
下面的h(x)是要擬合的函數(shù),J(theta)損失函數(shù),theta是參數(shù),要迭代求解的值,theta求解出來(lái)了那最終要擬合的函數(shù)h(theta)就出來(lái)了。其中m是訓(xùn)練集的記錄條數(shù),j是參數(shù)的個(gè)數(shù)。
1、批量梯度下降(BGD)的求解思路如下:
(1)將J(theta)對(duì)theta求偏導(dǎo),得到每個(gè)theta對(duì)應(yīng)的的梯度
(2)由于是要最小化風(fēng)險(xiǎn)函數(shù),所以按每個(gè)參數(shù)theta的梯度負(fù)方向,來(lái)更新每個(gè)theta
(3)從上面公式可以注意到,它得到的是一個(gè)全局最優(yōu)解,但是每迭代一步,都要用到訓(xùn)練集所有的數(shù)據(jù),如果m很大,那么可想而知這種方法的迭代速度??!所以,這就引入了另外一種方法,隨機(jī)梯度下降。
2、隨機(jī)梯度下降(SGD)的求解思路如下:
(1)上面的風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)可以寫(xiě)成如下這種形式,損失函數(shù)對(duì)應(yīng)的是訓(xùn)練集中每個(gè)樣本的粒度,而上面批量梯度下降對(duì)應(yīng)的是所有的訓(xùn)練樣本:
注意:cost不是cosine t 是costfunction的簡(jiǎn)寫(xiě)
(2)每個(gè)樣本的損失函數(shù),對(duì)theta求偏導(dǎo)得到對(duì)應(yīng)梯度,來(lái)更新theta
(3)隨機(jī)梯度下降是通過(guò)每個(gè)樣本來(lái)迭代更新一次,如果樣本量很大的情況(例如幾十萬(wàn)),那么可能只用其中幾萬(wàn)條或者幾千條的樣本(每次迭代隨機(jī)選取一個(gè)樣本點(diǎn),只是迭代次數(shù)比BGD要多),就已經(jīng)將theta迭代到最優(yōu)解了,對(duì)比上面的批量梯度下降,迭代一次需要用到十幾萬(wàn)訓(xùn)練樣本,一次迭代不可能最優(yōu),如果迭代10次的話就需要遍歷訓(xùn)練樣本10次。但是,SGD伴隨的一個(gè)問(wèn)題是噪音較BGD要多,使得SGD并不是每次迭代都向著整體最優(yōu)化方向。對(duì)步長(zhǎng)選擇敏感,可能會(huì)出現(xiàn)overshoot the minimum。
3、方法比較:
梯度下降法是批量更新算法,隨機(jī)梯度是在線算法
梯度法優(yōu)化的是經(jīng)驗(yàn)風(fēng)險(xiǎn),隨機(jī)梯度法優(yōu)化的是泛化風(fēng)險(xiǎn)
梯度法可能陷入局部最優(yōu),隨機(jī)梯度可能找到全局最優(yōu)
梯度法對(duì)步長(zhǎng)不敏感,隨機(jī)梯度對(duì)步長(zhǎng)選擇敏感
梯度法對(duì)初始點(diǎn)(參數(shù))選擇敏感
4、對(duì)于上面的linear regression問(wèn)題,與批量梯度下降對(duì)比,隨機(jī)梯度下降求解的會(huì)是最優(yōu)解嗎?
(1)批量梯度下降---最小化所有訓(xùn)練樣本的損失函數(shù),使得最終求解的是全局的最優(yōu)解,即求解的參數(shù)是使得風(fēng)險(xiǎn)函數(shù)最小。
(2)隨機(jī)梯度下降---最小化每條樣本的損失函數(shù),雖然不是每次迭代得到的損失函數(shù)都向著全局最優(yōu)方向, 但是大的整體的方向是向全局最優(yōu)解的,最終的結(jié)果往往是在全局最優(yōu)解附近。(數(shù)學(xué)證明過(guò)程)
5、梯度下降用來(lái)求最優(yōu)解,哪些問(wèn)題可以求得全局最優(yōu)?哪些問(wèn)題可能局部最優(yōu)解?
最優(yōu)化問(wèn)題對(duì)theta的分布是unimodal,即從圖形上面看只有一個(gè)peak,所以梯度下降最終求得的是全局最優(yōu)解。然而對(duì)于multimodal的問(wèn)題,因?yàn)榇嬖诙鄠€(gè)peak值,很有可能梯度下降的最終結(jié)果是局部最優(yōu)。數(shù)據(jù)分析師培訓(xùn)
數(shù)據(jù)分析咨詢(xún)請(qǐng)掃描二維碼
若不方便掃碼,搜微信號(hào):CDAshujufenxi
LSTM 模型輸入長(zhǎng)度選擇技巧:提升序列建模效能的關(guān)鍵? 在循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)家族中,長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)憑借其解決長(zhǎng)序列 ...
2025-07-11CDA 數(shù)據(jù)分析師報(bào)考條件詳解與準(zhǔn)備指南? ? 在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策的時(shí)代浪潮下,CDA 數(shù)據(jù)分析師認(rèn)證愈發(fā)受到矚目,成為眾多有志投身數(shù) ...
2025-07-11數(shù)據(jù)透視表中兩列相乘合計(jì)的實(shí)用指南? 在數(shù)據(jù)分析的日常工作中,數(shù)據(jù)透視表憑借其強(qiáng)大的數(shù)據(jù)匯總和分析功能,成為了 Excel 用戶(hù) ...
