Trabalhando com Module no EvoX

Um module é um conceito fundamental na programação que se refere a uma unidade de código independente, projetada para realizar uma tarefa específica ou um conjunto de tarefas relacionadas.

Este notebook apresentará o módulo básico no EvoX: ModuleBase.

Introdução ao Module

No tutorial, mencionamos o processo básico de execução no EvoX:

Iniciar um algoritmo e um problema -- Definir um monitor -- Iniciar um workflow -- Executar o workflow

Este processo requer quatro classes básicas no EvoX:

Algorithm
Problem
Monitor
Workflow

É necessário fornecer um módulo unificado para elas. No EvoX, as quatro classes são todas herdadas do módulo base — ModuleBase.

Module base

Classe ModuleBase

A classe ModuleBase é herdada de torch.nn.Module.

Existem muitos métodos nesta classe, e alguns métodos importantes estão aqui:

Método	Assinatura	Uso
`__init__`	`(self, ...)`	Inicializa o módulo.
`load_state_dict`	`(self, state_dict: Mapping[str, torch.Tensor], copy: bool = False, ...)`	Copia parâmetros e buffers de `state_dict` para este módulo e seus descendentes. Ele sobrescreve `torch.nn.Module.load_state_dict`.
`add_mutable`	`(self, name: str, value: Union[torch.Tensor \| nn.Module, Sequence[torch.Tensor \| nn.Module], Dict[str, torch.Tensor \| nn.Module]]) -> None`	Define um valor mutável neste módulo que pode ser acessado via `self.[name]` e modificado in-place.

Papel do Module

No EvoX, o ModuleBase pode ajudar a:

Conter valores mutáveis

Este módulo é orientado a objetos e pode conter valores mutáveis.

Suportar programação funcional

O modelo de programação funcional é suportado via self.state_dict() e self.load_state_dict(...).

Padronizar a inicialização:

Basicamente, submódulo(s) predefinido(s) que serão ADICIONADOS a este módulo e acessados posteriormente em método(s) de membro devem ser tratados como “membros não estáticos”, enquanto quaisquer outros membros devem ser tratados como “membros estáticos”.

A inicialização do módulo para membros não estáticos é recomendada para ser escrita no método sobrescrito de setup (ou qualquer outro método de membro) em vez de __init__.

Uso do Module

Especificamente, existem algumas regras para usar o ModuleBase no EvoX:

Métodos estáticos

Métodos estáticos para serem JIT devem ser definidos como:

# One example of the static method defined in a Module

@jit
def func(x: torch.Tensor, y: torch.Tensor) -> torch.Tensor:
    return x + y

Métodos não estáticos

Se um método com fluxos de controle dinâmicos do Python, como if, for usado com vmap, use torch.cond para definir explicitamente o fluxo de controle.