Машины сургалт, хиймэл оюун ухаанд зориулсан шилдэг 10 Python номын сан

Python нь машин сурах (ML) болон хиймэл оюун ухааны (AI) даалгавруудад зориулсан хамгийн алдартай програмчлалын хэлнүүдийн нэг болтлоо алдаршсан. Энэ нь салбарт байгаа олон хэлийг сольсон бөгөөд эдгээр үндсэн програмчлалын хэлтэй харьцуулахад илүү үр дүнтэй байдаг. Дээрээс нь англи хэлтэй төстэй командууд нь үүнийг эхлэгч болон мэргэжилтнүүдэд ашиглах боломжтой болгодог. 

Python-ийн олон хэрэглэгчдийг татдаг өөр нэг гол онцлог нь нээлттэй эхийн номын сангуудын асар их цуглуулга юм. Эдгээр сангуудыг бүх түвшний програмистууд ML болон AI, өгөгдлийн шинжлэх ухаан, зураг, өгөгдөл боловсруулах гэх мэт ажлуудад ашиглаж болно. 

Яагаад машин сургалтын болон хиймэл оюун ухаанд зориулсан Python?

Python-ийн нээлттэй эхийн сангууд нь түүнийг машин сурах болон хиймэл оюун ухааны даалгавруудад таатай болгодог цорын ганц боломж биш юм. Python нь маш уян хатан, уян хатан байдаг тул шаардлагатай үед бусад програмчлалын хэлтэй зэрэгцүүлэн ашиглаж болно. Цаашлаад зах зээл дээрх бараг бүх үйлдлийн систем болон платформ дээр ажиллах боломжтой. 

Гүн мэдрэлийн сүлжээ болон машин сургалтын алгоритмуудыг хэрэгжүүлэх нь маш их цаг хугацаа шаарддаг ч Python үүнийг багасгах олон багцуудыг санал болгодог. Энэ нь мөн объект хандалтат програмчлалын (OOP) хэл бөгөөд энэ нь өгөгдлийг үр ашигтай ашиглах, ангилахад маш их хэрэгтэй байдаг. 

Python-ийг ялангуяа эхлэгчдэд таатай болгодог өөр нэг хүчин зүйл бол хэрэглэгчдийн хүрээ нь нэмэгдэж байгаа явдал юм. Энэ нь дэлхийн хамгийн хурдацтай хөгжиж буй програмчлалын хэлнүүдийн нэг учраас Python хөгжүүлэгчид болон хөгжүүлэлтийн үйлчилгээний тоо огцом өссөн. Python нийгэмлэг нь хэлтэй зэрэгцэн хөгжиж байгаа бөгөөд идэвхтэй гишүүд үүнийг бизнесийн шинэ асуудлуудыг шийдвэрлэхэд ашиглахыг үргэлж эрэлхийлдэг.

Python нь яагаад шилдэг програмчлалын хэлнүүдийн нэг болохыг та одоо мэдэж байгаа тул машин сурах болон хиймэл оюун ухаанд зориулсан шилдэг 10 питон сангуудыг энд оруулав. 

1. Тоон

NumPy нь машин сурах болон хиймэл оюун ухаанд зориулсан хамгийн шилдэг Python номын сан гэж өргөнөөр тооцогддог. Энэ нь янз бүрийн матрицууд дээр янз бүрийн математикийн үйлдлүүдийг хийхэд ашиглаж болох нээлттэй эхийн тоон номын сан юм. NumPy нь шинжлэх ухааны хамгийн их ашиглагддаг номын сангуудын нэг гэж тооцогддог тул олон өгөгдөл судлаачид өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийхдээ түүн дээр тулгуурладаг. 

NumPy массивууд нь бусад Python жагсаалтаас хамаагүй бага хадгалах талбай шаарддаг бөгөөд ашиглахад илүү хурдан бөгөөд илүү тохиромжтой байдаг. Та матриц дахь өгөгдлийг өөрчилж, шилжүүлж, NumPy-ийн тусламжтайгаар хэлбэрийг нь өөрчлөх боломжтой. Ерөнхийдөө NumPy бол хэт нарийн төвөгтэй ажилгүйгээр машин сургалтын загваруудын гүйцэтгэлийг нэмэгдүүлэх гайхалтай сонголт юм. 

