Khi nghĩ về một thư viện, bạn có thể nghĩ ngay đến mùi mộc mạc của những cuốn sách cũ và không khí yên tĩnh bao quanh. Nếu bước vào một trong các thư viện Python, chúng ta sẽ thấy các kệ được sắp xếp gọn gàng với các mô-đun được chọn và sử dụng trong mã code. Do đó, các thư viện Python là nguồn của các chức năng khác nhau. Các nhà phát triển tránh lấy mã code được viết sẵn và được xác định rõ từ các thư viện nào để viết ra mã code riêng của mình trong quá trình học lập trình Python.
Hướng dẫn Python này sẽ tiết lộ các thư viện hàng đầu từ Python mà các lập trình viên chọn để nhập các mô-đun và sử dụng trong mã code của họ. Nếu bạn là một trong những người học Python, thích làm việc theo cách thông minh, không chăm chỉ thì hãy nên xem những thư viện này có gì!
Bằng cách sử dụng các thư viện như vậy, bạn sẽ có thể tạo mã code trong quá trình học lập trình Python hiệu quả và tiết kiệm thời gian quý báu khi phải viết toàn bộ tập lệnh. Tuy nhiên, không nên cầm đèn chạy trước ô tô. Bước đầu tiên hãy nên hiểu thư viện Python là gì và một số khái niệm liên quan đến nó có trong hướng dẫn Python này.
Mục lục
- 1. Tìm hiểu các khái niệm quan trọng đầu tiên
- 2. Thư viện Python là gì?
- 3. API và Python: Thư viện tốt nhất để xem xét
- 3.1. Flask
- 3.2. Django
- 3.3. Falcon
- 3.4. Eve
- 4. AI và Python: Thư viện hữu ích
- 4.1. TensorFlow
- 4.2. PyTorch
- 4.3. Theano
- 4.4. Keras
- 4.5. Scikit-learn
- 5. PyTorch và TensorFlow
- 5.1. Facebook và Google: Hai “ông trùm” sáng tạo và nổi tiếng
- 5.2. Hỗ trợ cho Windows
- 5.3. Hỗ trợ cho các hệ điều hành khác
- 5.4. Sự khác biệt trong đồ thị tính toán
- 5.5. Trực quan hóa các mô hình học máy
- 5.6. Cộng đồng người dùng
- 5.7. Vậy giữa PyTorch và TensorFlow, thư viện nào tốt hơn?
- 6. NumPy là gì?
- 7. Thư viện Sklearn: mục đích sử dụng
- 8. Kết luận
Tìm hiểu các khái niệm quan trọng đầu tiên
Trước khi đi sâu vào giải thích của các thư viện Python khác nhau, chúng ta nên xem lại một vài khái niệm. Ví dụ, deep learning (học sâu) là một quá trình học máy. Bạn có biết làm thế nào mọi người có thể học hỏi từ những sai lầm của họ? Áp dụng tương tự cho máy tính. Học sâu chính là học bằng ví dụ .
Ưu đãi mới nhất đang hoạt động ngay bây giờ:
GET 50% OFF
DataCamp Black Friday Sale
During this DataCamp Black Friday, you can access the top-rated courses with a 50% discount. Enroll now for way less!
Một thuật ngữ liên quan khác là mạng nơ-ron, giống như bộ não của con người. Mạng nơ-ron là sự kết hợp của các thuật toán nhằm bắt chước cách con người có khả năng xác định các mẫu. Do đó, khái niệm này lấy từ sinh học của con người và áp dụng nó vào thế giới lập trình để giới thiệu nhận dạng hình ảnh và lời nói (chỉ một trong các tùy chọn).
Thư viện Python là gì?
Đầu tiên, bạn nên hiểu rằng các thư viện Python không khác với các thư viện thông thường chứa những cuốn sách. Cả hai đều là bộ sưu tập các nguồn thông tin.
Tuy nhiên, thay vì sách, bạn sẽ truy xuất các mô-đun áp dụng trong quá trình coding của mình. Tất cả các nhà phát triển chuyên nghiệp tận dụng các mô-đun tài liệu thường được ghi lại cho quá trình học Python của mình. Nếu có một cách dễ dàng như vậy, tại sao không nên thực hiện theo cách này?
