Differenciallanıwshı programmalastırıw

Differenciallanıwshı programmalastırıw — bul sanlı kompyuter programması avtomat differenciallaw arqalı tolıǵı menen differenciallana alatuǵın programmalastırıw paradigması. Bul kóbinese gradient túsiriwi arqalı programmanıń parametrlerin gradientke tiykarlanǵan optimallastırıwǵa, sonday-aq joqarı dárejeli tuwındı informaciyasına tiykarlanǵan basqa úyreniw usıllarına imkaniyat beredi. Differenciallanıwshı programmalastırıw keń tarawlarda, ásirese ilimiy esaplawlar hám mashinalıq oqıtıwda qollanılǵan. Oqıw algoritmlerin jaqsılaw ushın bunday freymvorktı sistematikalıq túrde qabıllaw boyınsha dáslepki usınıslardıń biri Evropa Kosmos Agentliginiń Aldınǵı Koncepciyalar Komandası tárepinen 2016-jıldıń basında islengen.

Usıllar

Kópshilik differenciallanıwshı programmalastırıw freymvorkları programmanıń basqarıw aǵımın hám maǵlıwmat strukturaların óz ishine alǵan graf qurıw arqalı isley aladı. Háreketler ulıwma alǵanda eki toparǵa bólinedi:

• TensorFlow, Theano hám MXNet sıyaqlı statikalıq, kompilyaciyalanǵan grafqa tiykarlanǵan usıllar. Olar jaqsı kompilyator optimallastırıwına hám úlken sistemalarǵa ańsat keńeytiwge imkaniyat beredi, biraq olardıń statikalıq tábiyatı interaktivlikti hám ańsat jaratılıwı múmkin bolǵan programma túrlerin shekleydi (mısalı, cikller yamasa rekursiyalardı óz ishine alatuǵın), sonday-aq paydalanıwshılarǵa óz programmaları haqqında nátiyjeli oylawdı qıyınlastıradı. Myia dep atalatuǵın tastıyıqlanǵan koncepciya kompilyator qurallar toplamı Pythonnıń bir bólimin aldıńǵı bólim retinde paydalanadı hám joqarı dárejeli funkciyalardı, rekursiyanı hám joqarı dárejeli tuwındılardı qollap-quwatlaydı.
• Operatorlardı artıqsha júklew, PyTorch, NumPy-dıń autograd paketi hám Pyaudi sıyaqlı dinamikalıq graf tiykarındaǵı usıllar. Olardıń dinamikalıq hám interaktiv tábiyatı kópshilik programmalardı ańsat jazıwǵa hám olar haqqında oylawǵa imkaniyat beredi. Degen menen, olar interpretator artıqmashılıǵına (ásirese kóp kishi operaciyalardı biriktirgende), tómen keńeytiw imkaniyatına hám kompilyator optimallastırıwınan az payda alıwǵa alıp keledi.

Tez arada kompilyaciyalaw interpretaciyalanatuǵın tillerdiń ayırım tosqınlıqların jeńiw ushın múmkin bolǵan sheshim retinde jaqında payda boldı. C++ heyoka hám Python paketi heyoka.py joqarı dárejeli differenciallanıwshı programmalastırıw imkaniyatların (sonday-aq joqarı dárejelerde) usınıw ushın bul usıldı keńnen paydalanadı. Julia programmalastırıw tili ushın Zygote paketi tikkeley Julianıń aralıq kórinisi ústinde isley aladı.

Aldınǵı usıllardıń sheklewi — olar tek freymvork ushın sáykes usılda jazılǵan kodtı ǵana differenciallay aladı, bul olardıń basqa programmalar menen óz-ara islesiw imkaniyatın shekleydi. Jańa usıllar tildiń sintaksisinen yamasa IR-nen graf qurıw arqalı bul máseleni sheshedi, bul qálegen kodtı differenciallawǵa imkaniyat beredi.

Qollanılıwı

Differenciallanıwshı programmalastırıw robototexnikada tereń oqıtıwdı fizika dvijokları menen biriktiriw, Differenciallanıwshı tıǵızlıq funkcional teoriyası menen elektron-strukturalıq máselelerdi sheshiw, differenciallanıwshı nur izlew, differenciallanıwshı súwretlew, súwretti qayta islew hám itimallıq programmalastırıw sıyaqlı tarawlarda qollanılǵan.

Kóp tarmaqlı qollanılıw

Differenciallanıwshı programmalastırıw óziniń dástúrli qollanıw tarawlarınan tıs hár túrli tarawlarda áhmiyetli alǵa ilgerilewlerge erispekte. Mısalı, densawlıqtı saqlaw hám turmıs ilimlerinde ol molekulyar mexanizmlerdiń biofizikaǵa tiykarlanǵan modellestiriwinde, belok strukturasın boljaw hám dári-dármaq islep shıǵıw sıyaqlı tarawlarda tereń oqıtıw ushın qollanılmaqta. Bul qosımshalar differenciallanıwshı programmalastırıwdıń quramalı biologiyalıq sistemalardı túsinip alıwǵa hám densawlıqtı saqlaw sheshimlerin jaqsılawǵa áhmiyetli úles qosıw potencialın kórsetedi.