第9章 启动并运行TensorFlow

来源：ApacheCN《Sklearn 与 TensorFlow 机器学习实用指南》翻译项目

译者：@akonwang @WilsonQu

校对：@Lisanaaa @飞龙

TensorFlow 是一款用于数值计算的强大的开源软件库，特别适用于大规模机器学习的微调。 它的基本原理很简单：首先在 Python 中定义要执行的计算图（例如图 9-1），然后 TensorFlow 使用该图并使用优化的 C++ 代码高效运行该图。

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最重要的是，Tensorflow 可以将图分解为多个块并在多个 CPU 或 GPU 上并行运行（如图 9-2 所示）。 TensorFlow 还支持分布式计算，因此您可以在数百台服务器上分割计算，从而在合理的时间内在庞大的训练集上训练庞大的神经网络（请参阅第 12 章）。 TensorFlow 可以训练一个拥有数百万个参数的网络，训练集由数十亿个具有数百万个特征的实例组成。 这应该不会让您吃惊，因为 TensorFlow 是 由Google 大脑团队开发的，它支持谷歌的大量服务，例如 Google Cloud Speech，Google Photos 和 Google Search。

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当 TensorFlow 于 2015 年 11 月开放源代码时，已有许多深度学习的流行开源库（表 9-1 列出了一些），公平地说，大部分 TensorFlow 的功能已经存在于一个库或另一个库中。 尽管如此，TensorFlow 的整洁设计，可扩展性，灵活性和出色的文档（更不用说谷歌的名字）迅速将其推向了榜首。 简而言之，TensorFlow 的设计灵活性，可扩展性和生产就绪性，现有框架可以说只有其中三种可用。 这里有一些 TensorFlow 的亮点：

• 它不仅在 Windows，Linux 和 MacOS 上运行，而且在移动设备上运行，包括 iOS 和 Android。

  它提供了一个非常简单的 Python API，名为 TF.Learn2（tensorflow.con trib.learn），与 Scikit-Learn 兼容。正如你将会看到的，你可以用几行代码来训练不同类型的神经网络。之前是一个名为 Scikit Flow（或 Skow）的独立项目。

• 它还提供了另一个简单的称为 TF-slim（tensorflow.contrib.slim）的 API 来简化构建，训练和求出神经网络。

• 其他几个高级 API 已经在 TensorFlow 之上独立构建，如 Keras 或 Pretty Tensor。

• 它的主要 Python API 提供了更多的灵活性（以更高复杂度为代价）来创建各种计算，包括任何你能想到的神经网络结构。

• 它包括许多 ML 操作的高效 C ++ 实现，特别是构建神经网络所需的 C++ 实现。还有一个 C++ API 来定义您自己的高性能操作。

• 它提供了几个高级优化节点来搜索最小化损失函数的参数。由于 TensorFlow 自动处理计算您定义的函数的梯度，因此这些非常易于使用。这称为自动分解（或autodi）。

• 它还附带一个名为 TensorBoard 的强大可视化工具，可让您浏览计算图表，查看学习曲线等。

• Google 还推出了云服务来运行 TensorFlow 表。

• 最后，它拥有一支充满热情和乐于助人的开发团队，以及一个不断成长的社区，致力于改善它。它是 GitHub 上最受欢迎的开源项目之一，并且越来越多的优秀项目正在构建之上（例如，查看 https://www.tensorflow.org/ 或 https://github.com/jtoy/awesome-tensorflow）。 要问技术问题，您应该使用 http://stackoverflow.com/ 并用tensorflow标记您的问题。您可以通过 GitHub 提交错误和功能请求。有关一般讨论，请加入 Google 小组。

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在本章中，我们将介绍 TensorFlow 的基础知识，从安装到创建，运行，保存和可视化简单的计算图。 在构建第一个神经网络之前掌握这些基础知识很重要（我们将在下一章中介绍）。

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