《人工智能概論》 課件 第二章 python語言與框架

《人工智能概論》第二章Python庫和框架目

錄CONTENT0102Python語言簡介Python的開發(fā)環(huán)境搭建03Python的基礎語法04050607Python的基本程序結(jié)構(gòu)Python函數(shù)Python庫TensorFlow框架Python作為一門近年來極受歡迎的高級語言，具有入手簡單、開源、面向?qū)ο?、跨平臺、易于擴展等特點。Python具有豐富且強大的類庫，其計算生態(tài)包括標準庫和第三方庫，涵蓋數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、文本處理、機器學習、網(wǎng)絡爬蟲、Web信息提取、Web網(wǎng)站開發(fā)、網(wǎng)絡應用開發(fā)、圖形用戶界面、游戲開發(fā)、虛擬現(xiàn)實、圖形藝術(shù)等多個領域。使用框架可以有效提升開發(fā)效率。在深度學習領域常用的計算框架有Google的TensorFlow、Meta（原Facebook）的Pytorch和百度的飛槳（PaddlePaddle）等。本章將介紹Python語言的基礎和部分常用Python庫，以及機器學習常用的框架TensorFlow。PARTPython語言誕生于1989年，由荷蘭國家數(shù)學和計算機研究中心的程序員Guido

van

Rossum開發(fā)，目前由Python軟件基金會主導開發(fā)和管理。Python是一門跨平臺、開源、免費、面向?qū)ο蟮慕忉屝透呒墑討B(tài)編程語言，其易學、易用、易維護的特性使其廣受編程人員的歡迎，在云計算、Web開發(fā)、科學技術(shù)和人工智能等領域都有出色的發(fā)揮。尤其是該語言在機器學習和數(shù)據(jù)科學領域的適用性，讓它成為一門熱門語言。2023年3月，Python在最新的TIOBE編程語言排行榜穩(wěn)居第一，如圖所示。TIOBE編程社區(qū)索引（the

TIOBEProgramming

Community

Index）是編程語言流行度的指標，其指數(shù)基于全球技術(shù)工程師、課程和第三方供應商的數(shù)量，包括流行的搜索引擎，如谷歌、必應、雅虎、維基百科、亞馬遜、YouTube和百度都用于指數(shù)計算。TIOBE指數(shù)雖并不代表語言的好壞，但也能說明其受歡迎的程度。2022年4月TIOBE編程語言排行榜近年來各年度編程語言獲獎情況如圖所示。TIOBE年度編程語言排行榜PART1.

Python的下載與安裝打開P

y

t

h

o

n

官網(wǎng)，

選擇Windows下載，并定位到3.7.0版本。其下載界面如圖所示，當前選擇的是適用于Windows64位系統(tǒng)的exe格式安裝包。2.1安裝PythonPython

3.7.0下載界面下載完成后，直接雙擊運行安裝程序，將顯示安裝向?qū)υ捒?，如圖所示。勾選底部的“AddP

y

t

h

o

n

3

.

7

t

oPATH”實現(xiàn)環(huán)境變量PATH的自動配置，選擇“

C

u

s

to

m

i

z

einstallation”進行自定義安裝。Python

3.7.0安裝向?qū)г?彈 出 的OptionalFeatures對話框中，如圖所示，確保選中所有選項，表示安裝Py

th

o

n

的幫助文檔、下

載Python包的pip工具、Tkinter和IDLE開發(fā)環(huán)境、標準庫套件以及

所

有

用

戶

可

用

的Python啟動器。Optional

Features對話框點擊Next按鈕，顯示Advance

dOptions對話框，如圖所示?？刹捎媚J設置，也可

在Customize

installlocation設置新的安裝路徑。Advanced

Options對話框點擊Install按鈕后開始安裝Py

th

o

n

，如圖所示。Python

3.7.0安裝進度安裝完成后顯示成功信息，如圖所示。Python

3.7.0安裝成功2.