Trong quá trình học Python và khi bắt đầu nghiên cứu các thư viện Python, bạn sẽ bị chìm đắm bởi số lượng thư viện chính và bên thứ ba. Có rất nhiều bộ sưu tập các mô-đun có sẵn. Bạn có thể cảm thấy băn khoăn khi không biết phải quyết định khám phá cái nào trong số chúng. Nếu đang cố gắng học những lĩnh vực khác nhau trên con đường lập trình thì khá khó để chọn một thư viện phù hợp nhất.
Bạn nên biết rằng Python là một ngôn ngữ linh hoạt. Nó là một viên ngọc quý trong thế giới lập trình. Vì cách sử dụng của nó sẽ được sử dụng từ khoa học dữ liệu, phát triển web và thậm chí đến cả học máy. Nếu là một lập trình viên Python mới bắt đầu, chúng tôi khuyến khích bạn tham gia khóa học dưới đây để có thêm được kiến thức sâu hơn.
Nhìn chung, các thư viện Python khác nhau sẽ bao gồm các mô-đun cho các lĩnh vực cụ thể. Chúng ta sẽ cùng bắt đầu tìm hiểu các thư viện TensorFlow, PyTorch, Numpy, Sklearn và một số thư viện phổ biến khác là gì?
Trước đó, có phải bạn đã rất cố gắng để tìm một công việc lập trình viên Python phải không? Trong những trường hợp như vậy, chúng tôi khuyên bạn nên đọc một số câu hỏi phỏng vấn Python mà nhà tuyển dụng thường hỏi. Nếu không trả lời được chúng thì có thể bạn sẽ bị đánh giá là không có sự chuẩn bị. Giả sử một trong những câu hỏi phỏng vấn Python yêu cầu trình bày về các thư viện Python. Sau khi đọc bài viết này, bạn sẽ có thể trình bày một số điểm chính về chúng.
Những tìm kiếm được yêu thích nhất
Tìm kiếm thông tin chuyên sâu hơn về các chủ đề liên quan? Chúng tôi đã tập hợp các bài viết tương tự để bạn tiết kiệm thời gian. Hãy xem!
API và Python: Thư viện tốt nhất để xem xét
API (application programming interface) là tên viết tắt của giao diện lập trình ứng dụng. Nó mở ra cửa sổ cho các tương tác giữa các ứng dụng thông qua giao tiếp giữa máy với máy. Python có các khung framework làm tăng tốc quá trình tạo API. Do đó, nhiệm vụ của chúng tôi là thảo luận ngắn gọn về các thư viện Python phổ biến nhất có thể cho trong quá trình làm việc và học lập trình Python:
Flask
- Flask là một framework trang web phát triển nhanh, được tạo ra cho quy trình thiết kế API hiệu quả hơn. Đây chỉ là một trong những cách sử dụng của Flask.
- Nói chung, nó là một khung framework để phát triển ứng dụng web.
- Flash rất nhẹ, cung cấp hỗ trợ để kiểm tra đơn vị và cookie an toàn cho các phiên phía khách hàng.
- Các nhà phát triển khen rằng khung framework này là tài liệu tốt, có nghĩa là bạn sẽ tìm thấy nhiều trường hợp sử dụng để tìm hiểu.
Django
- Django là một khung framework trang web bên thứ ba dựa trên Python khác.
- Trong số các thư viện Python khác, mục đích chính của Djangos trong khung framework này là đơn giản hóa quá trình phát triển các trang web dựa trên cơ sở dữ liệu phức tạp.
- Thư viện Django cung cấp nhiều công cụ quản lý. Do đó, các nhà phát triển sẽ có thể tạo ra các phần mã code mà không phải chuyển sang các công cụ khác.
- Django REST là khung framework để tạo các Web API với mã code tối thiểu.
Falcon
- Falcon là một khung framework trang web nhẹ, tuân thủ SWGI, được thiết kế để xây dựng các RESTful API.
- Người mới bắt đầu đánh giá cao các hướng dẫn tài liệu cung cấp nhiều hướng dẫn cho việc tạo dự án đầu tiên.
- Falcon chạy trên bất kỳ phần cứng nào và chỉ phụ thuộc vào hai phụ thuộc của bên thứ ba.
Eve
- Eve là một khung framework REST API dựa trên Python miễn phí, được cung cấp bởi Flask và Cerberus.
- Nó cho phép phát triển nhanh chóng các dịch vụ web RESTful độc đáo, giàu tính năng.
- Khung framework hỗ trợ MongoDB và tương thích cao nhờ các tiện ích mở rộng.
