在用Python进行矩阵运算(尤其是大型矩阵运算)的时候,最忌讳的是写循环,循环的执行效率极其的低,想要提高计算效率,有很多方法可以尝试,今天我们就来看一下如何在仅基于numpy的条件下,召唤一些技巧来加速矩阵的计算效率。
本系列是《玩转机器学习教程》一个整理的视频笔记。前一小节实现了简单线性回归,但是性能比较低。本小节主要介绍使用向量化的方式提升性能。
根据用户提供的文章内容,撰写摘要总结。
1000倍的速度听起来很夸张。Python并不以速度著称。这是真的吗?当然有可能 ,关键在于你如何操作!
神经网络和深度学习(二)——从logistic回归谈神经网络基础 (原创内容,转载请注明来源,谢谢) 一、概述 之前学习机器学习的时候,已经学过logistic回归,不过由于神经网络中,一些思想会涉及到logistic,另外会拿一些神经网络用到的解决方案,以logistic来举例,更浅显易懂(例如BP算法)。 因此,这里就再次复习logistic回归及其梯度下降、代价函数等,主要是讲述和后面学习神经网络有关的内容,其他部分会快速略过。 二、logistic输出函数 logistic是解决
背景:Python是一种解释型的编程语言,基本的python代码不需要任何中间编译过程来得到机器代码,而是直接执行。而对于C、C++等编译性语言就需要在执行代码前将其编译为机器指令。 但是,解释型代码的速度比编译型代码要慢,为了使得python代码更快,最好尽可能的使用Numpy和Scipy包中的函数编写部分代码。(注意:numpy和scipy是诸如C、C++等编译型语言编写实现的)
Vmap是一种在python里面经常提到的向量化运算的功能,比如之前大家常用的就是numba和jax中的向量化运算的接口。虽然numpy中也使用到了向量化的运算,比如计算两个numpy数组的加和,就是一种向量化的运算。但是在numpy中模块封装的较好,定制化程度低,但是使用便捷,只需要调用最上层的接口即可。现在最新版本的mindspore也已经推出了vmap的功能,像mindspore、numba还有jax,与numpy的最大区别就是,需要在使用过程中对需要向量化运算的函数额外嵌套一层vmap的函数,这样就可以实现只对需要向量化运算的模块进行扩展。用一个公式来理解向量化运算的话就是:
在Andrew Ng的<< Machine Learning >>课程中,多次强调了使用向量化的形式进行编码,在深度学习课程中,甚至给出了编程原则:尽可能避免使用for循环而采用向量化形式。该课程采用的是matlab/octave语言,所擅长的方向正是数值计算,语言本身内置了对矩阵/向量的支持,比如:
众所周知,Python的for循环本质上要比C慢很多。 而且深度学习和机器学习算法严重依赖通过for循环执行的矩阵运算。
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这样就把内层的 dw1,... dwn 的计算使用向量化了,只用1层 for 循环,还可以做的更好,往下看
本系列是《玩转机器学习教程》一个整理的视频笔记。本小节主要介绍梯度下降法的向量化,并引入对使用梯度下降法非常重要的数据归一化。
学习如何用神经网络的思维模式提出机器学习问题、如何使用向量化加速你的模型。 先介绍一些名词 training set (训练集) feature vector(特征向量) classifier(分类器) calculus(微积分) 循环(loop) 数据集(datasets) vectorization (向量化) matrix(矩阵) vector(向量) 本周用到的一些符号【Notation】 (x,y)表示一个单独的样本 x是xn维的特征向量 标签y值为0/1 训练集由m个训练样本构成 (x^
机器学习 机器学习研究的是计算机怎样模拟人类的学习行为,以获取新的知识或技能,并重新组织已有的知识结构使之不断改善自身。简单的说,就是计算机从数据中学习规律和模式,以应用在新数据上做预测的任务。 深度学习概念 深度学习指的是训练神经网络,有时候规模很大。 线性回归 回归函数,例如在最简单的房价预测中,我们有几套房屋的面积以及最后的价格,根据这些数据来预测另外的面积的房屋的价格,根据回归预测,在以房屋面积为输入x,输出为价格的坐标轴上,做一条直线最符合这几个点的函数,将它作为根据面积预测价格的根据,这条线就是
想要实现将python函数向量化,Numpy中的vectorize 和frompyfunc函数都可以满足要求。