Python的簡單測試lPython安裝完成后，可在命令提示符下進行是否安裝成功以及所安裝版本的檢測。l首先，打開命令提示符界面。它的啟動方法很多，可以采用運行cmd命令的方式進行快速啟動?？旖萱IWin+R可快速打開運行對話框，如圖所示。2.1安裝Python運行命令提示符在彈出的命令提示符中輸入“python-V”，如果能正常顯示Py

th

o

n

的版本信息則表示安裝成功，如圖所示。Python的版本測試假如未能看到正常版本信息，則有很大的可能性是由于前面的環(huán)境變量未能正確配置所導致?？梢詸z查系統(tǒng)環(huán)境變量，看是否添加了Py

th

o

n的安裝路徑。如果缺失了該路徑，也可手動添加，如圖所示。檢查系統(tǒng)環(huán)境變量可以使用Python解釋器進行輸出測試，如圖所示。在命令提示 符 中 輸 入“python”命令可進入Py

th

o

n

交互模式，輸

入“

p

r

i

n

t

(

"

h

e

l

l

oworld!")”并按回車鍵可看到輸出結(jié)果。Python交互模式測試對編程人員來說，選對好的開發(fā)環(huán)境，尤其是一個好的集成開發(fā)環(huán)境往往可以事半功倍。本節(jié)將對目前使用最廣泛的PythonIDE——PyCharm的安裝和使用方法進行介紹。PyCharm由知名的捷克公司JetBrains開發(fā)，

帶有一整套可以幫助用戶在使用

Python語言開發(fā)時提高其效率的工具，如調(diào)試、語法高亮、項目管理、代碼跳轉(zhuǎn)、智能提示、自動完成、單元測試、版本控制。1.

Python的下載與安裝P

y

C

h

a

r

m

提

供

了

兩

個

下

載

版

本

：Professional專業(yè)版和Community社區(qū)版，如圖所示。2.2 安裝PyCharmPyCharm下載界面專業(yè)版提供高級應用，如Django等Web開發(fā)功能，需要付費使用。用于普通學習選擇免費的社區(qū)版即可 。 直 接 點 擊C

o

m

m

u

n

i

t

y

下

方

的Download按鈕進行下載。待下載完成后可運行此安裝程序，彈出PyCharm安裝對話框，如圖所示。PyCharm安裝對話框可在此對話框更改安裝路徑并點擊Next按鈕，進入安裝選項的設置對話框，如圖所示。PyCharm安裝選項設置勾選“Add

bin

folder

tothe

PATH”將PyCharm的啟動目錄添加到環(huán)境變量PATH，勾選“

.

p

y

”

將

所

有

.

p

y

文

件

與PyCharm關(guān)聯(lián)。點擊Next按鈕直至看到以下安裝完成對話框，如圖所示。建

議

選

擇

第

一

個

選

項“Reboot

now”重啟計算機，徹底完成安裝。PyCharm安裝完成對話框2.

PyCharm的運行l(wèi)

第一次運行PyCharm時，會彈出用戶同意協(xié)議對話框，如圖所示。2.1安裝Python用戶同意協(xié)議對話框勾選對話框中的閱讀協(xié)議選項，點

