参数怎么起作用
标签与特征
标签由人工规则生成;不是真实传感器诊断。
结构与激活
隐藏节点组合非线性特征;数量影响可表达的边界。
导数 1−a²:越接近两端,局部梯度越弱。
学习率与重新开始
每个样本按 −η×梯度更新;步子大可能更快,也可能失稳。
改变问题、结构、激活、学习率或种子会取消旧过程并重置模型。重新开始保留当前配置;重置实验恢复默认;换一组数据增加种子。
可复现对照
种子 42;默认 2→3→2→1;学习率 0.08。
01 / 数据
○ 类别 0 □ 类别 1
实心训练;空心验证。点击训练点选样本。
02 / 特征如何组合
每个节点内都是同一输入平面的实际响应
正权重 负权重(虚线);线宽随 |w| 增大(≥4 封顶)。点标记所选样本。
隐藏激活 −1(蓝)→0(白)→1(棕)。
03 / 决策边界
虚线为 P(1)=0.5。范围固定 −1.2 至 1.2,特征均无量纲。
隐藏节点
节点图由当前模型实际计算;特征不是现实语义。此处选择不会更新参数。“逐步检查”明确开启当前参数的新快照。
读取一个样本的两个特征
下方主图就是这一相位的计算;点击节点或连接可直接检查,不会提前提交更新。
正权重实线,负权重虚线;箭头说明反向路径。反向边只标预计 Δw,完整 δ×a 在右侧展开;宽网络可在图内横向浏览。
回看训练证据
SGD:每个训练样本一次前向、反向和更新。1 epoch = 120 个训练样本各用一次;验证点不更新参数。
训练与验证的证据
蓝实线:训练;棕虚线:验证。纵轴自动范围并标明实际数值。验证集用于本实验比较,不称为独立测试集。
辅助对照:所有隐藏节点的特征图
与网络内同一份实际计算。tanh 蓝(−1)→白(0)→棕(+1),ReLU 白(0)→棕(本图注明的最大值)。
辅助核对:全部节点、连接、梯度和更新量
主图已经展示当前操作;这里集中列出所有参数。推理不求梯度;未到达的相位显示“待计算”;最终提交前的变化标为预计。
| 节点 | z | a | dL/da | 局部导数 | δ | b 旧值 | Δb | b 新值 |
|---|
| 连接 | 上游 a | w | a×w | dL/dw | Δw | w 新值 |
|---|
理解这些图:公式、常见误解与可尝试的反例
多层感知机(Multilayer Perceptron, MLP)由全连接层和非线性激活组成。单个节点 z=Σwa+b,a=f(z)。输出 sigmoid 把 z 变为类别 1 概率 p。交叉熵 L=−y ln p−(1−y) ln(1−p):只保留正确类别的负对数概率。
反向传播(Backpropagation)逐段使用链式法则:一个量通过多个支路影响损失时,先把各支路贡献相加。隐藏节点 dL/da=Σ下游w×δ;再乘本节点的激活导数,得到 δ=dL/dz。连接梯度 δ×上游激活,偏置梯度 δ。正梯度意味着该参数局部增大会提高损失,下降时应减小它。
节点激活不是可独立更新的参数。“希望 a↑/↓”只是损失对这个中间量的局部方向,真正改动的是权重和偏置。输入梯度也不修改读数。一次样本更新不保证全体数据损失降低。
- 走一轮推理,为什么每个旧→新参数都没有变化?
- 在反向图中找到一个正梯度和一个负梯度;分别核对更新箭头。
- 只去掉隐藏层,XOR 为什么很难被一条直线分开?
- ReLU 某节点 z<0 时导数是 0,会对其输入权重产生怎样的影响?