Python诞生于1991年,到现在,已经是一个非常热门的语言编程语言了,在 TIOBE编程语言社区9月份最新发布的排行榜上,已经是位列第三。

在一项名义调查中,超过57%的开发人员更愿意使用Python,为何Python会如此热门,那当然是源于Python的动态特性及其开发效率高等性能优势,再加上最近大热的AI人工智能和深度学习技术,促使了Python成为最热门的语言。

在本文中,我们将讨论一些 Python 中的顶级库,开发人员可以使用这些库在现有的应用程序中应用、清洗和表示数据,并进行机器学习研究。

1TensorFlow

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  • 介:TensorFlow是一个基于数据流编程的符号数学系统,被广泛应用于各类机器学习算法的编程实现,由谷歌人工智能团队谷歌大脑开发和维护。
  • 特点:
  1. 快速响应的结构:使用 TensorFlow,我们可以很容易地可视化图的每个部分,这在使用 Numpy 或 SciKit 时是做不到的。
  2. 灵活:它的操作非常灵活。这意味着它具有模块性,可以让你把希望独立出来的部分分出来。
  3. 容易训练:对于分布式计算来说,它很容易在 CPU 和 GPU 上训练。
  4. 并行神经网络训练:TensorFlow 提供了管道流,从这个意义上说,你可以训练多个神经网络和多个 GPU,这使得模型在大型系统上非常有效。

2scikit-learn

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  • 介:scikit-learn是针对Python 编程语言的免费软件机器学习库 。它具有各种分类,回归和聚类算法,包括支持向量机,随机森林,梯度提升,k均值和DBSCAN,并且旨在与Python数值科学图书馆NumPy和SciPy。它被认为是处理复杂数据的最佳库之一。
  • 特点:
  1. 交叉验证:有多种方法可以检查不可见数据上受监督模型的准确性。
  2. 无监督学习算法:同样,在产品中有大量的算法——从聚类、因子分析、主成分分析到无监督神经网络。
  3. 特征提取:用于从图像和文本中提取特征(例如一段文字)。

3PyTorch

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  • 简介:PyTorch是一个开源的Python机器学习库,基于Torch,用于自然语言处理等应用程序。是一个以Python优先的深度学习框架,不仅能够实现强大的GPU加速,同时还支持动态神经网络,这是很多主流深度学习框架比如Tensorflow等都不支持的。
  • 特点:
  1. 流动:支持从Python到iOS和Android部署的端到端工作流。它扩展了PyTorchAPI,以涵盖在移动应用程序中集成ML所需的常见预处理和集成任务。
  2. 分布式训练:通过利用Python和C++可以访问的集体操作异步执行和对等通信的本地支持,优化研究和生产中的性能。
  3. 工具和库:建立了一个丰富的工具和库生态系统,用于扩展PyTorch并支持从计算机视觉到强化学习等领域的开发。

4Keras

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  • 简介:Keras是一个由Python编写的开源人工神经网络库,代码结构上由面向对象方法编写,完全模块化并具有可扩展性,其运行机制和说明文档有将用户体验和使用难度纳入考虑,并试图简化复杂算法的实现难度 。Keras支持现代人工智能领域的主流算法,包括前馈结构和递归结构的神经网络,也可以通过封装参与构建统计学习模型。
  • 特点:
  1. 快速迭代:Keras使运行新的实验更容易,它使您能够尝试更多的想法。

Exascale机器学习:建在TensorFmatchlow 2.0,keras是一个行业强度框架,可以扩展到大型GPU集群或整个集群。

先进的研究:Keras具有低级别的灵活性,可以实现任意的研究思想,同时提供可选的高级方便特性,以加快实验周期。

5SparkMLlib

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  • 简介:spark MLlib 是spark中可以扩展的机器学习库,它有一系列的机器学习算法和实用程序组成。包括分类、回归、聚类、协同过滤等,还包含一些底层优化的方法。
  • 特点:
  1. 易用性:可以使用任何Hadoop数据源(例如HDFS、HBASE或本地文件),从而方便地插入Hadoop工作流。
  2. 高性能:SMACK擅长迭代计算,使MLlib能够快速运行,包含高质量的算法,可以利用迭代,并能获得比MapReduce中有时使用的一次逼近更好的结果。
  3. 范围广:可以运行在Hadoop、ApacheMesos、Kubernetes、独立或云中,针对不同的数据源。

6MXNet

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简介:MXNet 是亚马逊选择的深度学习库。它拥有类似于 Theano 和 TensorFlow 的数据流图,为多GPU配置提供了良好的配置,有着类似于 Lasagne 和 Blocks 更高级别的模型构建块,并且可以在你可以想象的任何硬件上运行(包括手机)。

特点:

混合前端:它还允许您通过match调用杂交功能。符号执行提供了更快、更优化的执行以及导出网络以便在Java或C++等不同语言绑定中进行推理的能力。

分布式训练:MXNet允许您充分利用您的硬件,无论是多GPU还是多主机的培训,具有近线性缩放效率。MXNet最近引入了对霍洛沃德,由Uber开发的分布式学习框架。

语言绑定:深入集成Python并支持Scala、Julia、Clojure、Java、C++、R和Perl。结合杂交特性,这使您可以非常顺利地以您选择的语言从Python培训过渡到部署,以缩短生产时间。

7Theano

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  • 简介:Theano 是一个用于计算多维数组的计算框架机器学习库。它的工作原理与 TensorFlow 相似,但不如 TensorFlow 有效,因为它无法适应生产环境。此外,Theano 也可以在与 TensorFlow 类似的分布式或并行环境中使用。
  • 特点:
  1. 与 Numpy 紧密集成:能够在无编译函数中使用完整的 Numpy 数组。
  2. 高效地使用 GPU:比CPU执行数据密集型计算要快得多。
  3. 有效的符号区分:Theano 为具有一个或多个输入的函数求导数。
  4. 速度和稳定性优化:即使在 x 非常小的情况下,也能求出 log(1+x)的正确答案。这只是一个可以证明 Theano 稳定性的例子
  5. 动态C代码生成:比以前更快地评估表达式,从而大大提高效率。
  6. 广泛的单元测试和自验证:检测和诊断模型中多种类型的歧义和错误。

8Pybrain

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简介:PyBrain是一个用于Python的模块化机器学习库。它的目标是为机器学习任务和各种预定义环境提供灵活、易用但仍然强大的算法,以测试和比较的算法。

特点:

结合性强:包含了用于神经网络、强化学习(以及两者的结合)、无监督学习和进化的算法。

实用性:库以神经网络为核心,所有的训练方法都接受神经网络作为训练实例。这使得PyBrain成为现实任务的强大工具。

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