2025-07-11尊敬的考生: 您好! 我們誠(chéng)摯通知您,CDA Level I和 Level II考試大綱將于 2025年7月25日 實(shí)施重大更新。 此次更新旨在確保認(rèn) ...
2025-07-10BI 大數(shù)據(jù)分析師:連接數(shù)據(jù)與業(yè)務(wù)的價(jià)值轉(zhuǎn)化者? ? 在大數(shù)據(jù)與商業(yè)智能(Business Intelligence,簡(jiǎn)稱(chēng) BI)深度融合的時(shí)代,BI ...
2025-07-10SQL 在預(yù)測(cè)分析中的應(yīng)用:從數(shù)據(jù)查詢(xún)到趨勢(shì)預(yù)判? ? 在數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)決策的時(shí)代,預(yù)測(cè)分析作為挖掘數(shù)據(jù)潛在價(jià)值的核心手段,正被廣泛 ...
2025-07-10數(shù)據(jù)查詢(xún)結(jié)束后:分析師的收尾工作與價(jià)值深化? ? 在數(shù)據(jù)分析的全流程中,“query end”(查詢(xún)結(jié)束)并非工作的終點(diǎn),而是將數(shù) ...
2025-07-10CDA 數(shù)據(jù)分析師考試:從報(bào)考到取證的全攻略? 在數(shù)字經(jīng)濟(jì)蓬勃發(fā)展的今天,數(shù)據(jù)分析師已成為各行業(yè)爭(zhēng)搶的核心人才,而 CDA(Certi ...
2025-07-09【CDA干貨】單樣本趨勢(shì)性檢驗(yàn):捕捉數(shù)據(jù)背后的時(shí)間軌跡? 在數(shù)據(jù)分析的版圖中,單樣本趨勢(shì)性檢驗(yàn)如同一位耐心的偵探,專(zhuān)注于從單 ...
2025-07-09year_month數(shù)據(jù)類(lèi)型:時(shí)間維度的精準(zhǔn)切片? ? 在數(shù)據(jù)的世界里,時(shí)間是最不可或缺的維度之一,而year_month數(shù)據(jù)類(lèi)型就像一把精準(zhǔn) ...
2025-07-09CDA 備考干貨:Python 在數(shù)據(jù)分析中的核心應(yīng)用與實(shí)戰(zhàn)技巧? ? 在 CDA 數(shù)據(jù)分析師認(rèn)證考試中,Python 作為數(shù)據(jù)處理與分析的核心 ...
2025-07-08SPSS 中的 Mann-Kendall 檢驗(yàn):數(shù)據(jù)趨勢(shì)與突變分析的有力工具? ? ? 在數(shù)據(jù)分析的廣袤領(lǐng)域中,準(zhǔn)確捕捉數(shù)據(jù)的趨勢(shì)變化以及識(shí)別 ...
2025-07-08備戰(zhàn) CDA 數(shù)據(jù)分析師考試:需要多久?如何規(guī)劃? CDA(Certified Data Analyst)數(shù)據(jù)分析師認(rèn)證作為國(guó)內(nèi)權(quán)威的數(shù)據(jù)分析能力認(rèn)證 ...
2025-07-08LSTM 輸出不確定的成因、影響與應(yīng)對(duì)策略? 長(zhǎng)短期記憶網(wǎng)絡(luò)(LSTM)作為循環(huán)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)(RNN)的一種變體,憑借獨(dú)特的門(mén)控機(jī)制,在 ...
2025-07-07統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在市場(chǎng)調(diào)研數(shù)據(jù)中的深度應(yīng)用? 市場(chǎng)調(diào)研是企業(yè)洞察市場(chǎng)動(dòng)態(tài)、了解消費(fèi)者需求的重要途徑,而統(tǒng)計(jì)學(xué)方法則是市場(chǎng)調(diào)研數(shù) ...
2025-07-07CDA數(shù)據(jù)分析師證書(shū)考試全攻略? 在數(shù)字化浪潮席卷全球的當(dāng)下,數(shù)據(jù)已成為企業(yè)決策、行業(yè)發(fā)展的核心驅(qū)動(dòng)力,數(shù)據(jù)分析師也因此成為 ...
2025-07-07剖析 CDA 數(shù)據(jù)分析師考試題型:解鎖高效備考與答題策略? CDA(Certified Data Analyst)數(shù)據(jù)分析師考試作為衡量數(shù)據(jù)專(zhuān)業(yè)能力的 ...
2025-07-04SQL Server 字符串截取轉(zhuǎn)日期:解鎖數(shù)據(jù)處理的關(guān)鍵技能? 在數(shù)據(jù)處理與分析工作中,數(shù)據(jù)格式的規(guī)范性是保證后續(xù)分析準(zhǔn)確性的基礎(chǔ) ...
2025-07-04CDA 數(shù)據(jù)分析師視角:從數(shù)據(jù)迷霧中探尋商業(yè)真相? 在數(shù)字化浪潮席卷全球的今天,數(shù)據(jù)已成為企業(yè)決策的核心驅(qū)動(dòng)力,CDA(Certifie ...
2025-07-04CDA 數(shù)據(jù)分析師:開(kāi)啟數(shù)據(jù)職業(yè)發(fā)展新征程? ? 在數(shù)據(jù)成為核心生產(chǎn)要素的今天,數(shù)據(jù)分析師的職業(yè)價(jià)值愈發(fā)凸顯。CDA(Certified D ...
2025-07-03