AI và Python: Thư viện hữu ích
Ngành công nghiệp CNTT đang thúc đẩy sự phát triển của máy móc thông minh, có khả năng thể hiện hành vi giống con người khi nó được học. Mô phỏng trí thông minh của con người này được cung cấp bởi nhiều thư viện Python được thiết kế đặc biệt để thúc đẩy ngành khoa học máy tính. Nếu muốn làm cho một cỗ máy suy nghĩ, học hỏi và có khả năng giải quyết vấn đề được thì hãy nên ghi nhớ các thư viện có thể giúp tạo ra bước đột phá đó dưới đây:
TensorFlow
- TensorFlow là một thư viện mã nguồn mở.
- Tính toán số trong mô-đun này tích hợp việc sử dụng biểu đồ luồng dữ liệu.
- Đưa ra một viễn cảnh khác về khái niệm hóa các hành động toán học.
- Với khung framework này, bạn có thể tạo các mạng nơ-ron và đào tạo chúng.
PyTorch
- PyTorch là một thư viện mã nguồn mở.
- Nó là một khung framework dựa trên Lua (là một ngôn ngữ lập trình thông dịch với đặc điểm nhỏ gọn, đa nền tảng), được thiết kế để xây dựng các mô hình và quy mô sản xuất.
- Mô-đun này cung cấp một loạt các thuật toán học máy.
- PyTorch cho phép người dùng thực hiện các tính toán tenor phức tạp.
- Ngoài ra, nó là đối thủ lớn nhất của TensorFlow.
Theano
- Theano là một thư viện dựa trên Python để thực hiện các hoạt động toán học cho các mảng đa chiều.
- Khung framework sử dụng GPU thay vì CPU, dẫn đến mức năng suất cao hơn.
- Với Theano, các nhà phát triển tạo ra các mô hình học tập sâu hoặc thư viện wrapper library.
- Một lợi thế khác là khả năng quản lý các loại tính toán cần thiết cho các thuật toán mạng nơ-ron lớn.
Keras
- Keras là một thư viện dựa trên Python để phát triển các mô hình học tập sâu.
- Nó cũng tương thích với các thư viện Python khác (TensorFlow hoặc Theano).
- Mục đích chính của khung framework này là tạo mẫu nhanh của các mạng nơ-ron.
- Các nhà phát triển có thể thử nghiệm với các mạng nơ-ron sâu và đào tạo chúng.
Scikit-learn
- Scikit-learn hoặc Sklearn là một thư viện dựa trên Python để xây dựng các mô hình học máy.
- Nó cung cấp nhiều thuật toán học tập cho phép hồi quy, phân cụm và phân loại.
- Sklearn tương thích với NumPy và SciPy. Điều đó có nghĩa là có thể tương tác với các thư viện khác nhau cho Python một cách dễ dàng. Thông tin thêm về thư viện này sẽ được cung cấp trong các phần sau trong hướng dẫn Python này.
PyTorch và TensorFlow
Một cuộc tranh cãi gay gắt về sự vượt trội giữa hai thư viện này đã diễn ra trong một thời gian. Tuy nhiên, không ai có thể phủ nhận rằng chúng là những thư viện Python hàng đầu. Cả PyTorch và TensorFlow đều được thiết kế để cung cấp các mô-đun cho máy học, học sâu và quản lý mạng nơ-ron.
Vì cả hai khung framework này hoạt động trong các lĩnh vực tương tự nhau nên sẽ có sự cạnh tranh lành mạnh giữa chúng. Hãy xem xét những khác biệt chính, ưu điểm của chúng và cố gắng giải quyết tranh luận này.
Facebook và Google: Hai “ông trùm” sáng tạo và nổi tiếng
Đây là hai “ông trùm” trong ngành kinh doanh CNTT đã tạo ra các thư viện này. PyTorch là một kiệt tác của Facebook và nó dựa trên Torch. Và TensorFlow là gì? Nó là một viên ngọc được cung cấp bởi Google. Nó dựa trên Theano. Nói cách khác, cả hai thư viện này đều có cha mẹ là những “ông trùm” giàu có và nổi tiếng.
Hỗ trợ cho Windows
Đôi khi, người dùng hệ điều hành Microsoft Windows không được hỗ trợ bởi thư viện PyTorch. Thư viện máy học mã nguồn mở này đã phát hành hỗ trợ Windows PyTorch vào tháng 4 năm 2018. TensorFlow đã tiến hành bước này để thu hút người dùng Windows trước đó, vào năm 2016.
