詳細解釋
可微編程(Differentiable Programming)是整個計算圖可自動求導的編程範式,是深度學習的基礎。
核心:
- 所有操作可微分
- 自動微分:前向+反向傳播
- 計算圖:操作組成的有向圖
- 端到端梯度流
與傳統編程的對比:
- 傳統:離散邏輯,無梯度
- 可微:連續放鬆,可優化
- 使得離散問題可用梯度下降
框架支援:
- PyTorch:動態圖
- TensorFlow:靜態圖
- JAX:函數變換
- 自動微分是核心功能
應用擴展:
- 傳統算法可微化:排序、圖算法
- 物理模擬:可微物理引擎
- 渲染:可微渲染
- 組合優化:柔化後梯度優化
挑戰:
- 離散操作:需連續近似
- 記憶體:長計算圖存儲中間值
- 數值穩定性:梯度爆炸/消失
是深度學習 (深度神經網絡)能夠端到端訓練的基礎設施。