TensorFlow学习笔记(一)安装、配置、基本用法
用conda install tensorflow 即可,注意,這里的python是3.6。
基于 Anaconda 的安裝
Anaconda 是一個集成許多第三方科學(xué)計算庫的 Python 科學(xué)計算環(huán)境,Anaconda 使用 conda 作為自己的包管理工具,同時具有自己的計算環(huán)境,類似 Virtualenv.
和 Virtualenv 一樣,不同 Python 工程需要的依賴包,conda 將他們存儲在不同的地方。 TensorFlow 上安裝的 Anaconda 不會對之前安裝的 Python 包進(jìn)行覆蓋.
- 安裝 Anaconda
- 建立一個 conda 計算環(huán)境
- 激活環(huán)境,使用 conda 安裝 TensorFlow
- 安裝成功后,每次使用 TensorFlow 的時候需要激活 conda 環(huán)境
安裝 Anaconda :
參考 Anaconda 的下載頁面的指導(dǎo)
建立一個 conda 計算環(huán)境名字叫tensorflow:
# Python 2.7 $ conda create -n tensorflow python=2.7# Python 3.4 $ conda create -n tensorflow python=3.4激活tensorflow環(huán)境,然后使用其中的 pip 安裝 TensorFlow. 當(dāng)使用easy_install使用--ignore-installed標(biāo)記防止錯誤的產(chǎn)生。
$ source activate tensorflow (tensorflow)$ # Your prompt should change# Ubuntu/Linux 64-bit, CPU only, Python 2.7: (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/linux/cpu/tensorflow-0.8.0rc0-cp27-none-linux_x86_64.whl# Ubuntu/Linux 64-bit, GPU enabled, Python 2.7. Requires CUDA toolkit 7.5 and CuDNN v4. # For other versions, see "Install from sources" below. (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/linux/gpu/tensorflow-0.8.0rc0-cp27-none-linux_x86_64.whl# Mac OS X, CPU only: (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/mac/tensorflow-0.8.0rc0-py2-none-any.whl對于 Python 3.x :
$ source activate tensorflow (tensorflow)$ # Your prompt should change# Ubuntu/Linux 64-bit, CPU only, Python 3.4: (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/linux/cpu/tensorflow-0.8.0rc0-cp34-cp34m-linux_x86_64.whl# Ubuntu/Linux 64-bit, GPU enabled, Python 3.4. Requires CUDA toolkit 7.5 and CuDNN v4. # For other versions, see "Install from sources" below. (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/linux/gpu/tensorflow-0.8.0rc0-cp34-cp34m-linux_x86_64.whl# Mac OS X, CPU only: (tensorflow)$ pip install --ignore-installed --upgrade https://storage.googleapis.com/tensorflow/mac/tensorflow-0.8.0rc0-py3-none-any.whlconda 環(huán)境激活后,你可以測試
當(dāng)你不用 TensorFlow 的時候,關(guān)閉環(huán)境:
(tensorflow)$ source deactivate$ # Your prompt should change back再次使用的時候再激活 :-)
$ source activate tensorflow (tensorflow)$ # Your prompt should change. # Run Python programs that use TensorFlow. ... # When you are done using TensorFlow, deactivate the environment. (tensorflow)$ source deactivate(可選) 啟用 GPU 支持
如果你使用 pip 二進(jìn)制包安裝了開啟 GPU 支持的 TensorFlow, 你必須確保系統(tǒng)里安裝了正確的 CUDA sdk 和 CUDNN 版本. 請參間 CUDA 安裝教程
你還需要設(shè)置 LD_LIBRARY_PATH 和 CUDA_HOME 環(huán)境變量. 可以考慮將下面的命令添加到 ~/.bash_profile 文件中, 這樣每次登陸后自動生效. 注意, 下面的命令假定 CUDA 安裝目錄為 /usr/local/cuda:
export LD_LIBRARY_PATH="$LD_LIBRARY_PATH:/usr/local/cuda/lib64" export CUDA_HOME=/usr/local/cuda運(yùn)行 TensorFlow
打開一個 python 終端:?
這里注意python3.6的print()函數(shù)
使用 TensorFlow, 你必須明白 TensorFlow:
- 使用圖 (graph) 來表示計算任務(wù).
- 在被稱之為 會話 (Session) 的上下文 (context) 中執(zhí)行圖.
- 使用 tensor 表示數(shù)據(jù).
- 通過 變量 (Variable) 維護(hù)狀態(tài).
- 使用 feed 和 fetch 可以為任意的操作(arbitrary operation) 賦值或者從其中獲取數(shù)據(jù).
綜述
TensorFlow 是一個編程系統(tǒng), 使用圖來表示計算任務(wù). 圖中的節(jié)點(diǎn)被稱之為 op(operation 的縮寫). 一個 op 獲得 0 個或多個 Tensor, 執(zhí)行計算,產(chǎn)生 0 個或多個 Tensor. 每個 Tensor 是一個類型化的多維數(shù)組.例如, 你可以將一小組圖像集表示為一個四維浮點(diǎn)數(shù)數(shù)組,這四個維度分別是 [batch, height, width, channels].
