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9d6df00c
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6月 26, 2018
作者:
Y
yuyang18
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Tiny enhance of configure_simple_model
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+12
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source/user_guides/howto/configure_simple_model/index.rst
source/user_guides/howto/configure_simple_model/index.rst
+12
-11
未找到文件。
source/user_guides/howto/configure_simple_model/index.rst
浏览文件 @
9d6df00c
...
...
@@ -7,12 +7,12 @@
前言
####
在解决实际问题时,可以先从逻辑层面对问题进行建模,明确模型所需要的 **输入数据类型**、**计算逻辑**、**求解目标** 以及 **优化算法**。模型定义清晰后,可以使用PaddlePaddle提供的丰富算子来实现模型逻辑。下面以一个简单回归任务举例说明如何使用PaddlePaddle构建模型。该例子完整代码参见 `fit_a_line <https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/fluid/tests/book/test_fit_a_line.py>`_。
在解决实际问题时,可以先从逻辑层面对问题进行建模,明确模型所需要的 **输入数据类型**、**计算逻辑**、**求解目标** 以及 **优化算法**。模型定义清晰后,
用户
可以使用PaddlePaddle提供的丰富算子来实现模型逻辑。下面以一个简单回归任务举例说明如何使用PaddlePaddle构建模型。该例子完整代码参见 `fit_a_line <https://github.com/PaddlePaddle/Paddle/blob/develop/python/paddle/fluid/tests/book/test_fit_a_line.py>`_。
问题描述及定义
##############
问题描述: 给定一组数据 :math:`<X, Y>`,求解出函数 :math:`f`,使得 :math:`y=f(x)`,其中 :math:`x\subset X` 表示一条样本的特征,为 :math:`13` 维的实数向量;:math:`y
\subset Y` 为一实数表示该样本对应的值。
可以尝试用回归模型来对问题建模,回归问题的损失函数有很多,这里选择常用的均方误差。为简化问题,这里假定 :math:`f` 为简单的线性变换函数。除了明确模型的输入格式、求解目标以及模型结构外,还需要选择合适的优化方法,这里选用随机梯度下降算法来求解模型。
问题描述: 给定一组数据 :math:`<X, Y>`,求解出函数 :math:`f`,使得 :math:`y=f(x)`,其中 :math:`x\subset X` 表示一条样本的特征,为 :math:`13` 维的实数向量;:math:`y
\subset Y` 为一实数表示该样本对应的值。我们
可以尝试用回归模型来对问题建模,回归问题的损失函数有很多,这里选择常用的均方误差。为简化问题,这里假定 :math:`f` 为简单的线性变换函数。除了明确模型的输入格式、求解目标以及模型结构外,还需要选择合适的优化方法,这里选用随机梯度下降算法来求解模型。
使用PaddlePadle建模
###################
...
...
@@ -29,12 +29,13 @@ PaddlePaddle提供了data算子来描述输入数据的格式。data算子的输
x = fluid.layers.data(name='x', shape=[13], dtype='float32')
y = fluid.layers.data(name='y', shape=[1], dtype='float32')
该模型使用的数据比较简单,事实上data算子还可以描述变长的、嵌套的序列数据,更详细的文档可参照 `layers.data <http://www.paddlepaddle.org/docs/develop/api/fluid/en/layers.html#permalink-33-data>`_。
该模型使用的数据比较简单,事实上data算子还可以描述变长的、嵌套的序列数据。也可以使用:code:`open_files`
打开文件进行训练。更详细的文档可参照 :ref:`user_guide_prepare_data`。
前向计算逻辑
------------
实现一个模型最重要的部分是实现计算逻辑,PaddlePaddle提供了丰富的算子
,这些算子的封装粒度不同,通常对应一种或一组变换逻辑,算子输出即为对输入数据执行变换后的结果。可以灵活使用算子来完成复杂的模型逻辑,比如图像相关任务中会使用较多的卷积算子,序列任务中会使用LSTM/GRU等算子。复杂模型通常会组合多种算子,以完成复杂的变换,
PaddlePaddle提供了非常自然的方式来组合算子,一般地可以使用下面的方式:
实现一个模型最重要的部分是实现计算逻辑,PaddlePaddle提供了丰富的算子
。这些算子的封装粒度不同,通常对应一种或一组变换逻辑。算子输出即为对输入数据执行变换后的结果。用户可以灵活使用算子来完成复杂的模型逻辑。比如图像相关任务中会使用较多的卷积算子、序列任务中会使用LSTM/GRU等算子。复杂模型通常会组合多种算子,以完成复杂的变换。
PaddlePaddle提供了非常自然的方式来组合算子,一般地可以使用下面的方式:
.. code-block:: python
...
...
@@ -42,7 +43,7 @@ PaddlePaddle提供了data算子来描述输入数据的格式。data算子的输
op_2_out = fluid.layers.op_2(input=op_1_out, ...)
...
