重慶分公司,新征程啟航
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隨便隨便什么Python或者R的程序只要在spark所在的設備上能運行。也就是說相關的依賴都配置好了,就能用spark執(zhí)行。但是只有使用
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spark提供的API的部分才會被spark處理(平行,多線程),其他的部分都是由本地的interpreter(Python 或者
R)處理的。也就是說如果不用spark API,用不用spark執(zhí)行效果都一樣。
spark其實并不是什么獨立的程序,可以理解為一個內(nèi)嵌在原生interpreter內(nèi)的擴展程序。就跟你在Python里面用numpy一樣。
轉(zhuǎn)載
5個常用的Python標準庫:
1、os:提供了不少與操作系統(tǒng)相關聯(lián)的函數(shù)庫
os包是Python與操作系統(tǒng)的接口。我們可以用os包來實現(xiàn)操作系統(tǒng)的許多功能,比如管理系統(tǒng)進程,改變當前路徑,改變文件權限等。但要注意,os包是建立在操作系統(tǒng)的平臺上的,許多功能在Windows系統(tǒng)上是無法實現(xiàn)的。另外,在使用os包中,要注意其中的有些功能已經(jīng)被其他的包取代。
我們通過文件系統(tǒng)來管理磁盤上儲存的文件。查找、刪除、復制文件以及列出文件列表等都是常見的文件操作。這些功能通常可以在操作系統(tǒng)中看到,但現(xiàn)在可以通過Python標準庫中的glob包、shutil包、os.path包以及os包的一些函數(shù)等,在Python內(nèi)部實現(xiàn)。
2、sys:通常用于命令行參數(shù)的庫
sys包被用于管理Python自身的運行環(huán)境。Python是一個解釋器,也是一個運行在操作系統(tǒng)上的程序。我們可以用sys包來控制這一程序運行的許多參數(shù),比如說Python運行所能占據(jù)的內(nèi)存和CPU,Python所要掃描的路徑等。另一個重要功能是和Python自己的命令行互動,從命令行讀取命令和參數(shù)。
3、random:用于生成隨機數(shù)的庫
Python標準庫中的random函數(shù),可以生成隨機浮點數(shù)、整數(shù)、字符串,甚至幫助你隨機選擇列表序列中的一個元素,打亂一組數(shù)據(jù)等。
4、math:提供了數(shù)學常數(shù)和數(shù)學函數(shù)
標準庫中,Python定義了一些新的數(shù)字類型,以彌補之前的數(shù)字類型可能的不足。標準庫還包含了random包,用于處理隨機數(shù)相關的功能。math包補充了一些重要的數(shù)學常數(shù)和數(shù)學函數(shù),比如pi、三角函數(shù)等等。
5、datetime:日期和時間的操作庫
日期和時間的管理并不復雜,但容易犯錯。Python的標準庫中對日期和時間的管理頗為完善,你不僅可以進行日期時間的查詢和變換,還可以對日期時間進行運算。通過這些標準庫,還可以根據(jù)需要控制日期時間輸出的文本格式。
除此之外,Python還有很多第三方庫,了解更多可移步:oldboyedu
13個最常用的Python深度學習庫介紹
如果你對深度學習和卷積神經(jīng)網(wǎng)絡感興趣,但是并不知道從哪里開始,也不知道使用哪種庫,那么這里就為你提供了許多幫助。
在這篇文章里,我詳細解讀了9個我最喜歡的Python深度學習庫。
這個名單并不詳盡,它只是我在計算機視覺的職業(yè)生涯中使用并在某個時間段發(fā)現(xiàn)特別有用的一個庫的列表。
這其中的一些庫我比別人用的多很多,尤其是Keras、mxnet和sklearn-theano。
其他的一些我是間接的使用,比如Theano和TensorFlow(庫包括Keras、deepy和Blocks等)。
另外的我只是在一些特別的任務中用過(比如nolearn和他們的Deep Belief Network implementation)。
這篇文章的目的是向你介紹這些庫。我建議你認真了解這里的每一個庫,然后在某個具體工作情境中你就可以確定一個最適用的庫。
我想再次重申,這份名單并不詳盡。此外,由于我是計算機視覺研究人員并長期活躍在這個領域,對卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(細胞神經(jīng)網(wǎng)絡)方面的庫會關注更多。
我把這個深度學習庫的列表分為三個部分。
第一部分是比較流行的庫,你可能已經(jīng)很熟悉了。對于這些庫,我提供了一個通俗的、高層次的概述。然后,針對每個庫我詳細解說了我的喜歡之處和不喜歡之處,并列舉了一些適當?shù)膽冒咐?/p>
第二部分進入到我個人最喜歡的深度學習庫,也是我日常工作中使用最多的,包括:Keras、mxnet和sklearn-theano等。
最后,我對第一部分中不經(jīng)常使用的庫做了一個“福利”板塊,你或許還會從中發(fā)現(xiàn)有用的或者是在第二板塊中我還沒有嘗試過但看起來很有趣的庫。
接下來就讓我們繼續(xù)探索。
針對初學者:
Caffe
提到“深度學習庫”就不可能不說到Caffe。事實上,自從你打開這個頁面學習深度學習庫,我就敢打保票你肯定聽說Caffe。
那么,究竟Caffe是什么呢?
