Keras: 基于 Python 的深度学习库 Keras: The Python Deep Learning library* Author: Keras-Team Contributor: 万 震 (WAN Zhen) � wanzhenchn � wanzhen@cqu.edu.cn 2018 年 12 月 24 日 *Copyright © 2018 by Keras-Team Keras-Team 前 言 整理 Keras: 基于 Python 的深度学习库 PDF 版的主要原因在于学习 Keras 深度学习库时方 便本地查阅，下载最新 PDF 版本请访问: https://github.com/wanzhenchn/keras-docs-zh。 感谢 keras-team 所做的中文翻译工作，本文档制作基于此处。 严正声明：本文档可免费用于学习和科学研究，可自由传播，但切勿擅自用于商业用途，由 Otherwise, the contributor is not responsible for the consequences. 目录 I 目录 1 Keras: 基于 Python 的深度学习库 1 1.1 你恰好发现了 Keras . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 1.2 指导原则

内存 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 517 12.4.3 存储器 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 518 12.4.4 CPU 多机训练 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 545 12.7.4 键值存储 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 547 13 计算机视觉 549 安装CUDA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 755 16.3.3 安装库以运行代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 757 16.3.4 远程运行Jupyter笔记本

结、归纳出一些逻辑规则，并将逻辑规则以计算机程序的方式实现，来开发出智能系统。 但是这种显式的规则往往过于简单，并且很难表达复杂、抽象的概念和规则。这一阶段被 称为推理期。 1970 年代，科学家们尝试通过知识库加推理的方式解决人工智能，通过构建庞大复杂 的专家系统来模拟人类专家的智能水平。这些明确指定规则的方式存在一个最大的难题， 就是很多复杂、抽象的概念无法用具体的代码实现。比如人类对图片的识别、对语言的理 13 是一个基于 Python 语言、定位底层运算的计算库，Theano 同时支持 GPU 和 CPU 运 算。由于 Theano 开发效率较低，模型编译时间较长，同时开发人员转投 TensorFlow 等原因，Theano 目前已经停止维护。 ❑ Scikit-learn 是一个完整的面向机器学习算法的计算库，内建了常见的传统机器学习算 法支持，文档和案例也较为丰富，但是 Scikit-learn CPU。由于开发时间较早，在业界的知名度较高，2017 年 Facebook 推出了 Caffe 的升级版本 Cafffe2，Caffe2 目前已经融入到 PyTorch 库中。 ❑ Torch 是一个非常优秀的科学计算库，基于较冷门的编程语言 Lua 开发。Torch 灵活性 较高，容易实现自定义网络层，这也是 PyTorch 继承获得的优良基因。但是由于 Lua 语言使用人群较少，Torch

练周期模型融合 • 模型结构训练与推理兼容：在线PS与离线PS模型结构兼容，自动模型参数转换 • 稳定性优化 • 模型快照：基于ps-scheduler的周期模型版本探测与保存，模型稀疏化分片存储 • 冷备容灾：基于checkpoint机制(Local模式&Remote模式)，实现参数服务的高可用，支持基于模型的异构集群迁移，支持集 群扩缩容 • 性能优化 • 通信优化：数据请求(P 引起的性能损耗，性能提升3-5倍 • 分区优化：支持多种分区策略（RANGE/HASH/MOD），解决数据倾斜导致的流量热点瓶颈问题，性能提升2-5倍 • 存储优化：自定义存储方式(ByRow&ByKey)，基于row进行矩阵压缩存储，参数内存占用减少90% 3 在线机器学习-参数服务器 模型验证 离线训练 实时训练 模型训练 模型部署 在线服务 离线验证 在线发布 在线验证 在线一致性/ 一键打包 端口探测 蓝绿部署/灰度发布 AUC/准确率/ 召回率/… 流量切换 版本更新 全量发布 … verson1 verson2 … kubenetes/olsubmit 模型库 3 在线机器学习-模型服务部署 • 模型评估 • 模型上线部署前指标评估 • 周期使用验证样本进行点击率预估 • 待部署模型与线上模型进行指标对比，评估是否满足上线条件 • 一键部署 •

