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2017-12 TensorFlow帮助文档
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TensorFlow 指南
2016 年 1 月 28 日
2
目录
第一章 起步 11
1.1 Introduction || 简介 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12
1.2 Download and Setup || 下载与安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.1 Requirements |安装需求 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.2 Overview | 安装总述 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 14
1.2.3 Pip Installatioin | Pip 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.2.4 Virtualenv installation | 基于 Virtualenv 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . 16
1.2.5 Docker Installation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18
1.2.6 Test the TensorFlow installation | 测试 TensorFlow 安装 . . . . . . . . . . 19
1.2.7 Installing from source . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19
1.2.8 Train your first TensorFlow neural net model | 训练第一个 TensorFlow
模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.2.9 Common Problems | 常见问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
1.3 Basic Usage || 使用基础 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.1 Overview | 总览 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26
1.3.2 The computation graph | 计算图 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27
1.3.3 Interactive Usage | 交互式使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
1.3.4 Tensors | 张量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.3.5 Variables | 变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30
1.3.6 Fetches | 取回 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
1.3.7 Feeds | 供给 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 32
第二章 基础教程 33
2.1 MNIST 机器学习入门 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37
2.1.1 The MNIST Data | MNIST 数据集 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 38
2.1.2 Softmax 回归介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40
2.1.3 实现回归模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 43
2.1.4 训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 46
2.1.5 Evaluating Our Model || 评估我们的模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 48
2.2 Deep MNIST for Experts || 深入 MNIST . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
3
4 目录
2.2.1 Setup | 安装 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
2.2.2 Build a Softmax Regression Model || 构建 Softmax 回归模型 . . . . . . . 52
2.2.3 Train the Model | 训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 54
2.2.4 Build a Multilayer Convolutional Network | 构建多层卷积网络模型 . . . 55
2.3 TensorFlow Mechanics 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.3.1 教程使用的文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.3.2 准备数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 60
2.3.3 构建图表(Build the Graph) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 61
2.3.4 训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 64
2.3.5 评估模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 66
2.4 卷积神经网络 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.1 Overview . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68
2.4.2 Code Organization . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.4.3 CIFAR-10 模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 70
2.4.4 开始执行并训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73
2.4.5 评估模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 75
2.4.6 在多个 GPU 板卡上训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
2.4.7 下一步 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 77
2.5 Vector Representations of Words . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.5.1 亮点 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.5.2 动机: 为什么需要学习 Word Embeddings? . . . . . . . . . . . . . . . . . . 78
2.5.3 处理噪声对比训练 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 79
2.5.4 Skip-gram 模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82
2.5.5 建立图形 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
2.5.6 训练模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.5.7 嵌套学习结果可视化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.5.8 嵌套学习的评估: 类比推理 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.5.9 优化实现 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 84
2.5.10 总结 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 85
2.6 循环神经网络 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.1 介绍 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.2 语言模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.3 教程文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.4 下载及准备数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.5 模型 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 86
2.6.6 编译并运行代码 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.6.7 除此之外? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 88
2.7 Sequence-to-Sequence Models . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
目录 5
2.7.1 Sequence-to-Sequence Basics . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89
2.7.2 TensorFlow seq2 seq Library . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 90
2.7.3 Neural Translation Model . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 91
2.7.4 Let’s Run It . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 93
2.7.5 What Next? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
2.8 偏微分方程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.8.1 基本设置 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.8.2 定义计算函数 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.8.3 定义偏微分方程 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 95
2.8.4 开始仿真 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 96
2.9 MNIST 数据下载 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.9.1 教程文件 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
2.9.2 准备数据 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 97
第三章 运作方式 101
3.0.1 Variables: 创建,初始化,保存,和恢复 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.2 TensorFlow 机制 101 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.3 TensorBoard: 学习过程的可视化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.4 TensorBoard: 图的可视化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.5 数据读入 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.6 线程和队列 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.7 添加新的 Op . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 102
3.0.8 自定义数据的 Readers . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.0.9 使用 GPUs . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.0.10 共享变量 Sharing Variables . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 103
3.1 变量: 创建、初始化、保存和加载 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1.1 变量创建 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1.2 变量初始化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 104
3.1.3 保存和加载 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 105
3.2 共享变量 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.2.1 问题 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 108
3.2.2 变量作用域实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 109
3.2.3 变量作用域是怎么工作的? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 110
3.2.4 使用实例 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 112
3.3 TensorBoard: 可视化学习 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.3.1 数据序列化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 113
3.3.2 启动 TensorBoard . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114
3.4 TensorBoard: 图表可视化 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 115
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