Theano - Instalación

Theano se puede instalar en Windows, MacOS y Linux. La instalación en todos los casos es trivial. Antes de instalar Theano, debe instalar sus dependencias. La siguiente es la lista de dependencias:

• Python
• NumPy - Requerido
• SciPy: requerido solo para Sparse Matrix y funciones especiales
• BLAS: proporciona bloques de construcción estándar para realizar operaciones básicas de vectores y matrices

Los paquetes opcionales que puede elegir instalar según sus necesidades son:

• nariz: para ejecutar la suite de pruebas de Theano
• Sphinx - Para documentación de construcción
• Graphiz y pydot: para manejar gráficos e imágenes
• Controladores NVIDIA CUDA: necesarios para la generación / ejecución de código de GPU
• libgpuarray: necesario para la generación de código de GPU / CPU en dispositivos CUDA y OpenCL

Discutiremos los pasos para instalar Theano en MacOS.

Instalación de MacOS

Para instalar Theano y sus dependencias, usa pipdesde la línea de comando de la siguiente manera. Estas son las dependencias mínimas que vamos a necesitar en este tutorial.

$ pip install Theano
$ pip install numpy
$ pip install scipy
$ pip install pydot

También necesita instalar la herramienta de desarrollo de línea de comandos OSx usando el siguiente comando:

$ xcode-select --install

Verá la siguiente pantalla. Clickea en elInstall para instalar la herramienta.

En una instalación exitosa, verá el mensaje de éxito en la consola.

Prueba de la instalación

Una vez que la instalación se complete correctamente, abra un nuevo cuaderno en Anaconda Jupyter. En la celda de código, ingrese la siguiente secuencia de comandos de Python:

Ejemplo

import theano
from theano import tensor
a = tensor.dscalar()
b = tensor.dscalar()
c = a + b
f = theano.function([a,b], c)
d = f(1.5, 2.5)
print (d)

Salida

Ejecute el script y debería ver el siguiente resultado:

4.0

La captura de pantalla de la ejecución se muestra a continuación para su referencia rápida:

Si obtiene el resultado anterior, su instalación de Theano se realizó correctamente. De lo contrario, siga las instrucciones de depuración en la página de descarga de Theano para solucionar los problemas.

¿Qué es Theano?

Ahora que ha instalado con éxito Theano, primero intentemos entender qué es Theano. Theano es una biblioteca de Python. Le permite definir, optimizar y evaluar expresiones matemáticas, especialmente las que se utilizan en el desarrollo de modelos de aprendizaje automático. Theano en sí no contiene ningún modelo de aprendizaje automático predefinido; simplemente facilita su desarrollo. Es especialmente útil cuando se trata de matrices multidimensionales. Se integra perfectamente con NumPy, que es un paquete fundamental y ampliamente utilizado para cálculos científicos en Python.

Theano facilita la definición de expresiones matemáticas utilizadas en el desarrollo de ML. Tales expresiones generalmente involucran aritmética matricial, diferenciación, cálculo de gradientes, etc.

Theano primero construye el gráfico computacional completo para su modelo. Luego lo compila en un código altamente eficiente aplicando varias técnicas de optimización en el gráfico. El código compilado se inyecta en el tiempo de ejecución de Theano mediante una operación especial llamadafunctiondisponible en Theano. Ejecutamos estofunctionrepetidamente para entrenar una red neuronal. El tiempo de entrenamiento se reduce sustancialmente en comparación con el uso de codificación Python pura o incluso una implementación completa de C.

Ahora entenderemos el proceso de desarrollo de Theano. Comencemos con cómo definir una expresión matemática en Theano.