pytorch深度学习笔记9

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摘要

反向传播算法

1.计算图

2.链式法则


摘要

本篇文章继续学习尚硅谷深度学习教程,学习内容是反向传播算法的计算图和链式法则。

反向传播算法

反向传播(Backward Propagation或Back Propagation,BP算法)指的是计算神经网络参数梯度的方法。简言之,该方法根据微积分中的链式法则,按相反的顺序从输出层到输入层遍历网络。该算法存储了计算某些参数梯度时所需的任何中间变量。

1.计算图

计算图将计算过程用图表示出来。这里说的图是数据结构中的图,通过多个节点和边表示(连接节点的直线称为边)。

如上就是 100 × 2+150 × 3=650 的计算图表示。

计算图的基本计算原则,就是从输入出发、按照箭头方向,从左到右依次进行计算,最终得到输出结果。这个过程,其实就是前向传播(forward)。计算图的特点是可以通过传递"局部计算"获得最终结果。即只需根据与自己相关的信息输出接下来的结果。无论全局的计算有多么复杂,各个节点所要做的就是进行局部计算并传递计算结果,最终得出全局的复杂计算的结果。如果增加更多的计算环节,比如再乘以一个"零售加价系数",计算图如下所示。

如果我们进一步考虑,当衣服的价格上涨(输入变化)时,会多大程度上影响最后要支付的金额(输出结果)?

将输入的衣服价格记为x ,输出的支付金额记为L ,这其实就是要求导数值 ∂L ∂x 。在计算图上,我们可以利用反向(从右到左)的传递来方便地计算导数。这个过程,就可以叫做 反向传播(backward)。

2.链式法则

反向传播将局部导数向反方向传递,传递的原理基于链式法则。反向传播时将信号乘以节点的局部导数然后传递给下一个节点。

对于复合函数 ,令u=x+y ,则

现用计算图表示:

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