机器学习: 机器学习研究的是计算机怎样模拟人类的学习行为,以获取新的知识或技能,并重新组织已有的知识结构使之不断改善自身。简单的说,就是计算机从数据中学习规律和模式,以应用在新数据上做预测的任务。
Swifter是一个“以最快的方式将任何函数应用于Pandas dataframe或series”的库。
简单来说,Numpy 是 Python 的一个科学计算包,包含了多维数组以及多维数组的操作。
如果你是一名数据科学家,你很有可能使用Python或R编程。但是有一个叫Julia的新成员承诺在不影响数据科学家编写代码和与数据交互的情况下拥有c一样的性能。
关于作者:饼干同学,某人工智能公司交付开发工程师/建模科学家。专注于AI工程化及场景落地,希望和大家分享成长中的专业知识与思考感悟。
为啥呢,因为深度学习中的数据量往往巨大,用for循环去跑的话效率会非常低下,相比之下,矩阵运算就会快得多。而python的矩阵“传播机制(broadcasting)”和专门用于矩阵计算的numpy包更是给了我们使用矩阵运算的理由。
在求解矩阵中,往往有很多很好的,经过高度优化的线性代数库,如octave,matlib,python numpy, c++,java. 我们使用这些线性代数库,可以短短几行实现 所要的效果。
python作为一门编程语言,有非常大的生态优势,但是其执行效率一直被人诟病。纯粹的python代码跑起来速度会非常的缓慢,因此很多对性能要求比较高的python库,需要用C++或者Fortran来构造底层算法模块,再用python进行上层封装的方案。在前面写过的这篇博客中,介绍了使用f2py将fortran代码编译成动态链接库的方案,这可以认为是一种“事前编译”的手段。但是本文将要介绍一种即时编译(Just In Time,简称JIT)的手段,也就是在临近执行函数前,才对其进行编译。以下截图来自于参考链接4,讲述了关于常见的一些编译场景的区别:
从【DL笔记1】到【DL笔记N】,是我学习深度学习一路上的点点滴滴的记录,是从Coursera网课、各大博客、论文的学习以及自己的实践中总结而来。从基本的概念、原理、公式,到用生动形象的例子去理解,到动手做实验去感知,到著名案例的学习,到用所学来实现自己的小而有趣的想法......我相信,一路看下来,我们可以感受到深度学习的无穷的乐趣,并有兴趣和激情继续钻研学习。 正所谓 Learning by teaching,写下一篇篇笔记的同时,我也收获了更多深刻的体会,希望大家可以和我一同进步,共同享受AI无穷的乐趣。
来源:kaggle竞赛宝典 本文约2000字,建议阅读5分钟 本文为你介绍让apply函数加速600倍的小技巧。 [ 引言 ] 虽然目前dask,cudf等包的出现,使得我们的数据处理大大得到了加速,但是并不是每个人都有比较好的gpu,非常多的朋友仍然还在使用pandas工具包,但有时候真的很无奈,pandas的许多问题我们都需要使用apply函数来进行处理,而apply函数是非常慢的,本文我们就介绍如何加速apply函数600倍的技巧。 实验对比 01 Apply(Baseline) 我们以Apply为
虽然目前dask,cudf等包的出现,使得我们的数据处理大大得到了加速,但是并不是每个人都有比较好的gpu,非常多的朋友仍然还在使用pandas工具包,但有时候真的很无奈,pandas的许多问题我们都需要使用apply函数来进行处理,而apply函数是非常慢的,本文我们就介绍如何加速apply函数600倍的技巧。
假如在此刻,您已经将数据全部加载到panda的数据框架中,准备好进行一些探索性分析,但首先,您需要创建一些附加功能。自然地,您将转向apply函数。Apply很好,因为它使在数据的所有行上使用函数变得很容易,你设置好一切,运行你的代码,然后…
Pandas是一种流行的用于数据操作的Python库,它提供了一种称为“向量化”的强大技术可以有效地将操作应用于整个列或数据系列,从而消除了显式循环的需要。在本文中,我们将探讨什么是向量化,以及它如何简化数据分析任务。
感谢水友们积极的提问,大猫和村长在此再次表示衷心的感谢。通过对水友们问题的汇总,我们发现大多数水友存在一些R语言的应用误区,在此出一期关于该问题的解读。
本系列为吴恩达老师《深度学习专项课程(Deep Learning Specialization)》学习与总结整理所得,对应的课程视频可以在这里查看。
Hi! 大家好,又和大家见面了。上次给大家介绍了Numba中一句话加速for循环的@jit加速你的python脚本,今天继续给大家介绍另外一个我觉得很不错的Numba的用法。
云哥前期从以下九个方面讨论了加速Python的具体方法,一共24个,每个都带有优化前后的对比,非常实用。
