يُعَد Google Colab نسخةً سحابيةً مجانيةً من Jupyter، تعمل على خوادم غوغل السحابية، والتي تتيح للمستخدم الاستفادة من العديد من الميزات مثل وحدة معالجة الرسومات GPU والذاكرة الإضافية والأجهزة الخلفية، ويمكّنه من القيام بكل الوظائف التي يتم تنفيذها عادةً على برنامج Jupyter Notebook المُثبّت على جهاز الحاسوب دون الحاجة إلى تهيئة أي إعدادات.
يقدم غوغل كولاب جميع الإعدادات التي تحتاجها لبدء تنفيذ مشاريعك البرمجية المتعلقة بعلم البيانات والتعلم العميق. سنقدم لك في هذا المقال دليلًا لكيفية استخدام غوغل كولاب، وكيفية تشغيل التعليمات البرمجية والاستفادة من الميزات العديدة المتوافرة.
كيف أبدأ مع Google Colab؟
الطريقة الأولى هي بالانتقال إلى حسابك على Google Drive، ثم في الزاوية العلوية اليمنى اضغط على "جديد"، ثم حدد "المزيد" في اللوحة المنسدلة، ثم "Google Collaboratory"، لتنتقل إلى صفحة غوغل كولاب كما توضح لقطة الشاشة التالية:
ولفتح مستند غوغل كولاب موجودٍ مسبقًا، انقر فوقه بزر الفأرة الأيمن وحدد فتح باستخدام Google Colaboratory. يمكنك تسمية المستند من خلال النقر على مربع التسمية الموجود في الزاوية العلوية اليسرى، وستُحفظ جميع المستندات والملفات التي تنشئها في حسابك على غوغل درايف.
الطريقة الثانية هي من خلال الانتقال إلى موقع غوغل كولاب وستظهر بعد ذلك نافذةٌ منبثقة تحتوي على علامات التبويب التالية:
- Examples: تحوي عددًا من دفاتر Jupyter لأمثلة مختلفة.
- Recent: تحتوي مستندات Jupyter Notebooks التي أنشأتها مؤخرًا.
- Google Drive: تحتوي مستندات Jupyter Notebooks المحفوظة في حسابك على غوغل درايف.
- GitHub: تمكّنك من فتح مستندات Jupyter Notebooks الموجودة في موقع GitHub، ولكنك تحتاج أولًا إلى ربط حسابك في GitHub مع حسابك على Google Colab.
- Upload: لتحميل مستندات Jupyter Notebooks على جهازك.
كما يمكنك النقر فوق زر "New Notebook" لإنشاء دفترٍ جديد. عند إنشاء دفتر ملاحظات جديد Notebook، سيُحفظ ضمن ملفات حسابك على غوغل درايف ضمن مجلد يسمى "Colab Notebooks".
يمكنك تعديل المظهر إلى الوضع المظلم وتعيين روابط وألوان مفاتيح المحرر وتغيير حجم الخط من الإعدادات، كما يمكنك تخصيص هذه الميزات وفق تفضيلاتك. ويمكنك عرض جدول محتويات دفتر الملاحظات في شريط المهام الأيسر، إذ يساعدك هذا الجدول على تنظيم الملف وتسهيل الوصول إلى التعليمات البرمجية. هذا إلى جانب توفر أداة بحث وأداة استبدال أيضًا.
عند الاتصال، ستظهر هذه المؤشرات في الجانب العلوي الأيمن وتدل على حجم استهلاك ذاكرة الوصول العشوائي واستخدام الجهاز:
كيفية إنشاء دفتر ملاحظات جديد في غوغل كولاب
انتقل إلى علامة التبويب "File" في القائمة العلوية واختر "New notebook".
ستُفتح نافذةٌ جديدة، هي صفحة notebook، كما توضح الصورة التالية:
هناك تشابه كبير بين صفحة دفتر الملاحظات في غوغل كولاب، وصفحة دفتر لملاحظات في Jupyter. يوجد حقل لكتابة التعليمات البرمجية وزر لتشغيلها على الجانب الأيسر. ويوجد نوعان من الخلايا في صفحة دفتر الملاحظات، النوع الأول و خلية التعليمات البرمجية "code" والثاني هو خلية نصية "text".
