全方面讲解TensorFlow

任何曾经试图在 Python 中只利用 NumPy 编写神经网络代码的人都知道那是多么麻烦。编写一个简单的一层前馈网络的代码尚且需要 40 多行代码，当增加层数时，编写代码将会更加困难，执行时间也会更长。

TensorFlow 使这一切变得更加简单快捷，从而缩短了想法到部署之间的实现时间。在本教程中，你将学习如何利用 TensorFlow 的功能来实现深度神经网络。

TensorFlow 是由 Google Brain 团队为深度神经网络（DNN）开发的功能强大的开源软件库，于 2015 年 11 月首次发布，在 Apache 2.x 协议许可下可用。截至今天，短短的两年内，其 GitHub 库大约 845 个贡献者共提交超过 17000 次，这本身就是衡量 TensorFlow 流行度和性能的一个指标。

图 1 列出了当前流行的深度学习框架，从中能够清楚地看到 TensorFlow 的领先地位：

图 1 TensorFlow的领先地位示意图

先来了解一下 TensorFlow 究竟是什么，以及它为什么在 DNN 研究人员和工程师中如此受欢迎。

开源深度学习库 TensorFlow 允许将深度神经网络的计算部署到任意数量的 CPU 或 GPU 的服务器、PC 或移动设备上，且只利用一个 TensorFlow API。你可能会问，还有很多其他的深度学习库，如 Torch、Theano、Caffe 和 MxNet，那 TensorFlow 与其他深度学习库的区别在哪里呢？包括 TensorFlow 在内的大多数深度学习库能够自动求导、开源、支持多种 CPU/GPU、拥有预训练模型，并支持常用的NN架构，如递归神经网络（RNN）、卷积神经网络（CNN）和深度置信网络（DBN）。

TensorFlow 则还有更多的特点，如下：

• 支持所有流行语言，如 Python、C++、Java、R和Go。
• 可以在多种平台上工作，甚至是移动平台和分布式平台。
• 它受到所有云服务（AWS、Google和Azure）的支持。
• Keras——高级神经网络 API，已经与 TensorFlow 整合。
• 与 Torch/Theano 比较，TensorFlow 拥有更好的计算图表可视化。
• 允许模型部署到工业生产中，并且容易使用。
• 有非常好的社区支持。
• TensorFlow 不仅仅是一个软件库，它是一套包括 TensorFlow，TensorBoard 和 TensorServing 的软件。

谷歌 research 博客列出了全球一些使用 TensorFlow 开发的有趣项目：

• Google 翻译运用了 TensorFlow 和 TPU（Tensor Processing Units）。
• Project Magenta 能够使用强化学习模型生成音乐，运用了 TensorFlow。
• 澳大利亚海洋生物学家使用了 TensorFlow 来发现和理解濒临灭绝的海牛。
• 一位日本农民运用 TensorFlow 开发了一个应用程序，使用大小和形状等物理特性对黄瓜进行分类。

使用 TensorFlow 的项目还有很多。本教程旨在让读者理解 TensorFlow 在深度学习模型中的应用，使读者可以轻松地将模型用于数据集并开发有用的应用程序。

以上初步讲解完毕之后，在这里分享 TensorFlow初学视频教程，内容如下

（1）Tensorflow简介与环境搭建

简要介绍了tensorflow是什么，详细介绍了Tensorflow历史版本变迁以及tensorflow的架构和强大特性。并在Tensorflow1.0、pytorch、Tensorflow2.0之间做了对比。最后通过实战讲解了在Google cloud和AWS两个平台上的环境配置。

（2）Tensorflow keras实战

详细讲解如何使用tf.keras进行模型的搭建以及大量的深度学习的理论知识。理论知识包括分类问题、回归问题、损失函数、神经网络、激活函数、dropout、批归一化、深度神经网络、Wide&Deep模型、密集特征、稀疏特征、超参数搜索等及其在图像分类、房价预测上的实现。...

（3) Tensorflow基础API使用

接上一节课中使用高级抽象的API tf.keras搭建模型，本节课则介绍了基础的API来方便大家更加灵活的定义和使用模型。课程内容包括tensorflow基础数据类型、自定义模型和损失函数、自定义求导、tf.function、图结构等以及其在图像分类、房价预测上的实现。...

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