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# Prerequisiti
<a name="neo-deployment-hosting-services-prerequisites"></a>

**Nota**  
Segui le istruzioni in questa sezione se hai compilato il modello utilizzando AWS SDK per Python (Boto3) o la console AI. AWS CLI SageMaker 

Per creare un modello SageMaker NEO-compilato, è necessario quanto segue:

1. Un'immagine Docker, un URI Amazon ECR. Puoi selezionarne uno che soddisfi le tue esigenze da [questo elenco](https://docs.aws.amazon.com/sagemaker/latest/dg/neo-deployment-hosting-services-container-images.html). 

1. Un file di script del punto di ingresso:

   1. **Per PyTorch e MXNet modelli:**

      *Se hai addestrato il tuo modello utilizzando l' SageMaker intelligenza artificiale*, lo script di addestramento deve implementare le funzioni descritte di seguito. Lo script di addestramento funge da script del punto di ingresso durante l'inferenza. Nell'esempio dettagliato in [MNIST Training, Compilation and Deployment with MXNet Module e SageMaker Neo](https://sagemaker-examples.readthedocs.io/en/latest/sagemaker_neo_compilation_jobs/mxnet_mnist/mxnet_mnist_neo.html), lo script di addestramento (`mnist.py`) implementa le funzioni richieste.

      *Se non hai addestrato il tuo modello utilizzando l' SageMaker intelligenza artificiale*, devi fornire un file entry point script (`inference.py`) che possa essere utilizzato al momento dell'inferenza. [In base al framework, MXNet oppure, la posizione dello script di inferenza deve essere conforme PyTorch alla Model Directory Structure for di SageMaker Python SDK o alla [Model Directory Structure for MxNet](https://sagemaker.readthedocs.io/en/stable/frameworks/mxnet/using_mxnet.html#model-directory-structure). PyTorch](https://sagemaker.readthedocs.io/en/stable/frameworks/pytorch/using_pytorch.html#model-directory-structure) 

      Quando si utilizzano immagini di Neo Inference Optimized Container con **PyTorch**e **MXNet**su tipi di istanze CPU e GPU, lo script di inferenza deve implementare le seguenti funzioni: 
      + `model_fn`: carica il modello. (Facoltativo)
      + `input_fn`: converte il payload della richiesta in entrata in una matrice numpy.
      + `predict_fn`: esegue la previsione.
      + `output_fn`: converte l'output della previsione nel payload di risposta.
      + In alternativa, puoi definire `transform_fn` per combinare `input_fn`, `predict_fn` e `output_fn`.

      I seguenti sono esempi di `inference.py` script all'interno di una directory denominata `code` (`code/inference.py`) for **PyTorch and MXNet (Gluon and Module**). Gli esempi caricano prima il modello e quindi lo utilizzano su dati di immagine su una GPU: 

------
#### [ MXNet Module ]

      ```
      import numpy as np
      import json
      import mxnet as mx
      import neomx  # noqa: F401
      from collections import namedtuple
      
      Batch = namedtuple('Batch', ['data'])
      
      # Change the context to mx.cpu() if deploying to a CPU endpoint
      ctx = mx.gpu()
      
      def model_fn(model_dir):
          # The compiled model artifacts are saved with the prefix 'compiled'
          sym, arg_params, aux_params = mx.model.load_checkpoint('compiled', 0)
          mod = mx.mod.Module(symbol=sym, context=ctx, label_names=None)
          exe = mod.bind(for_training=False,
                         data_shapes=[('data', (1,3,224,224))],
                         label_shapes=mod._label_shapes)
          mod.set_params(arg_params, aux_params, allow_missing=True)
          
          # Run warm-up inference on empty data during model load (required for GPU)
          data = mx.nd.empty((1,3,224,224), ctx=ctx)
          mod.forward(Batch([data]))
          return mod
      
      
      def transform_fn(mod, image, input_content_type, output_content_type):
          # pre-processing
          decoded = mx.image.imdecode(image)
          resized = mx.image.resize_short(decoded, 224)
          cropped, crop_info = mx.image.center_crop(resized, (224, 224))
          normalized = mx.image.color_normalize(cropped.astype(np.float32) / 255,
                                        mean=mx.nd.array([0.485, 0.456, 0.406]),
                                        std=mx.nd.array([0.229, 0.224, 0.225]))
          transposed = normalized.transpose((2, 0, 1))
          batchified = transposed.expand_dims(axis=0)
          casted = batchified.astype(dtype='float32')
          processed_input = casted.as_in_context(ctx)
      
          # prediction/inference
          mod.forward(Batch([processed_input]))
      
          # post-processing
          prob = mod.get_outputs()[0].asnumpy().tolist()
          prob_json = json.dumps(prob)
          return prob_json, output_content_type
      ```

------
#### [ MXNet Gluon ]

