm{prediction}}}{\delta y} \; . \]

What would you expect the mean and standard deviation (std) of this new column to be if the prediction is accuracte? What do the actual mean, std values indicate?

line_data['ypull'] = (line_data['y'] - line_data['yprediction']) / line_data['dy']

The mean should be close to zero if the prediction is unbiased. The RMS should be close to one if the prediction is unbiased and the errors are accurate. The actual values indicate that the prediction is unbiased, but the errors are overerestimated.

line_data.describe()
x y dy yprediction ypull
count 2000.000000 2000.000000 1850.000000 2000.000000 1850.000000
mean -0.000509 -0.086233 0.479347 -0.100611 0.036367
std 0.585281 0.782878 0.228198 0.702338 0.661659
min -0.999836 -2.390646 0.151793 -1.299803 -2.162585
25% -0.513685 -0.648045 0.302540 -0.716422 -0.429185
50% -0.006021 -0.068052 0.431361 -0.107225 0.033875
75% 0.501449 0.473741 0.610809 0.501739 0.484257
max 0.999289 2.365710 1.506188 1.099146 2.033837

Combine Data from Different Sources#

Most of the data files for this course are in data/targets pairs (for reasons that will be clear soon).

Verify that the files pong_data.hf5 and pong_targets.hf5 have the same number of rows but different column names.

wget_data('https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/pong_targets.hf5')
--2026-01-21 19:45:50--  https://raw.githubusercontent.com/illinois-mlp/MachineLearningForPhysics/main/data/pong_targets.hf5
Resolving raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)... 185.199.111.133, 185.199.110.133, 185.199.109.133, ...
Connecting to raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)|185.199.111.133|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 39192 (38K) [application/octet-stream]
Saving to: ‘./tmp_data/pong_targets.hf5’
     0K .......... .......... .......... ........             100% 4.21M=0.009s
2026-01-21 19:45:51 (4.21 MB/s) - ‘./tmp_data/pong_targets.hf5’ saved [39192/39192]
pong_data = pd.read_hdf(locate_data('pong_data.hf5'))
pong_targets = pd.read_hdf(locate_data('pong_targets.hf5'))

print('#rows: {}, {}.'.format(len(pong_data), len(pong_targets)))
assert len(pong_data) == len(pong_targets)

print('data columns: {}.'.format(pong_data.columns.values))
print('targets columns: {}.'.format(pong_targets.columns.values))
#rows: 1000, 1000.
data columns: <StringArray>
['x0', 'x1', 'x2', 'x3', 'x4', 'x5', 'x6', 'x7', 'x8', 'x9', 'y0', 'y1', 'y2',
 'y3', 'y4', 'y5', 'y6', 'y7', 'y8', 'y9']
Length: 20, dtype: str.
targets columns: <StringArray>
['th0', 'hit', 'grp']
Length: 3, dtype: str.

Use pd.concat to combine the (different) columns, matching row by row. Verify that your combined data has the expected number of rows and column names.

pong_both = pd.concat([pong_data, pong_targets], axis='columns')
print('#rows: {}'.format(len(pong_both)))
print('columns: {}.'.format(pong_both.columns.values))
#rows: 1000
columns: <StringArray>
[ 'x0',  'x1',  'x2',  'x3',  'x4',  'x5',  'x6',  'x7',  'x8',  'x9',  'y0',
  'y1',  'y2',  'y3',  'y4',  'y5',  'y6',  'y7',  'y8',  'y9', 'th0', 'hit',
 'grp']
Length: 23, dtype: str.

Prepare Data from an External Source#

Finally, here is an example of taking data from an external source and adapting it to the standard format we are using. The data is from the 2014 ATLAS Higgs Challenge which is now documented and archived here. More details about the challenge are in this writeup.


EXERCISE:

  1. Download the compressed CSV file (~62Mb) atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz using the link at the bottom of this page.

  2. You can uncompress (gunzip) the file on-the-fly.

  3. Skim the description of the columns here. The details are not important, but the main points are that:

  • There are two types of input “features”: 17 primary + 13 derived.

  • The goal is to predict the “Label” from the input features.

  1. Examine the function defined below and determine what it does. Lookup the documentation of any functions you are unfamiliar with.

  2. Run the function below, which should create two new files in your coursse data directory:

  • higgs_data.hf5: Input data with 30 columns, ~100Mb size.