NumPy-ийн зарим үндсэн шинж чанарууд энд байна: 

• Өндөр гүйцэтгэлтэй N хэмжээст массив объект.
• Хэлбэрийн манипуляци.
• Өгөгдөл цэвэрлэх/засварлах.
• Статистикийн үйлдлүүд ба шугаман алгебр.

2. SciPy

SciPy бол NumPy дээр суурилсан үнэгүй, нээлттэй эхийн номын сан юм. Энэ нь ялангуяа шинжлэх ухаан, техникийн тооцоолол хийх чадвартай, их хэмжээний өгөгдлийн хувьд ашигтай байдаг. SciPy нь NumPy шиг массивын оновчлол, шугаман алгебрийн суулгагдсан модулиудаар ирдэг. 

Програмчлалын хэл нь NumPy-ийн бүх функцийг агуулдаг боловч тэдгээрийг хэрэглэгчдэд ээлтэй, шинжлэх ухааны хэрэгсэл болгон хувиргадаг. Энэ нь ихэвчлэн зураг боловсруулахад ашиглагддаг бөгөөд өндөр түвшний, шинжлэх ухааны бус математикийн функцүүдэд үндсэн боловсруулалтын боломжуудыг өгдөг. 

SciPy нь шинжлэх ухааны шинжилгээ, инженерчлэлд гүйцэтгэх үүргийнхээ ачаар Python-ийн үндсэн номын сангуудын нэг юм. 

SciPy-ийн зарим гол онцлогууд энд байна:

• Хэрэглэхэд хялбар.
• Өгөгдлийн дүрслэл, боловсруулалт.
• Шинжлэх ухаан, техникийн шинжилгээ. 
• Том өгөгдлийн багцыг тооцоолно. 

3. Теано

Theano нь Python-ийн тоон тооцооллын номын сан нь машин сурахад зориулагдсан. Энэ нь математик илэрхийлэл, матрицын тооцоог оновчтой болгох, тодорхойлох, үнэлэх боломжийг олгодог. Энэ нь гүнзгий суралцах загварыг бий болгоход хэмжээст массив ашиглах боломжийг олгодог. 

Theano бол маш өвөрмөц номын сан бөгөөд үүнийг ихэвчлэн машин сургалтын болон гүнзгий сургалтын хөгжүүлэгчид, программистууд ашигладаг. Энэ нь NumPy-тэй интеграцчлалыг дэмждэг бөгөөд төв боловсруулах нэгжийн (CPU) оронд график боловсруулах нэгжтэй (GPU) ашиглах боломжтой бөгөөд энэ нь өгөгдөл их шаарддаг тооцооллыг 140 дахин хурдан болгодог. 

Theano-ийн зарим гол шинж чанарууд энд байна.

• Баталгаажуулалт болон нэгжийн туршилтын хэрэгслүүд.
• Хурдан бөгөөд тогтвортой үнэлгээ.
• Өгөгдөл их шаарддаг тооцоолол.
• Өндөр гүйцэтгэлтэй математик тооцоолол.

4. Пандас

Зах зээл дээрх өөр нэг шилдэг Python номын сан бол машин сурахад ихэвчлэн ашиглагддаг Pandas юм. Энэ нь өгөгдөлд дүн шинжилгээ хийх, удирдах өгөгдлийн шинжилгээний номын сангийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд энэ нь хөгжүүлэгчдэд бүтэцлэгдсэн олон хэмжээст өгөгдөл, цаг хугацааны цуврал ойлголтуудтай хялбархан ажиллах боломжийг олгодог. 

Pandas номын сан нь өгөгдлийг үр ашигтай илэрхийлэхийн зэрэгцээ өөр өөр аргаар удирдах Цуврал болон DataFrames-ээр хангаснаар өгөгдлийг удирдах, судлах хурдан бөгөөд үр дүнтэй аргыг санал болгодог. 

Pandas-ийн зарим гол шинж чанарууд энд байна.

• Өгөгдлийг индексжүүлэх.
• Өгөгдлийн тохируулга
• Өгөгдлийн багцыг нэгтгэх/нэлэх.
• Мэдээлэл боловсруулах, дүн шинжилгээ хийх. 

