自动微分 Automatic Differentiation
目录
一、概述
二、原理
2.1 前向模式
2.2 后向模式
2.3 前向 VS 反向
三、Pytorch自动微分举例
四、Ref
记录自动微分的知识点。
一、概述
计算机实现微分功能, 有以下四种方式:
- 手工计算出微分, 然后编码进代码
- 数值微分 (numerical differentiation)
- 符号微分 (symbolic differentiation)
- 自动微分
二、原理
所有的数值计算都是有限的基本运算组成的;
基本运算的导数形式是已知的;
自动微分通过链式法则将数值计算的各部分导数组合成整体的导数;
自动微分有两种形式
- 前向模式 (forward mode)
- 反向模式 (reverse mode)
2.1 前向模式
前向模式是在计算图前向传播的同时计算微分。
2.2 后向模式
反向模式需要对计算图进行一次正向计算, 得出输出值,再进行反向传播。
2.3 前向 VS 反向
前向模式的一次正向传播能够计算出输出值以及导数值, 而反向模式需要先进行正向传播计算出输出值, 然后进行反向传播计算导数值,所以反向模式的内存开销要大一点, 因为它需要保存正向传播中的中间变量值,这些变量值用于反向传播的时候计算导数。
- 当输出的维度大于输入的时候,适宜使用前向模式微分;
- 当输出维度远远小于输入的时候,适宜使用反向模式微分。
三、Pytorch自动微分举例
四、Ref
- Automatic Differentiation in Machine Learning: a Surve
- 自动微分简介 - 张洪滨 - 20210120 - PLCT实验室
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