深度学习 _ 循环神经网络 RNN 与 LSTM 1. 循环神经网络 RNN 1) 什么是 RNN？ 循环神经网络（RNN）是一种节点定向连接成环的人工神经网络。具体应用有语音识别，手写识别，翻译等． 2) 什么时候使用 RNN？ FNN（前馈神经网络，如 BP，CNN 等）效果已经不错了，RNN 还需要更大量的计算，为什么要用 RNN 呢？如果训练 N 次，每次和每次都没什么关系，那就不需要 RNN，但如果每个后一次都可能和前一次训练相关，比如说翻译：一个句子里面Ｎ个词，一个词为一次训练（train instance），一个词的意思很可能依赖它的上下文，也就是其前次或后次训练，这个时候就需要 RNN． 3) RNN 与 FNN 有何不同？ 如图所示，左边的是前馈神经网络，数据按黑箭头方向从输入层经过隐藏层流入输出层，向前流动，因此叫做前馈网络．右图中，隐藏层中的数据除了传向输出层，还和下次输入一起训练后续的隐藏层，不再是单向，而是包含了循环，则构成了循环神经网络．下图是将各个时间点画在同一图上，左边前馈 FNN 的展开图，右边是 RNN 的展开图． 简单地说，它只是在隐藏层处加了 ...

深度学习 _ 卷积神经网络 CNN 1. 引入 卷积神经网络（CNN）是一种专门用来处理具有网格结构数据的神经网络．它属于前馈神经网络，它被定义为：至少在某一层用卷积代替了矩阵乘法的神经网络．最常见的应用场景是图像识别． 前篇我们自己动手，用 Python 实现了一个 BP 神经网络，本篇我们在 Keras 框架之下实现卷积神经网络（Keras 框架详见《深度学习 _ 工具》篇）．Keras 几乎是搭建 CNN 最简单的工具了，然而原理并不简单：除了基本的神经网络中用的误差函数，激活函数等概念以外（具体详见《深度学习 _BP 神经网络》），CNN 还用到了卷积，池化，DropOut 等方法．将在本文中逐一介绍． 2. 原理 1) 图像识别 先来看看图形学中的图像识别是如何实现的． 图片.png 我们拿到了原图（图上左），一般先将其转换成灰度图（图上中）．然后进行边缘检测，图像处理中常使用计算梯度方法（判断某像素与它相邻像素的差值）检测边缘．在 CNN 中我们用卷积来检测：先设计一个卷积核计算相邻像素的差值，然后用 ReLU(f(x)=max(0,x)) 激活函数将那些差值小的置为 ...

深度学习 _BP 神经网络 1. 说明 现在使用深度学习算法都以调库为主，但在使用库之前，先用 python 写一个最基本的神经网络的程序，也非常必要，它让我们对一些关键参数：学习率，批尺寸，激活函数，代价函数的功能和用法有一个直观的了解。 2. 原理 1) BP 神经网络 BP 神经网络是一种按照误差逆向传播算法训练的多层前馈神经网络．这又前馈又逆向的把人绕晕了．先看看什么是前馈神经网络，回顾一下《深度学习 _ 简介》中的图示： 图片.png 这是一个典型的前馈神经网络，数据按箭头方向数据从输入层经过隐藏层流入输出层，因此叫做前馈．前馈网络在模型的输出和模型之间没有反馈，如果也包含反馈，则是循环神经网络，将在后续的 RNN 部分介绍． 前向网络和循环网络的用途不同，举个例子，比如做玩具狗，前馈是用不同材料和规格训练Ｎ次，各次训练之间都没什么关系，只是随着训练，工人越来越熟练．而循环网络中，要求每次做出来的狗都是前次的加强版，因此前次的结果也作为一种输入参与到本次的训练之中．可把循环网络理解成前馈网络的升级版．本篇讲到的 BP 神经网络，以及处理图像常用的卷积神经网络都是前馈网络 ...

