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機器學習開源框架系列：Torch：1：簡介與安裝

阿新 • • 發佈：2019-01-30

這裡寫圖片描述
Torch是一個基於BSD License的開源的機器學習的框架，早在2002年就釋出了Torch的初版。Torch一直聚焦於大規模的機器學習應用，尤其是影象或者視訊應用等領域，在超過5萬次的下載，在學校和企業中也有著不小的影響力，而Torch7希望能夠做到像Matlab那樣，為機器學習提供環境。

基本資訊

專案 說明
開源/閉源 開源
License類別 BSD License
開發語言 C，Lua
支援平臺 由於使用C和Lua，Torch可以支援多種作業系統諸如Linux/MacOSX/iOS/Android等
當前版本 7.0 （2017/02/27）

功能特色

Torch的目標在保證使用的方式非常簡單的基礎上最大化地保證演算法的靈活性和速度。Torch的核心是流行的神經網路和簡單易用的優化庫，使用Torch能在實現複雜的神經網路拓撲結構的時候保持最大的靈活性，同時可以使用並行的方式對CPU和GPU進行更有效率的操作。在LuaJIT/C/CUDA等基礎之上，Torch的主要特性如下：

  • 強大的N維陣列操作的支援
  • 提供很多對於索引/切片等的常用操作
  • 常見線性代數計算的支援
  • 神經網路和基於能量的模型
  • 支援GPU計算
  • 可嵌入，可移植到iOS或者Android

Torch與Lua

Lua在Torch中扮演了一個重要角色，Torch認為LuaJIT是那個“合適的指令碼語言”，LuaJIT的優勢如下

  • 快速，並且擁有一個透明的JIT編譯器
  • 像Python一樣簡單而且可讀
  • 和C語言的介面非常乾淨和簡單
  • 可嵌入到任何環境中，比如iphone的引用，視訊遊戲或者web後端等

Lua vs Python

為什麼不使用Python而使用LuaJIT，Torch給出的理由是：

  • 糾結於速度和效率，而超級輕量級的LuaJIT則不會在這方面礙手礙腳
  • 希望整個Torch框架是自包含的
  • 希望能更容易地將程式碼移植到任何平臺，比如移植到iphone上而不需要修改已經寫好的指令碼
  • 希望有更容易的擴充套件性，LuaJIT的FFI介面是最容易學習的方式之一。

整體來說，這些點LuaJIT都更好地適應Torch，所以選擇了LuaJIT

關於如何快速上手Lua，可以參看如下文章，快速Catchup

安裝部署

下載install-all指令碼

[[email protected] ~]# wget  https://raw.githubusercontent.com/torch/ezinstall/master/install-all
...省略
Connecting to raw.githubusercontent.com (raw.githubusercontent.com)|151.101.0.133|:443... connected.
HTTP request sent, awaiting response... 200 OK
Length: 2096 (2.0K) [text/plain]
Saving to: ‘install-all’
...省略
[[email protected] ~]#

使用指令碼進行安裝

無需其他，只需保證網路能夠連線正常，等待結束即可完成安裝

[[email protected] ~]# sh install-all 
INFO: Preparing to install dependencies...
...省略
Total download size: 104 M
...省略
  Verifying  : libstdc++-4.8.5-16.el7.x86_64                                                                                    122/122 
Installed:
...省略
  Verifying  : libdv-1.0.0-17.el7.x86_64                                                                                          49/49 