خلية التعليمات البرمجية code
تحتوي خلية التعليمات البرمجية على التعليمات البرمجية القابلة للتنفيذ. وتتميز بوجود زر تشغيل على يسارها يتيح لك تنفيذ محتويات الخلية. عند تشغيل خلية يُعرَض الخرج أسفل الخلية.
خلية نصية
يمكن أن تحتوي الخلية النصية على نصوص وصور وروابط وغير ذلك الكثير، كما يمكنك إضافة التعليقات وتحرير النص وتعديله وإضافة الصور والرموز. يمكنك النقر بشكل مزدوج فوق خلية نصية لتحرير محتوياتها. ويُظهر النصف الأيمن من الخلية كيف سيتم عرض خلية النص عند الانتهاء من التحرير.
يوجد خيار لإضافة حقل جديد بالضغط على زر "+code"، ويمكنك إضافة نص جديد بالضغط على زر "+text".
كيفية تغيير ترتيب الخلية أو حذفها
يمكنك تغيير ترتيب الخلية باستخدام خيار السهم المتواجد أعلى الزاوية اليمنى للخلية، إذ سينقلها السهم نحو الأعلى بمقدار خليةٍ واحدة، ويحرك السهم نحو الأسفل الخلية الحالية لأسفل بمقدار خلية واحدة. يمكنك أيضًا حذف أي خلية غير مرغوب بها باستخدام أيقونة الحذف المتوفرة أعلى الخلية.
كيفية تغيير بيئة التشغيل والتحكم بها
تتمثل إحدى أهم الميزات التي يقدمها غوغل كولاب في إمكانية اختيار وحدة معالجة الرسومات GPU أو وحدة المعالجة المركزية TPU، ولا داعي للقلق بشأن عبء العمل، وذلك بفضل ميزة التخزين السحابي التي توفرها هذه المنصة.
- الخطوة الأولى: التحكم بوقت التشغيل من خلال تغيير إعدادات وقت التشغيل، وذلك بالانتقال إلى علامة التبويب "Runtime"، ثم اختيار "change runtime type".
- الخطوة الثانية: ستظهر نافذة جديدة يمكنك من خلالها تسريع وقت التشغيل باختيار نوع التقنية التي ترغب باستخدامها، إذ يمكن اختيار وحدة معالجة الرسومات GPU أو TPU أو لا شيء، كما توضح لقطة الشاشة التالية:
يمكنك التأكد من توصيل وحدة معالجة الرسومات من العلامة الخضراء في أعلى يمين الصفحة. وستظهر تفاصيل وحدة معالجة الرسومات مثل ذاكرة الوصول العشوائي وتخزين القرص.
كيفية التحقق من استخدام وحدة معالجة الرسومات GPU
يمكنك كتابة بعض التعليمات البرمجية للتحقق من نوع التقنية المستخدمة في بيئة التشغيل. وللتحقق من استخدام وحدة GPU، اكتب التعليمات التالية في الحقل المخصص لكتابة الشيفرات البرمجية:
import tensorflow as tf tf.test.gpu_device_name()
ثم انقر على زر التشغيل. إذا كان الخرج هو:
'/device:GPU:0'
فإن وحدة معالجة الرسومات GPU مستخدمةٌ في بيئة التشغيل. وهذا موضح بالصورة التالية:
وفي حال كانت وحدة GPU غير مستخدمة، فسيكون الخرج كما في الصورة
كيفية التحقق من استخدام وحدة TPU
للتحقق من استخدام وحدة TPU، اكتب التعليمات التالية في الحقل المخصص لكتابة الشيفرات البرمجية:
import os if 'COLAB_TPU_ADDR' not in os.environ: print('Not connected to TPU') else: print("Connected to TPU")
في حال كانت مستخدمةً سيكون الخرج:
Connected to TPU
وفي حال كانت غير مستخدمة، سيكون الخرج:
Not connected to TPU
وهذا مُوضّح في لقطة الشاشة التالية:
كيف يمكن تثبيت المكتبات في Google Colab؟
يُعد استيراد المكتبات وتثبيتها في Google Colab سهلًا للغاية، حيث تحتاج فقط إلى استخدام أمر التثبيت، متبوعًا باسم المكتبة التي تريد تثبيتها.
