Theano - Installazione

Theano può essere installato su Windows, MacOS e Linux. L'installazione in tutti i casi è banale. Prima di installare Theano, è necessario installare le sue dipendenze. Di seguito è riportato l'elenco delle dipendenze:

  • Python
  • NumPy: obbligatorio
  • SciPy: richiesto solo per Sparse Matrix e funzioni speciali
  • BLAS - Fornisce elementi costitutivi standard per l'esecuzione di operazioni di base su vettori e matrici

I pacchetti opzionali che puoi scegliere di installare a seconda delle tue esigenze sono:

  • naso: per eseguire la suite di test di Theano
  • Sfinge - Per la documentazione di costruzione
  • Graphiz e pydot - Per gestire grafici e immagini
  • Driver NVIDIA CUDA: necessari per la generazione / esecuzione del codice GPU
  • libgpuarray - Richiesto per la generazione di codice GPU / CPU su dispositivi CUDA e OpenCL

Discuteremo i passaggi per installare Theano in MacOS.

Installazione su MacOS

Per installare Theano e le sue dipendenze, usi pipdalla riga di comando come segue. Queste sono le dipendenze minime di cui avremo bisogno in questo tutorial.

$ pip install Theano
$ pip install numpy
$ pip install scipy
$ pip install pydot

È inoltre necessario installare lo strumento di sviluppo della riga di comando OSx utilizzando il seguente comando:

$ xcode-select --install

Vedrai la seguente schermata. Clicca sulInstall pulsante per installare lo strumento.

Al termine dell'installazione, vedrai il messaggio di successo sulla console.

Verifica dell'installazione

Dopo che l'installazione è stata completata con successo, apri un nuovo blocco note in Anaconda Jupyter. Nella cella del codice, inserisci il seguente script Python:

Esempio

import theano
from theano import tensor
a = tensor.dscalar()
b = tensor.dscalar()
c = a + b
f = theano.function([a,b], c)
d = f(1.5, 2.5)
print (d)

Produzione

Esegui lo script e dovresti vedere il seguente output:

4.0

Lo screenshot dell'esecuzione è mostrato di seguito per una rapida consultazione -

Se ottieni l'output di cui sopra, l'installazione di Theano è riuscita. In caso contrario, segui le istruzioni di debug sulla pagina di download di Theano per risolvere i problemi.

Cos'è Theano?

Ora che hai installato con successo Theano, proviamo prima a capire cos'è Theano? Theano è una libreria Python. Consente di definire, ottimizzare e valutare espressioni matematiche, in particolare quelle utilizzate nello sviluppo di modelli di apprendimento automatico. Theano stesso non contiene alcun modello ML predefinito; ne facilita solo lo sviluppo. È particolarmente utile quando si tratta di array multidimensionali. Si integra perfettamente con NumPy, che è un pacchetto fondamentale e ampiamente utilizzato per i calcoli scientifici in Python.

Theano facilita la definizione delle espressioni matematiche utilizzate nello sviluppo ML. Tali espressioni generalmente coinvolgono l'aritmetica della matrice, la differenziazione, il calcolo del gradiente e così via.

Theano crea prima l'intero grafico computazionale per il tuo modello. Quindi lo compila in un codice altamente efficiente applicando diverse tecniche di ottimizzazione sul grafico. Il codice compilato viene iniettato nel runtime Theano da una speciale operazione chiamatafunctiondisponibile a Theano. Lo eseguiamofunctionripetutamente per addestrare una rete neurale. Il tempo di formazione è sostanzialmente ridotto rispetto all'utilizzo della codifica Python pura o anche di un'implementazione C completa.

Ora capiremo il processo di sviluppo di Theano. Cominciamo con come definire un'espressione matematica in Theano.