一個 TensorFlow 圖描述了計算的過程. 為了進(jìn)行計算, 圖必須在 會話 里被啟動.會話 將圖的 op 分發(fā)到諸如 CPU 或 GPU 之類的 設(shè)備 上, 同時提供執(zhí)行 op 的方法.這些方法執(zhí)行后, 將產(chǎn)生的 tensor 返回. 在 Python 語言中, 返回的 tensor 是numpy ndarray 對象; 在 C 和 C++ 語言中, 返回的 tensor 是tensorflow::Tensor 實(shí)例.
計算圖
TensorFlow 程序通常被組織成一個構(gòu)建階段和一個執(zhí)行階段. 在構(gòu)建階段, op 的執(zhí)行步驟被描述成一個圖. 在執(zhí)行階段, 使用會話執(zhí)行執(zhí)行圖中的 op.
例如, 通常在構(gòu)建階段創(chuàng)建一個圖來表示和訓(xùn)練神經(jīng)網(wǎng)絡(luò), 然后在執(zhí)行階段反復(fù)執(zhí)行圖中的訓(xùn)練 op.
TensorFlow 支持 C, C++, Python 編程語言. 目前, TensorFlow 的 Python 庫更加易用,它提供了大量的輔助函數(shù)來簡化構(gòu)建圖的工作, 這些函數(shù)尚未被 C 和 C++ 庫支持.
三種語言的會話庫 (session libraries) 是一致的.
構(gòu)建圖
構(gòu)建圖的第一步, 是創(chuàng)建源 op (source op). 源 op 不需要任何輸入, 例如 常量 (Constant). 源 op 的輸出被傳遞給其它 op 做運(yùn)算.
Python 庫中, op 構(gòu)造器的返回值代表被構(gòu)造出的 op 的輸出, 這些返回值可以傳遞給其它op 構(gòu)造器作為輸入.
TensorFlow Python 庫有一個默認(rèn)圖 (default graph), op 構(gòu)造器可以為其增加節(jié)點(diǎn). 這個默認(rèn)圖對許多程序來說已經(jīng)足夠用了. 閱讀 Graph 類 文檔來了解如何管理多個圖.
import tensorflow as tf# 創(chuàng)建一個常量 op, 產(chǎn)生一個 1x2 矩陣. 這個 op 被作為一個節(jié)點(diǎn) # 加到默認(rèn)圖中. # # 構(gòu)造器的返回值代表該常量 op 的返回值. matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])# 創(chuàng)建另外一個常量 op, 產(chǎn)生一個 2x1 矩陣. matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])# 創(chuàng)建一個矩陣乘法 matmul op , 把 'matrix1' 和 'matrix2' 作為輸入. # 返回值 'product' 代表矩陣乘法的結(jié)果. product = tf.matmul(matrix1, matrix2)默認(rèn)圖現(xiàn)在有三個節(jié)點(diǎn), 兩個 constant() op, 和一個matmul() op. 為了真正進(jìn)行矩陣相乘運(yùn)算, 并得到矩陣乘法的結(jié)果, 你必須在會話里啟動這個圖.
在一個會話中啟動圖
構(gòu)造階段完成后, 才能啟動圖. 啟動圖的第一步是創(chuàng)建一個 Session 對象, 如果無任何創(chuàng)建參數(shù),會話構(gòu)造器將啟動默認(rèn)圖.
欲了解完整的會話 API, 請閱讀Session 類.
# 啟動默認(rèn)圖. sess = tf.Session()# 調(diào)用 sess 的 'run()' 方法來執(zhí)行矩陣乘法 op, 傳入 'product' 作為該方法的參數(shù). # 上面提到, 'product' 代表了矩陣乘法 op 的輸出, 傳入它是向方法表明, 我們希望取回 # 矩陣乘法 op 的輸出. # # 整個執(zhí)行過程是自動化的, 會話負(fù)責(zé)傳遞 op 所需的全部輸入. op 通常是并發(fā)執(zhí)行的. # # 函數(shù)調(diào)用 'run(product)' 觸發(fā)了圖中三個 op (兩個常量 op 和一個矩陣乘法 op) 的執(zhí)行. # # 返回值 'result' 是一個 numpy `ndarray` 對象. result = sess.run(product) print(result) # ==> [[ 12.]]# 任務(wù)完成, 關(guān)閉會話. sess.close()Session 對象在使用完后需要關(guān)閉以釋放資源. 除了顯式調(diào)用 close 外, 也可以使用 "with" 代碼塊來自動完成關(guān)閉動作.
with tf.Session() as sess:result = sess.run([product])print result在實(shí)現(xiàn)上, TensorFlow 將圖形定義轉(zhuǎn)換成分布式執(zhí)行的操作, 以充分利用可用的計算資源(如 CPU或 GPU). 一般你不需要顯式指定使用 CPU 還是 GPU, TensorFlow 能自動檢測. 如果檢測到 GPU, TensorFlow會盡可能地利用找到的第一個 GPU 來執(zhí)行操作.
