tensorflow 学习
Tensorflow
- 2015年11月的一天，Google发布了Tensorflow的白皮书并很快将Tensorflow开源。以Google的技术影响力，这个新闻在技术圈很快扩散，大家听着这个陌生的名词兴奋而又没有太多头绪。Tensor到底是什么，Tensorflow什么定位，Google为什么要将它开源...
- 2016年3月，AlphaGo与围棋世界冠军、职业九段棋手李世石进行围棋人机大战，以4比1的总比分获胜；
- 2016年末2017年初AlphaGo在中国棋类网站上以“大师”（Master）为注册账号与中日韩数十位围棋高手进行快棋对决，连续60局无一败绩
- 2017年5月27日，在柯洁与AlphaGo的人机大战之后，阿尔法围棋团队宣布AlphaGo将不再参加围棋比赛。
- 2017年10月18日，DeepMind团队公布了最强版AlphaGo，代号[AlphaGo Zero](https://baike.baidu.com/item/AlphaGo Zero) 采用无监督学习
Operations(OP)
Tensorflow中全部操作均视为是OP，例如传入Tensor、运算、会话
Tensor(张量)
Tensorflow中所有传入的数据统称为Tensor，Tensor可以理解为一个容器
标量(纯量)
零维的Tensor称之为标量 ，简单来说就是一个一个的数字例如：
1,2,3,4,5
向量
一维Tensor称之为向量 可以用一维数组来表示，相当于一列数据或者一行数据 例如：
[1,2,3,4,5,6]
[2,3,4,5,6]
矩阵
二维Tensor称之为矩阵，可以用二维数组来表示，相当于一张表 例如：
[
[1,2,3,4,5,6],
[2,3,4,5,6,7],
[3,4,5,6,7,8]
]
[[1,2,3,4,5,6], [2,3,4,5,6,7],[3,4,5,6,7,8]]
N阶张量
我们把超过二阶的Tensor称之为N阶张量，例如N=3 称为三阶张量,同样，我们也可以把向量称为一阶张量，矩阵称为二阶张量
[[[[[2,3,4,5,5],[1,2,3,3]][[1,2,3,3,],[2,2,2,3]...]]]]
Graph(图)
我们把用来承载op及tensor的容器称之为Graph，每个Tensorflow 程序都有一个默认图，可创建新的图
默认图
# 使用默认图
a = tf.constant(3.0)
b = tf.constant(3.0)
t1 = tf.add(a,b)
graph = tf.get_default_graph()
自定义图
#创新新图
g1 = tf.Graph()
with g1.as_default():
c = tf.constant(32.0)
d = tf.constant(32.0)
t2 = tf.add(c,d)
Session(会话)
用来运行Graph的OP称之为Session ，一个Session每次只能运行一个Graph，Session也是一个OP，Session不指定图时，默认执行默认图，指定图时执行指定图
指定图
g1 = tf.Graph()
with g1.as_default():
# 定义op及tensor
c = tf.constant(32.0)
d = tf.constant(32.0)
t2 = tf.add(c,d)
with tf.Session(graph=g1) as sess:
sess.run(g1)
变量
创建变量也是一个op，tensorflow中变量使用tf.Variable来创建，变量可以持久化保存，普通tensor不能， 定义一个变量op的时候一定要在Session中初始化
# 定义tensor
x = tf.constant([1,2,3,4,5])
# 定义变量
b = tf.Variable(tf.random_normal([2,3],mean=0.0,stddev=1.0))
# 定义出初始化 只是定义未执行
init = tf.global_variables_initializer()
with tf.Session() as sess:
# 执行初始化变量
sess.run(init)
# 执行打印变量
print(sess.run(b))
可视化
Ttensorflow提供了web可视化工具，通过使用tf.summary.FileWriter方法输出序列化文件，通过tensorboard读取序列化文件并展示出来，可以通过op的name属性控制后台显示
输出序列化
#tf.summary.FileWriter('文件输出目录',graph=指定的图)
tf.summary.FileWriter('./tmp/summary/test/',graph=sess.graph)
读取序列文件启动web服务
#tensorboard --logdir="序列化文件目录"
tensorboard --logdir="./tmp/summary/test"
Numpy
Numpy是一个科学计算库，底层使用c++实现，并解除了Python的全局解释器锁，提高了性能，常用多维矩阵操作
多维运算
#创建ndarray类型数据
arr = np.array([[[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255]],[[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255]],[[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255],[255,255,255,255,255]]])
#ndarray类型可直接进行运算
arr = arr/255.0
#输入出计算结果
print('arr',arr)
线性回归
公式
y = xw + b
- x 特征值
- y 目标值
- w 权重
- b 偏置量
作用
使用特增值 目标值 推导出线性回归模型，使模型在获得一个新的特征值时，可以预测出目标值
梯度下降
使用梯度下降来优化损失函数
# tf.train.GradientDescentOptimizer(学习率).minimize(损失)
tf.train.GradientDescentOptimizer(0.1).minimize(loss)
梯度爆炸
在极端情况下 学习率过大，导致权重的值变得非常大 以至于溢出 出现NaN
这种现象称之为梯度爆炸
代码
#线性回归模型
def line():
# 1 建立数据
# 创建特征数据 1个特征 100个样本 1个目标
x = tf.random_normal([100, 1], mean=1.75, stddev=0.5, name='x')
# 真实值 假设 矩阵相乘 必须是矩阵
y_true = tf.matmul(x, [[0.7]]) + 0.8
# 2 建立线性回归模型 1个特征 1个权重 1个偏置量 y=xw+b
# 随机给一个权重和偏置 然后在当前状态下优化
# 随机建立权重 需要相乘 所以建立一个1行1列的矩阵 trainable字段默认为true 当trainable为true时 优化算法可以根据优化改变此值
w = tf.Variable(tf.random_normal([1, 1]),name='w',trainable=True)
# 建立偏置 因为相加所以可以为一个标量
b = tf.Variable(0.0)
# 建立模型 当前的训练结果 输出训练好的矩阵
y_p = tf.matmul(x, w) + b
# 3 建立损失函数
loss = tf.reduce_mean(tf.square(y_true - y_p))
# 优化损失函数 根据学习率和损失函数，改变Variable变量优化结果 学习率过大，可能引起数据指数级增长，产生梯度爆炸
train_op = tf.train.GradientDescentOptimizer(0.1).minimize(loss)
# 初始化变量
inita = tf.global_variables_initializer()
with tf.Session() as sess:
sess.run(inita)
for i in range(1000):
print('随机初始化权重{} 偏置{} '.format(w.eval(), b.eval()))
info = sess.run(train_op)
file = tf.summary.FileWriter('./tmp/summary/test/', graph=sess.graph)
if __name__ == '__main__':
line()
朴素贝叶斯算法
先决条件
- 特征独立
联合概率
P(A,B) = P(A)P(B)
条件概率
P(A|B) = P(A1|B)P(A2|B)