擊C

o

n

t

i

n

u

e

進

入PyCharm歡迎界面，如圖所示。PyCharm歡迎界面選擇“New

Project”創(chuàng)建一個Python項目，彈出新建項目對話框。新建PyCharm項目對話框在Location中設定項目路徑及名稱，最后一個文件夾名稱即為項目名稱。點擊Create實現(xiàn)項目創(chuàng)建，顯示PyCharm項目主界面，如圖所示。PyCharm項目主界面可以看到，界面中默認打開了main.py，點擊界面中右上角的綠色三角形按鈕，運行main.py。或者通過菜單項Run選擇Run命令來完成運行。界面下方呈現(xiàn)運行結(jié)果，如圖所示。運行結(jié)果如果需要新建Python程序，可在菜單中選擇“File”→“New”，并在彈出框內(nèi)輸入文件名稱“hello”并選擇“Pythonfile”，如圖所示。創(chuàng)建Python文件hello.py在hello.py文件中輸入代碼并運行，如圖所示。PyCharm新建文件的運行注意：運行時要將默認的“main”切換為“hello”才能看到新建文件hello.py的運行結(jié)果。其結(jié)果如圖所示。hello.py的運行結(jié)果PART010203標識符變量、賦值與輸出標準數(shù)據(jù)類型0405關(guān)鍵字基本輸入和輸出Python的語法與傳統(tǒng)的C和Java語言有許多相似之處，但也存在部分差異。Python更易于理解，使用起來也更為簡單。本小節(jié)的代碼均在PyCharm環(huán)境中編寫和運行。0607運算符優(yōu)先級運算符標識符就是一個名字，是一個可以用來標識某個實體的有效字符序列，命名規(guī)則如下：一般情況下，要求標識符的命名能夠見名知意，使用駝峰命名法命名，以提高程序的可讀性。（2）（3）第一個字符必須是大寫或小寫的英文字母或下劃線標識符的其他部分由字母、數(shù)字和下劃線組成。標識符對大小寫敏感。（1）01標識符關(guān)鍵字也稱為保留字，是一些具有特殊含義的標識符。因其具有特殊的意義，不能作為變量名字來使用，在給標識符命名時要注意避開關(guān)鍵字。Python的關(guān)鍵字有35個。其中，async和await為Python3.7新增關(guān)鍵字，如下：關(guān)鍵字02FalseNoneTrueandasassertasyncawaitbreakclasscontinuedefdelelifelseexceptfinallyforfromglobalifimportinislambdanonlocalnotorpassraisereturntrywhilewithyield使用keyword關(guān)鍵字模塊提供的kwlist可以獲取運行版本的所有關(guān)鍵字?？捎么朔椒▽⑺嘘P(guān)鍵字輸出，如圖所示。關(guān)鍵字02編程輸出Python

3的關(guān)鍵字Python中記錄計算結(jié)果的機制稱為變量。變量可以記錄數(shù)據(jù)，每個變量都有一個名字，這個名字可以是一個合法的標識符。Python中的變量賦值不需要類型聲明，其基本形式是：變量

=

表達式其含義為將表達式的值賦給變量。輸出變量的值可使用print()函數(shù)。如print(name)可以輸出變量name的值。變量、賦值與輸出03【例2.1】 聲明三個變量，分別為字符串、整型及浮點型數(shù)據(jù)。各自為其賦值后合并輸出。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。變量、賦值與輸出03賦值與輸出符號#及其后面的字符是注釋內(nèi)容，用于說明程序作用，解釋器不執(zhí)行注釋內(nèi)容。注意：變量在使用前必須先賦值，否則會報錯。標準數(shù)據(jù)類型0401String（字符串）：字符的序列，一般用一對單引號或雙引號把值括起來。Numbers（數(shù)字）：可以細分為int（有符號整型）、long[長整型（也可以代表八進制和十六進制）]、float（浮點型）和complex（復數(shù)類型）。02List（列表）：是Python中使用最頻繁的數(shù)據(jù)類型，列表中元素的類型可以不相同，可以是數(shù)字或字符串，也可以是列表。應用舉例：list

=

[1,2,3,'hi']。03Tuple（元組）：與列表類似，但列表的元素可以修改，元組的元素不能修改。元組可以存儲整數(shù)、實數(shù)、字符串、列表、元組等任何類型的數(shù)據(jù)，并且在同一個元組中，元素的類型可以不同。應用舉例：tuple=(1,"",("Python",3.0),[2,3,4])。賦值與輸出05Dictionary（字典）：也與列表類似，但列表是有序的對象集合，字典是無序的對象集合。字典的元素是通過鍵來存取的，而非索引位置信息。應用舉例：dict={"name":"Angela","age":18}。標準數(shù)據(jù)類型【例2.2】 聲明三個變量，分別為列表、元組和字典數(shù)據(jù)。各自為其賦值后取值輸出。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。列表、元組和字典數(shù)據(jù)的應用運算符Python