Hỗ trợ cho các hệ điều hành khác
Danh sách các hệ thống được hỗ trợ vẫn khác nhau giữa hai thư viện Python này. Mặc dù bổ sung hỗ trợ Windows PyTorch đã được đón nhận rất tốt, nhưng TensorFlow vẫn có nhiều thứ để cung cấp hơn. Trong khi PyTorch hỗ trợ Linux, macOS và Window thì TensorFlow có thể sử dụng được trên Linux, macOS, Windows, Android và JavaScript. Google đã phát hành một TensorFlow.js 1.0 dành cho học máy bằng JavaScript.
Sự khác biệt trong đồ thị tính toán
Khi cố gắng giải quyết sự tranh luận giữa PyTorch với TensorFlow, không thể không nhắc đến sự khác biệt trong cách chúng xử lý các computational graph (biểu đồ tính toán). Các biểu đồ như vậy là rất quan trọng để tối ưu hóa các mạng mã code nơ-ron. Tại sao? Vì chúng làm ta có thể thấy được dòng chảy của hoạt động và thông tin.
Với PyTorch, các lập trình viên tạo dynamic graphs (các biểu đồ động), được thiết kế bằng cách diễn giải các dòng mã code đại diện cho các phần cụ thể của biểu đồ. TensorFlow chọn một cách tiếp cận khác để sản xuất đồ thị. Các biểu đồ phải tuân theo quy trình biên soạn. Sau đó, họ phải chạy bằng Công cụ thực thi TensorFlow.
Nghe có vẻ như sẽ có nhiều công việc phải thực hiện hơn đúng không nào? Nếu muốn tạo đồ thị bằng cách sử dụng TensorFlow, bạn sẽ được yêu cầu tìm hiểu về kiểm tra biến. Ngoài ra, PyTorch cho phép bạn sử dụng trình gỡ lỗi Python thông thường. TensorFlow thì lại không sử dụng tiêu chuẩn đó. Vì vậy, nếu cần phải chọn giữa các thư viện Python này và muốn tạo biểu đồ mà không phải tìm hiểu các khái niệm mới, PyTorch nên là sự lựa chọn của bạn.
Trực quan hóa các mô hình học máy
Ấn tượng đầu tiên là tất cả. Khi đang thuyết trình về dự án của mình, việc cung cấp trực quan chính xác và dễ theo dõi là rất hữu ích. TensorFlow cung cấp cho các nhà phát triển TensorBoard, cho phép trực quan hóa các mô hình học máy. Các lập trình viên sử dụng công cụ này để phát hiện lỗi và để thể hiện tính chính xác của đồ thị. PyTorch không có chức năng như vậy, nhưng bạn có thể sử dụng các công cụ được thiết kế cho nền tảng khác để đạt được kết quả tương tự.
Cộng đồng người dùng
Các thư viện Python này cũng khác nhau về mức độ phổ biến hiện tại của chúng. Đừng quá ngạc nhiên. TensorFlow đã tồn tại lâu hơn, có nghĩa là nhiều lập trình viên đang sử dụng khung này cho các mục đích học máy và học tập sâu. Do đó, nếu gặp phải một loạt các vấn đề khó khăn trong quá trình làm dự án thì nên tìm đến cộng đồng TensorFlow vì nó lớn hơn PyTorch.
- Dễ sử dụng
- Cung cấp nội dung chất lượng
- Minh bạch giá cả
- Chứng chỉ miễn phí sau hoàn thành
- Tập trung vào các kỹ năng khoa học dữ liệu
- Thời gian học tập linh hoạt
- Thiết kế đơn giản (không có thông tin không cần thiết)
- Khóa học chất lượng cao (ngay cả khóa miễn phí)
- Đa dạng tính năng
- Chương trình nanodegree
- Phù hợp với doanh nghiệp
- Chứng chỉ hoàn thành trả phí
- Được tạo dựng tốt trong ngành
- Đa dạng các tính năng để lựa chọn
- Các khóa học trình độ đại học
- Các khóa học trình độ đại học
- Phù hợp với doanh nghiệp
- Trả phí cho chứng chỉ hoàn thành
Vậy giữa PyTorch và TensorFlow, thư viện nào tốt hơn?