5. TensorFlow

Өөр нэг үнэгүй, нээлттэй эхийн Python номын сан болох TensorFlow нь дифференциал програмчлалаар мэргэшсэн. Номын сан нь анхан шатны болон мэргэжлийн хүмүүст DL болон ML загвар, мөн мэдрэлийн сүлжээг бий болгох боломжийг олгодог хэрэгсэл, нөөцийн цуглуулгаас бүрддэг.

TensorFlow нь CPU болон GPU гэх мэт янз бүрийн тооцооллын платформ дээр ажиллах боломжийг олгодог уян хатан бүтэц, бүтэцээс бүрддэг. Энэ нь тензор боловсруулах нэгж (TPU) дээр ажиллахад хамгийн сайн ажилладаг. Python номын санг ихэвчлэн ML болон DL загварт бататгах сургалтыг хэрэгжүүлэхэд ашигладаг бөгөөд та машин сургалтын загваруудыг шууд дүрслэн харуулах боломжтой. 

TensorFlow-ийн зарим гол онцлогууд энд байна. 

• Уян хатан архитектур ба хүрээ.
• Төрөл бүрийн тооцооллын платформ дээр ажилладаг. 
• Хийсвэрлэх чадвар
• Гүн мэдрэлийн сүлжээг удирддаг. 

6. Керас

Keras бол машин сургалтын болон гүнзгий сургалтын загваруудын хүрээнд мэдрэлийн сүлжээг хөгжүүлэх, үнэлэх зорилготой нээлттэй эхийн Python номын сан юм. Энэ нь Theano болон Tensorflow дээр ажиллах чадвартай бөгөөд энэ нь мэдрэлийн сүлжээг бага кодоор сургах боломжтой гэсэн үг юм. 

Керасын номын сан нь модульчлагдсан, өргөтгөх боломжтой, уян хатан байдаг тул ихэвчлэн илүүд үздэг. Энэ нь эхлэгчдэд зориулсан хэрэглэгчдэд ээлтэй сонголт болгодог. Энэ нь мөн зорилго, давхарга, оновчтой болгох, идэвхжүүлэх функцуудтай нэгтгэх боломжтой. Keras нь янз бүрийн орчинд ажилладаг бөгөөд CPU болон GPU дээр ажиллах боломжтой. Энэ нь мөн өгөгдлийн төрлүүдийн хамгийн өргөн хүрээний нэгийг санал болгодог.

Керасын гол онцлогуудын зарим нь энд байна: 

• Өгөгдлийг нэгтгэх.
• Мэдрэлийн давхаргыг хөгжүүлэх.
• Гүнзгий суралцах болон машин сургалтын загваруудыг бий болгодог.
• Идэвхжүүлэх ба зардлын функцууд. 

7. ПиТорч

Нээлттэй эхийн машин сургалтын Python номын сангийн өөр нэг сонголт бол C програмчлалын хэлний хүрээ болох Torch дээр суурилсан PyTorch юм. PyTorch бол NumPy гэх мэт бусад Python сангуудтай нэгтгэх боломжтой мэдээллийн шинжлэх ухааны номын сан юм. Номын сан нь програм ажиллаж байх үед өөрчлөх боломжтой тооцооллын график үүсгэх боломжтой. Энэ нь байгалийн хэл боловсруулах (NLP) болон компьютерийн хараа зэрэг ML болон DL програмуудад ялангуяа ашигтай байдаг.

PyTorch-ийн борлуулалтын гол цэгүүдийн зарим нь түүний гүйцэтгэлийн өндөр хурдыг агуулдаг бөгөөд энэ нь хүнд графиктай ажиллах үед ч хүрч чаддаг. Энэ нь хялбаршуулсан процессор эсвэл CPU болон GPU дээр ажиллах чадвартай уян хатан номын сан юм. PyTorch нь танд номын санг өргөжүүлэх боломжийг олгодог хүчирхэг API-тай, мөн байгалийн хэлний хэрэгсэлтэй. 

PyTorch-ийн зарим үндсэн шинж чанарууд энд байна.

• Статистикийн тархалт ба үйл ажиллагаа.
• Өгөгдлийн багцыг хянах.
• DL загваруудыг хөгжүүлэх.
• Өндөр уян хатан. 

