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MindSpore(AI深度学习框架实践)

MindSpore(AI深度学习框架实践)

  • 来源:华南农业大学
  • 章节:4 单元:7

  • 成程
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课程简介:

MindSpore 是由华为于2019年8月推出的新一代全场景 AI 计算框架,2020年3月28日,华为宣布 MindSpore 正式开源。
MindSpore 作为新一代的 AI 开发计算框架,它的创新编程范式,AI 科学家和工程师更易使用,便于开放式创新;MindSpore 可满足终端、边缘计算、云全场景需求,能更好保护数据隐私;可开源,形成广阔应用生态。
MindSpore 着重提升易用性和降低 AI 开发者的开发门槛,MindSpore 原生适应每个场景包括端、边缘和云,并能够在按需协同的基础上,通过实现AI 算法即代码,使开发态变得更加友好,显著减少模型开发时间,降低模型开发门槛。通过MindSpore自身的技术创新及MindSpore与华为昇腾AI处理器的协同优化,实现了运行态的高效,大大提高了计算性能。
MindSpore 总体架构如下图:

MindSpore 的层次结构
MindSpore 向用户提供了3个不同层次的 API,支持用户进行网络构建,整图执行,子图执行以及单算子执行,从低到高分别是 Low-Level Python API、Medium-Level Python API以及High-Level Python API。

- High-Level Python API
第一层为高阶API,其在中阶API的基础上又提供了训练推理的管理、混合精度训练、调试调优等高级接口,方便用户控制整网的执行流程和实现神经网络的训练推理及调优。例如用户使用Model接口,指定要训练的神经网络模型和相关的训练设置,对神经网络模型进行训练,通过Profiler接口调试神经网络性能。
- Medium-Level Python API
第二层为中阶API,其封装了低阶API,提供网络层、优化器、损失函数等模块,用户可通过中阶API灵活构建神经网络和控制执行流程,快速实现模型算法逻辑。例如用户可调用Cell接口构建神经网络模型和计算逻辑,通过使用loss模块和Optimizer接口为神经网络模型添加损失函数和优化方式,利用dataset模块对数据进行处理以供模型的训练和推导使用。
- Low-Level Python API
第三层为低阶API,主要包括张量定义、基础算子、自动微分等模块,用户可使用低阶API轻松实现张量定义和求导计算。例如用户可通过Tensor接口自定义张量,使用ops.composite模块下的GradOperation算子计算函数在指定处的导数。

课程章节:

Numpy 函数

MindSpore NumPy 工具包提供了一系列类 NumPy 接口。用户可以使用类 NumPy 语法在 MindSpore 上进行模型的搭建。

深度学习基础

深度学习的概念源于人工神经网络的研究。含多隐层的多层感知器就是一种深度学习结构。深度学习通过组合底层特征形成更加抽象的高层表示属性类别或特征,以发现数据的分布式特征表示。

算子

算子主要分为 Primitivie 算子和 nn 算子。 Primitive 算子是开放给用户的最低阶算子接口,一个 Primitive 算子对应一个原语,它封装了底层的 Ascend、GPU、AICPU、CPU 等多种算子的具体实现,为用户提供基础算子能力。 nn 算子是对低阶 API 的封装,主要包括卷积层算子、池化层算子、损失函数、优化器等。

深度学习网络

深度神经网络是机器学习(ML, Machine Learning)领域中一种技术。