1. 深层神经网络 （Deep Neural Networks, DNN）
（1）深度学习定义：一类通过多层非线性变换对高复杂性数据建模算法的集合（wikipedia）
（2）DNN定义：一种具备至少一个隐藏层的，利用激活函数去线性化，使用交叉熵作损失函数，利用反向传播优化算法（随机梯度下降算法、批量梯度下降算法）进行学习训练（调整并更新神经元之间的权重）的前馈神经网络。
（3）前向传播算法：利用我们的若干个权重系数矩阵W,偏倚向量b来和输入值向量x进行一系列线性运算和激活运算，从输入层开始，一层层的向后计算，一直到运算到输出层，得到输出结果为值。
（4）激活函数：目的是去线性化，实现非线性分类任务；线性叠加永远是线性，无法处理非线性问题。
①ReLu函数：f(x) = max(x, 0)
②sigmoid函数： f(x) = 1/[1 + exp(-x)]
③tanh双曲正切函数： f(x) = [ 1- exp(-2x) ]/[ 1 + exp(-2x) ]
（5）SoftMax回归：将神经网络的输出编程一个概率分布，实现交叉熵损失函数
①Soft Max实现的本质：计算当前输出各个值的归一化值，最大的值（max）设为1，其余值为0
②函数公式：SoftMax(x) = exp(yi)/∑exp(yi)
（6）损失函数：刻画前向传播输出与期望值的拟合程度
①经典分类损失函数：交叉熵，刻画网络输出概率分布与期望输出概率分布之间的距离（相似度），分类问题使用比较广的一种损失函数。
②交叉熵：H(p,q) = -∑ p(x) log q(x)
③经典回归损失函数：均方误差（MSE, Mean Squared Error）
④自定义损失函数：使用自定义损失函数，让神经网络优化结果更加接近实际问题的需求。
（7）神经网络优化算法：反向传播算法与梯度下降算法
①反向传播算法：前向传播的是输入的数据信息，反向传播的是loss，即误差，错误率。
②梯度下降法：是一个一阶最优化算法，通常也称为最速下降法。 要使用梯度下降法找到一个函数的局部极小值，必须向函数上当前点对应梯度（或者是近似梯度）的反方向的规定步长距离点进行迭代搜索。（wikipedia）正常使用随机梯度下降和梯度下降两者有点的tradeoff，批量梯度下降算法。
③权值更新：
④反向传播算法和梯度下降：梯度下降算法主要优化单个参数的取值，而反向传播算法给出了高校的方式在所有参数上使用梯度下降，从而最小化损失函数
（8）学习率的优化：
①开源框架Tensorflow优化思路：指数衰减法，先使用较大的学习率来快速得到一个比较优的解，此时可以加快模型的训练，然后随着迭代步数逐步减少学习率，使模型到了后期更加稳定。
②增加动量项的梯度：
（9）交叉验证：简单交叉验证（70%-30%分裂数据集），K-折交叉验证，留一交叉验证。
（10）正则化（过拟合问题）：L2-正则化； Dropout；数据增强
（11）滑动平均模型：
①滑动平均模型的作用是提高测试值上的健壮性，一个参数变化很大，那势必会影响到测试准确度问题，从他的公式看shadow_var = decay * shadow_var + (1 - decay) * var_new，decay控制着该shadow变量的更新速度，decay越大，那么很明显其值就会越倾向接近于旧值，而decay越小，那么var_new产生的叠加作用就会越强，其结果就会越倾向于远离旧值，那这样波动就很大，通常认为稳定性就不够好当然就不够健壮了
②通俗的理解就是“让参数有滑动效果，目的是让参数不是一个常数，而是一个可以变的参数，提高模型的稳定性”
（12）异或问题（XOR问题）：
①如果要利用单层感知器画出一条直线把0和1分开，如下所示的异或问题（分类问题）是做不到的。
②单层感知器无法找到一条直线作为决策边界使 (0,0) 和 (1,1) 在一个区域，而 (1,0) 和 (0,1) 在另一个区域。
（13）网络层数增加带来的问题：神经网络层数加深，优化函数会越来越容易陷入局部最优解，这个局部最优解离全局最优解也可能会越来越远，同时“梯度消失”现象也会越来越严重。2006年Hinton利用预训练法缓解了局部最优解问题。为了克服“梯度消失”现象，用ReLu、maxout等激活函数代替了sigmoid函数。
（14）卷积神经网络和循环神经网络：CNN是空间上深度增加的神经网络，RNN是时间上深度增加的神经网络。
参考文献：
[1] 郑泽宇，顾思宇.Tensorflow：实战Google深度学习框架[M].电子工业出版社，2017.
[2] Simon Haykin. 神经网络与机器学习[M]. 机械工业出版社, 2011.
[3] 滑动平均模型 工作原理tensorflow?https://www.zhihu.com/question/65002219