Installed:
  python-ipython.noarch 0:3.2.1-1.el7                                                                                                   
...省略
Cloning into 'OpenBLAS'...
...省略
make -j 2 -C test all
...省略
TEST 22/22 potrf:bug_695 [OK]
RESULTS: 22 tests (22 ok, 0 failed, 0 skipped) ran in 0 ms
...省略
 OpenBLAS build complete. (BLAS CBLAS LAPACK LAPACKE)
  OS               ... Linux             
  Architecture     ... x86_64               
  BINARY           ... 64bit                 
  C compiler       ... GCC  (command line : cc)
  Fortran compiler ... GFORTRAN  (command line : gfortran)
  Library Name     ... libopenblas_haswellp-r0.3.0.dev.a (Multi threaded; Max num-threads is 2)
...省略
==> Torch7's dependencies have been installed
INFO: Dependencies installed successfully.
INFO: Preparing to install torch...
Installing Torch into: /usr/local
Cloning into 'luajit-rocks'...
...省略
Already on 'master'
Already up-to-date.
-- The C compiler identification is GNU 4.8.5
-- The CXX compiler identification is GNU 4.8.5
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc
-- Check for working C compiler: /usr/bin/cc -- works
-- Detecting C compiler ABI info
-- Detecting C compiler ABI info - done
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++
-- Check for working CXX compiler: /usr/bin/c++ -- works
...省略
Install the project...
-- Install configuration: "Release"
-- Installing: /usr/local/include/luaconf.h
-- Installing: /usr/local/include/lua.h
-- Installing: /usr/local/include/lauxlib.h
-- Installing: /usr/local/include/lualib.h
-- Installing: /usr/local/include/lua.hpp
-- Installing: /usr/local/include/luajit.h
-- Installing: /usr/local/lib/libluajit.so
-- Installing: /usr/local/bin/luajit
...省略
-- Installing: /usr/local/etc/luarocks/config.lua
-- Installing: /usr/local/bin/luarocks
-- Installing: /usr/local/bin/luarocks-admin
...省略
Cloning into 'sundown-ffi'...
...省略
Cloning into 'cwrap'...
r...省略
Cloning into 'paths'...
...省略
Install the project...
-- Install configuration: "Release"
-- Installing: /usr/local/lib/luarocks/rocks/paths/scm-1/lua/paths/init.lua
...省略
Cloning into 'torch7'...
...省略
[100%] Built target torch
cd build && make install
[ 55%] Built target TH
[ 58%] Built target luaT
[100%] Built target torch
Install the project...
-- Install configuration: "Release"
-- Installing: /usr/local/share/cmake/torch/TorchExports.cmake
...省略
-- Installing: /usr/local/lib/libTH.so.0
-- Installing: /usr/local/lib/libTH.so
...省略
-- Installing: /usr/local/include/TH/THTensor.h
-- Installing: /usr/local/include/TH/THTensorApply.h
-- Installing: /usr/local/include/TH/THTensorDimApply.h
-- Installing: /usr/local/include/TH/THTensorMacros.h
-- Installing: /usr/local/include/TH/THVector.h
...省略
Cloning into 'luaffifb'...
...省略
Cloning into 'nn'...
...省略
[100%] Building C object lib/THNN/CMakeFiles/THNN.dir/init.c.o
Linking C shared module libTHNN.so
[100%] Built target THNN
cd build && make install
[100%] Built target THNN
Install the project...
-- Install configuration: "Release"
...省略
-- Installing: /usr/local/lib/luarocks/rocks/nn/scm-1/lib/libTHNN.so
-- Set runtime path of "/usr/local/lib/luarocks/rocks/nn/scm-1/lib/libTHNN.so" to "$ORIGIN/../lib:/usr/local/lib:/opt/OpenBLAS/lib"
-- Installing: /usr/local/include/THNN/THNN.h
-- Installing: /usr/local/include/THNN/generic/THNN.h
...省略
Cloning into 'dok'...
...省略
Cloning into 'gnuplot'...
...省略
Cloning into 'qtlua'...
...省略
Cloning into 'qttorch'...
...省略
Cloning into 'sys'...
...省略
Cloning into 'image'...
...省略
Cloning into 'optim'...
...省略
Cloning into 'trepl'...
...省略
=> Torch7 has been installed successfully

  + Extra packages have been installed as well:
     $ luarocks list

  + To install more packages, do:
     $ luarocks search --all
     $ luarocks install PKG_NAME
...省略
  + packages installed:
    - sundown   :  ok
    - cwrap     :  ok
    - paths     :  ok
    - torch     :  ok
    - nn        :  ok
    - dok       :  ok
    - gnuplot   :  ok
    - qtlua     :  ok
    - qttorch   :  ok
    - lfs       :  ok
    - penlight  :  ok
    - sys       :  ok
    - xlua      :  ok
    - image     :  ok
    - optim     :  ok
    - cjson     :  ok
    - trepl     :  ok

INFO: Torch installed successfully.
[[email protected] ~]#

刪除指令碼

安裝確認

確認luagit

Torch7希望自己是自包含的，這裡面luagit起到了一個重要作用，luajit會同時一同被安裝，所以需要進行確認

[[email protected] ~]# which luajit
/usr/local/bin/luajit
[[email protected] ~]# luajit -v
LuaJIT 2.0.4 -- Copyright (C) 2005-2017 Mike Pall. http://luajit.org/

 _____              _     
|_   _|            | |    
  | | ___  _ __ ___| |__  
  | |/ _ \| '__/ __| '_ \ 
  | | (_) | | | (__| | | |
  \_/\___/|_|  \___|_| |_|

[[email protected] ~]#

使用此版本的luajit進行動作確認

[[email protected] ~]# luajit
LuaJIT 2.0.4 -- Copyright (C) 2005-2017 Mike Pall. http://luajit.org/

 _____              _     
|_   _|            | |    
  | | ___  _ __ ___| |__  
  | |/ _ \| '__/ __| '_ \ 
  | | (_) | | | (__| | | |
  \_/\___/|_|  \___|_| |_|

JIT: ON CMOV SSE2 SSE3 SSE4.1 fold cse dce fwd dse narrow loop abc sink fuse
> print "Hello World"
Hello World
>

可以看到Torch7下的luajit確實很小

[root@devops ~]# du -k /usr/local/bin/luajit
648 /usr/local/bin/luajit
[root@devops ~]#

確認luarocks

除此之外，luarocks作為Lua的包管理的工具也非常重要，確認其版本以及是否能夠進行正常操作，後續會通過luarocks install來安裝所需的依賴

[[email protected] ~]# luarocks
LuaRocks 2.3.0, a module deployment system for Lua
...省略
CONFIGURATION
    Lua version: 5.1
    Configuration files:
        System: /usr/local/etc/luarocks/config.lua (ok)
        User  : /root/.luarocks/config-5.1.lua (not found)
...省略
[[email protected] ~]# luarocks list  nn
...省略
nn
   scm-1 (installed) - /usr/local/lib/luarocks/rocks
[[email protected] ~]#

確認th

Torch可以通過互動式的th進行操作，確認其是否能夠正常進入

[root@devops ~]# th

  ______             __   |  Torch7 
 /_  __/__  ________/ /   |  Scientific computing for Lua. 
  / / / _ \/ __/ __/ _ \  |  Type ? for help 
 /_/  \___/_/  \__/_//_/  |  https://github.com/torch 
                          |  http://torch.ch 

th>

總結

這篇文章介紹了Torch的概要資訊，以及如何在centos7上安裝最新版本的torch7.

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