Caffe是由Berkeley Vision and Learning Center(BVLC)建立的深度學習框架。它是模塊化的,速度極快。而且被應用于學術界和產(chǎn)業(yè)界的start-of-the-art應用程序中。
事實上,如果你去翻閱最新的深度學習出版物(也提供源代碼),你就很可能會在它們相關的GitHub庫中找到Caffe模型。
雖然Caffe本身并不是一個Python庫,但它提供綁定到Python上的編程語言。我們通常在新領域開拓網(wǎng)絡的時候使用這些綁定。
我把Caffe放在這個列表的原因是它幾乎被應用在各個方面。你可以在一個空白文檔里定義你的模型架構和解決方案,建立一個JSON文件類型的.prototxt配置文件。Caffe二進制文件提取這些.prototxt文件并培訓你的網(wǎng)絡。Caffe完成培訓之后,你可以把你的網(wǎng)絡和經(jīng)過分類的新圖像通過Caffe二進制文件,更好的就直接通過Python或MATLAB的API。
雖然我很喜歡Caffe的性能(它每天可以在K40 GPU上處理60萬張圖片),但相比之下我更喜歡Keras和mxnet。
主要的原因是,在.prototxt文件內(nèi)部構建架構可能會變得相當乏味和無聊。更重要的是, Caffe不能用編程方式調(diào)整超參數(shù)!由于這兩個原因,在基于Python的API中我傾向于對允許我實現(xiàn)終端到終端聯(lián)播網(wǎng)的庫傾斜(包括交叉驗證和調(diào)整超參數(shù))。
Theano
在最開始我想說Theano是美麗的。如果沒有Theano,我們根本不會達到現(xiàn)有的深度學習庫的數(shù)量(特別是在Python)。同樣的,如果沒有numpy,我們就不會有SciPy、scikit-learn和 scikit-image,,同樣可以說是關于Theano和深度學習更高級別的抽象。
非常核心的是,Theano是一個Python庫,用來定義、優(yōu)化和評估涉及多維數(shù)組的數(shù)學表達式。 Theano通過與numpy的緊密集成,透明地使用GPU來完成這些工作。
雖然可以利用Theano建立深度學習網(wǎng)絡,但我傾向于認為Theano是神經(jīng)網(wǎng)絡的基石,同樣的numpy是作為科學計算的基石。事實上,大多數(shù)我在文章中提到的庫都是圍繞著Theano,使自己變得更加便利。
不要誤會我的意思,我愛Theano,我只是不喜歡用Theano編寫代碼。
在Theano建設卷積神經(jīng)網(wǎng)絡就像只用本機Python中的numpy寫一個定制的支持向量機(SVM),當然這個對比并不是很完美。
你可以做到嗎?
當然可以。
它值得花費您的時間和精力嗎?
