Configurar um ambiente de desenvolvimento do Python para o Azure Machine Learning

Saiba como configurar um ambiente de desenvolvimento do Python para o Azure Machine Learning.

A tabela a seguir mostra cada ambiente de desenvolvimento abordado neste artigo, com os prós e contras.

Ambiente	Vantagens	Desvantagens
Ambiente local	Controle total de suas dependências e de seu ambiente de desenvolvimento. Execute com qualquer ferramenta de compilação, ambiente ou IDE de sua escolha.	Leva mais tempo para começar. Os pacotes SDK necessários devem ser instalados e um ambiente também deve ser instalado se você ainda não tiver um.
A DSVM (Máquina Virtual de Ciência de Dados)	Semelhante à instância de computação baseada em nuvem (o Python está pré-instalado), mas com ciência de dados popular adicional e ferramentas de aprendizado de máquina pré-instaladas. Fácil de dimensionar e combinar com outras ferramentas e fluxos de trabalho personalizados.	Uma experiência de introdução mais lenta em comparação com a instância de computação baseada em nuvem.
Instância de computação do Azure Machine Learning	A maneira mais fácil para começar. O SDK já está instalado na VM do seu workspace, e os tutoriais do notebook são previamente clonados e prontos para serem executados.	Falta de controle de suas dependências e de seu ambiente de desenvolvimento. Custo adicional incorrido para a VM do Linux (a VM pode ser interrompida quando não estiver em uso para evitar encargos). Consulte detalhes de preço.

Este artigo também fornece dicas de uso adicionais para as seguintes ferramentas:

• Jupyter Notebooks: se você já está usando Jupyter Notebooks, o SDK tem alguns recursos extra que você deve instalar.

• Visual Studio Code: se você usar o Visual Studio Code, a extensão do Azure Machine Learning incluirá amplo suporte a linguagens para Python, bem como recursos para tornar o trabalho com o Azure Machine Learning muito mais conveniente e produtivo.

Pré-requisitos

• Workspace do Azure Machine Learning. Se você não tiver um, poderá criar um workspace do Azure Machine Learning por meio do portal do Azure, da CLI do Azure e de modelos do Azure Resource Manager.

Somente local e DSVM: criar um arquivo de configuração do workspace

O arquivo de configuração do workspace é um arquivo JSON que informa ao SDK como se comunicar com o workspace do Azure Machine Learning. O arquivo é nomeado config.json e tem o seguinte formato:

{
    "subscription_id": "<subscription-id>",
    "resource_group": "<resource-group>",
    "workspace_name": "<workspace-name>"
}

Esse arquivo JSON deve estar na estrutura de diretório que contém os scripts Python ou Jupyter Notebooks. Ele pode estar no mesmo diretório, um subdiretório denominado .azureml* ou em um diretório pai.

Para usar esse arquivo de seu código, use o método MLClient.from_config. Esse código carrega as informações do arquivo e se conecta ao seu workspace.

Crie um arquivo de configuração do workspace em um dos seguintes métodos:

• Azure Machine Learning Studio

  Baixar o arquivo:

  1. Entre no Estúdio do Azure Machine Learning
  2. Na barra de ferramentas do Estúdio do Azure Machine Learning superior direito, selecione o nome do espaço de trabalho.
  3. Selecione o link Baixar arquivo de configuração.

  

• SDK do Python do Azure Machine Learning

  Crie um script para se conectar ao seu workspace do Azure Machine Learning. Certifique-se de substituir subscription_id,resource_group e workspace_name por valores próprios.

  APLICA-SE A: SDK do Python azure-ai-ml v2 (atual)

  #import required libraries
  from azure.ai.ml import MLClient
  from azure.identity import DefaultAzureCredential
  
  #Enter details of your Azure Machine Learning workspace
  subscription_id = '<SUBSCRIPTION_ID>'
  resource_group = '<RESOURCE_GROUP>'
  workspace = '<AZUREML_WORKSPACE_NAME>'
  
  #connect to the workspace
  ml_client = MLClient(DefaultAzureCredential(), subscription_id, resource_group, workspace)
  

Computador local ou o ambiente de VM remota

Você pode configurar um ambiente em um computador local ou máquina virtual remota, como uma instância de computação do Azure Machine Learning ou VM de Ciência de Dados.

Para configurar um ambiente de desenvolvimento local ou VM remota:

1. Crie um ambiente virtual do Pythont (virtualenv, conda).

   Observação

   Embora não seja necessário, é recomendável usar Anaconda ou Miniconda para gerenciar ambientes virtuais do Python e instalar pacotes.

   Importante

   Se você estiver no Linux ou no macOS e usar um shell diferente do bash (por exemplo, zsh), poderá receber erros ao executar alguns comandos. Para contornar esse problema, use o comando bash para iniciar um novo shell do Bash e executar os comandos nele.

2. Ative seu ambiente virtual do Python criado recentemente.

3. Instalar o SDK de Python do Azure Machine Learning.

4. Para configurar o seu ambiente local para usar o workspace do Azure Machine Learning, crie um arquivo de configuração do workspace ou use um existente.

Agora que o seu ambiente local está configurado, você está pronto para começar a trabalhar com o Azure Machine Learning. Confira o Tutorial: Azure Machine Learning em um dia para começar.

Jupyter Notebooks

Ao executar um servidor de Jupyter Notebook local, é recomendável que você crie um kernel IPython para seu ambiente virtual Python. Isso ajuda a garantir o comportamento esperado do kernel e de importação de pacote.