深度学习 _ 工具 1. 引入 深度学习的工具有很多 Tensorflow, Theano, Caffe, Keras, MXNet, Scikit-learn…有用 c++ 写的，有用 Python 写的，还有Ｒ的，Java 的，从哪里入手呢？ 先看看最热门的 Tensorflow，它是谷歌研发的人工智能学习系统，主要优点是分布式计算，特别是在多 GPU 的环境中。Theano 也是比较低级的库，一般单机使用．什么是低级库？就像炒回锅肉不用从杀猪开始，杀猪就是比较低级的工作，已经有人帮你做好了，像 Keras 这种较上层的工具，它把 Theano 和 TensorFlow 包装成了更具人性化的 API。至于是选择低级工具，还是上层工具，主要取决于您的目标是开肉联厂还是开饭馆． 图片.png 2. 工具简介 Caffe 是 c++ 写的库，是较低层级的库，它是个老牌的工具，工作稳定，性能也好，还提供绑定到 Python 上的编程语言，但相对没有 Python 类工具灵活． Theano 是一个低级库，透明地使用 GPU 来完成数学计算．也是一个老牌的工具，工作比较稳定，只支持单机 ...

深度学习 _ 简介及相关概念 1. 传说 传说深度神经非常神奇，把那些浅层学习都给甩出十万八千里去了！还需要什么特征工程？卷积神经网络的特征都是自动识别的！只要用正确的条件和结果训练得足够多，以后给条件就能自动出结果了，比教人还简单！它模拟的可是人类的大脑，现在的运算量已经赶上猫狗的脑了，只要运算足够大足够快，机器人分分钟就消灭人类！ 这些只是传说，它夸大的事实的一部分，而故意忽略了另一部分．不过，树立的典型不都这样么？看 2010 年以来最热门的卷积神经网络（CNN）的发展，从 AlexNet 到 RssNet，就可以看到，它主要解决了什么问题，具体怎么用，离强人工智能还有多远。 其实，神经网络就是机器学习的一种，机器学习又是人工智能的一种。现在一说人工智能就说深度学习，不懂这个就太 out 了。环境就是这样，也只好花时间来了解一下了，此专题大致分为：简介，入门工具，BP 实现，CNN，RNN，技巧这几部分来介绍一下。 2. 引入 简单地举个例子：有一家玩具工厂，想通过试生产的方式培养员工的生产玩具的能力．具体过程是提供 3 种材料（输入），和 1 种成品（输出），让工人们练手（此例 ...

比特币挖矿——集群矿池 btcpool #区块链 1. 介绍 btcpool 一个集群的解决方案，它使用了 mysql 数据库，web 服务，kafka，zooKeeper，据说可以控制 100000 矿机。代码中逻辑和安装说明都比较完整，但还需要一些编写一些 web 界面做 UI 支持。配好之后就和其它大矿池差不多了。 挖矿的哈希碰撞需要大量计算，由矿机实现。而拆分集成运算量，分配任务，在矿机多的情况下也需要大量的算力支持。Btcpool 是一个去中心化集群的解决方案（矿池内部去中心，对外自成体系）。N 个矿机连一个控制板，控制板接入网络，通过端口连服务器，服务器再把拆分运算量的工作分担给矿池内的多台服务器同时计算。 它的主旨就是整套系统切分成功能块，块与块之间用使用 kafka 传递数据和信息，后台由 zooKeeper 负载均衡，从而使不同的功能块运行在不同的服务器上。像钱包和 mysql 这种频率使用的公用数据放在另外的服务器上，各功能块通过 rpc，zmp 等方式访问它们。 其中最核心的程序是 sserver，矿机控制板连接的就是该程序。它支持 Stratum 协议。现在一般 ...

比特币挖矿——建立 Kafka&ZooKeeper 集群 #区块链 1. 介绍 采用 ZooKeeper+Kafka 的方式建立集群，主要支持了消息传递和负载均衡，常见的一些文档，有的是概念较多，没有实际操作；有的只有命令，不知其原理。这里就结合集群矿池来说说它的具体应用场景，原理，以及具体实现。 图片.png 2. 举例 先举个例子，比如一个理发店： 一开始只有一个理发师，洗剪吹都由他一个人负责，那么只能一个客人做完全套（同一台机器上操作各个步骤），再给下一个客人服务。 之后, 又来了几个理发师，每个人负责接待一个客人（多台服务器，每台负责单个流程）。 再后来理发店又扩大，人多了（多台不同用途的机器），老板发现如果把工作细分为：洗 (A) 剪 (B) 吹 (C) 三部分，这三部分的工作量和难度都不同，可以安排专人专职，以节约人力成本。三个模块工作量不同，需要的人数也不同，如上图所示，洗 2 人 (2 台机器)，剪 3 人 (3 台机器)，吹 2 人 (2 台机器)。Data 为库房 (数据服务器)，每个人都可能去库房存取工具。 显然，A 与 B 并不是一一对应的关系。洗 ...