3提供了豐富的運算符，可對變量和值進行操作，分為賦值運算符、算術(shù)運算符、關(guān)系運算符、邏輯運算符、成員運算符、身份運算符和位運算符。主要運算符見表。Python的主要運算符05運算符說明示例算術(shù)運算符+，－加法，減法1+2的結(jié)果為3*，/乘法，除法1*2的結(jié)果為2%求余/取模1%2的結(jié)果為1**冪運算10**3的結(jié)果為1000//取整除（向下取整）1//2的結(jié)果為0，7//2的結(jié)果為3關(guān)系運算符==等于1==2的結(jié)果為False!=不等于1!=2的結(jié)果為True>，>

=大于，大于等于1>2的結(jié)果為False，2>

=1的結(jié)果為True<，<

=小于，小于等于1<2的結(jié)果為True，2<

=1的結(jié)果為False邏輯運算符and邏輯與（3>5）and（7>4）的結(jié)果為Falseor邏輯或（1>2）or（3<5）的結(jié)果為Truenot邏輯非not（3!=4）的結(jié)果為False成員運算符in如果在指定的序列中找到對應的值則返回True，否則返回Falsea=1b=10list=[1,2,3,4,5]則（a

inlist）的值為True（b

inlist）的值為Falsenot

in如果未在指定的序列中找到對應的值則返回True，否則返回Falsea=1b=10list=[1,2,3,4,5]則（a

not

inlist）的值為False（b

not

inlist）的值為True運算符賦值運算符用于為變量賦值。主要使用“=”結(jié)合算術(shù)運算符實現(xiàn)運算并賦值。如“a=5”實現(xiàn)將5賦值給變量a，“a*=2”等價于“a=a*2”，即先運算a*2，再將運算結(jié)果賦值給變量a。身份運算符用于比較對象。與成員運算符相似，有兩個：is和is

not?！癮

is

b”為True時表示a和b是同一個對象。位運算符用于比較二進制數(shù)字。其運算符有&、|、^、~、<<和>>，分別表示位與、位或、位異或、位非、位左移和位右移。其中，位與&、位或|和位非~與邏輯運算符相似，可將值True看作二進制數(shù)中的1，F(xiàn)alse為0。位異或^則表示兩個操作數(shù)中相同位相異時為1，相同時為0。位移運算“8>>2”表示將8的二進制數(shù)值右移兩位結(jié)果為2，“3<<1”表示將3的二進制數(shù)值左移一位結(jié)果為6。05運算符優(yōu)先級當多種運算符同時出現(xiàn)在一個表達式中時，需要確定不同運算符的運算順序，也就是運算符的優(yōu)先級，以確保運算結(jié)果的正確性和唯一性。Python的運算符優(yōu)先級及描述見表。06運算符描述優(yōu)先級**冪運算從高到低+、－、~正負號、位非*、/、%、//乘、除、求余、取整除+、－加法、減法>>、<<位右移、位左移&位與^、|位異或、位或<=、>=、<、>小于等于、大于等于、小于、大于==、!=等于、不等于=、％=、/=、//=、－=、+=、*=、**=賦值運算符is、isnot身份運算符in、not

