Python for AI

模块 0 - 入门与工作流 · 第 00 课

课程说明(Course Guide)

了解课程范围、练习方法,以及从 Python 基础走向深度学习代码的学习路径。

学习目标

完成本课后,你可以:

  • 解释七个模块如何连接到深度学习;
  • 使用“阅读—运行—修改—解释”的练习循环;
  • 创建并运行一个 Python 文件;
  • 用可观察的标准判断自己是否完成一课。

从 Python 走向 D2L

深度学习代码仍然是 Python:你会用变量保存训练配置,用列表收集 loss,用函数组织步骤,用 Tensor 表示数值数据,再通过异常和 shape 检查定位问题。本课程按这个顺序推进,目标是让你尽快阅读 D2L,而不是学完所有 Python 机制。

课程路径是:先掌握 AI 代码高频的语言结构,再用 NumPy 处理和可视化数据,最后把相同思路迁移到 PyTorch Tensor 和 D2L 风格代码。

每课的练习循环

  1. 阅读概念,先预测最小示例的输出或 shape。
  2. 运行自己的 .py 文件或 notebook cell。
  3. 修改一个输入或操作,再预测变化。
  4. 解释结果,说明哪条规则导致了变化。

如果只能复制代码而不能解释结果,就回到预测步骤。预测和实际输出之间的差异,是最有价值的反馈。

运行第一个文件

创建 lesson_00.py:

course = "Python for AI"
current_lesson = 0

print(f"Starting {course}, lesson {current_lesson:02d}")

在终端运行:

python lesson_00.py

如果系统使用 python3,运行 python3 lesson_00.py。预期输出:

Starting Python for AI, lesson 00

这个文件从上到下执行:先绑定两个值,再用 f-string 生成文本。

实践规则:短代码尽量亲手输入。输入过程会暴露引号、括号和缩进错误,运行结果则检验你的 mental model。

错误也是反馈

看到 traceback 时先读最后一行,它通常包含异常类型和最直接的线索:

NameError: name 'current_lesson' is not defined

然后向上找到自己的代码行,检查拼写、大小写、引号、括号和缩进。一次只改一个假设,保留能重现问题的最小示例。

AI 场景

训练脚本常从普通 Python 配置开始:

learning_rate = 1e-3
batch_size = 64
num_epochs = 10

这些只是绑定到数字的名称,之后才会传给优化器、DataLoader 和训练循环。基础语法越清楚,后面的数学代码越容易读。

快速检查

  1. 为什么要在运行前预测输出?
  2. traceback 的哪一行最值得先读?
  3. “读过示例”和“完成练习循环”有什么区别?
查看答案

预测会暴露当前 mental model,实际输出可以检验它;先读最后一行 traceback;完整循环还包括运行、修改和解释,而不只是阅读。

练习

★ 基础:课程标记

创建 course_marker.py,用三个变量保存你的名字、课程名和总 lesson 数,用 f-string 输出一句话。

★★ 应用:预测进度

增加 completed_lessons = 0,打印剩余 lesson 数。每次只修改完成数,先写下预期输出再运行。

★★★ Challenge:修复 traceback

写一个三行学习计划。故意拼错一个变量名,运行文件,根据 traceback 修复它,并说明错误发生在哪一行。

参考答案 ```python course = "Python for AI" completed_lessons = 0 total_lessons = 25 print(f"Course: {course}") print(f"Completed: {completed_lessons}") print(f"Remaining: {total_lessons - completed_lessons}") ```

小结与速查表

任务做法
运行文件python filename.py
学习错误先读 traceback 最后一行,再定位自己的代码
验证理解预测、运行、修改、解释
保存进度每课末使用“标记为已完成”

D2L 衔接

D2L notebook 把说明、公式和可执行代码放在一起。你将继续使用同一个循环:读 cell、预测值或 shape、运行、修改一个输入并解释结果。完成第 24 课的能力测试后,再决定是否开始 D2L。

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