如果機(jī)器上有超過一個可用的 GPU, 除第一個外的其它 GPU 默認(rèn)是不參與計算的. 為了讓 TensorFlow使用這些 GPU, 你必須將 op 明確指派給它們執(zhí)行. with...Device 語句用來指派特定的 CPU 或 GPU執(zhí)行操作:
with tf.Session() as sess:with tf.device("/gpu:1"):matrix1 = tf.constant([[3., 3.]])matrix2 = tf.constant([[2.],[2.]])product = tf.matmul(matrix1, matrix2)...設(shè)備用字符串進(jìn)行標(biāo)識. 目前支持的設(shè)備包括:
- "/cpu:0": 機(jī)器的 CPU.
- "/gpu:0": 機(jī)器的第一個 GPU, 如果有的話.
- "/gpu:1": 機(jī)器的第二個 GPU, 以此類推.
交互式使用
文檔中的 Python 示例使用一個會話 Session 來啟動圖, 并調(diào)用 Session.run() 方法執(zhí)行操作.
為了便于使用諸如 IPython 之類的 Python 交互環(huán)境, 可以使用InteractiveSession 代替Session 類, 使用 Tensor.eval()和 Operation.run() 方法代替Session.run(). 這樣可以避免使用一個變量來持有會話.
# 進(jìn)入一個交互式 TensorFlow 會話. import tensorflow as tf sess = tf.InteractiveSession()x = tf.Variable([1.0, 2.0]) a = tf.constant([3.0, 3.0])# 使用初始化器 initializer op 的 run() 方法初始化 'x' x.initializer.run()# 增加一個減法 sub op, 從 'x' 減去 'a'. 運(yùn)行減法 op, 輸出結(jié)果 sub = tf.sub(x, a) print sub.eval() # ==> [-2. -1.]Tensor
TensorFlow 程序使用 tensor 數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來代表所有的數(shù)據(jù), 計算圖中, 操作間傳遞的數(shù)據(jù)都是 tensor.你可以把 TensorFlow tensor 看作是一個 n 維的數(shù)組或列表. 一個 tensor 包含一個靜態(tài)類型 rank, 和一個 shape.
變量
Variables for more details.變量維護(hù)圖執(zhí)行過程中的狀態(tài)信息. 下面的例子演示了如何使用變量實(shí)現(xiàn)一個簡單的計數(shù)器.
代碼中 assign() 操作是圖所描繪的表達(dá)式的一部分, 正如 add() 操作一樣. 所以在調(diào)用 run()執(zhí)行表達(dá)式之前, 它并不會真正執(zhí)行賦值操作.
通常會將一個統(tǒng)計模型中的參數(shù)表示為一組變量. 例如, 你可以將一個神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的權(quán)重作為某個變量存儲在一個 tensor 中.在訓(xùn)練過程中, 通過重復(fù)運(yùn)行訓(xùn)練圖, 更新這個 tensor.
Fetch
為了取回操作的輸出內(nèi)容, 可以在使用 Session 對象的 run() 調(diào)用 執(zhí)行圖時, 傳入一些 tensor,這些 tensor 會幫助你取回結(jié)果. 在之前的例子里, 我們只取回了單個節(jié)點(diǎn) state, 但是你也可以取回多個tensor:
input1 = tf.constant(3.0) input2 = tf.constant(2.0) input3 = tf.constant(5.0) intermed = tf.add(input2, input3) mul = tf.mul(input1, intermed)with tf.Session() as sess:result = sess.run([mul, intermed])print result# 輸出: # [array([ 21.], dtype=float32), array([ 7.], dtype=float32)]需要獲取的多個 tensor 值,在 op 的一次運(yùn)行中一起獲得(而不是逐個去獲取 tensor)。
Feed
上述示例在計算圖中引入了 tensor, 以常量或變量的形式存儲. TensorFlow 還提供了 feed 機(jī)制, 該機(jī)制可以臨時替代圖中的任意操作中的 tensor 可以對圖中任何操作提交補(bǔ)丁, 直接插入一個 tensor.
feed 使用一個 tensor 值臨時替換一個操作的輸出結(jié)果. 你可以提供 feed 數(shù)據(jù)作為 run() 調(diào)用的參數(shù).feed 只在調(diào)用它的方法內(nèi)有效, 方法結(jié)束, feed 就會消失. 最常見的用例是將某些特殊的操作指定為 "feed" 操作,標(biāo)記的方法是使用 tf.placeholder() 為這些操作創(chuàng)建占位符.
input1 = tf.placeholder(tf.float32) input2 = tf.placeholder(tf.float32) output = tf.mul(input1, input2)with tf.Session() as sess:print sess.run([output], feed_dict={input1:[7.], input2:[2.]})# 輸出: # [array([ 14.], dtype=float32)]for a larger-scale example of feeds.如果沒有正確提供 feed, placeholder() 操作將會產(chǎn)生錯誤.MNIST 全連通 給出了一個更大規(guī)模的使用 feed 的例子.
總結(jié)
以上是生活随笔為你收集整理的TensorFlow学习笔记(一)安装、配置、基本用法的全部內(nèi)容,希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。
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