      ```
      import numpy as np
      import json
      import mxnet as mx
      import neomx  # noqa: F401
      
      # Change the context to mx.cpu() if deploying to a CPU endpoint
      ctx = mx.gpu()
      
      def model_fn(model_dir):
          # The compiled model artifacts are saved with the prefix 'compiled'
          block = mx.gluon.nn.SymbolBlock.imports('compiled-symbol.json',['data'],'compiled-0000.params', ctx=ctx)
          
          # Hybridize the model & pass required options for Neo: static_alloc=True & static_shape=True
          block.hybridize(static_alloc=True, static_shape=True)
          
          # Run warm-up inference on empty data during model load (required for GPU)
          data = mx.nd.empty((1,3,224,224), ctx=ctx)
          warm_up = block(data)
          return block
      
      
      def input_fn(image, input_content_type):
          # pre-processing
          decoded = mx.image.imdecode(image)
          resized = mx.image.resize_short(decoded, 224)
          cropped, crop_info = mx.image.center_crop(resized, (224, 224))
          normalized = mx.image.color_normalize(cropped.astype(np.float32) / 255,
                                        mean=mx.nd.array([0.485, 0.456, 0.406]),
                                        std=mx.nd.array([0.229, 0.224, 0.225]))
          transposed = normalized.transpose((2, 0, 1))
          batchified = transposed.expand_dims(axis=0)
          casted = batchified.astype(dtype='float32')
          processed_input = casted.as_in_context(ctx)
          return processed_input
      
      
      def predict_fn(processed_input_data, block):
          # prediction/inference
          prediction = block(processed_input_data)
          return prediction
      
      def output_fn(prediction, output_content_type):
          # post-processing
          prob = prediction.asnumpy().tolist()
          prob_json = json.dumps(prob)
          return prob_json, output_content_type
      ```

------
#### [ PyTorch 1.4 and Older ]

      ```
      import os
      import torch
      import torch.nn.parallel
      import torch.optim
      import torch.utils.data
      import torch.utils.data.distributed
      import torchvision.transforms as transforms
      from PIL import Image
      import io
      import json
      import pickle
      
      
      def model_fn(model_dir):
          """Load the model and return it.
          Providing this function is optional.
          There is a default model_fn available which will load the model
          compiled using SageMaker Neo. You can override it here.
      
          Keyword arguments:
          model_dir -- the directory path where the model artifacts are present
          """
      
          # The compiled model is saved as "compiled.pt"
          model_path = os.path.join(model_dir, 'compiled.pt')
          with torch.neo.config(model_dir=model_dir, neo_runtime=True):
              model = torch.jit.load(model_path)
              device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
              model = model.to(device)
      
          # We recommend that you run warm-up inference during model load
          sample_input_path = os.path.join(model_dir, 'sample_input.pkl')
          with open(sample_input_path, 'rb') as input_file:
              model_input = pickle.load(input_file)
          if torch.is_tensor(model_input):
              model_input = model_input.to(device)
              model(model_input)
          elif isinstance(model_input, tuple):
              model_input = (inp.to(device) for inp in model_input if torch.is_tensor(inp))
              model(*model_input)
          else:
              print("Only supports a torch tensor or a tuple of torch tensors")
              return model
      
      
      def transform_fn(model, request_body, request_content_type,
                       response_content_type):
          """Run prediction and return the output.
          The function
          1. Pre-processes the input request
          2. Runs prediction
          3. Post-processes the prediction output.
          """
          # preprocess
          decoded = Image.open(io.BytesIO(request_body))
          preprocess = transforms.Compose([
              transforms.Resize(256),
              transforms.CenterCrop(224),
              transforms.ToTensor(),
              transforms.Normalize(
                  mean=[
                      0.485, 0.456, 0.406], std=[
                      0.229, 0.224, 0.225]),
          ])
          normalized = preprocess(decoded)
          batchified = normalized.unsqueeze(0)
          # predict
          device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
          batchified = batchified.to(device)
          output = model.forward(batchified)
      
          return json.dumps(output.cpu().numpy().tolist()), response_content_type
      ```

------
#### [ PyTorch 1.5 and Newer ]

      ```
      import os
      import torch
      import torch.nn.parallel
      import torch.optim
      import torch.utils.data
      import torch.utils.data.distributed
      import torchvision.transforms as transforms
      from PIL import Image
      import io
      import json
      import pickle
      
      
      def model_fn(model_dir):
          """Load the model and return it.
          Providing this function is optional.
          There is a default_model_fn available, which will load the model
          compiled using SageMaker Neo. You can override the default here.
          The model_fn only needs to be defined if your model needs extra
          steps to load, and can otherwise be left undefined.
      
