《神经网络及深度学习》是由复旦大学计算机学院邱锡鹏副教授编写的教材,深入浅出地介绍了神经网络和深度学习的基本概念、算法原理及其应用。
《神经网络与深度学习》是邱锡鹏教授的讲义,涵盖了从基础知识到深度学习理论的内容。本段落将深入探讨其中的关键知识点,包括数学基础、机器学习概述以及线性模型。
数学基础对于理解神经网络和深度学习至关重要。向量是一个基本的数学工具,它具有方向和大小;其长度称为模,而范数是衡量向量大小的一种更一般的度量方法。在计算距离和角度时,向量的模与范数尤为重要。矩阵是一种二维数组,常用于表示线性变换。矩阵的基本运算包括加法、乘以标量或另一个矩阵以及转置等操作。常见的矩阵类型有单位矩阵、对角矩阵及行(列)向量等;而理解并分析这些类型的性质时,需要使用到它们的范数。
导数是微积分的核心概念之一,用于描述函数的变化率。在处理多变量问题时会用到向量导数的概念,即计算多个自变量上的偏导数值,在优化过程中具有重要意义。常见的向量导数包括梯度等;它指示了函数值增大的方向。链式法则和多元求导规则是解决复杂函数的工具。
神经网络中常用的激活函数有逻辑(sigmoid)以及softmax两种类型:前者通常用于二分类问题,输出结果范围在0到1之间,并可解释为概率;后者则适用于多类别的场景下进行归一化处理,确保所有类别之间的总和等于1。
接下来是机器学习的基本概念介绍。其核心任务在于通过数据来构建模型并评估效果好坏的指标即损失函数。根据不同的策略可以将算法分为监督、无监督及强化等几大类;在训练阶段中参数优化则依赖于调整这些内部变量以达到最佳性能状态。线性回归是一种早期且简单的参数学习方法,用于预测连续值目标变量;而分类任务通常采用超平面作为决策边界区分不同类别。
在线性模型方面,假设因变量与自变量间存在一种直线关系,并通过最小化损失函数(如均方误差)来找到最佳拟合线。对于二元或多元的分类问题可以使用逻辑回归和线性支持向量机等方法进行处理,在面对可分数据集时表现良好。
《神经网络与深度学习》讲义详细介绍了相关数学基础及机器学习概念,为后续深入研究奠定了坚实的基础;这些知识对理解复杂模型的工作原理及其实际应用至关重要。