資深數據科學傢撰寫,從實戰角度係統講解TensorFlow基本概念及各種應用實踐。真實的應用場景和數據,豐富的代碼實例,詳盡的操作步驟,為你深度實踐TensorFlow提供翔實指導。
本書由資深數據科學傢撰寫,從實戰角度係統講解TensorFlow基本概念及各種應用實踐。真實的應用場景和數據,豐富的代碼實例,詳盡的操作步驟,帶你由淺入深係統掌握TensorFlow機器學習算法及其實現。
全書共11章,第1章介紹TensorFlow的基本概念;第2章介紹如何在計算圖中連接算法組件,創建一個簡單的分類器;第3章重點介紹如何使用TensorFlow實現各種綫性迴歸算法;第4章介紹支持嚮量機(SVM)算法;第5章介紹如何使用數值度量、文本度量和歸一化距離函數實現最近鄰域算法;第6章講述如何使用TensorFlow實現神經網絡算法;第7章闡述TensorFlow實現的各種文本處理算法。第8章擴展神經網絡算法;第9,解釋在TensorFlow中如何實現遞歸神經網絡(RNN)算法;第10章介紹TensorFlow産品級用例和tips;第11章展示TensorFlow如何實現k-means算法、遺傳算法和解決常微分方程(ODE)等。
Nick McClure 資深數據科學傢,目前就職於美國西雅圖PayScale公司。曾經在凱撒娛樂集團工作。他在濛大拿大學和聖本尼迪剋與聖約翰大學學院的應用數學專業獲得學位。他熱衷於數據分析、機器學習和人工智能。Nick有時會把想法寫成博客(http://fromdata.org/)或者推特(@nfmcclure)。
目 錄
譯者序
作者簡介
審校者簡介
前言
第1章 TensorFlow基礎 1
1.1 TensorFlow介紹 1
1.2 TensorFlow如何工作 1
1.3 聲明張量 3
1.4 使用占位符和變量 6
1.5 操作(計算)矩陣 7
1.6 聲明操作 10
1.7 實現激勵函數 12
1.8 讀取數據源 14
1.9 學習資料 19
第2章 TensorFlow進階 20
2.1 本章概要 20
2.2 計算圖中的操作 20
2.3 TensorFlow的嵌入Layer 21
2.4 TensorFlow的多層Layer 23
2.5 TensorFlow實現損失函數 26
2.6 TensorFlow實現反嚮傳播 30
2.7 TensorFlow實現隨機訓練和批量訓練 34
2.8 TensorFlow實現創建分類器 37
2.9 TensorFlow實現模型評估 40
第3章 基於TensorFlow的綫性迴歸 45
3.1 綫性迴歸介紹 45
3.2 用TensorFlow求逆矩陣 45
3.3 用TensorFlow實現矩陣分解 47
3.4 用TensorFlow實現綫性迴歸算法 49
3.5 理解綫性迴歸中的損失函數 52
3.6 用TensorFlow實現戴明迴歸算法 55
3.7 用TensorFlow實現lasso迴歸和嶺迴歸算法 58
3.8 用TensorFlow實現彈性網絡迴歸算法 60
3.9 用TensorFlow實現邏輯迴歸算法 62
第4章 基於TensorFlow的支持嚮量機 66
4.1 支持嚮量機簡介 66
4.2 綫性支持嚮量機的使用 67
4.3 弱化為綫性迴歸 72
4.4 TensorFlow上核函數的使用 77
4.5 用TensorFlow實現非綫性支持嚮量機 82
4.6 用TensorFlow實現多類支持嚮量機 85
第5章 最近鄰域法 90
5.1 最近鄰域法介紹 90
5.2 最近鄰域法的使用 91
5.3 如何度量文本距離 95
5.4 用TensorFlow實現混閤距離計算 98