in成員運算符not、and、or邏輯運算符Python運算符優(yōu)先級基本輸入和輸出編程離不開數(shù)據(jù)的輸入和輸出。（1）基本輸入：用戶可以通過input()函數(shù)實現(xiàn)命令行數(shù)據(jù)的輸入?！纠?.3】 輸入姓名后將其輸出。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（2）基本輸出：用戶可以通過print()函數(shù)實現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸出。還可以通過與C語言相似的%格式轉(zhuǎn)換說明符進行格式化輸出。07使用input()函數(shù)進行數(shù)據(jù)輸入基本輸入和輸出【例2.4】 使用兩種方式將字符串和數(shù)值變量輸出，可以同時輸出多個變量和字符串，還可以使用格式轉(zhuǎn)換說明符按指定格式輸出數(shù)據(jù)。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。07數(shù)據(jù)的輸出PART程序結(jié)構(gòu)是指程序中控制程序語句執(zhí)行順序的流程結(jié)構(gòu)?；镜某绦蚩刂平Y(jié)構(gòu)有順序結(jié)構(gòu)、選擇結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)三種。010302順序結(jié)構(gòu)循環(huán)結(jié)構(gòu)選擇結(jié)構(gòu)（一）順序結(jié)構(gòu)順序結(jié)構(gòu)是最簡單的結(jié)構(gòu)，按順序依次執(zhí)行每條語句。比如前面的例子從例2.1到例2.4都是采用了順序結(jié)構(gòu)，依次為變量賦值并輸出。（二）選擇結(jié)構(gòu)Python選擇結(jié)構(gòu)是通過一條或多條語句的執(zhí)行結(jié)果（True或False）來決定執(zhí)行的代碼塊。if語句流程控制過程如圖所示。其基本語法形式為說明只要滿足條件，則執(zhí)行語句組的語句（可以是一條或多條），全部執(zhí)行完畢后if語句結(jié)束；條件不滿足時什么都不做，if語句直接結(jié)束。if條件語句流程當非要兩條路二選一時，使用if

else語句，其流程如圖所示。（二）選擇結(jié)構(gòu)其基本語法形式為if

else語句流程【例2.5】

假設當前溫度是32C，當溫度值超過26C時顯示有點熱，否則顯示挺涼快。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（二）選擇結(jié)構(gòu)注意：Python最具特色的就是使用縮進來表示代碼塊，不需要使用大括號“{}”。縮進的空格數(shù)是可變的，但是同一個代碼塊的語句必須包含相同的縮進空格數(shù)。if

else語句的應用if語句可以嵌套，實現(xiàn)更復雜的分支控制。舉例如下：【例2.6】

假設當前年份是2022年，判斷該年是否是閏年。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（二）選擇結(jié)構(gòu)if

else嵌套語句的應用Python語言中有兩種循環(huán)語句：for語句用于描述比較簡單且規(guī)范的循環(huán)；while語句用于描述一般的復雜循環(huán)。它們都能控制一個語句組的重復執(zhí)行。1.

for循環(huán)語句for語句使用一個循環(huán)控制器來控制循環(huán)的執(zhí)行方式，一般用于遍歷序列中的項目，流程如圖所示。（三）循環(huán)結(jié)構(gòu)for循環(huán)結(jié)構(gòu)流程其基本語法形式為其中，for和in是關(guān)鍵字，迭代器是其中最為關(guān)鍵的，它是Python語言中的一類重要機制，一個迭代器描述一個值序列。for語句可以讓變量順序取得迭代器所表示的值序列中的各個值，對每個值執(zhí)行一次語句組。舉例如下：【例2.7】 使用for循環(huán)遍歷一個字符串。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（三）循環(huán)結(jié)構(gòu)for語句的應用以上代碼利用for循環(huán)將字符串中每個字符依次取出并輸出。for循環(huán)除了可以用于遍歷元素外，也可用于序列數(shù)值的統(tǒng)計。range(m,n)得到的迭代器表示序列m，m+1，m+2，…，n-1。舉例如下：【例2.8】 實現(xiàn)計算1到100之間整數(shù)的總和。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（三）循環(huán)結(jié)構(gòu)for語句的應用2.

