深度学习:梯度下降法

损失函数 L:衡量单一训练样例的效果。

成本函数 J:用于衡量 w 和 b 的效果。

如何使用梯度下降法来训练或学习训练集上的参数w和b ?

成本函数J是参数w和b的函数,它被定义为平均值;

损失函数L可以衡量你的算法效果,每一个训练样例都输出,把它跟真实标签进行比较。

**梯度下降法:**从初始点开始,朝最陡的下坡方向走一步,在梯度下降一步后,或许在那里停下,或者尽可能快的向下走,这是梯度下降的一次迭代。然后继续,希望收敛到全局最优解。

Gradient Descent 梯度下降法,重复执行以下的更新操作:

  • 更新w的值(使用 := 表示更新w)。
  • Learning Rate 学习率 可以控制每一次迭代,或者梯度下降法中的步长。
  • 这里的导数 dJ(w)/dw 就是对参数w的更新或变化量。
  • 我们写代码来实现梯度下降时,会使用变量名dw表示导数,即上图中的式子写为:
  • w := w - dw
  • 新的w的值 等于 w自身 减去 学习率和导数的乘积

导数是函数在对应点的斜率,函数的斜率是高除以宽。如果J函数最开始在右边的点,那么它的斜率是正数,更新的w的值w := w - dw会变小,即上图中的点会往左移;反之,如果一开始点在左上方,即斜率为负数,那么更新的w的值会变大,也就是会逐渐往右移。不论起始点在左边还是右边,最终都会到中间底部那个点。

在深度学习里,有循环会降低算法的运行效率。实现梯度下降的迭代,不使用任何循环,而是向量化(Vectorization)。使用内置函数,避免使用显式for循环,可以让程序运行速度快很多。

python 复制代码
import numpy as np

import time

a = np.random.rand(1000000)
b = np.random.rand(1000000)

tic = time.time()
c = np.dot(a,b)
toc = time.time()

print(c)
print("Vectorization version: " + str(1000*(toc-tic)) + "ms")

c = 0
tic = time.time()
for i in range(1000000):
    c += a[i]*b[i]
toc = time.time()

print(c)
print("For loop:" + str(1000*(toc-tic)) + "ms")

运行结果:

由上述代码运行结果可知,使用内置函数比显式使用for循环快了200倍,所以我们尽量不要使用显示for循环。

相关推荐
IvanCodes13 分钟前
Anthropic突然开火:中国大模型被指大规模蒸馏攻击
人工智能·llm
风象南1 小时前
AI 写代码效果差?大多数人第一步就错了
人工智能·后端
KaneLogger12 小时前
【Agent】openclaw + opencode 打造助手 安装篇
人工智能·google·程序员
知识浅谈13 小时前
一步步带你把 OpenClaw 玩宕机(附云服务器避坑部署教程)
人工智能
冬奇Lab13 小时前
OpenClaw 深度解析(四):插件 SDK 与扩展开发机制
人工智能·开源·源码阅读
IT_陈寒14 小时前
SpringBoot实战:5个让你的API性能翻倍的隐藏技巧
前端·人工智能·后端
机器之心14 小时前
让AI自我进化?斯坦福华人博士答辩视频火了,庞若鸣参与评审
人工智能·openai
iceiceiceice15 小时前
iOS PDF阅读器段评实现:如何从 PDFSelection 精准还原一个自然段
前端·人工智能·ios
AI攻城狮15 小时前
RAG Chunking 为什么这么难?5 大挑战 + 最佳实践指南
人工智能·云原生·aigc