Автоматическое дифференцирование: ключ к обучению нейросетей

Автоматическое дифференцирование (autodiff) — фундаментальный алгоритм, позволяющий нейросетям учиться. Он вычисляет частные производные переменных, участвующих в преобразованиях, используя цепное правило и аналитические формулы производных. Это позволяет эффективно оптимизировать параметры модели.
Автоматическое дифференцирование: ключ к обучению нейросетей
Изображение носит иллюстративный характер

В основе лежит идея графа вычислений, где узлы представляют собой операнды (значения), а ребра — операции. Прямой проход вычисляет значения функций, передавая результаты по графу. Обратный проход использует цепное правило для определения градиентов ошибки по всем параметрам, начиная с конца графа.

Для каждой операции, такой как сложение, умножение, транспонирование, и сигмоида, существуют аналитические формулы для вычисления производных. Эти производные распространяются обратно по графу, позволяя корректировать веса модели. Реализация строится на классе Tensor, который хранит данные, связи между узлами (родительские узлы) и информацию о проделанной операции.

Упрощенная реализация на Python демонстрирует, как создать класс Tensor и методы для основных операций. Метод backward реализует обратное распространение ошибки. Он вычисляет производные и обновляет их значения, передавая градиент узлам, участвовавшим в создании. Данный метод использует правило суммы для суммирования градиентов, полученных по разным ветвям графа.


Новое на сайте

20959Что известно о предупреждении mSecure и какие меры принять? 20957Что делать администраторам cPGuard после взлома канала обновлений? 20956Бэкдор в телевизоре: как Google остановила сеть из 1,3 млн Android-устройств 20955Кто может получить доступ к кошелькам через плагин CryptoPayment Gateway? 20954Критическая уязвимость Siemens IoT2050 открыла путь к удалённым командам 20953Взлом Chainstack: под угрозой оказались данные клиентов и хеши паролей 20952Четыре проверки, которые помогают найти уязвимости с реальным риском 20951Две уязвимости Barracuda открывают путь к root-доступу 20950Почему устаревшие Synology NAS снова оказались мишенью вымогателей? 20949Старая техника Apple получила заплатку для опасной уязвимости 20948Как три уязвимости открыли ShinyHunters путь к серверам PeopleSoft? 20947Может ли ИИ сам собрать уязвимости в работающий взлом? 20946Уязвимость CVSS 10.0 в LXD и MicroCloud позволяет выдать себя за доверенного клиента 20945Google разрешит устанавливать приложения из сторонних магазинов одним нажатием
Ссылка