比特币挖矿——控制器与矿机 #区块链 1. 介绍 只要把矿机插电、插网, 开启电源,它就可以 24 小时源源不断的生产虚拟货币。听起来热血沸腾吧！下面就来看看矿机怎么连网和挖矿的．矿机有很多种，有的集成很多显卡．有的看起来像台电脑，有的像个Ｕ盘． 图片.png 无论哪种矿机，至少都包含连网和计算两个部分．连网部分负责收发计算数据和证明挖矿者身份，计算部分负责具体的挖矿．这里我们来考虑最常见的一个控制板带多个矿机，连接他人矿池的情况．矿工只在设置的时候需要电脑或者手机连接到控制器的 web 界面，其余时候只要启动控制板和矿机即可挖矿（有些矿机和控制板是一体的）。当然这里指的是连他人的矿池，如果自己做矿池，矿池也是需要机器的． 2. 控制器（与网络相连部分） 下面以树莓派控制板为例分析，控制内部如何运作，以及如何与上下层交互。一般树莓派都自带再 dhcp 客户端，连上网线就能自动获取 IP 地址，其上运行一个 WebServer，外加 miner-web 工具，即可支持矿机的 Web 设置界面。矿工通过路由器看找到分给控制器的 IP 地址，然后用 http 连接的方式来设置它，此时需 ...

比特币挖矿——钱包 #区块链 1. BitCoin 钱包 BitCoin 是钱包的一种，目前它需要下载上百 G 的数据，且之后还会不断增加，其它钱包也有数据比较少的，但是做矿池一般用 bitcoin，可以把它看成实时更新的矿池数据库。 如果想做矿池的话，必须把钱包数据下到本地，而且后台进程要一直开着更新数据。还需要给钱包加密。 2. 安装配置钱包 1) 安装 1$ apt-get install bitcoind 2) 修改配置文件 12345678$ vi bitcoin.conf # 内容如下rpcuser=abcrpcpassword=123server=1rpcallowip=127.0.0.1addnode=14.111.41.235addnode=180.109.106.68addnode=119.129.41.15 注意，这里的 user 和 password 是 RPC 的用户名密码，它和钱包地址没关系，随便设什么都可以，只要和挖矿服务（如：p2pool 或 btcpool）设的一致即可。 3) 运行 i. 本机上执行 1$ bitcoin-qt ii. 服务端执行（远 ...

比特币挖矿——区块链技术 #区块链 1. 说明 区块链具有数据运行公开、不可篡改、可溯源、跨国际、去中心化的特点。因此越来越多地被应用在各个领域。区块链主要技术包括：分布式数据存储、点对点传输、共识机制、加密算法，将在下面一一介绍。 2. 点对点传输 点对点技术（peer-to-peer，简称 P2P）又称对等互联网络技术，它依赖网络中参与者的计算能力和带宽，而不是把依赖都聚集在较少的几台服务器上。最典型的应用就是电驴。在这里它提供了最底层的去中心化支持。 3. 分布式数据存储 先看看对区块链最直观的感觉：当第一次运行比特币钱包时，会下载很多数据，2017 年 10 月有 150G 左右，且还在不断增加。数据存储在 data/blocks 目录下，blk*.dat 这就是区块 block。 第一个问题是：为什么建矿池需要下载这么多数据？区块链本质上是一个去中心化的数据库，我们下载的是比特币所有数据所组成的数据库，因此很大。去中心化的数据库，数据并不是保存在某一个服务器上，而且在 P2P 的每个节点上都需要保存一份。对于中心化的数据库，数据库可能被宿主或者黑客篡改，因而可靠性变差。而去中 ...