5.5 用TensorFlow實現地址匹配 101
5.6 用TensorFlow實現圖像識彆 105
第6章 神經網絡算法 109
6.1 神經網絡算法基礎 109
6.2 用TensorFlow實現門函數 110
6.3 使用門函數和激勵函數 113
6.4 用TensorFlow實現單層神經網絡 117
6.5 用TensorFlow實現神經網絡常見層 120
6.6 用TensorFlow實現多層神經網絡 126
6.7 綫性預測模型的優化 131
6.8 用TensorFlow基於神經網絡實現井字棋 136
第7章 自然語言處理 143
7.1 文本處理介紹 143
7.2 詞袋的使用 144
7.3 用TensorFlow實現TF-IDF算法 149
7.4 用TensorFlow實現skip-gram模型 155
7.5 用TensorFlow實現CBOW詞嵌入模型 162
7.6 使用TensorFlow的Word2Vec預測 167
7.7 用TensorFlow實現基於Doc2Vec的情感分析 172
第8章 捲積神經網絡 181
8.1 捲積神經網絡介紹 181
8.2 用TensorFlow實現簡單的CNN 182
8.3 用TensorFlow實現進階的CNN 188
8.4 再訓練已有的CNN模型 196
8.5 用TensorFlow實現模仿大師繪畫 199
8.6 用TensorFlow實現DeepDream 205
第9章 遞歸神經網絡 211
9.1 遞歸神經網絡介紹 211
9.2 用TensorFlow實現RNN模型進行垃圾短信預測 212
9.3 用TensorFlow實現LSTM模型 218
9.4 Stacking多個LSTM Layer 226
9.5 用TensorFlow實現Seq2Seq翻譯模型 229
9.6 TensorFlow實現孿生RNN預測相似度 235
第10章 TensorFlow産品化 243
10.1 簡介 243
10.2 TensorFlow的單元測試 243
10.3 TensorFlow的並發執行 247
10.4 分布式TensorFlow實踐 250
10.5 TensorFlow産品化開發提示 252
10.6 TensorFlow産品化的實例 254
第11章 TensorFlow的進階應用 257
11.1 簡介 257
11.2 TensorFlow可視化:Tensorboard 257
11.3 Tensorboard的進階 260
11.4 用TensorFlow實現遺傳算法 262
11.5 TensorFlow實現k-means算法 266
11.6 用TensorFlow求解常微分方程問題 270
The Translator’s Words
譯 者 序
2017年3月底,華章公司的編輯邀請我翻譯這本書。當時收到原書目錄和樣章時,大體瀏覽瞭一遍,感覺翻譯難度不大。因為TensorFlow比較火,加上自身對機器學習及其算法有一定功底,前期也翻譯瞭不少國外優秀的技術文章(可參見公眾號:神機喵算),加之國內可學習的TensorFlow資料太少,所以我希望做齣一些努力來幫助對TensorFlow感興趣的讀者。
Google公司開發的TensorFlow深度學習庫因其簡單易學、應用場景廣泛已經快成為各傢公司開展人工智能研究的標配瞭。TensorFlow采用數據流圖進行數值計算。節點代錶計算圖中的數學操作,計算中的邊錶示多維數組,即張量。TensorFlow靈活的架構使其可以在多種設備(颱式機、服務器或移動設備)的CPU或者GPU上進行計算。自從TensorFlow誕生以來,其開發版更新和功能優化非常快,當前已經發布到1.2.0。並且基於TensorFlow開發的深度學習庫也越來越多,其中比較優秀的是Keras。Keras是基於TensorFlow或者Theano的,由Python編寫的高級神經網絡API,並且TensorFlow也提供支持Keras的API。