嗯,也許吧。這取決于你是否想擺脫低級別或你的應用是否需要。
就個人而言,我寧愿使用像Keras這樣的庫,它把Theano包裝成更有人性化的API,同樣的方式,scikit-learn使機器學習算法工作變得更加容易。
TensorFlow
與Theano類似,TensorFlow是使用數(shù)據(jù)流圖進行數(shù)值計算的開源庫(這是所有神經(jīng)網(wǎng)絡固有的特征)。最初由谷歌的機器智能研究機構內(nèi)的Google Brain Team研究人員開發(fā),此后庫一直開源,并提供給公眾。
相比于Theano ,TensorFlow的主要優(yōu)點是分布式計算,特別是在多GPU的環(huán)境中(雖然這是Theano正在攻克的項目)。
除了用TensorFlow而不是Theano替換Keras后端,對于TensorFlow庫我并沒有太多的經(jīng)驗。然而在接下來的幾個月里,我希望這有所改變。
Lasagne
Lasagne是Theano中用于構建和訓練網(wǎng)絡的輕量級庫。這里的關鍵詞是輕量級的,也就意味著它不是一個像Keras一樣圍繞著Theano的重包裝的庫。雖然這會導致你的代碼更加繁瑣,但它會把你從各種限制中解脫出來,同時還可以讓您根據(jù)Theano進行模塊化的構建。
簡而言之:Lasagne的功能是Theano的低級編程和Keras的高級抽象之間的一個折中。
我最喜歡的:
Keras
如果我必須選出一個最喜歡的深度學習Python庫,我將很難在Keras和mxnet中做出抉擇——但最后,我想我會選Keras。
說真的,Keras的好處我說都說不完。
Keras是一個最低限度的、模塊化的神經(jīng)網(wǎng)絡庫,可以使用Theano或TensorFlow作為后端。Keras最主要的用戶體驗是,從構思到產(chǎn)生結(jié)果將會是一個非常迅速的過程。
在Keras中架構網(wǎng)絡設計是十分輕松自然的。它包括一些state-of-the-art中針對優(yōu)化(Adam,RMSProp)、標準化(BatchNorm)和激活層(PReLU,ELU,LeakyReLU)最新的算法。
Keras也非常注重卷積神經(jīng)網(wǎng)絡,這也是我十分需要的。無論它是有意還是無意的,我覺得從計算機視覺的角度來看這是非常有價值的。
更重要的是,你既可以輕松地構建基于序列的網(wǎng)絡(其中輸入線性流經(jīng)網(wǎng)絡)又可以創(chuàng)建基于圖形的網(wǎng)絡(輸入可以“跳過”某些層直接和后面對接)。這使得創(chuàng)建像GoogLeNet和SqueezeNet這樣復雜的網(wǎng)絡結(jié)構變得容易得多。
我認為Keras唯一的問題是它不支持多GPU環(huán)境中并行地訓練網(wǎng)絡。這可能會也可能不會成為你的大忌。
如果我想盡快地訓練網(wǎng)絡,那么我可能會使用mxnet。但是如果我需要調(diào)整超參數(shù),我就會用Keras設置四個獨立的實驗(分別在我的Titan X GPUs上運行)并評估結(jié)果。
mxnet
我第二喜歡的深度學習Python庫無疑就是mxnet(重點也是訓練圖像分類網(wǎng)絡)。雖然在mxnet中站立一個網(wǎng)絡可能需要較多的代碼,但它會提供給你驚人數(shù)量的語言綁定(C ++、Python、R、JavaScript等)。
Mxnet庫真正出色的是分布式計算,它支持在多個CPU / GPU機訓練你的網(wǎng)絡,甚至可以在AWS、Azure以及YARN集群。
它確實需要更多的代碼來設立一個實驗并在mxnet上運行(與Keras相比),但如果你需要跨多個GPU或系統(tǒng)分配訓練,我推薦mxnet。
sklearn-theano
有時候你并不需要終端到終端的培養(yǎng)一個卷積神經(jīng)網(wǎng)絡。相反,你需要把CNN看作一個特征提取器。當你沒有足夠的數(shù)據(jù)來從頭培養(yǎng)一個完整的CNN時它就會變得特別有用。僅僅需要把你的輸入圖像放入流行的預先訓練架構,如OverFeat、AlexNet、VGGNet或GoogLeNet,然后從FC層提取特征(或任何您要使用的層)。