while循環(huán)語句（三）循環(huán)結(jié)構(gòu)while循環(huán)結(jié)構(gòu)流程圖其基本語法形式為【例2.9】 計算一個整數(shù)的階乘。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。（三）循環(huán)結(jié)構(gòu)while語句的應用以上代碼實現(xiàn)效果是計算n的階乘。i的作用是一個計數(shù)器，每次使用完畢后都在循環(huán)體中將i的值加1，為下一次循環(huán)結(jié)構(gòu)的執(zhí)行做準備。一旦i值超過n，則循環(huán)結(jié)束。PART函數(shù)就是一段被封裝起來的具有獨立功能的代碼。函數(shù)實現(xiàn)了代碼的模塊化，可重用。Python提供了很多內(nèi)置函數(shù)，使得開發(fā)更為便捷。用戶也可以根據(jù)需要自行創(chuàng)建函數(shù)，這樣的函數(shù)稱為用戶自定義函數(shù)。其基本語法形式為【例2.10】 自定義一個函數(shù)，實現(xiàn)計算字符串的長度。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。用戶自定義帶參數(shù)及返回值的函數(shù)在例2.10中，用戶自定義了一個函數(shù)len用于計算字符串str的長度。str在該函數(shù)中被稱作為參數(shù)，參數(shù)在函數(shù)中是可選的，可根據(jù)函數(shù)功能選擇需要0個、1個或多個。在函數(shù)len的最后，使用return語句將結(jié)果length返回，return語句也不是必要的，可根據(jù)函數(shù)功能選擇是否將數(shù)據(jù)返回，假如有值的返回，則該值將傳遞給調(diào)用位置。在本例中代碼第7行調(diào)用了len函數(shù)并將函數(shù)返回值賦值給了length，最后將其輸出。PARTPython具有豐富且強大的類庫，其計算生態(tài)包括標準庫和第三方庫，涵蓋數(shù)據(jù)分析、數(shù)據(jù)可視化、文本處理、機器學習、網(wǎng)絡爬蟲、Web信息提取、Web網(wǎng)站開發(fā)、網(wǎng)絡應用開發(fā)、圖形用戶界面、游戲開發(fā)、虛擬現(xiàn)實、圖形藝術(shù)等多個領域。例如針對網(wǎng)絡爬蟲應用，可使用Requests庫以及ScraPy庫；數(shù)據(jù)分析處理，常用NumPy庫、SciPy庫及Pandas庫；圖形用戶界面應用，可使用PyQt5庫和wxPython庫；游戲開發(fā)應用，常用PyGame庫和Panda3D庫等。下面重點介紹一個常用庫NumPy以及Matplotlib的應用。1 NumPy庫的介紹及安裝NumPy是Python語言的一個開源數(shù)值計算擴展第三方庫，用于處理數(shù)據(jù)類型相同的n維數(shù)組ndarray，非常高效，可用來儲存和處理大型矩陣。Numpy提供了許多高級的數(shù)值編程工具，如矩形運算、矢量處理、傅里葉變換等。?安裝該庫時首先打開命令提示符，在提示符中輸入“pip

