無論您是對探索機器學習感興趣,或是渴望獲得額外計算能力的機器學習專家,Google Colab 都是您最完美的解決方案。

由於 Google Colab (全名為「Colaboratory」) 是一個基於 Jupyter Notebook 的雲端開發環境,讓開發者可以透過瀏覽器編寫及執行 Python 程式碼,同時也是進行機器學習與資料科學很好的工具,並可免費存取 GPU 等運算資源,相關介紹可以參考Google Colab 介紹及安裝教學這篇文章。

本系列文章將從零開始帶讀者認識、了解並使用 Colab。無論你是學生、資料科學家或是 AI 研究人員,Colab 都能讓你的工作事半功倍!

1. 使用方法

本文提供兩種常見方式都可以輕鬆開始使用 Google Colab。

方法 1. Google 關鍵字 “colab” 或 “colaboratory”

利用 Google 搜尋引擎輸入關鍵字 “colab” 或 “colaboratory” 查詢後進入系統。

Google 關鍵字 “colab” 或 “colaboratory”

點擊 Colab 網址後,可選擇在 Google 雲端硬碟 新增筆記本(notebook)或是從 GitHub 導入筆記本,亦可從本機端上傳。

進入後的編輯畫面如下,使用細節會另外介紹。如果你已經有 Jupyter Notebook 經驗的使用者,應該對此介面不陌生。

建立新的記事本後,會在 Google雲端硬碟當中建立 「Colab Notebooks」的資料夾,方便管理所有筆記本。

方法 2. 在 Google 雲端硬碟中安裝 Colaboratory 應用程式 (建議)

另外一個方法可以在 Google 雲端硬碟中,點擊左上角新增或是滑鼠右鍵來新增連結應用程式。詳細的安裝及測試過程可以參考下面這篇文章。

2. 互動式環境

Colab 筆記本是由 Google 所代管的 Jupyter 筆記本。其互動式環境,可讓使用者在撰寫和執行 Python 程式碼時輕鬆便利。

相關建立及使用細節可參考「Google Colab 教學 (2)|建立及使用 Colab 筆記本編寫 Python」這篇文章,而這裡我們先做快速導覽。

舉例來說,以下是簡短的 Python 程式碼儲存格,可進行運算,同時將值儲存至變數中並列印運算結果。

你可以利用變數{x}功能,查看程式碼中變數值的資訊。

在一個儲存格中定義的變數之後亦可用於其他儲存格。

Colab 筆記本也可以讓你在單一文件中結合可執行的程式碼和附帶圖片、HTML、LaTeX 等其他格式的內容。而你所建立的 Colab 筆記本會儲存到你的 Google 雲端硬碟帳戶中。

Colab 筆記本具備共用功能,就像 Google 試算表或 Google 文件一樣,只要按一下 Colab 筆記本右上方的 [共用] 按鈕,就可以輕鬆地將 Colab 筆記本與其他人共用,並讓他們在筆記本上加上註解或進行編輯。與他人共用筆記本時,筆記本的全部內容 (文字、程式碼、輸出內容和註解) 都會一起共用。

3. 資料科學 (Data science)

Colab 可讓你充分利用 Python 熱門函式庫(Library)的強大功能,對資料進行分析並以視覺化方式呈現。下方的範例程式碼使用 numpy 來產生一些隨機性資料,並透過 matplotlib 將這些資料視覺化。

資料科學

你也可以利用 Colab 內建的函式庫來建立互動式資料視覺化。

互動式資料視覺化

4. 機器學習 (Machine Learning)

您可以充分運用 Google 硬體的強大效能 (包括 GPU 和 TPU)來進行機器學習,而不必在意自己的電腦效能如何,因為你只要使用瀏覽器就可以完成機器學習的探索。

機器學習

5. 使用 GPU/TPU

若想要使用 GPU 或 TPU,可以在選單點擊【執行階段】→【變更執行階段類型】後會出現如下方畫面,讀者可以試試看選擇GPU來執行程式。通常在執行大量數據的資料科學或機器學習專案時,比較會有明顯的效能差異,不過讀者還是可以試玩看看。

GPU/TPU設定

6. 資源限制

Colab 目前主要支援 Python 及其第三方工具生態系統。同時不再支援 Python 2 這個版本,因為是免付費的提供運算資源,所以在GPU類型或執行生命周期等資源上會有一些限制,對一般人其實已經足夠,但對有較高資源需求的用戶,可以考慮 Colab Pro 和 Pro+方案。

7. 為筆記本增添動畫樂趣

對於貓狗愛好者可以在 Colab 設定功能中,【設定】→【其他】增加動畫效果。

動畫設定

除了柯基犬(Corgi)模式及貓咪(Kitty)模式外,最新版本還增加了螃蟹(Crab)模式。設定完後貓狗及螃蟹就可以陪你一起寫程式囉!

Google Colab 功能還有很多,下一篇將教大家如何建立自己的第一個 Colab雲端筆記本並開始撰寫 Python 程式碼。

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