من أهم ميزات غوغل كولاب أنه يأتي مع العديد من المكتبات المُثبّتة مسبقًا، والتي يمكنك استخدامها مباشرةً. عمليات التثبيت تستمر فقط خلال الجلسة الواحدة، وعند إغلاق الجلسة عليك إعادة تشغيل عمليات التثبيت. يمكنك التحقق من إصدار المكتبة الذي تستخدمه، وذلك من خلال التعليمة pip show، ثم اسم المكتبة.
ولتحديث مكتبةٍ مثبتةٍ أساسًا، استخدِم التعليمة pip install–upgrade، ثم اسم المكتبة.
كيف يمكن حفظ دفتر ملاحظات Google colab في github؟
لحفظ دفتر ملاحظات Google Colab في GitHub، ستنتقل إلى قسم "file" من القائمة العلوية. وحدِّد "save a copy in github". ستظهر نافذة منبثقة تطلب منك الحصول على الإذن.
كيفية مشاركة المستندات في Google Colab
من الميزات الرائعة التي يقدمها Google colab، نجد إمكانية مشاركة التعليمات البرمجية وتشغيلها باستخدام أكثر من جهاز، إذ يؤمّن بيئةً مثالية لمشاركة مستندات Notebook وتشغيلها دون الحاجة إلى إعداد البيئة البرمجية.
يتيح غوغل كولاب إمكانية التعاون في الوقت الفعلي، تمامًا كما هو الحال في محرر مستندات غوغل؛ إذ يمكنك مشاركة مستندات غوغل كولاب مع الأشخاص مع إمكانية تعيين أدوار مختلفة لهم كمشاهدين أو معلقين أو محررين. ويمكنك مشاركة أي مستند Notebook باستخدام خيار المشاركة المتاح أعلى يمين الشاشة.
ما هي الميزات التي يمكنك استخدامها في Google Colab؟
- الحزم: معظم الحزم المتعلقة بعلوم البيانات والتي ستحتاجها في مشاريعك مثبتةٌ مسبقًا على Google colab. وخاصةً الحزم التي توفرها غوغل مثل Tensorflow، حيث تسمح لك هذه الحزمة باستخدام لغة البرمجة Swift مع Tensorflow مباشرةً في دفتر كولاب.
- موارد الحوسبة: يمكن استخدام Google colab لتوسيع موارد الحوسبة في جهازك، إذ يوفر Google Colab مواردَ حوسبة مجانية، تساعدك على تدريب الشبكات العصبونية ومعالجة البيانات الضخمة. ويقدم كولاب وحدات TPU، وهي وحدات متطورة عن وحدات GPU وأكثر سرعةً ومناسبةً لتنفيذ مشاريع التعلم العميق.
- إمكانية المشاركة: يمكن استخدام غوغل كولاب لتنفيذ المشاريع الجماعية، لأنه يمكن مشاركة دفاتر كولاب على غوغل درايف بسهولة.
خاتمة
يوفر لك غوغل كولاب جميع الأدوات التي تحتاجها لبناء نماذج التعلم الآلي أو التعلم العميق، ويمكنك استخدامه بسهولة كما وضحّنا في المقال. تحاول غوغل إيجاد الحلول لمعظم المشكلات التي تواجه المستخدمين، ويُعد غوغل كولاب حلًا مثاليًا لملايين الطلاب والمستخدمين المهتمين بعلوم البيانات.
أفضل التعليقات
انضم إلى النقاش
يمكنك أن تنشر الآن وتسجل لاحقًا. إذا كان لديك حساب، فسجل الدخول الآن لتنشر باسم حسابك.