Python 现代开发学习笔记

16-09 批量梯度累积

本章题解 · 全部练习

题目

把一次四条样本的梯度与两次两条样本的累积梯度比较,按样本数缩放损失,核对一次最终更新。

推导与做法

整批损失是四条样本误差的平均。分成两批各两条时,每个微批均值只占总均值的一半,因此先乘 2/4,再 backward。

两次反传之间不清空梯度,全部微批结束后只执行一次 optimizer.step。题解从相同参数分别执行整批和微批,比较更新后的权重与偏置。若直接把两个微批均值相加,梯度会放大两倍。

过程图

%% 每个节点保留输入、执行位置或执行后的实际状态。 flowchart TD S0["整批4项:loss取四项平均"] S1["微批1:均值乘2/4再反传"] S0 --> S1 S2["微批2:均值乘2/4累积梯度"] S1 --> S2 S3["最后只step一次,与整批参数相同"] S2 --> S3 classDef default fill:#EEF0FB,stroke:#4657B5,color:#24324A linkStyle default stroke:#4657B5

实现与运行

查看带注释实现。本题与相关处理函数放在同一章节代码文件中;启动工具负责定位相邻项目和选择题号。

在配套目录的 PyTorch与模型开发/training_project 中运行。先按项目 README 执行 uv sync --locked。接口题先安装 serve 可选项:uv sync --locked --extra serve。

# 使用项目解释器运行本题,题号决定执行哪一组演示。
uv run python "../../学习索引/参考实现/代码/ch16.py" 16-09

程序按题号输出处理后的值、查询结果或状态。先和前面的手算比较,再修改一项输入重跑。

查看本题运行结果
# 与上面的手算状态和题目数值逐项比较。
{
  "equal": true
}

笔记正文与全部题解 · Ctrl / ⌘ K