技术工具简介
了解本课程中使用的技术工具。
让我们花一点时间了解本课程所需的技术工具。
在本节中,我们将介绍后续章节练习中会用到的技术工具。首先,我们会简要介绍主要工具;接着提供每种工具的安装指南,并附上官方文档的详细指引链接;此外,还会分享如何确认工具已正确安装的小技巧。
工具说明
我们将使用 Python 作为编程和脚本语言。Python 是一种功能强大且易于配置的语言,在科学计算和机器学习领域被广泛采用。
Python 还拥有大量面向科学计算的第三方库,涵盖深度学习、概率推断、数据可视化等多个方向。TensorFlow 就是其中之一,在深度学习社区中广为人知,提供了许多适用于深度学习的基础与高级操作。所有练习都将使用 Jupyter Notebook,因为它相比纯 Python 脚本提供了更丰富、更交互式的编码环境。我们还将使用 pandas、NumPy 和 scikit-learn 这三个流行的 Python 库,用于数据预处理等任务。对于文本相关的操作,我们会使用 NLTK(Python 自然语言工具包)。最后,我们将使用 Matplotlib 进行数据可视化。
安装 Anaconda 和 Python
Python 可以轻松地安装在常见的操作系统上,如 Windows、macOS 或 Linux。我们将通过 Anaconda 来配置 Python 环境,因为它能自动完成 Python 及其核心库的安装配置工作。
安装 Anaconda 的步骤如下:
- 下载 Anaconda。
- 选择对应的操作系统,并下载 Python 3.7 版本。
- 按照官方指南安装 Anaconda。
要检查 Anaconda 是否安装成功,请打开终端窗口(Windows 用户打开命令提示符),然后运行以下命令:
1conda --version
如果安装正确,终端将显示当前 Anaconda 发行版的版本号。
创建 Conda 环境
Anaconda 的一个优势是支持创建多个 Conda(即虚拟)环境。每个 Conda 环境都可以拥有独立的环境变量和 Python 库。例如,可以创建一个环境运行 TensorFlow 1.x,另一个环境运行 TensorFlow 2.x。这种方式能有效隔离开发环境,避免受到主机 Python 安装变化的影响。我们可以根据需要随时激活或停用不同的 Conda 环境。
创建 Conda 环境的步骤如下:
- 在终端中运行命令:
conda create -n packt.nlp.2 python=3.7,创建名为packt.nlp.2的环境。 - 使用
cd命令切换到项目目录。 - 输入
activate packt.nlp.2激活新创建的 Conda 环境。若激活成功,终端提示符前应出现(packt.nlp.2)。 - 使用以下任一方式安装所需库:
- 若有 GPU,执行:
pip install -r requirements-base.txt -r requirements-tf-gpu.txt。 - 若无 GPU,执行:
pip install -r requirements-base.txt -r requirements-tf.txt。
接下来,我们将讨论 TensorFlow 支持 GPU 所需的前置条件。
TensorFlow(GPU)软件要求
若使用 TensorFlow 的 GPU 版本,则需满足特定的软件要求,例如安装 CUDA 11.0。完整的软件需求列表可在官方文档中查阅。
访问 Jupyter Notebook
执行完 pip install 命令后,Jupyter Notebook 应已在 Conda 环境中就绪。要验证其是否正确安装并可正常访问,请按以下步骤操作:
- 打开终端窗口。
- 若尚未激活,运行
activate packt.nlp.2激活packt.nlp.2环境。 - 执行命令:
jupyter notebook。
此时应弹出一个新的浏览器窗口,界面如下图所示:
验证 TensorFlow 安装
本课程使用的是 TensorFlow 2.7.0。建议严格按照此版本安装,因为不同版本之间的 TensorFlow 可能存在较大差异。若一切顺利,TensorFlow 应已安装在 packt.nlp.2 Conda 环境中。若安装过程中遇到问题,可参考官方提供的安装指南和故障排查说明。
验证 TensorFlow 是否安装成功的步骤如下:
- 在 Windows 上打开命令提示符,或在 Linux/macOS 上打开终端。
- 激活
packt.nlp.2Conda 环境。 - 输入
python进入 Python 交互模式。此时应看到 Python 版本信息,请确保使用的是 Python 3。 - 接着输入以下代码:
1import tensorflow as tf 2print(tf.__version__)
若无报错(即使没有独立 GPU 可能会出现警告信息,但可忽略),且输出版本为 TensorFlow 2.7.0,则表示安装成功。
此外,目前也有多种基于云的计算平台可供选择,用户可在其中自定义配置机器环境(如操作系统、GPU 类型、GPU 数量等)。越来越多的人转向这类云服务,主要原因包括:
- 更高的定制灵活性
- 更低的维护成本
- 无需本地基础设施支持
一些主流的云计算平台包括:
- Google Colab
- Google Cloud Platform (GCP)
- Amazon Web Services (AWS)
Google Colab 是一个优秀的云端平台,允许用户免费编写并在 CPU/GPU 硬件上运行 TensorFlow 代码。