          Keyword arguments:
          model_dir -- the directory path where the model artifacts are present
          """
      
          # The compiled model is saved as "model.pt"
          model_path = os.path.join(model_dir, 'model.pt')
          device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
          model = torch.jit.load(model_path, map_location=device)
          model = model.to(device)
      
          return model
      
      
      def transform_fn(model, request_body, request_content_type,
                          response_content_type):
          """Run prediction and return the output.
          The function
          1. Pre-processes the input request
          2. Runs prediction
          3. Post-processes the prediction output.
          """
          # preprocess
          decoded = Image.open(io.BytesIO(request_body))
          preprocess = transforms.Compose([
                                      transforms.Resize(256),
                                      transforms.CenterCrop(224),
                                      transforms.ToTensor(),
                                      transforms.Normalize(
                                          mean=[
                                              0.485, 0.456, 0.406], std=[
                                              0.229, 0.224, 0.225]),
                                          ])
          normalized = preprocess(decoded)
          batchified = normalized.unsqueeze(0)
          
          # predict
          device = torch.device("cuda" if torch.cuda.is_available() else "cpu")
          batchified = batchified.to(device)
          output = model.forward(batchified)
          return json.dumps(output.cpu().numpy().tolist()), response_content_type
      ```

------

   1.  **Per istanze inf1 o immagini di container onnx, xgboost, keras** 

      Per tutte le altre immagini di container ottimizzate per Neo Inference, o tipi di istanze inferentia, lo script del punto di ingresso deve implementare le seguenti funzioni per Neo Deep Learning Runtime: 
      + `neo_preprocess`: converte il payload della richiesta in entrata in una matrice numpy.
      + `neo_postprocess`: converte l'output di previsione di Neo Deep Learning Runtime nel corpo della risposta.
**Nota**  
Le due funzioni precedenti non utilizzano nessuna delle funzionalità di MXNet, PyTorch o. TensorFlow

      Per esempi su come usare queste funzioni, vedi [Notebook di esempio di compilazione del modello Neo](https://docs.aws.amazon.com//sagemaker/latest/dg/neo.html#neo-sample-notebooks). 

   1. **Per i modelli TensorFlow **

      Se il modello richiede una logica di pre e post elaborazione personalizzata prima che i dati vengano inviati al modello, devi specificare un file di script `inference.py` del punto di ingresso che possa essere utilizzato al momento dell'inferenza. Lo script deve implementare una coppia di funzioni `input_handler` e `output_handler` o una singola funzione di gestore. 
**Nota**  
Nota che se la funzione di gestore è implementata `input_handler` e `output_handler` vengono ignorati. 

      Di seguito è riportato un esempio di codice di script `inference.py` che è possibile combinare con il modello di compilazione per eseguire la pre e post elaborazione personalizzata su un modello di classificazione delle immagini. Il client SageMaker AI invia il file di immagine come tipo di `application/x-image` contenuto alla `input_handler` funzione, dove viene convertito in JSON. Il file di immagine convertito viene quindi inviato al [Tensorflow Model Server (TFX)](https://www.tensorflow.org/tfx/serving/api_rest) mediante l'API REST. 

      ```
      import json
      import numpy as np
      import json
      import io
      from PIL import Image
      
      def input_handler(data, context):
          """ Pre-process request input before it is sent to TensorFlow Serving REST API
          
          Args:
          data (obj): the request data, in format of dict or string
          context (Context): an object containing request and configuration details
          
          Returns:
          (dict): a JSON-serializable dict that contains request body and headers
          """
          f = data.read()
          f = io.BytesIO(f)
          image = Image.open(f).convert('RGB')
          batch_size = 1
          image = np.asarray(image.resize((512, 512)))
          image = np.concatenate([image[np.newaxis, :, :]] * batch_size)
          body = json.dumps({"signature_name": "serving_default", "instances": image.tolist()})
          return body
      
      def output_handler(data, context):
          """Post-process TensorFlow Serving output before it is returned to the client.
          
          Args:
          data (obj): the TensorFlow serving response
          context (Context): an object containing request and configuration details
          
          Returns:
          (bytes, string): data to return to client, response content type
          """
          if data.status_code != 200:
              raise ValueError(data.content.decode('utf-8'))
      
          response_content_type = context.accept_header
          prediction = data.content
          return prediction, response_content_type
      ```

      Se non è disponibile una pre o post-elaborazione personalizzata, il client SageMaker AI converte l'immagine del file in JSON in modo simile prima di inviarla all'endpoint AI. SageMaker 

      Per ulteriori informazioni, consulta [Deploying to TensorFlow Serving Endpoints nell'SDK Python SageMaker ](https://sagemaker.readthedocs.io/en/stable/frameworks/tensorflow/deploying_tensorflow_serving.html#providing-python-scripts-for-pre-pos-processing). 

1. L'URI del bucket Amazon S3 che contiene gli artefatti del modello compilato.