Trabalhar com Module no EvoX

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

Este notebook irá introduzir o module básico no EvoX: ModuleBase.

Introdução ao Module

No tutorial, mencionámos o processo de execução básico 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 module unificado para estas classes. No EvoX, as quatro classes são todas herdadas do module base — ModuleBase.

Classe ModuleBase

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

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

Método	Assinatura	Utilização
__init__	(self, ...)	Inicializar o module.
load_state_dict	(self, state_dict: Mapping[str, torch.Tensor], copy: bool = False, ...)	Copiar parâmetros e buffers de state_dict para este module e os seus descendentes. Substitui 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	Definir um valor mutável neste module que pode ser acedido através de self.[name] e modificado in-place.

Papel do Module

No EvoX, o ModuleBase pode ajudar a:

• Conter valores mutáveis

​ Este module é orientado a objetos e pode conter valores mutáveis.

• Suportar programação funcional

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

• Padronizar a inicialização:

​ Basicamente, submodules predefinidos que serão ADICIONADOS a este module e acedidos posteriormente em métodos de membro devem ser tratados como “membros não estáticos”, enquanto quaisquer outros membros devem ser tratados como “membros estáticos”.

​ Recomenda-se que a inicialização do module para membros não estáticos seja escrita no método sobreposto de setup (ou qualquer outro método de membro) em vez de __init__.

Utilização do Module

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

Métodos estáticos

Os métodos estáticos para serem JIT devem ser definidos da seguinte forma:

# 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 controlo dinâmicos de Python, como if, for utilizado com vmap, utilize torch.cond para definir explicitamente o fluxo de controlo.