Chúng tôi đã tuyên bố sẽ kết thúc cuộc trang luận PyTorch và TensorFlow với số điểm so sánh rõ ràng. Tuy nhiên, nói thì dễ hơn làm. Các lập trình viên nên chọn khung framework phù hợp với nhu cầu nhất. Ngoài ra, đây là một giới thiệu ngắn gọn về cả hai thư viện. Chúng tôi không thể đưa ra các giả định dựa trên một số khác biệt. Bạn sẽ phải chọn khung framework nào là người bạn mới tốt nhất trong quá trình làm việc và học lập trình Python.
NumPy là gì?
Bạn sẽ có thể hiểu mục đích chung của thư viện này sau khi biết tên đầy đủ của nó: Numerical Python (Python số). Nó có nghĩa là các mô-đun xử lý số. NumPy là phần mềm mã nguồn mở để tạo và quản lý các mảng và ma trận đa chiều. Thư viện này bao gồm một loạt các chức năng để xử lý các mảng phức tạp như vậy.
Vậy, NumPy là gì? Đây là một trong những thư viện Python, chuyên cung cấp các hàm toán học cấp cao để quản lý các mảng đa chiều. Bằng cách truy xuất các mô-đun từ NumPy, bạn sẽ hoàn thành các tính toán đúng đắn và chính xác. Hơn thế nữa bạn sẽ cải thiện đáng kể việc sử dụng Python với các cấu trúc dữ liệu này.
Thư viện Sklearn: mục đích sử dụng
Ví dụ cuối cùng của các thư viện Python là Sklearn, được phát triển vào năm 2007. Tuy là cuối cùng nhưng không kém phần quan trọng, vì nó cũng được đánh giá cao bởi các nhà phát triển làm việc với học máy. Sklearn (còn được gọi là scikit-learn) là một thư viện, để nhóm một nhóm các đối tượng không được gắn nhãn, ước tính mối quan hệ giữa các biến và xác định phân loại các quan sát mới.
Nói cách khác, có thể lấy một số lượng lớn các thuật toán học tập để học máy hiệu quả hơn. Thư viện Python miễn phí - Sklearn là một công cụ rất hữu ích cho mô hình thống kê và, tất nhiên, học máy!
Bạn có biết?
Bạn đã bao giờ băn khoăn nền tảng học online nào tốt nhất cho sự nghiệp của bạn chưa?
Những tìm kiếm thịnh hành nhất
Duyệt qua bộ sưu tập của chúng tôi về các bài báo, chỉ dẫn và hướng dẫn kỹ lưỡng nhất liên quan đến sàn giao dịch tiền mã hóa. Luôn nắm rõ và đưa ra quyết định sáng suốt!
Kết luận
Khi học Python, có rất nhiều thư viện Python để lựa chọn. Nó cũng giống như đi vào một cửa hàng cung cấp nhiều lựa chọn. Làm thế nào để quyết định thư viện bạn muốn? Các thư viện khác nhau cung cấp các mô-đun cho các nhiệm vụ riêng biệt. Do đó, bạn cần quyết định loại mô-đun nào phù hợp cho mã code của mình. Bây giờ, chúng tôi sẽ tóm tắt ngắn gọn lại bài hướng dẫn Python này:
- Để tạo API, các nhà phát triển chọn từ các thư viện Python như Flask, Django, Eve, Falcon.\
- Đối với artificial intelligence (trí tuệ nhân tạo) và mục đích học tập sâu, các lựa chọn tốt nhất bao gồm các thư viện: TensorFlow, PyTorch, Theano, Keras, Sklearn.
- Hai thư viện Python hàng đầu là PyTorch và TensorFlow. Chúng cung cấp các mô-đun cho học máy, học sâu và quản lý mạng nơ-ron. Cả hai đều thu hút các lập trình viên với những điểm tương tự, nhưng cũng có một số khác biệt cần xem xét. Một trong những khác biệt rõ ràng nhất là PyTorch cho phép nhà phát triển tạo ra các biểu đồ động. Quá trình tạo đồ thị TensorFlow là tĩnh và đòi hỏi kiến thức về nhiều khái niệm hơn.
- NumPy là một thư viện Python miễn phí khác, cung cấp các hàm toán học cấp cao để quản lý các mảng đa chiều.
- Sklearn là một thư viện Python miễn phí khác, liên quan chặt chẽ đến các quy trình học máy. Nó bao gồm các thuật toán như máy vectơ hỗ trợ, tăng cường độ dốc, các thuật toán k-mean, random forest và DBSCAN.
Tham khảo khoa học
Giới thiệu chuyên gia & nhà phân tích của bài viết