  • higgs_targets.hf5: Ouput targets with 1 column, ~8.8Mb size.

wget_data('http://opendata.cern.ch/record/328/files/atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz')
--2026-01-21 19:45:51--  http://opendata.cern.ch/record/328/files/atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz
Resolving opendata.cern.ch (opendata.cern.ch)... 137.138.6.31, 2001:1458:201:8b::100:1c8
Connecting to opendata.cern.ch (opendata.cern.ch)|137.138.6.31|:80... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 65630848 (63M) [application/octet-stream]
Saving to: ‘./tmp_data/atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz’
     0K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  201K 5m18s
    50K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  452K 3m50s
   100K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 2.70M 2m41s
   150K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  472K 2m34s
   200K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 1.94M 2m10s
   250K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  516K 2m9s
   300K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 2.21M 1m54s
   350K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 3.26M 1m42s
   400K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  634K 1m42s
   450K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 1.46M 96s
   500K .......... .......... .......... .......... ..........  0% 2.94M 89s
   550K .......... .......... .......... .......... ..........  0%  753K 89s
   600K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 5.42M 83s
   650K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 3.62M 78s
   700K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 1.71M 75s
   750K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  104M 70s
   800K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 83.4K 1m51s
   850K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 93.1T 1m45s
   900K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  139K 2m3s
   950K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  378K 2m5s
  1000K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  432K 2m6s
  1050K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  397K 2m7s
  1100K .......... .......... .......... .......... ..........  1% 45.1M 2m2s
  1150K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  206K 2m9s
  1200K .......... .......... .......... .......... ..........  1%  108K 2m27s
  1250K .......... .......... .......... .......... ..........  2%  420K 2m27s
  1300K .......... .......... .......... .......... ..........  2%  103K 2m44s
  1350K .......... .......... .......... .......... ..........  2%  394K 2m44s
  1400K .......... .......... .......... .......... ..........  2% 4.29M 2m39s
  1450K .......... .......... .......... .......... ..........  2%  430K 2m38s
  1500K .......... .......... .......... .......... ..........  2% 26.2M 2m33s
  1550K .......... .......... .......... .......... ..........  2%  155K 2m41s
  1600K .......... .......... .......... .......... ..........  2% 93.1T 2m36s
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 57050K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 1.74M 7s
 57100K .......... .......... .......... .......... .......... 89%  121M 6s
 57150K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 1.84M 6s
 57200K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 2.04M 6s
 57250K .......... .......... .......... .......... .......... 89%  959K 6s
 57300K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 2.33M 6s
 57350K .......... .......... .......... .......... .......... 89% 12.2M 6s
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 59550K .......... .......... .......... .......... .......... 92% 3.59M 4s
 59600K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 2.13M 4s
 59650K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 1.72M 4s
 59700K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 7.29M 4s
 59750K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 1.88M 4s
 59800K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 1.78M 4s
 59850K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 3.30M 4s
 59900K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 1.97M 4s
 59950K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 4.05M 4s
 60000K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 3.01M 4s
 60050K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 2.77M 4s
 60100K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 3.03M 4s
 60150K .......... .......... .......... .......... .......... 93% 1.19M 4s
 60200K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 2.35M 3s
 60250K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 9.56M 3s
 60300K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 2.12M 3s
 60350K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 9.57M 3s
 60400K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 2.34M 3s
 60450K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 1.46M 3s
 60500K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 3.12M 3s
 60550K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 2.52M 3s
 60600K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 3.49M 3s
 60650K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 2.11M 3s
 60700K .......... .......... .......... .......... .......... 94%  113M 3s
 60750K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 1.95M 3s
 60800K .......... .......... .......... .......... .......... 94% 1.40M 3s
 60850K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 6.81M 3s
 60900K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 2.74M 3s
 60950K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 3.03M 3s
 61000K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 2.23M 3s
 61050K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 17.0M 3s
 61100K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 2.31M 3s
 61150K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 1.39M 3s
 61200K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 4.10M 3s
 61250K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 2.39M 3s
 61300K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 4.89M 2s
 61350K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 2.25M 2s
 61400K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 7.99M 2s
 61450K .......... .......... .......... .......... .......... 95% 3.09M 2s
 61500K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 1.57M 2s
 61550K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 2.87M 2s
 61600K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 3.26M 2s
 61650K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 2.99M 2s
 61700K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 2.44M 2s
 61750K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 4.07M 2s
 61800K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 6.11M 2s
 61850K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 1.68M 2s
 61900K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 2.58M 2s
 61950K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 3.11M 2s
 62000K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 4.12M 2s
 62050K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 1.95M 2s
 62100K .......... .......... .......... .......... .......... 96% 5.38M 2s
 62150K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 4.03M 2s
 62200K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 3.31M 2s
 62250K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 1.68M 2s
 62300K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 2.71M 2s
 62350K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 4.32M 2s
 62400K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 2.92M 1s
 62450K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 2.45M 1s
 62500K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 4.44M 1s
 62550K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 6.89M 1s
 62600K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 3.54M 1s
 62650K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 1.28M 1s
 62700K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 3.76M 1s
 62750K .......... .......... .......... .......... .......... 97% 9.58M 1s
 62800K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 2.58M 1s
 62850K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 2.88M 1s
 62900K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 4.82M 1s
 62950K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 4.36M 1s
 63000K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 6.09M 1s
 63050K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 1.26M 1s
 63100K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 2.99M 1s
 63150K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 12.2M 1s
 63200K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 2.37M 1s
 63250K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 3.28M 1s
 63300K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 6.02M 1s
 63350K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 2.73M 1s
 63400K .......... .......... .......... .......... .......... 98% 6.01M 1s
 63450K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 2.12M 1s
 63500K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 1.69M 0s
 63550K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 6.87M 0s
 63600K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 6.11M 0s
 63650K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 3.27M 0s
 63700K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 3.75M 0s
 63750K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 3.06M 0s
 63800K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 5.31M 0s
 63850K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 5.56M 0s
 63900K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 1.57M 0s
 63950K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 3.25M 0s
 64000K .......... .......... .......... .......... .......... 99% 5.78M 0s
 64050K .......... .......... .......... .......... ..        100% 7.44M=56s
2026-01-21 19:46:48 (1.12 MB/s) - ‘./tmp_data/atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz’ saved [65630848/65630848]
def prepare_higgs(filename='atlas-higgs-challenge-2014-v2.csv.gz'):
    # Read the input file, uncompressing on the fly.
    df = pd.read_csv(locate_data(filename), index_col='EventId', na_values='-999.0')
    # Prepare and save the data output file.
    higgs_data = df.drop(columns=['Label', 'KaggleSet', 'KaggleWeight']).astype('float32')
    higgs_data.to_hdf(locate_data('higgs_data.hf5', check_exists=False), key='data', mode='w')
    # Prepare and save the targets output file.
    higgs_targets = df[['Label']]
    higgs_targets.to_hdf(locate_data('higgs_targets.hf5', check_exists=False), key='targets', mode='w')
prepare_higgs()