install

numpy”即可使用pip工具進行安裝。為了提升下載速度，可以使用國內(nèi)鏡像，如清華大學的/simple。圖演示了Numpy庫的安裝情況。安裝Nympy庫當然，為了方便各種庫的安裝和管理，也可以直接安裝Anaconda。Anaconda是一個開源的Python發(fā)行版本，其包含conda、Python等多個科學包及其依賴項。Anaconda可以管理包，安裝、更新、移除工具包，如Numpy、SciPy、Pandas、Scikit-learn等數(shù)據(jù)分析中常用的包；也可以管理環(huán)境，能夠創(chuàng)建、訪問、共享、移除環(huán)境，用于隔離不同項目所需要的不同版本的工具包。其下載選項如圖所示。下載Anaconda在頁面中找到對應系統(tǒng)的下載項，比如Windows，可選擇以下版本，如圖所示。下載Windows版Anaconda安裝好Anaconda后，只需要在PyCharm的settings項目中將所需要用的庫加載進來即可直接使用。2 NumPy庫的使用?開發(fā)人員使用NumPy可以實現(xiàn)數(shù)組的算數(shù)和邏輯運算、傅里葉變換、用于圖形操作的例程、與線性代數(shù)有關(guān)的操作、生成隨機數(shù)等。對于NumPy的簡單數(shù)組應用，可參考例2.11和2.12?！纠?.11】 使用numpy的array()函數(shù)創(chuàng)建一個一維數(shù)組和一個二維數(shù)組，并輸出。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。array()函數(shù)創(chuàng)建數(shù)組用戶自定義帶參數(shù)及返回值的函數(shù)【例2.12】 通過numpy的arange()、zeros()、ones()和empty()函數(shù)分別創(chuàng)建一維數(shù)組、二維數(shù)組和三維數(shù)組，并輸出。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。從例2.12可以看出，arange()函數(shù)可以通過兩個參數(shù)指定一個數(shù)列的起止，并將其轉(zhuǎn)化為一維數(shù)組；zeros()函數(shù)可以創(chuàng)建一個元素值全為0的數(shù)組，其維度可以通過參數(shù)來指定，如zeros(2,3)創(chuàng)建了一個邏輯上呈兩行三列的二維數(shù)組；ones()函數(shù)和zeros()的區(qū)別在于元素值為1，其參數(shù)也可以指定數(shù)組的維度。另外，empty()函數(shù)可以創(chuàng)建擁有隨機數(shù)的數(shù)組，其第二個參數(shù)dtype可以指定元素的數(shù)據(jù)類型。假如不對dtype進行設定，默認都是小數(shù)。【例2.13】 使用numpy的reshape()函數(shù)及ravel()函數(shù)對二維數(shù)組進行變形。其代碼及運行結(jié)果如圖所示。對二維數(shù)組進行變形3 Matplotlib庫的簡單應用Matplotlib庫是一個二維繪圖庫，由各種可視化類構(gòu)成。matplotlib.pyplot是繪制各類可視化圖形的命令子庫，相當于其快捷方式。下面舉例說明如何繪制圖形?！纠?.14】 使用matplotlib.pyploth繪制正弦曲線，其代碼及運行結(jié)果如圖所示。先將atplotlib.pyplot導入，分別設置x與y軸坐標，再利用plot()函數(shù)進行繪制，最后通過show()將圖形顯示。使用matplotlib.pyplot繪制正圓【例2.15】 使用matplotlib.pyploth繪制正圓，其代碼及運行結(jié)果如圖所示。使用matplotlib.pyplot繪制正圓定義一個circle()函數(shù)，參數(shù)x和y是其圓心坐標，r為半徑，計算出繪制圓的坐標(a,b)，通過matplotlib.pyplot的plot()函數(shù)將這些點繪制出來。PARTTensorFlow是一種在大規(guī)模和異構(gòu)環(huán)境中運行的機器學習系統(tǒng)，是當前最流行的深度學習框架之一。TensorFlow使用數(shù)據(jù)流計算圖來表示計算、共享狀態(tài)以及使該狀態(tài)發(fā)生突變的運算。它在集群中的許多機器之間以及一臺機器中的多個計算設備之間映射數(shù)據(jù)流計算圖的節(jié)點，這些計算設備包括多核CPU、通用GPU和稱為張量處理單元（TPU）的定制設計ASIC。早在2015年11月，TensorFlow就依據(jù)阿帕奇授權(quán)協(xié)議開放了源代碼，其前身是Google的神經(jīng)網(wǎng)絡算法庫DistBelief。在TensorFlow中，使用CPU和GPU的主要區(qū)別在于運算速度。GPU擁有大量的計算核心和專業(yè)的并行計算架構(gòu)，在進行大規(guī)模的并行計算任務時，如圖像處理、視頻編解碼、深度學習等，GPU的運算速度比CPU快很多。而CPU的設計目標是全能，對于復雜、分支較多的任務，CPU的性能比GPU更加優(yōu)秀。下面介紹如何搭建CPU版本的T