Course1:神经网络和深度学习,包括: ---- [1] Week1:深度学习概述 [2] Week2:神经网络基础 [3] Week3:浅层神经网络 [4] Week4:深层神经网络 [
循环是程序流程控制的三大剑客之一,没有循环可以说好多功能都不能实现。MATLAB作为一种特殊的编程语言,其在循环的优化上并不是特别出色,但在矩阵化运算(也称矢量化运算)上具有较其他编程语言不可比拟的优势。
我们知道在深度学习中经常要操作各种矩阵(matrix)。 回想一下,我们在操作数组(list)的时候,经常习惯于用for循环(for-loop)来对数组的每一个元素进行操作。例如:
Python中含有丰富的库提供我们使用,学习数学分支线性代数时,矩阵问题是核心问题。Numpy库通常用于python中执行数值计算,并且对于矩阵操作做了特殊的优化,numpy库通过向量化避免许多for循环来更有效地执行矩阵操作。本文针对矩阵的部分问题使用numpy得到解决。
优化中有最小化的损失函数以及最大化的效用函数,在一般情况下使用g(X)来表示损失函数,因此此处的最大化效用函数使用f(X)来表示。其实梯度上升法和梯度下降法的基本原理是一样的,只不过梯度下降法参数更新向着梯度下降的方向,而梯度上升法参数更新向着梯度上升的方向,推导的公式都是一致的"下一个参数值 = 当前参数值 - 学习率 * 梯度"。因此不论是梯度下降法还是梯度上升法最重要的还是要求目标函数对参数的梯度。
〇,numpy简介 numpy是高性能科学计算和数据分析的基础包。 大部分底层代码用C语言编写,运行速度快。 强有力支持向量化编程风格,有效替代循环。 相对于python有更加丰富的数据类型。 numpy中常用的3种对象是 ndarray,matrix 和ufunc 本节我们介绍 ufunc通用函数。ufunc概要如下: numpy 中的许多函数都是 ufunc —— universe function。 它们能够自动对array实行向量化运算,不需要map。 向量化运算效率高于for和map,且支持广播特
吴恩达老师课程原地址: https://mooc.study.163.com/smartSpec/detail/1001319001.htm
使用NumPy可以高效地执行子矩阵运算,从而提高代码的性能。NumPy数组支持切片操作,这使得可以非常高效地提取子矩阵。通过合理使用切片,可以避免不必要的复制,并且能够直接对子矩阵进行操作,而无需遍历整个数组。具体在使用中有啥问题可以看看下面得解决方案。
下面主要介绍Python中实现循环结构的几种方式:for循环,while循环,生成式,高阶函数,向量化。
今天很有可能你已经做了一些使用滑动窗口(也称为移动窗口)的事情,而你甚至不知道它。例如:许多编辑算法都是基于移动窗口的。在GIS中做地形分析的大多数地形栅格度量(坡度、坡向、山坡阴影等)都基于滑动窗口。很多情况下,对格式化为二维数组的数据进行分析时,都很有可能涉及到滑动窗口。
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逻辑回归是一个主要用于二分分类类的算法。那么逻辑回归是给定一个xx , 输出一个该样本属于1对应类别的预测概率\hat{y}=P(y=1|x)y^=P(y=1∣x)。
提升R代码运行速度并不需要很高级的优化技术, 例如代码并行化, 使用数据库, 使用c++等. 实际上, 通过简单的操作, 就能够是R的运算速度显著的加快, 下面介绍几种方法.
将矩阵A和B运算的结果放在B里面,运算结束后确实不需要分配新的内存(如果数据精度、数组大小都一致的话)。但在运算的过程中,应该是需要给AB运算的结果暂时分配一个新的内存来存放,运算完成后将结果再放回B所占的内存空间中,计算过程中用到的暂时内存随即释放。
一百以内质数之和 判断是否为质数 判断一个整数是否为质数比较简单,即除了自身和1以外不可被别的数整除。不过根据数学理论证明,不用从2检查到n,到int(sqrt(n))+1即可,可以提高效率。注意返回值为True或False,方便后续的boolean索引。 def is_prime(num): if num <= 1: return False for i in range(2,int(np.sqrt(num))+1): if num % i == 0:
最近在进行Doris的部分查询调优工作,通过perf定位CPU执行热点时,发现了以下的热点部分:
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