2016年 C轮融资 估值20亿美元 9 机器学习的范围 10 • 给定数据的预测问题 ✓ 数据清洗/特征选择 ✓ 确定算法模型/参数优化 ✓ 结果预测 • 不能解决什么 ✓ 大数据存储/并行计算 ✓ 做一个机器人 机器学习可以解决什么问题 11 机器学习发展史 总的来说，人工智能经历了逻辑推理、知识工程、机器 学习三个阶段。 机器学习伴随着人工智能的发展而诞生，它是人工智能 ⚫Pycharm https://www.jetbrains.com/pycharm/ Pycharm 提供 免费的社区版 与 付费的专业版。专业版额外增加了一些功能， 如项目模板、远程开发、数据库支持等。个人学习 Python 使用免费的社区版 已足够。 如果有edu邮箱，那么推荐使用专业版，edu邮箱是可以免费使用专业版的。 安装过程照着提示一步步操作就可以了。 注意：安装路径尽量不使用带有 Python 的环境的安装 54 Python 的主要数据类型 ⚫字符串 ⚫整数与浮点数 ⚫布尔值 ⚫日期时间 ⚫其它 55 Python 的数据结构 ⚫列表(list) 用来存储一连串元素的容器，列表用[ ]来表示，其中元素的类型可不相同。 ⚫元组(tuple) 元组类似列表，元组里面的元素也是进行索引计算。列表里面的元素的值可以修改，而元组 里面的元素的值不能修改，只能读取。元组的符号是(

⚫Pycharm https://www.jetbrains.com/pycharm/ Pycharm 提供 免费的社区版 与 付费的专业版。专业版额外增加了一些功能， 如项目模板、远程开发、数据库支持等。个人学习 Python 使用免费的社区版 已足够。 如果有edu邮箱，那么推荐使用专业版，edu邮箱是可以免费使用专业版的。 安装过程照着提示一步步操作就可以了。 注意：安装路径尽量不使用带有 Python 的环境的安装 55 Python 的主要数据类型 ⚫字符串 ⚫整数与浮点数 ⚫布尔值 ⚫日期时间 ⚫其它 56 Python 的数据结构 ⚫列表(list) 用来存储一连串元素的容器，列表用[ ]来表示，其中元素的类型可不相同。 ⚫元组(tuple) 元组类似列表，元组里面的元素也是进行索引计算。列表里面的元素的值可以修改，而元组 里面的元素的值不能修改，只能读取。元组的符号是( 集合主要有两个功能，一个功能是进行集合操作，另一个功能是消除重复元素。 集合的格式 是：set( )，其中()内可以是列表、字典或字符串，因为字符串是以列表的形式存储的 ⚫字典(dict) 字典dict也叫做关联数组，用大括号{ }括起来，在其他语言中也称为map，使用键-值（ key-value）存储，具有极快的查找速度，其中key不能重复。 57 Python控制流 ⚫顺序结构 ⚫分支结构 ⚫循环结构 ⚫break、continue和pass

训练系统 召回 业务服务 排序 混排 模型 管理 上线 管理 ⽆量 RGW/Cos/ kafka 样本 存储 实时样本 ⽣成服务 离线样本 ⽣成任务 数据 通道 特征 处理 模型 登记 模型 上线 预测 请求 数据 落地 ⽆量 ⽤户⾏为数据上报 特征 库 内容 获取 请求 � 推荐场景的重要性 � PCG的图⽂，视频推荐（腾讯视频，腾讯新 闻，QQ看点，浏览器，微视， 的特点） 训练框架—基于参数服务器架构的分布式训练框架 TB级模型 分⽚ 存储/更新 百TB数据 分⽚训练 Feature 1: 动态空间 Feature 2.1:短时间内只有部分item和user 被命中，只有部分参数被⽤到 参数按需 获取/更新 Storage 异步训练流⽔线和多级存储：提升性能，降低内存成本 � 问题： � Learner线程中参数拉取和参数更新对性能影响⼤ Learner线程中参数拉取和参数更新对性能影响⼤ � 内存成为主要资源瓶颈。由于需要等待全部参数 就绪，Parameter Server难以利⽤速度慢的存储 介质 样本读取 样本解析 参数拉 取 训练 参数更新 查询Sparse Table 查询Dense Tensor Reader Learner Worker 返回参数 Request Handler Parameter Server 查询Sparse

