diff --git a/人人都能看懂的Transformer/第七章——前馈神经网络.md b/人人都能看懂的Transformer/第七章——前馈神经网络.md index 0e9a4bf..48c129e 100644 --- a/人人都能看懂的Transformer/第七章——前馈神经网络.md +++ b/人人都能看懂的Transformer/第七章——前馈神经网络.md @@ -33,3 +33,120 @@ def mlp(x, scope, n_state, *, hparams): FFNN 在 Transformer 中的作用是为了引入非线性并增加模型的表达能力。多头注意力机制虽然能够捕捉输入序列中的长距离依赖关系,但它本身是一个线性操作。FFNN 通过在注意力机制之后添加非线性变换,使得模型能够学习更复杂的特征表示。 + + +### 神经网络demo + +我们来手动推一个简单的神经网络并更新权重,用一个单层神经网络做例子。这个网络将只有一个输入、一个输出和一个权重(没有偏值项b)。我们将使用均方误差作为损失函数,并通过梯度下降来更新权重。 + +~~~markdown +输入 (x) 输出 (y) + 1 2 + 2 4 + 3 6 +~~~ + +我们的目标是训练一个模型来预测输出`y`,给定输入`x`。我们的模型是一个线性模型:`y_pred = w * x`。 + +初始化权重 `w` 为 0.5,学习率 `lr` 为 0.01。我们将手动进行3次迭代的权重更新。 + +#### 迭代 1: + +1. **前向传播**:计算预测值 + + ``` + y_pred = w * x = 0.5 * 1 = 0.5 (对于第一个样本) + ``` + +2. **计算损失**:使用均方误差 + + ``` + loss = (y_pred - y)^2 = (0.5 - 2)^2 = 2.25 + ``` + + > 这时候可以看到损失是2.25,一个很大的值,神经网络的最终目的是要降为无限接近于0甚至0(当然一般是达不到0 的,达到的情况下只有可能是错了的)。 + +3. **反向传播**:计算损失关于权重w的梯度 + + ``` + dloss/dw = 2 * (y_pred - y) * x = 2 * (0.5 - 2) * 1 = -3 + ``` + + > 我们需要通过反向传播来更新权重。 + +4. **更新权重**: + + ``` + w = w - lr * dloss/dw = 0.5 - 0.01 * (-3) = 0.53 + ``` + +#### 迭代 2: + +重复上述步骤,使用更新后的权重: + +1. **前向传播**: + + ``` + y_pred = w * x = 0.53 * 1 = 0.53 + ``` + +2. **计算损失**: + + ``` + loss = (0.53 - 2)^2 = 2.14 + ``` + + > 可以看到loss值下降了,2.25下降为2.14,但是还不够,我们的目标是无限接近0。 + +3. **反向传播**: + + ``` + dloss/dw = 2 * (0.53 - 2) * 1 = -2.94 + ``` + +4. **更新权重**: + + ``` + w = 0.53 - 0.01 * (-2.94) = 0.56 + ``` + +#### 迭代 3: + +重复上述步骤,使用更新后的权重: + +1. **前向传播**: + + ``` + y_pred = w * x = 0.56 * 1 = 0.56 + ``` + + > 预测结果从0.5到0.53再到0.56,逐步接近2这个正确的值。 + +2. **计算损失**: + + ``` + loss = (0.56 - 2)^2 = 2.07 + ``` + + > 可以看到loss又一次下降了,也就是只要我们反复循环,那么最终的loss值,一定能无限接近于0。 + +3. **反向传播**: + + ``` + dloss/dw = 2 * (0.56 - 2) * 1 = -2.88 + ``` + +4. **更新权重**: + + ``` + w = 0.56 - 0.01 * (-2.88) = 0.59 + ``` + +在这个非常简单的例子中,我们可以看到权重`w`在每次迭代后都在逐渐增加,以减少预测值`y_pred`和真实值`y`之间的差异。在实际应用中,我们会使用所有样本来计算损失和梯度,并可能使用更复杂的网络结构和优化算法。但这个例子展示了神经网络权重更新的基本原理。 + + + +### 总结 + +在GPT-2中,前馈神经网络(FFNN)由两层线性变换组成,其中间插入了GELU激活函数以引入非线性。FFNN在Transformer架构中紧随多头注意力层之后,其目的是增强模型的表达能力,使其能够捕捉更复杂的特征表示。通过手动迭代一个简单的单层神经网络示例,我们展示了权重更新的基本过程:前向传播计算预测值,计算损失函数,通过反向传播求梯度,最后使用梯度下降法更新权重。这个过程在多次迭代中重复,目标是最小化损失函数,从而训练出能够准确预测输出的模型。虽然这是一个简化的例子,但它揭示了深度学习模型训练的核心机制。 +