1. Habilitar os kernels IPython específicos do ambiente

   conda install notebook ipykernel
   

2. Crie um kernel para seu ambiente virtual do Python. Certifique-se de substituir <myenv> pelo nome do seu ambiente virtual do Python.

   ipython kernel install --user --name <myenv> --display-name "Python (myenv)"
   

3. Iniciar o servidor do Jupyter Notebook

Dica

Para obter exemplos de notebooks, consulte o repositório AzureML-Examples. Os exemplos de SDK estão localizados em /sdk/python. Por exemplo, o exemplo do notebook de configuração.

Visual Studio Code

Para usar o Visual Studio Code para desenvolvimento:

1. Instale o Visual Studio Code.
2. Instale a extensão do Azure Machine Learning para Visual Studio Code (versão prévia).

Quando tiver a extensão do Visual Studio Code instalada, use-a para:

• Gerenciar seus recursos do Azure Machine Learning
• Conectar-se a uma instância de computação do Azure Machine Learning
• Depurar pontos de extremidade online localmente
• Implantar modelos treinados.

Instância de computação do Azure Machine Learning

A instância de computação do Azure Machine Learning é uma estação de trabalho do Azure segura e baseada em nuvem que fornece aos cientistas de dados com um servidor do Jupyter Notebook, JupyterLab e um ambiente de aprendizado de máquina totalmente gerenciado.

Não há nada a instalar ou configurar para uma instância de computação.

Crie uma a qualquer momento em seu workspace do Azure Machine Learning. Forneça apenas um nome e especifique um tipo de VM do Azure. Experimente agora com Criar recursos para começar.

Para saber mais sobre as instâncias de computação, incluindo como instalar pacotes, consulte Criar uma instância de computação do Azure Machine Learning.

Dica

Para evitar a geração de encargos para uma instância de computação não usada, habilite o desligamento por ociosidade.

Além de um servidor Jupyter Notebook e JupyterLab, você pode usar instâncias de computação no recurso de bloco de anotações integrado dentro do Estúdio do Azure Machine Learning.

Você também pode usar a extensão Azure Machine Learning do Visual Studio Code para se conectar a uma instância de computação remota usando o VS Code.

Máquina Virtual de Ciência de Dados

A VM de Ciência de Dados é uma imagem de VM (máquina virtual) personalizada que você pode usar como um ambiente de desenvolvimento. Ela foi projetada para trabalhos de ciência de dados pré-configurados de ferramentas e software como:

• Pacotes como TensorFlow, PyTorch, Scikit-learn, XGBoost e o SDK do Azure Machine Learning
• Ferramentas de ciência de dados populares como o Spark Standalone e Drill
• Ferramentas do Azure como a CLI do Azure, o AzCopy e o Gerenciador de Armazenamento
• IDEs (Ambientes de Desenvolvimento Integrados) como o Visual Studio Code e o PyCharm
• Servidor do Jupyter Notebook

Para obter uma lista mais abrangente das ferramentas, confira o Guia de ferramentas de VM de Ciência de Dados.

Importante

Se você planeja usar o VM de Ciência de Dados como um destino de computação para seus trabalhos de treinamento ou inferência, somente o Ubuntu tem suporte.

Para usar a VM de Ciência de Dados como um ambiente de desenvolvimento:

1. Crie uma VM de Ciência de Dados usando um dos seguintes métodos:

   • Use o portal do Azure para criar uma DSVM do Ubuntu ou do Windows .

   • Crie uma VM de Ciência de Dados usando modelos do ARM.

   • Usar a CLI do Azure

     Para criar uma VM de Ciência de Dados do Ubuntu, use o comando a seguir:

     # create a Ubuntu Data Science VM in your resource group
     # note you need to be at least a contributor to the resource group in order to execute this command successfully
     # If you need to create a new resource group use: "az group create --name YOUR-RESOURCE-GROUP-NAME --location YOUR-REGION (For example: westus2)"
     az vm create --resource-group YOUR-RESOURCE-GROUP-NAME --name YOUR-VM-NAME --image microsoft-dsvm:linux-data-science-vm-ubuntu:linuxdsvmubuntu:latest --admin-username YOUR-USERNAME --admin-password YOUR-PASSWORD --generate-ssh-keys --authentication-type password
     

     Para criar uma DSVM, use o comando a seguir:

     # create a Windows Server 2016 DSVM in your resource group
     # note you need to be at least a contributor to the resource group in order to execute this command successfully
     az vm create --resource-group YOUR-RESOURCE-GROUP-NAME --name YOUR-VM-NAME --image microsoft-dsvm:dsvm-windows:server-2016:latest --admin-username YOUR-USERNAME --admin-password YOUR-PASSWORD --authentication-type password
     

2. Crie um ambiente conda para o SDK do Azure Machine Learning:

   conda create -n py310 python=310
   

3. Depois que o ambiente tiver sido criado, ative-o e instale o SDK

   conda activate py310
   pip install azure-ai-ml azure-identity
   

4. Para configurar uma VM de Ciência de Dados para usar o workspace do Azure Machine Learning, crie um arquivo de configuração do workspace ou use um existente.

   Dica

   Semelhante a ambientes locais, você pode usar o Visual Studio Code e a extensão de Visual Studio Code de Azure Machine Learning para interagir com o Azure Machine Learning.

   Para obter mais informações, consulte Máquinas Virtuais de Ciência de Dados.

Próximas etapas

• Treine e implante um modelo no Azure Machine Learning com o conjunto de dados MNIST.
• Confira a referência do SDK do Azure Machine Learning para Python.