本書詳細講解瞭TensorFlow的方方麵麵,毫不誇張地說,如果讀者能夠堅持踏踏實實做完本書所有實戰項目,則基本可以開始使用TensorFlow實際工作。最後本書還給齣瞭TensorFlow産品級應用的最佳實踐,以及擴展用法。
總之,本書適閤廣大對TensorFlow感興趣的初中級讀者。隨著AI的興起,會有越來越多的讀者學習TensorFlow,希望本書能幫到大傢。如果想進一步學習,那就要多看機器學習算法相關的書籍或者論文,並把TensorFlow的源代碼研讀幾遍。
最後,感謝傢人和朋友的幫助和支持。由於本人水平有限,加之翻譯時間倉促,書中難免會齣現錯誤。讀者可通過本人公眾號——神機喵算,反饋問題,發現問題後,我一定會虛心接受批評並立即改正,並實時在公眾號更新勘誤,避免其他讀者再入“坑”。
曾益強
2017年6月
About the Author
作者簡介
Nick McClure,資深數據科學傢,目前就職於美國西雅圖PayScale公司,曾經在Zillow公司和Caesar抯 Entertainment公司工作,獲得濛大拿大學和聖本尼迪剋與聖約翰大學的應用數學專業學位。
他熱衷於數據分析、機器學習和人工智能。Nick有時會把想法寫成博客(http://fromdata.org/)或者發推特(@nfmcclure)。
感謝父母,他們總是鼓勵我追求知識。也感謝朋友和同事能夠給齣很好的建議。本書的完成得益於開源社區的不懈努力,以及TensorFlow相關項目的良好文檔說明。
這裏,要特彆感謝Google公司TensorFlow開發人員。他們給齣瞭優秀的官方文檔、教程和示例。
About the REVIEWERS
審校者簡介
Chetan Khatri,具有5年工作經驗的數據科學研究者。他現在是印度Accion Labs公司技術部門的負責人,曾就職於印度手遊巨頭Nazara Games公司,領導負責遊戲與電信業務。
他在 KSKV Kachchh大學計算機科學和數據分析專業取得碩士學位,緻力於數據科學、機器學習、AI和IoT等方麵的學術和會議演講交流。他在學術研究和工業實踐兩方麵都有特長,所以在排除兩者間的隔閡方麵有不錯的成就。他是Kachchh大學多門課程的閤作者,比如數據分析、IoT、機器學習、AI和分布式數據庫。他也是Python社區(PyKuth)的建立者之一。
目前,他正緻力於智能IoT設備與機器學習、增強學習和分布式計算方麵的結閤。
感謝Kachchh大學計算機科學學院Devji Chhanga教授引導我走上數據分析研究的道路。
感謝Shweta Gorania教授介紹遺傳算法和神經網絡算法。
最後,感謝傢人的支持。
PREFACE
前 言
2015年11月,Google公司開源TensorFlow,隨後不久TensorFlow成為GitHub上最受歡迎的機器學習庫。TensorFlow創建計算圖、自動求導和定製化的方式使得其能夠很好地解決許多不同的機器學習問題。
本書介紹瞭許多機器學習算法,將其應用到真實場景和數據中,並解釋産生的結果。
本書的主要內容
第1章介紹TensorFlow的基本概念,包括張量、變量和占位符;同時展示瞭在TensorFlow中如何使用矩陣和各種數學操作。本章末尾講述如何訪問本書所需的數據源。
第2章介紹如何在計算圖中連接第1章中的所有算法組件,創建一個簡單的分類器。接著,介紹計算圖、損失函數、反嚮傳播和訓練模型。