其中op_1和op_2表示算子类型,可以是fc来执行线性变换
,也可以是conv来执行卷积变换等。通过算子的输入输出的连接来定义算子的计算顺序以及数据流方向,上面的例子中,op_1的输出是op_2的输入,那么在执行计算时,会先计算op_1,然后计算op_2。更复杂的模型可能需要使用控制流算子,依据输入数据来动态执行,针对这种情况,PaddlePaddle提供了IfElseOp和WhileOp等,算子的文档可参考 `layers <http://www.paddlepaddle.org/docs/develop/api/fluid/en/layers.html>`_
。具体到这个任务, 我们使用一个fc算子:
其中op_1和op_2表示算子类型,可以是fc来执行线性变换
(全连接),也可以是conv来执行卷积变换等。通过算子的输入输出的连接来定义算子的计算顺序以及数据流方向。上面的例子中,op_1的输出是op_2的输入,那么在执行计算时,会先计算op_1,然后计算op_2。更复杂的模型可能需要使用控制流算子,依据输入数据来动态执行,针对这种情况,PaddlePaddle提供了IfElseOp和WhileOp等。算子的文档可参考 :ref:`api_fluid_layers`
。具体到这个任务, 我们使用一个fc算子:
.. code-block:: python
...
...
@@ -51,7 +52,7 @@ PaddlePaddle提供了data算子来描述输入数据的格式。data算子的输
损失函数
--------
损失函数对应求解目标,
可以通过最小化损失来求解模型。大多数模型使用的损失函数,输出是一个实数值,但是PaddlePaddle提供的损失算子一般是针对一条样本计算,当输入一个batch的数据时,损失算子的输出有多个值,每个值对应一条样本的损失,所以通常会在损失算子后面使用mean等算子,来对损失做归约。模型在一次前向迭代后会得到一个损失值,PaddlePaddle依据该值计算梯度,然后自动执行链式求导法则计算模型里面每个参数
对应的梯度值。这里使用均方误差损失:
损失函数对应求解目标,
我们可以通过最小化损失来求解模型。大多数模型使用的损失函数,输出是一个实数值。但是PaddlePaddle提供的损失算子一般是针对一条样本计算。当输入一个batch的数据时,损失算子的输出有多个值,每个值对应一条样本的损失,所以通常会在损失算子后面使用mean等算子,来对损失做归约。模型在一次前向迭代后会得到一个损失值,PaddlePaddle会自动执行链式求导法则计算模型里面每个参数和变量
对应的梯度值。这里使用均方误差损失:
.. code-block:: python
...
...
@@ -61,15 +62,15 @@ PaddlePaddle提供了data算子来描述输入数据的格式。data算子的输
优化方法
--------
确定损失函数后,可以通过前向计算得到损失值,然后通过链式求导法则得到参数的梯度值。获取梯度值后需要更新参数,最简单的算法是随机梯度下降法::math:`w=w
+ \eta \cdot g`,但是随机梯度下降算法存在一些问题,比如收敛不稳定等,为了改善模型的训练速度以及效果,学术界先后提出了很多优化算法,包括:Momentum、RMSProp、Adam等,这些优化算法采用不同的策略来更新模型参数,一般可以针对具体任务和具体模型来选择优化算法。不管使用何种优化算法,学习率一般是一个需要指定的比较重要的超参数,需要通过实验仔细调整,
这里采用随机梯度下降算法:
确定损失函数后,可以通过前向计算得到损失值,然后通过链式求导法则得到参数的梯度值。获取梯度值后需要更新参数,最简单的算法是随机梯度下降法::math:`w=w
- \eta \cdot g`。但是随机梯度下降算法存在一些问题,比如收敛不稳定等,为了改善模型的训练速度以及效果,学术界先后提出了很多优化算法,包括: :code:`Momentum`、:code:`RMSProp`、:code:`Adam` 等。这些优化算法采用不同的策略来更新模型参数,一般可以针对具体任务和具体模型来选择优化算法。不管使用何种优化算法,学习率一般是一个需要指定的比较重要的超参数,需要通过实验仔细调整。
这里采用随机梯度下降算法:
.. code-block:: python
sgd_optimizer = fluid.optimizer.SGD(learning_rate=0.001)
更多优化算子可以参考
`optimizer <http://www.paddlepaddle.org/docs/develop/api/fluid/en/optimizer.html>`_
。
更多优化算子可以参考
:ref:`api_fluid_optimizer`
。
总结
####
下一步做什么?
####
##########
使用PaddlePaddle实现模型时需要关注 **数据层**、**前向计算逻辑**、**损失函数** 和 **优化方法**
,不同的任务需要的数据格式不同,涉及的计算逻辑不同,需要特定的损失函数,适用的优化方法也有所差别
。PaddlePaddle提供了丰富的模型示例,可以以这些示例为参考来构建自己的模型结构。可以访问 `模型库 <https://github.com/PaddlePaddle/models/tree/develop/fluid>`_ 查看官方提供的示例。
使用PaddlePaddle实现模型时需要关注 **数据层**、**前向计算逻辑**、**损失函数** 和 **优化方法**
。不同的任务需要的数据格式不同,涉及的计算逻辑不同。用户需要指定特定的损失函数。不同模型适用的优化方法
。PaddlePaddle提供了丰富的模型示例,可以以这些示例为参考来构建自己的模型结构。可以访问 `模型库 <https://github.com/PaddlePaddle/models/tree/develop/fluid>`_ 查看官方提供的示例。
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