来点简单的|3分钟掌握深度学习数学基础中的标量、向量、矩阵、张量知识点
打好地基才能走的更远~学AI,学深度学习不学点数学怎么行?此数学非彼数学,非数学专业或者统计学出身的都不要小瞧深度学习中的数学哦!
今天学姐带来的是一位大佬“多多”整理的深度学习数学基础中的标量、向量、矩阵、张量知识点,篇幅很短,内容很少,但是通俗易懂便于理解。
01 标量
简单来说:一个标量就是一个单独的数。
日常生活的一个例子:我们去超市买了1个冰淇凌,花费了2元,排队结账用了5分钟,其中1、2和5都是标量。
对于标量,我们一般不讨论其维度或者形状(shape)的大小(或者说是0维)。
02 向量
将多个标量放在一起组成了向量。比如x=[1,2]x=[1,2]就是一个向量。
一个二维平面的点位置有2个特征:横坐标和纵坐标,因此可以用[x坐标,y坐标][x坐标,y坐标]这样一个二维向量来表示二维平面上的一个点;同理,可以使用[x坐标,y坐标,z坐标]三维向量来表示空间中的一个点所在的位置。
日常生活中,我们也可以使用[身高h,性别s,体重w,肤色f][身高h,性别s,体重w,肤色f]这样一个4维向量来表示一个人的特点。
更高维的向量可以表达一个物体更多维度的特征。
向量的维度通常表达的是向量中标量的个数。[1,2,3][1,2,3]的维度为3维。
03 矩阵
将多个向量排列到一起可以组成矩阵。例如:

如矩阵(1-1-1)所示,矩阵的每一行就是一个向量。
矩阵的形状:每一列标量的个数 x 每一行标量的个数,矩阵(1-1-1)形状为2x2,维度为2。
04 张量
将多个矩阵组合到一起可以形成张量。比如:

因此标量、向量、矩阵都可以看作是维度更少的张量。
张量的形状
假设张量A形状为dn×dn-1...×d1,那么表达的含义是:n维张量A中包含了dn个形状为dn-1 ...×d1的n−1维张量B,并以此类推到1维张量。所以张量(1-1-2)的形状是3x2x2维度是3,张量(1-1-1)的形状是是2x2维度是2。
注意:由于大家的对矩阵、张量的形状和维度的概念容易混淆,本文在描述张量形状的时候都会使用×符号来区分不同的维度。
05 Pytorch实践
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