ResNet18+CIFAR10保姆级教程：云端实验环境已配好，直接运行-育师

ResNet18+CIFAR10保姆级教程：云端实验环境已配好，直接运行

引言：为什么你需要这个教程

如果你是机器学习课程的学生，正为ResNet18+CIFAR10作业发愁，这篇教程就是为你量身定制的。很多同学会遇到这样的困境：实验室电脑排队难，自己笔记本显卡性能不足，环境配置复杂容易出错。现在，这些问题都可以通过云端实验环境一键解决。

本教程使用的云端环境已经预装了PyTorch、CUDA等必要组件，并配置好了ResNet18模型和CIFAR10数据集。你只需要跟着步骤操作，就能快速完成图像分类任务，把时间用在理解模型原理和调参上，而不是折腾环境。

1. 环境准备：3分钟快速部署

1.1 登录云端GPU环境

首先访问CSDN算力平台，选择"PyTorch+CUDA"基础镜像（已预装PyTorch 1.12+和CUDA 11.6）。这个镜像就像是一个已经装好所有软件的电脑，开机就能用。

1.2 启动Jupyter Notebook

在控制台点击"启动Jupyter"，系统会自动分配GPU资源（通常是NVIDIA T4或V100）。等待约30秒，你会看到一个可以直接写代码的网页界面。

💡 提示
如果首次使用，建议选择"8核CPU+16GB内存+16GB显存"的配置，这对CIFAR10训练完全够用。

2. 代码解析：从零理解ResNet18

2.1 加载预置代码

在Jupyter中新建Notebook，直接复制以下代码运行：

import torch import torchvision from torchvision import transforms # 检查GPU是否可用 device = torch.device("cuda:0" if torch.cuda.is_available() else "cpu") print(f"Using device: {device}")

这段代码会确认你的环境是否正常。如果看到输出"Using device: cuda:0"，说明GPU已经就绪。

2.2 数据预处理

CIFAR10图片尺寸是32x32，我们需要做标准化处理：

transform = transforms.Compose([ transforms.ToTensor(), transforms.Normalize((0.5, 0.5, 0.5), (0.5, 0.5, 0.5)) ]) # 加载数据集 trainset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=True, download=True, transform=transform) trainloader = torch.utils.data.DataLoader(trainset, batch_size=32, shuffle=True, num_workers=2) testset = torchvision.datasets.CIFAR10(root='./data', train=False, download=True, transform=transform) testloader = torch.utils.data.DataLoader(testset, batch_size=32, shuffle=False, num_workers=2)

2.3 模型加载与修改

ResNet18原是为ImageNet设计的（输入224x224），我们需要调整第一层卷积和最后的全连接层：

model = torchvision.models.resnet18(pretrained=True) model.conv1 = torch.nn.Conv2d(3, 64, kernel_size=3, stride=1, padding=1, bias=False) model.fc = torch.nn.Linear(512, 10) # CIFAR10有10个类别 model = model.to(device)

3. 训练与评估：实战演练

3.1 训练配置

设置损失函数和优化器：

criterion = torch.nn.CrossEntropyLoss() optimizer = torch.optim.SGD(model.parameters(), lr=0.01, momentum=0.9)

3.2 训练循环

运行训练代码（建议先试5个epoch）：

for epoch in range(5): # 训练轮数 running_loss = 0.0 for i, data in enumerate(trainloader, 0): inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device) optimizer.zero_grad() outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss.backward() optimizer.step() running_loss += loss.item() if i % 200 == 199: # 每200个batch打印一次 print(f'[{epoch + 1}, {i + 1}] loss: {running_loss / 200:.3f}') running_loss = 0.0

3.3 模型评估

训练完成后测试准确率：

correct = 0 total = 0 with torch.no_grad(): for data in testloader: images, labels = data[0].to(device), data[1].to(device) outputs = model(images) _, predicted = torch.max(outputs.data, 1) total += labels.size(0) correct += (predicted == labels).sum().item() print(f'Test accuracy: {100 * correct / total:.2f}%')

4. 常见问题与调优技巧

4.1 为什么我的准确率不高？

ResNet18在CIFAR10上的基准准确率约85%-90%。如果低于80%，可以尝试： - 增加训练轮数（建议20-30个epoch） - 调整学习率（0.01→0.001） - 添加学习率调度器：

scheduler = torch.optim.lr_scheduler.StepLR(optimizer, step_size=10, gamma=0.1)

4.2 如何保存和加载模型？

训练完成后保存模型：

torch.save(model.state_dict(), 'resnet18_cifar10.pth')

下次使用时直接加载：

model.load_state_dict(torch.load('resnet18_cifar10.pth'))

4.3 显存不足怎么办？

如果遇到CUDA out of memory错误： - 减小batch size（32→16） - 使用梯度累积：

accumulation_steps = 4 for i, data in enumerate(trainloader): inputs, labels = data[0].to(device), data[1].to(device) outputs = model(inputs) loss = criterion(outputs, labels) loss = loss / accumulation_steps loss.backward() if (i+1) % accumulation_steps == 0: optimizer.step() optimizer.zero_grad()

总结

通过本教程，你应该已经掌握了：

如何在云端快速部署ResNet18+CIFAR10实验环境
数据预处理和模型调整的关键步骤
完整的训练和评估流程
常见问题的解决方案和调优技巧

现在你可以把更多精力放在理解模型原理和参数调优上，而不用再为环境配置烦恼。实测在T4 GPU上，完整训练20个epoch只需约15分钟，比CPU快10倍以上。

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