第2章 PyTorch 极简安装

PyTorch提供了一个简洁快速的安装过程,这也是PyTorch优势之一。PyTorch支持Windows、Linux、MacOS等操作系统,目前为止最新版本PyTorch对操作系统的要求如下。

(1)Windows操作系统。

Windows7及以上版本,推荐Windows10或更高版本。

WindowsServer2008R2及更高版本。

(2)Linux操作系统。

使用glibc=的Linux发行版支持安装PyTorch,其中包括及以上版本,具体的支持版本列表参考PyTorch文档。

(3)MacOS操作系统。

(Catalina)或更高版本支持PyTorch。

安装PyTorch之前需先安装Python,推荐使用以上的64位版本。本书推荐使用Miniconda搭建Python环境。Miniconda是最小的Conda安装程序,它提供了类似沙盒的环境,避免了在老的Python环境中安装可能会遇到的库依赖冲突等问题,对初学者十分友好。Miniconda本身包含着Python,安装完Miniconda我们将获得Conda包管理工具和Python环境。

可在Miniconda官网(网址为)下载适合读者当前系统的、64位版本的、使用Python3的Miniconda安装包,下载页面截图如图1-1所示。

图1-1Miniconda官网下载页面

图1-2AnacondaPrompt命令行

注意:图1-2命令行前面的(base)表示我们已经进入了Miniconda基础环境。在Linux等平台,如果安装Miniconda时选择了添加到系统环境,直接打开终端即可。

1.3.1CPU版本安装

PyTorch分为CPU版本和GPU版本,GPU版本需有NVIDIA显卡硬件支持,如果读者的计算机没有NVIDIA显卡硬件支持,请直接安装CPU版本,安装命令参考PyTorch官网。

官网为我们提供了安装命令的提示,这一点非常的方便,无论之后版本如何变化,都建议读者按照官网这里的提示进行安装,PyTorch官网的CPU安装提示如图1-3所示。

图1-3PyTorch官网CPU安装提示

在图1-3所示的PyTorch官网网页上,从上到下依次选择安装版本(PyTorchBuild)、系统平台(YourOS)、安装方式(Package)、编程语言(Language)以及计算平台(ComputePlatform),网页会给出安装命令。例如在图1-3中,PyTorchBuild处选择Stable(1.11.0),YourOS处选择Windows,Package处选择Conda,Language处选择Python,ComputePlatform处选择CPU,则网页给出PyTorch当前最新稳定版CPU版本的安装命令如下。

condainstallpytorchtorchvisiontorchaudiocpuonly-cpytorch

将这行安装命令复制到AnacondaPrompt命令行或者终端,执行即可开始CPU版本的安装,安装过程中如果没有提示下载中断或错误,说明成功地安装了CPU版本的PyTorch。

1.3.2GPU版本安装

GPU版本的PyTorch可以利用NVIDIAGPU强大的计算加速能力,使PyTorch的运行更为高效,尤其是可以成倍提升模型训练的速度。GPU版本需有NVIDIA显卡硬件支持,如果选择安装GPU版本,请确保计算机已安装NVIDIA显卡和显卡驱动并且显卡型号支持CUDA,具体显卡型号是否支持可查询NVIDIA官网。

CUDA是一种由NVIDIA推出的通用并行计算架构,该架构使GPU能够解决复杂的计算问题。为了使用CUDA,需要安装CUDAToolkit套件,它会与PyTorch一并使用Conda安装。下面将演示的安装教程仅适用Windows和Linux平台,MacOS平台GPU版本的安装需要从源码构建。

GPU版本的安装依然通过PyTorch官网安装页面()选择安装命令,如图1-4所示。

图1-4PyTorch官网GPU安装提示

在图1-4中,从上到下依次选择安装版本(PyTorchBuild)、系统平台(YourOS)、安装方式(Package)、编程语言(Language)以及计算平台(ComputePlatform),即在PyTorchBuild处选择Stable(1.11.0),YourOS处选择Windows,Package处选择Conda,Language处选择Python,ComputePlatform处选择,则网页会给出如下安装命令。

condainstallpytorchtorchvisiontorchaudiopytorch-cuda=11.6-cpytorch-cnvidia

将这行安装命令复制到AnacondaPrompt命令行或者终端,执行即可完成GPU版本的安装。安装过程中需要从Anaconda提供的官方源下载PyTorch和CUDAToolkit等安装包,这些包都比较大,如果发生了网络中断,读者可尝试重新执行安装命令再次安装。读者在选择CUDA版本时有以下两点要特别注意。

(1)Windows平台只能选择或更高版本。

(3)关于这个CUDA的选择,在本书写作的时候仅有图中显示的11.6和11.7两个版本,未来可能会发生变化,总的原则是,尽量选择的高的版本。

以上为CPU版本和GPU版本的安装过程,读者根据自己的计算机有无NVIDIA显卡选择一个版本安装即可。除此之外,Windows平台还需要安装MicrosoftVisualC++(VC_),可从微软网站(网址为)下载安装最新支持的VisualC++。在很多时候,读者的计算机可能已经安装过这个VisualC++,如果安装的时候提示已经安装了其他版本,那就没有必要重复安装了。

至此,环境配置结束。

下面来测试一下我们的安装是否成功。上面命令已安装了JupyterNotebook,JupyterNotebook是基于网页的、用于交互计算的应用程序,其可被应用于全过程计算:开发、文档编写、运行代码和展示结果。简单来说,JupyterNotebook以网页的形式打开,可以在网页页面中直接编写代码和运行代码,代码的运行结果也会直接在代码块下显示。如在编程过程中需要编写说明文档,可在同一个页面中直接编写,便于笔者及时地说明和解释。JupyterNotebook是本书推荐读者使用的代码编写工具,它对初学者十分友好,是数据分析的标准环境,其使用界面如图1-5所示。

图1-5JupyterNotebook使用界面

要打开JupyterNotebook,需要在AnacondaPrompt命令行或终端中执行如下命令。

然后按Enter键,即可在浏览器中打开JupyterNotebook的Home页面,如图1-6所示。

图1-6JupyterNotebook的Home页面

单击Home页面右上角的New下拉列表框,在下拉列表中选择“Python3”选项,会打开一个新的编写代码页面,如图1-7所示。

图1-7JupyterNotebook编写代码页面

这样我们就新建一个kernel,它只有一个闪着光标的空行,我们在这一行输入以下代码即可导入PyTorch。

按住shift键并单击Enter键执行此行代码,如果没有报错且行号前面出现了“[1]”,说明PyTorch安装成功并已导入当前环境,如图1-8所示。

图1-8导入PyTorch

执行完代码后,会在代码下面自动添加一个空行,方便继续编写代码。我们可以构造一个随机初始化的张量来测试一下PyTorch。在下一行输入以下代码。

如果一切顺利,将看到类似如图1-9所示的输出。

图1-9生成并打印随机数

如果安装的是GPU版本,可运行以下代码以确认是否启用了CUDA驱动程序。

执行上面这行代码,如果返回值为True,说明成功安装了GPU版本的PyTorch。

1.4本章小结

本章我们介绍了PyTorch库,并详细讲解了环境配置和安装。学习完本章,读者需要在自己的计算机上完成PyTorch的安装并做测试。PyTorch库的安装相比TensorFlow等类似库要简单很多,其关键点在使用Miniconda配置环境并严格按照官网的安装命令提示进行安装。

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