深度学习入门笔记（1）——导论部分

此笔记来源于 Sebastian Raschka 的 Introduction to Deep Learning 系列课程。

首先介绍的是传统的编程范式，假设我们想实现垃圾邮件识别的功能，传统的方法就是由程序员来找出垃圾邮件的规则并对其进行编程，得到一个垃圾邮件识别的程序。

机器学习的方法，可以通过输入邮件以及邮件对应的标签，通过算法自动得到机器学习模型，该模型可以代替传统方法中程序员手动编写规则得到的程序，实现垃圾邮件识别。

单个的训练样本（不包含标签），其实就是一个特征向量（列向量），特征数量为 m

当有 n 个训练样本的时候，常用设计矩阵来表示训练集，这个矩阵是 n 行 m 列的，下标表示的是第几个特征，上标表示的是第几个样本。

在结构化的数据中，常见的形式就是这种，n 行 m + 1 列的矩阵，n 是训练样本的数量，m 是特征数量，最后多了的 1 列是标签列。

在非结构化的数据中，例如图像，就常用多维数组来表示，最常见的表示法是 NCHW（Number、Channel、Height、Weight），分别表示图像的数量、不同颜色（RGB）的通道、高度以及宽度，这就是一个四维数组或四维张量（4D Tensor）。

根据对于数据作出的假设（Assumption）的不同，可以将神经网络分为几类：

1、多层感知器（前馈神经网络、全连接层），一般接收表格数据作为输入，它对于数据是没有假设的（Independence），例如我们把第一列特征与第四列特征交换位置，得到的训练结果应该不变。因为没有假设，所以它的学习能力最强，但是难度也最高。

2、卷积神经网络，它对于数据的假设是相邻像素是相互关联的（Locality），同时这种关系具有平移不变性，例如人脸图片中的眼睛，黑色像素都是相互关联的，且这个眼睛可能在图片的左边或者右边出现，而打乱像素会导致图片没有意义。

3、循环神经网络，它对于数据的假设是输入数据有顺序关系（Sequentiality），常用于文本数据，因为输入一个句子，句子中的单词是有顺序关系的，打乱的话这个句子就没有意义了。