8. Scikit-сурах

SciPy номын сангийн гуравдагч талын өргөтгөл байсан Scikit-learn нь одоо Github дээрх бие даасан Python номын сан болжээ. Үүнийг Spotify зэрэг томоохон компаниуд ашигладаг бөгөөд ашиглах нь олон давуу талтай. Нэг нь, энэ нь спам илрүүлэх, зураг таних, урьдчилан таамаглах, хэрэглэгчийн сегментчилэл зэрэг сонгодог машин сургалтын алгоритмуудад маш их хэрэгтэй байдаг. 

Scikit-learn-ийн өөр нэг гол борлуулалтын цэг нь бусад SciPy стек хэрэгслүүдтэй хялбархан ажиллах боломжтой байдаг. Scikit-learn нь хэрэглэгчдэд ээлтэй, тогтвортой харилцан үйлчлэлтэй тул танд өгөгдөл хуваалцах, ашиглахад хялбар болгодог. 

Scikit-learn-ийн зарим гол онцлогууд энд байна:

• Өгөгдлийн ангилал ба загварчлал.
• Төгсгөл хүртэлх машин сургалтын алгоритмууд.
• Өгөгдлийг урьдчилан боловсруулах.
• Загвар сонгох. 

9. Матплотлиб

Matplotlib нь NumPy болон SciPy хоёрын нэгдэл бөгөөд энэ нь өмчийн MATLAB статистик хэлийг ашиглах хэрэгцээг орлох зорилготой юм. Цогц, үнэ төлбөргүй, нээлттэй эхийн номын санг Python дээр статик, хөдөлгөөнт, интерактив дүрслэл үүсгэхэд ашигладаг. 

Python номын сан нь өгөгдөл боловсруулах болон машин сургалтын даалгаврыг сургах ажилд шилжүүлэхээс өмнө өгөгдлийг ойлгоход тусална. Энэ нь объект хандалтат API бүхий график, график үүсгэхийн тулд Python GUI хэрэгслүүдэд тулгуурладаг. Энэ нь мөн MATLAB-тай төстэй интерфейсээр хангадаг тул хэрэглэгч MATLAB-тай ижил төстэй ажлуудыг гүйцэтгэх боломжтой. 

Matplotlib-ийн зарим үндсэн шинж чанарууд энд байна.

• Нийтлэлийн чанарын зураглалыг бий болгох.
• Харааны хэв маяг, байршлыг өөрчлөх.
• Төрөл бүрийн файлын формат руу экспортлох.
• Томруулах, эргүүлэх, шинэчлэх боломжтой интерактив дүрсүүд. 

10. Хуурамч

Машины сургалт, хиймэл оюун ухаанд зориулсан шилдэг 10 Python номын сангийн жагсаалтыг хааж байгаа нь Plotly бөгөөд энэ нь үнэгүй, нээлттэй эх сурвалжтай дүрслэх номын сан юм. Энэ нь өндөр чанартай, сэтгэлд хоногшсон, нийтлэхэд бэлэн графикуудын ачаар хөгжүүлэгчдийн дунд маш их алдартай болсон. Plotly-ээр дамжуулан хандах боломжтой зарим диаграммд хайрцагны зураг, дулааны зураг, хөөс диаграм орно. 

Plotly бол зах зээл дээрх өгөгдлийг дүрслэх хамгийн шилдэг хэрэгслүүдийн нэг бөгөөд D3.js, HTML, CSS дүрслэх хэрэгсэл дээр бүтээгдсэн. Python хэл дээр бичигдсэн, Django хүрээг ашигладаг бөгөөд интерактив график үүсгэхэд тусалдаг. Энэ нь янз бүрийн өгөгдлийн аналитик болон дүрслэх хэрэгслүүд дээр ажилладаг бөгөөд өгөгдлийг график руу хялбархан импортлох боломжийг танд олгоно. Та мөн слайд тавцан болон хяналтын самбар үүсгэхийн тулд Plotly-г ашиглаж болно. 

Plotly-ийн зарим гол шинж чанарууд энд байна. 

• График ба хяналтын самбар.
• Хормын хувилбарын хөдөлгүүр.
• Python-д зориулсан том өгөгдөл.
• График руу өгөгдлийг хялбархан импортлох.