第3章重點討論使用TensorFlow實現各種綫性迴歸算法,比如,戴明迴歸、lasso迴歸、嶺迴歸、彈性網絡迴歸和邏輯迴歸,也展示瞭如何在TensorFlow計算圖中實現每種迴歸
算法。
第4章介紹支持嚮量機(SVM)算法,展示如何在TensorFlow中實現綫性SVM算法、非綫性SVM算法和多分類SVM算法。
第5章展示如何使用數值度量、文本度量和歸一化距離函數實現最近鄰域法。我們使用最近鄰域法進行地址間的記錄匹配和MNIST數據庫中手寫數字的分類。
第6章講述如何使用TensorFlow實現神經網絡算法,包括操作門和激勵函數的概念。隨後展示一個簡單的神經網絡並討論如何建立不同類型的神經網絡層。本章末尾通過神經網絡算法教TensorFlow玩井字棋遊戲。
第7章闡述藉助TensorFlow實現的各種文本處理算法。我們展示如何實現文本的“詞袋”和TF-IDF算法。然後介紹CBOW和skip-gram模型的神經網絡文本錶示方式,並對於Word2Vec和Doc2Vec用這些方法來做預測。
第8章擴展神經網絡算法,說明如何藉助捲積神經網絡(CNN)算法在圖像上應用神經網絡算法。我們展示如何構建一個簡單的CNN進行MNIST數字識彆,並擴展到CIFAR-10任務中的彩色圖片,也闡述瞭如何針對自定義任務擴展之前訓練的圖像識彆模型。本章末尾詳細解釋TensorFlow實現的模仿大師繪畫和Deep-Dream算法。
第9章解釋在TensorFlow中如何實現遞歸神經網絡(RNN)算法,展示如何進行垃圾短信預測和在莎士比亞文本樣本集上擴展RNN模型生成文本。接著訓練Seq2Seq模型實現德語-英語的翻譯。本章末尾展示如何用孿生RNN模型進行地址記錄匹配。
第10章介紹TensorFlow産品級用例和開發提示,同時介紹如何利用多處理設備(比如,GPU)和在多個設備上實現分布式TensorFlow。
第11章展示TensorFlow如何實現k-means算法、遺傳算法和求解常微分方程(ODE),還介紹瞭Tensorboad的各種用法和如何查看計算圖指標。
閱讀本書前的準備
書中的章節都會使用TensorFlow,其官網為https://www.tensorflow.org/,它是基於Python 3(https://www.python.org/downloads/)編寫的。大部分章節需要訪問從網絡中下載的數據集。
本書的目標讀者
本書適用於有經驗的機器學習讀者和Python程序員。有機器學習背景的讀者會發現TensorFlow的代碼很有啓發性;有Python編程經驗的讀者會覺得代碼注釋極具參考性。
模塊說明
在本書中,你會頻繁看到開始、動手做、工作原理、延伸學習和參考這幾個模塊。
為瞭係統地學習相關技術,下麵簡單解釋一下:
開始
該節告訴讀者該技術的內容,描述如何準備軟件或者前期的準備工作。
動手做
具體的操作步驟。
工作原理
詳細解釋前一節發生瞭什麼。
延伸學習
附加資源,以供讀者延伸學習。
參考
提供有用的鏈接和有幫助的資源信息。
下載示例代碼
讀者可登錄華章網站(www.hzbook.com)下載本書示例代碼文件。
這本書簡直是為我量身定做的!作為一名正在轉型到機器學習領域的數據分析師,我一直被TensorFlow的強大和靈活性所吸引,但苦於找不到一本既能講解理論又能指導實踐的優秀教材。終於,在朋友的推薦下,我翻開瞭《TensorFlow機器學習實戰指南》。從我拆開包裝的那一刻起,我就能感受到它帶來的專業與細緻。封麵設計簡潔大氣,但內涵卻十分豐富。我迫不及待地翻開第一頁,映入眼簾的是清晰的目錄和序言,作者用平實的語言闡述瞭本書的寫作初衷和目標讀者,這讓我立刻感到親切。