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如何在知乎深入學習python?

自學和深度學習是壹個漫長而艱苦的過程。妳需要強大的線性代數和微積分背景,良好的Python編程技能,以及對數據科學、機器學習和數據工程的紮實掌握。即便如此,妳可能需要壹年多的學習和實踐,才能開始將深度學習應用於現實世界的問題,並可能找到壹份深度學習工程師的工作。但是,知道從哪裏開始非常有助於軟化學習曲線。如果我必須重新學習Python的深度學習,我會從Andrew Trask寫的Grokking deep learning開始。大部分關於深度學習的書籍都需要機器學習概念和算法的基礎知識。除了基本的數學和編程技巧,Trask的書可以在沒有任何前提條件的情況下教會妳深度學習的基礎知識。這本書不會讓妳成為深度學習的指南(它沒有做出這樣的聲明),但它會讓妳走上壹條道路,讓妳更容易從更高級的書籍和課程中學習。用Python構建人工神經元

大部分深度學習書籍都是基於壹些流行的Python庫,比如TensorFlow,PyTorch或者Keras。相比之下,Grokking深度學習通過從頭開始壹行壹行地構建內容來教妳做深度學習。

應用深度學習

妳必須先開發壹個人工神經元,這是深度學習最基本的元素。Trask將帶領妳了解線性變換的基礎知識,這是人工神經元完成的主要計算。然後用普通的Python代碼實現人工神經元,不使用任何特殊的庫。

這並不是深度學習最有效的方式,因為Python有很多庫,利用計算機顯卡和CPU的並行處理能力來加速計算。但是用普通Python寫所有東西,對學習深度學習的來龍去脈非常有好處。

在Grokking深度學習中,妳的第壹個人工神經元只接受壹個輸入,乘以壹個隨機權重,然後進行預測。然後測量預測誤差,用梯度下降法向右調整神經元的權值。有了單個神經元,單個輸入和單個輸出,就非常容易理解和實現這個概念。妳會逐漸增加模型的復雜度,使用多個輸入維度,預測多個輸出,應用批量學習,調整學習速率等等。

您將通過逐步添加和修改前壹章編寫的Python代碼來實現每個新概念,並逐步創建壹個用於進行預測、計算誤差、應用校正等的函數列表。當妳從標量計算轉移到向量計算時,妳將從普通的Python操作轉移到Numpy,這是壹個特別擅長並行計算的庫,在機器學習和深度學習社區中非常受歡迎。

Python的深度神經網絡

有了這些人工神經元的基本構建模塊,妳就可以開始創建深度神經網絡了,基本上就是妳把幾層人工神經元堆在壹起的結果。

當您創建深度神經網絡時,您將了解激活函數並應用它們來打破堆疊層的線性並創建分類輸出。同樣,借助Numpy函數,妳會自己實現所有的功能。您還將學習計算梯度,並通過層傳播糾正不同神經元之間的傳播錯誤。

隨著妳對深度學習的基礎知識越來越熟悉,妳會學習並意識到更高級的概念。這本書的特點是壹些流行的正規化技巧,如早期停止和退出。妳也將得到妳自己版本的卷積神經網絡(CNN)和遞歸神經網絡(RNN)。

到本書結束時,妳將把壹切打包成壹個完整的Python深度學習庫,並創建自己的分層類、激活函數和神經網絡架構(這壹部分,妳將需要面向對象的編程技能)。如果妳用過Keras和PyTorch等其他Python庫,妳會發現最終的架構非常熟悉。如果妳沒有,妳將來會更容易適應這些庫。

在整本書中,特拉斯克提醒妳,熟能生巧;他鼓勵妳用心編寫自己的神經網絡,而不是復制粘貼任何東西。

代碼庫有點麻煩。

並不是所有關於深度學習的東西都是完美的。我在之前的壹篇文章裏說過,定義壹本好書的主要內容之壹就是代碼庫。柴斯克在這方面本來可以做得更好。

在GitHub的Grokking深度學習庫中,每壹章都有豐富的jupiter筆記本文件。木星筆記本是學習Python機器學習和深度學習的絕佳工具。但是,jupiter的優勢在於將代碼分解成幾個小單元,可以獨立執行和測試。壹些Grokking深度學習的筆記本由非常大的單元格組成,其中包含大量未註釋的代碼。

這在後面的章節會變得特別難,因為代碼會變得更長更復雜,在筆記本裏自己找路會變得很枯燥。作為壹個原則問題,教育材料的代碼應該分解成小單元,並包含關鍵領域的評論。

另外,Trask用Python 2.7寫了這些代碼。盡管他已經確保代碼可以在Python 3中順利工作,但它包含了Python開發人員已經放棄的舊編碼技術(例如,使用“for i in range(len(array)”範式對數組進行叠代)。

更廣闊的人工智能圖景

Trask做得很棒,它已經匯編了壹本書,可以為初學者和有經驗的Python深度學習開發者填補他們的知識空白。

但是正如泰溫·泰溫·蘭尼斯特所說(每個工程師都會同意),“每個任務都有壹個工具,每個工具都有壹個任務。”深度學習不是能解決所有人工智能問題的魔杖。事實上,對於許多問題,更簡單的機器學習算法,如線性回歸和決策樹,將與深度學習表現壹樣好,而對於其他問題,基於規則的技術,如正則表達式和幾個if-else子句,將優於兩者。

重點是,妳需要壹整套工具和技術來解決AI問題。希望Grokking深度學習可以幫助妳入門這些工具。

妳要去哪裏?我當然建議選擇壹本關於Python深度學習的深度書籍,比如Python深度學習或者Python深度學習。妳還應該加深對其他機器學習算法和技術的理解。我最喜歡的兩本書是《動手機器學習》和《Python機器學習》。

妳也可以通過瀏覽機器學習和深度學習論壇,如r/MachineLearning和R/Deep Learning sub credits,人工智能和深度學習臉書小組,或者在Twitter上關註人工智能研究人員,獲得很多知識。

AI的世界是巨大的,並且在迅速擴張,還有很多東西要學。如果這是妳第壹本關於深度學習的書,那麽這就是壹段神奇旅程的開始。