Check that locate_data can find the new files:

locate_data('higgs_data.hf5')
'./tmp_data/higgs_data.hf5'
locate_data('higgs_targets.hf5')
'./tmp_data/higgs_targets.hf5'

Now you can load these data files and explore the data

higgs_data = pd.read_hdf(locate_data('higgs_data.hf5'))
higgs_data.describe()
DER_mass_MMC DER_mass_transverse_met_lep DER_mass_vis DER_pt_h DER_deltaeta_jet_jet DER_mass_jet_jet DER_prodeta_jet_jet DER_deltar_tau_lep DER_pt_tot DER_sum_pt ... PRI_met_sumet PRI_jet_num PRI_jet_leading_pt PRI_jet_leading_eta PRI_jet_leading_phi PRI_jet_subleading_pt PRI_jet_subleading_eta PRI_jet_subleading_phi PRI_jet_all_pt Weight
count 693636.000000 818238.000000 818238.000000 818238.000000 237985.000000 237985.000000 237985.000000 818238.000000 818238.000000 818238.000000 ... 818238.000000 818238.000000 490867.000000 490867.000000 490867.000000 237985.000000 237985.000000 237985.000000 818238.000000 818238.000000
mean 121.867699 49.252712 81.140564 57.849525 2.404626 372.181030 -0.828740 2.373871 18.969618 158.596161 ... 209.908722 0.979923 84.904274 -0.001248 -0.018856 57.810287 -0.006669 -0.010470 73.205589 0.503144
std 56.942486 35.378609 40.582706 63.411938 1.742546 398.235382 3.583769 0.780875 21.918491 116.089806 ... 126.816689 0.978793 60.649529 1.779419 1.815363 32.455467 2.031695 1.816033 98.331757 0.572200
min 9.044000 0.000000 6.329000 0.000000 0.000000 13.602000 -19.011999 0.208000 0.000000 46.103001 ... 13.678000 0.000000 30.000000 -4.500000 -3.142000 30.000000 -4.500000 -3.142000 -0.000000 0.000461
25% 91.862000 19.304001 59.414001 14.164250 0.886000 112.627998 -2.626000 1.814000 2.839000 77.491997 ... 122.985001 0.000000 44.487999 -1.337000 -1.591000 37.325001 -1.604000 -1.589000 0.000000 0.005721
50% 112.500999 46.484001 73.744003 38.470001 2.101000 226.192993 -0.244000 2.492000 12.383000 120.665001 ... 179.882996 1.000000 65.760002 0.000000 -0.044000 47.993000 -0.011000 -0.020000 40.506001 0.357223
75% 135.576004 73.620003 92.188004 79.226748 3.691000 478.782013 0.945000 2.962000 27.634001 200.884495 ... 263.828003 2.000000 103.569504 1.336000 1.557000 66.695000 1.593000 1.568000 110.387001 0.733462
max 1949.260986 968.669006 1349.350952 2834.999023 8.724000 4974.979004 17.650000 5.751000 2834.999023 2079.162109 ... 2190.274902 3.000000 1163.438965 4.500000 3.142000 817.801025 4.500000 3.142000 1860.175049 2.386316

8 rows × 31 columns

higgs_targets = pd.read_hdf(locate_data('higgs_targets.hf5'))
higgs_targets.describe()
Label
count 818238
unique 2
top b
freq 538678

You can now safely remove the tmp_data directory if you like. This is an example of a shell command. Uncomment this line if you want to do this. Colab will clean this up after you end the session.

#!rm -rf ./tmp_data

Acknowledgments#

  • Initial version: Mark Neubauer

© Copyright 2026