隨後的章節更是讓我驚喜連連,每一個概念的引入都循序漸進,概念的解釋清晰易懂,而且緊接著就是精彩的代碼示例,這些示例不僅僅是簡單的“Hello World”,而是涵蓋瞭數據預處理、模型構建、訓練、評估等一係列真實項目會遇到的關鍵環節。作者並沒有止步於理論的堆砌,而是將大量的篇幅用於講解如何將這些理論知識轉化為實際可行的代碼,這一點對於我這種動手能力要求較高的人來說,簡直是福音。書中的圖錶運用得恰到好處,將復雜的算法原理和模型結構可視化,大大降低瞭理解難度。而且,作者似乎非常瞭解初學者的痛點,在每個重要的知識點之後,都會有“注意事項”或者“常見問題解答”之類的提示,這真的太貼心瞭!我尤其喜歡它在介紹不同模型的章節,它會從模型的起源、核心思想講起,然後深入到具體的實現細節,並且還會探討不同模型的優缺點以及適用場景,這讓我在選擇閤適的模型時有瞭更清晰的思路。總而言之,這本書的內容深度和廣度都超齣瞭我的預期,它不僅僅是一本技術手冊,更像是一位經驗豐富的導師,一步步引導我邁嚮TensorFlow的精通之路。
評分我最近剛入手瞭《TensorFlow機器學習實戰指南》,說實話,我之前對深度學習的一些概念總是有點霧裏看花的感覺,特彆是涉及到具體的框架實現,更是覺得復雜難懂。這本書的齣現,完全顛覆瞭我的看法。它不像我之前看過的很多書那樣,上來就扔一堆公式和理論,而是從一個非常實際的應用場景齣發,然後逐步引齣所需的TensorFlow知識點。這種“問題驅動”的學習方式,讓我感覺自己不是在被動地接受信息,而是在主動地解決一個接一個的挑戰。書中的代碼示例非常具有指導意義,不僅僅是代碼本身,更重要的是作者對每一行代碼的解釋都非常到位,他會告訴你為什麼這麼寫,這樣寫有什麼好處,甚至還會提供一些替代的寫法以及它們之間的差異。我嘗試著跟著書中的例子去敲代碼,然後自己去修改一些參數,觀察結果的變化,這個過程讓我對模型的工作原理有瞭更深刻的理解。我印象特彆深刻的是關於模型調優的那一部分,作者詳細講解瞭學習率、批量大小、正則化等各種超參數對模型性能的影響,並且給齣瞭很多實用的調優技巧。我之前一直為模型的過擬閤問題頭疼,看完這一章後,我找到瞭很多有效的解決方法。此外,書中對於數據管道的講解也非常細緻,它讓我意識到,在機器學習項目中,數據預處理和特徵工程的重要性絕不亞於模型本身。書中的插圖也相當精美,將復雜的網絡結構描繪得一目瞭然,這對於我這樣的視覺學習者來說,簡直是太友好瞭。我非常肯定這本書的實踐性,它讓我相信,理論與實踐是可以完美結閤的,而這本書正是做到瞭這一點。
評分作為一名在學術界摸爬滾打多年的研究者,我一直對TensorFlow在實際部署和生産環境中的應用充滿好奇。《TensorFlow機器學習實戰指南》這本書,可以說是在這個方麵給瞭我極大的啓發。我一直以為TensorFlow隻是一個適閤原型開發和實驗的工具,但這本書嚮我展示瞭它在應對大規模數據集、構建高性能模型、甚至是在邊緣設備上部署方麵的強大能力。書中的一些章節,特彆是關於模型優化和部署的部分,讓我大開眼界。作者詳細講解瞭如何使用TensorFlow Lite進行移動端和嵌入式設備的部署,以及如何利用TensorFlow Serving進行高吞吐量的模型服務。這些內容對於我將研究成果轉化為實際産品非常有價值。我特彆欣賞書中對於模型可解釋性的探討,它並沒有迴避這個重要但常常被忽視的議題,而是提供瞭多種利用TensorFlow工具進行模型解釋的方法。這對於提升模型的透明度和可信度至關重要。另外,書中對於分布式訓練的講解也讓我受益匪淺,它讓我認識到,在處理海量數據時,單機訓練已經遠遠不夠,而TensorFlow提供的分布式訓練方案,能夠有效地解決這個問題。我還在書中看到瞭關於模型量化和剪枝等方麵的技術介紹,這些都是提升模型效率的關鍵手段。總的來說,這本書不僅僅是教你如何使用TensorFlow,更是教你如何利用TensorFlow去解決實際生産環境中的復雜問題。它為我打開瞭新的思路,也讓我對TensorFlow的未來發展有瞭更深的認識。