總之,這就是sklearn-theano的功能所在。你不能用它從頭到尾的訓練一個模型,但它的神奇之處就是可以把網(wǎng)絡作為特征提取器。當需要評估一個特定的問題是否適合使用深度學習來解決時,我傾向于使用這個庫作為我的第一手判斷。
nolearn
我在PyImageSearch博客上用過幾次nolearn,主要是在我的MacBook Pro上進行一些初步的GPU實驗和在Amazon EC2 GPU實例中進行深度學習。
Keras把 Theano和TensorFlow包裝成了更具人性化的API,而nolearn也為Lasagne做了相同的事。此外,nolearn中所有的代碼都是與scikit-learn兼容的,這對我來說絕對是個超級的福利。
我個人不使用nolearn做卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(CNNs),但你當然也可以用(我更喜歡用Keras和mxnet來做CNNs)。我主要用nolearn來制作Deep Belief Networks (DBNs)。
DIGITS
DIGITS并不是一個真正的深度學習庫(雖然它是用Python寫的)。DIGITS(深度學習GPU培訓系統(tǒng))實際上是用于培訓Caffe深度學習模式的web應用程序(雖然我認為你可以破解源代碼然后使用Caffe以外其他的后端進行工作,但這聽起來就像一場噩夢)。
如果你曾經(jīng)用過Caffe,那么你就會知道通過它的終端來定義.prototxt文件、生成圖像數(shù)據(jù)、運行網(wǎng)絡并監(jiān)管你的網(wǎng)絡訓練是相當繁瑣的。 DIGITS旨在通過讓你在瀏覽器中執(zhí)行這些任務來解決這個問題。
此外,DIGITS的用戶界面非常出色,它可以為你提供有價值的統(tǒng)計數(shù)據(jù)和圖表作為你的模型訓練。另外,你可以通過各種輸入輕松地可視化網(wǎng)絡中的激活層。最后,如果您想測試一個特定的圖像,您可以把圖片上傳到你的DIGITS服務器或進入圖片的URL,然后你的Caffe模型將會自動分類圖像并把結(jié)果顯示在瀏覽器中。干凈利落!
Blocks
說實話,雖然我一直想嘗試,但截至目前我的確從來沒用過Blocks(這也是我把它包括在這個列表里的原因)。就像許多個在這個列表中的其他庫一樣,Blocks建立在Theano之上,呈現(xiàn)出一個用戶友好型的API。
deepy
如果讓你猜deepy是圍繞哪個庫建立的,你會猜什么?
沒錯,就是Theano。
我記得在前一段時間用過deepy(做了初始提交),但在接下里的大概6-8個月我都沒有碰它了。我打算在接下來的博客文章里再嘗試一下。
pylearn2
雖然我從沒有主動地使用pylearn2,但由于歷史原因,我覺得很有必要把它包括在這個列表里。 Pylearn2不僅僅是一般的機器學習庫(地位類似于scikit-learn),也包含了深度學習算法的實現(xiàn)。
對于pylearn2我最大的擔憂就是(在撰寫本文時),它沒有一個活躍的開發(fā)者。正因為如此,相比于像Keras和mxnet這樣的有積極維護的庫,推薦pylearn2我還有些猶豫。
Deeplearning4j
這本應是一個基于Python的列表,但我想我會把Deeplearning4j包括在這里,主要是出于對他們所做事跡的無比崇敬——Deeplearning4j為JVM建立了一個開源的、分布式的深度學習庫。
如果您在企業(yè)工作,你可能會有一個塞滿了用過的Hadoop和MapReduce服務器的儲存器。也許這些你還在用,也許早就不用了。
你怎樣才能把這些相同的服務器應用到深度學習里?
事實證明是可以的——你只需要Deeplearning4j。
總計
以上就是本文關于13個最常用的Python深度學習庫介紹的全部內(nèi)容