深度学习中的epochs,batch_size,iterations详解---对这三个概念说的比较清楚

本文介绍了深度学习框架中常见的几个关键参数,包括batch_size、iterations及epochs等,并详细解释了这些参数的作用及其相互之间的关系。

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深度学习框架中涉及很多参数,如果一些基本的参数如果不了解,那么你去看任何一个深度学习框架是都会觉得很困难,下面介绍几个新手常问的几个参数。

batch

深度学习的优化算法,说白了就是梯度下降。每次的参数更新有两种方式。

第一种,遍历全部数据集算一次损失函数,然后算函数对各个参数的梯度,更新梯度。这种方法每更新一次参数都要把数据集里的所有样本都看一遍,计算量开销大,计算速度慢,不支持在线学习,这称为Batch gradient descent,批梯度下降。

另一种,每看一个数据就算一下损失函数,然后求梯度更新参数,这个称为随机梯度下降,stochastic gradient descent。这个方法速度比较快,但是收敛性能不太好,可能在最优点附近晃来晃去,hit不到最优点。两次参数的更新也有可能互相抵消掉,造成目标函数震荡的比较剧烈。

为了克服两种方法的缺点,现在一般采用的是一种折中手段,mini-batch gradient decent,小批的梯度下降,这种方法把数据分为若干个批,按批来更新参数,这样,一个批中的一组数据共同决定了本次梯度的方向,下降起来就不容易跑偏,减少了随机性。另一方面因为批的样本数与整个数据集相比小了很多,计算量也不是很大。

基本上现在的梯度下降都是基于mini-batch的,所以深度学习框架的函数中经常会出现batch_size,就是指这个。 
关于如何将训练样本转换从batch_size的格式可以参考训练样本的batch_size数据的准备

iterations

iterations(迭代):每一次迭代都是一次权重更新,每一次权重更新需要batch_size个数据进行Forward运算得到损失函数,再BP算法更新参数。1个iteration等于使用batchsize个样本训练一次。

epochs

epochs被定义为向前和向后传播中所有批次的单次训练迭代。这意味着1个周期是整个输入数据的单次向前和向后传递。简单说,epochs指的就是训练过程中数据将被“轮”多少次,就这样。

举个例子

训练集有1000个样本,batchsize=10,那么: 
训练完整个样本集需要: 
100次iteration,1次epoch。

具体的计算公式为: 
one epoch = numbers of iterations = N = 训练样本的数量/batch_size

注:

在LSTM中我们还会遇到一个seq_length,其实 
batch_size = num_steps * seq_length

<think>我们只需要将多个参数放在同一行命令中即可。在命令行中,多个参数可以自然地写在一行,用空格分隔。 因此,将多行命令合并为一行就是去掉换行符和反斜杠(如果有的话),然后写在一行。 原多行命令示例(带有换行和反斜杠): python train.py \ --n_epochs 500 \ --batch_size 64 \ ... 合并为一行: python train.py --n_epochs 500 --batch_size 64 --lr 0.0001 --n_critic 5 --lambda_gp 10.0 --sample_interval 1000 所以,直接将这些参数写在一行,用空格分隔即可。</think>要将多行 Python 训练命令合并为一行,只需移除换行符和反斜杠`\`,将所有参数放在同一行: ```bash python train.py --n_epochs 500 --batch_size 64 --lr 0.0001 --n_critic 5 --lambda_gp 10.0 --sample_interval 1000 ``` ### 关键明: 1. **参数合并原理**: - 反斜杠`\`在终端中是换行转义符,用于提高长命令的可读性 - 移除所有`\`和换行符后,命令功能完全等效 - 参数顺序不影响执行结果 2. **分布式训练扩展**: 若需启用分布式训练加速(引用[2]),可添加: ```bash python -m torch.distributed.launch --nproc_per_node=4 train.py --n_epochs 500 --batch_size 64 --lr 0.0001 --n_critic 5 --lambda_gp 10.0 --sample_interval 1000 ``` 其中`--nproc_per_node=4`表示使用4个GPU并行训练[^2] 3. **环境归一化建议**: 训练过程中可添加环境归一化(引用[3]): ```bash python train.py ... --normalize_observation # 添加RunningMeanStd归一化 ``` 这将使用公式更新均值方差: $$ \begin{aligned} \Delta &= \mu_{\text{batch}} - \mu \\ \text{new\_mean} &= \mu + \Delta \times \frac{N_{\text{batch}}}{N_{\text{total}}} \\ \text{new\_var} &= \frac{\sigma^2 \times N + \sigma_{\text{batch}}^2 \times N_{\text{batch}} + \Delta^2 \times N \times N_{\text{batch}} / N_{\text{total}}}{N_{\text{total}}} \end{aligned} $$ 可提升训练稳定性[^3] ### 执行验证: ```bash # 查看命令是否有效 python train.py --help # 实际执行 python train.py --n_epochs 500 --batch_size 64 --lr 0.0001 --n_critic 5 --lambda_gp 10.0 --sample_interval 1000 ```
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