評分我一直對機器學習領域很感興趣,但因為工作比較忙,總是沒有時間係統地學習。最近偶然發現瞭《TensorFlow機器學習實戰指南》這本書,真的太驚喜瞭!這本書的編寫風格非常吸引人,它不是那種枯燥乏味的技術手冊,而是像一個經驗豐富的老師在和你聊天,循循善誘地引導你學習。最讓我喜歡的是,它非常注重概念的理解,不會上來就講代碼,而是先用通俗易懂的語言解釋清楚每一個概念背後的邏輯,然後再給齣相應的代碼實現。這讓我這種初學者也能輕鬆跟上節奏。我特彆喜歡書中關於神經網絡基礎的講解,它從最簡單的感知機講起,然後逐步構建齣多層感知機、捲積神經網絡、循環神經網絡等等,每一個模型的講解都非常清晰,而且配有精美的插圖,讓我能夠直觀地理解模型的結構和工作原理。書中的代碼示例也寫得非常規範,而且都附帶瞭詳細的注釋,讓我能夠清楚地知道每一行代碼的作用。我嘗試著跟著書中的例子去運行代碼,然後修改一些參數,觀察結果的變化,這個過程讓我對模型的行為有瞭更直觀的感受。書中的案例也選擇得非常貼切,涵蓋瞭圖像識彆、自然語言處理等多個熱門領域,讓我能夠感受到TensorFlow在不同領域的應用潛力。這本書真的幫我打下瞭堅實的TensorFlow基礎,讓我對機器學習有瞭更濃厚的興趣,也給瞭我繼續深入學習的信心。
評分我是一位有一定Python編程基礎,但對機器學習瞭解不深的開發者。《TensorFlow機器學習實戰指南》這本書,完美地填補瞭我知識體係中的空白。它的結構安排非常閤理,從最基礎的概念入手,逐步深入到復雜的模型和技術。我特彆欣賞作者在講解中的“實戰”精神,每一個理論點後麵都緊跟著相應的代碼實現,而且這些代碼都經過瞭精心設計,易於理解和修改。書中的內容覆蓋瞭TensorFlow的核心API,包括數據加載、模型構建、訓練、評估以及部署等各個環節。我尤其喜歡它關於數據預處理和特徵工程的章節,它讓我意識到,在機器學習項目中,數據的好壞直接決定瞭模型的上限。書中提供的多種數據預處理技術和技巧,對我來說非常實用。而且,作者在講解不同模型(如CNN、RNN、Transformer等)時,都非常注重其背後的數學原理和實際應用場景,這讓我不僅僅是學會瞭如何“使用”TensorFlow,更是理解瞭“為什麼”要這樣做。這本書還包含瞭一些關於模型部署和優化的內容,這讓我看到瞭將機器學習模型應用到實際項目中的可能性。我嘗試著跟著書中的教程去搭建一個簡單的圖像識彆模型,整個過程非常流暢,並且最終得到瞭一個不錯的結果,這極大地增強瞭我的信心。這本書的內容詳實,講解清晰,代碼示例豐富,是我學習TensorFlow過程中不可多得的優質資源。
評分書不錯,內容豐富
評分還可以,還可以,還可以,還可以,還可以,還可以,還可以,還可以。
評分這個産品非常好,這對我來說是一次非常良好的購物體驗,這會讓我終身難忘,我從來沒有用過這麼好的産品,沒有感受過這麼好的産品體驗,真的非常好,強烈推薦給大傢
評分候,
評分者傢裏,還可以刷卡付款。自營的商品挺有保證,售後,有問
評分這將是我一生研究的方嚮!
評分京東已經成為我傢的固定商超,食品,衣服,書籍都是這裏買,方便,有售後保障。這次書籍活動力度挺大的,買瞭自己和孩子的書,印刷不錯,沒有異味,繼續支持?
評分內容全麵。粗略看瞭一下,把一些公式的含義用通俗形象的語言進行瞭解釋。
評分ai和機器學習都是算法 入門看看還是可以的 書還不錯 薄薄的一本
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