年提出的关联分析算法，它采 取如下分治策略：将提供频繁项集的数据库压缩到一棵频繁模式树（FP-Tree）， 但仍保留项集关联信息。 该算法是对Apriori方法的改进。生成一个频繁模式而不需要生成候选模式。 FP-growth算法以树的形式表示数据库，称为频繁模式树或FP-tree。 此树结构将保持项集之间的关联。数据库使用一个频繁项进行分段。这个片段被称 为“模式片段”。分析了这些碎 27 3.FP-Growth算法 FP-growth算法思想 FP-growth算法是基于Apriori原理的，通过将数据集存储在FP（Frequent Pattern)树上发现频繁项集，但不能发现数据之间的关联规则。 FP-growth算法只需要对数据库进行两次扫描，而Apriori算法在求每个潜在 的频繁项集时都需要扫描一次数据集，所以说Apriori算法是高效的。其中 算法发现频繁项集的过程是： FP-growth算法思想 该算法和Apriori算法最大的不同有两点： 第一，不产生候选集 第二，只需要两次遍历数据库，大大提高了效率。 29 3.FP-Growth算法 FP-Tree （ Frequent Pattern Tree ） FP树(FP-Tree)是由数据库的初始项集组成的树状结构。 FP树的目的是挖掘最 频繁的模式。FP树的每个节点表示项集的一个项。 根节点表示nul

版本后，社区便停止更新和维护。 Pillow 是由 Alex Clark 及社区贡献者 一起开发和维护的一款分叉自 PIL 的图像工具库。 至今，社区依然非常活跃，Pillow 仍在快速迭代。 Pillow提供广泛的文件格式支持，高效的内部表示和相当强大的图像处理功能。 核心图像库旨在快速访问以几种基本像素格式存储的数据， 它应该为一般的图像处理工 具提供坚实的基础。 https://github.com/python-pillow/Pillow com/python-pillow/Pillow captcha Catpcha 是一个生成图像和音频验证码的开源工具库。 https://github.com/lepture/captcha from captcha.image import ImageCaptcha from captcha.audio import AudioCaptcha image = ImageCaptcha(fonts=['/path/A wav’) pydot pydot 是用纯 Python 实现的 GraphViz 接口，支持使用 GraphViz 解析和存储 DOT语言 （graph description language）。其主要依赖 pyparsing 和 GraphViz 这两个工具库。 pyparsing：仅用于加载DOT文件，在 pydot 安装期间自动安装。 GraphViz：将图形渲染为PDF，PNG，SVG等格式文件，需独立安装。

CHAPTER1 文档 1.1 安装 要快速上手 Qwen1.5，您可以从 Hugging Face 安装 transformers 库，并使用 Qwen1.5 Collection 中的模型。 我们建议您安装最新版本的 transformers 库，或者至少安装 4.37.0 版本。 1.1.1 Pip 安装 pip install transformers -U 1.1.2 Conda Transformers 实现 Chat Qwen1.5 最重要同时也最简单的用途是通过 transformers 库实现 Chat 功能。在本文档中，我们将展示如何在 流式模式或非流式模式下与 Qwen1.5-7B-Chat 进行对话。 1.3.1 基本用法 你只需借助 transformers 库编写几行代码，就能与 Qwen1.5-Chat 进行对话。实质上，我们通过 from_pretrained torch_dtype="auto", device_map="auto", attn_implementation="flash_attention_2", ) 请 注 意， 原 Qwen 仓 库 中 的 旧 方 法 chat() 现 在 已 被 generate() 方 法 替 代。 这 里 使 用 了 apply_chat_template() 函数将消息转换为模型能够理解的格式。其中的