举例说明什么是批量梯度下降算法 |
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批量梯度下降算法(Batch Gradient Descent)是一种求解机器学习模型参数的优化算法,主要应用于线性回归、逻辑回归等模型的训练过程中。它的主要思想是在每次迭代过程中,计算整个数据集的梯度来更新模型参数,以最小化损失函数,进而得到模型的最优解。 以线性回归为例,我们使用批量梯度下降算法来求解模型参数: 1. 假设我们有一个简单的线性回归问题:预测房价与房子面积的关系。已知训练数据集D={(x1, y1), (x2, y2), ..., (xm, ym)},其中x表示房子面积,y表示房价。 2. 线性回归模型可以表示为:y = w * x + b,其中w和b是我们要求解的参数。 3. 定义损失函数(均方误差):L(w, b) = 1/(2*m) * ∑(yi - (w * xi + b))^2,我们的目标是找到w和b使得损失函数最小。 4. 使用批量梯度下降算法求解w和b。首先,初始化w和b的值(通常设置为0或者随机值)。 5. 计算损失函数L关于w和b的梯度: dL/dw = -1/m * ∑(yi - (w * xi + b)) * xi dL/db = -1/m * ∑(yi - (w * xi + b)) 6. 更新w和b的值: w = w - learning_rate * dL/dw b = b - learning_rate * dL/db 7. 重复步骤5和6直到梯度趋近于0,或者达到预设的迭代次数。 8. 最终得到的w和b就是我们要求解的模型参数。 通过以上过程,我们使用批量梯度下降算法求解了线性回归问题的模型参数。需要注意的是,在每次迭代过程中,批量梯度下降算法都需要计算整个数据集的梯度,当数据量很大时,计算量会很大,可能导致计算速度较慢。为了解决这个问题,可以使用随机梯度下降(SGD)或者下次将要学习的小批量梯度下降(Mini-Batch Gradient Descent)等优化算法。 |
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