ML 101
M06 · L02
الوحدة 6

الشبكات العصبية متعددة الطبقات

عصبون واحد يرسم خطًا. كدّس طبقات من العصبونات وستستطيع رسم أي شيء. الطبقات المخفية تكسر حاجز الخطية — وتُطلق القدرة الكاملة للشبكات العصبية.

01 / 13
ML 101
M06 · L02
المعمارية

الطبقات المخفية

بين المدخلات والمخرجات تقع طبقة مخفية أو أكثر. كل طبقة تحوّل التمثيل. كل تحويل قادر على تعلم حدود قرار منحنية لا يستطيع أي مستوٍ فردي التعبير عنها.

المدخلات
خصائص خام
المخفية
تجريدات
02 / 13
ML 101
M06 · L02
الفكرة الجوهرية

لماذا تهم دوال التنشيط؟

تركيب تحويلات خطية يعطي تحويلًا خطيًا. لاكتساب القدرة التعبيرية، يُغلّف كل عصبون مخفي مجموعه الموزون بـتنشيط غير خطي — بدونه، العمق لا يُضيف شيئًا.

  • بدون تنشيط ← يُختزل إلى نموذج خطي
  • مع التنشيط ← تقريب أي دالة
  • اختيار التنشيط يُشكّل تدفق التدرج
03 / 13
ML 101
M06 · L02
أنواع التنشيط

السيغمويد والتانه

الكلاسيكيان. السيغمويد يضغط إلى (0،1)، التانه إلى (−1،1). ناعمان وقابلان للاشتقاق. لكنهما يصلان إلى حالة الإشباع عند الأطراف: التدرجات تتضاءل إلى قرب الصفر، مما يُعيق التعلم في الشبكات العميقة.

السيغمويد
\sigma(z)=\frac{1}{1+e^{-z}}
04 / 13
ML 101
M06 · L02
المعيار الحديث

ReLU — البساطة تنتصر

max(0, z). يمرر الموجبة كما هي، يُلغي السالبة. التدرج 1 للمدخلات الموجبة — لا إشباع على الجانب النشط. الشبكات العميقة تُدرَّب بشكل أسرع بكثير. الاختيار الافتراضي اليوم للطبقات المخفية.

خطر: العصبونات الميتة
إذا تلقّى عصبون مدخلات سالبة دائمًا، تدرجه 0 إلى الأبد ولا يتحدث أبدًا
05 / 13
ML 101
M06 · L02
متغيرات ReLU

Leaky وGELU وما بعدهما

  • Leaky ReLU — ميل صغير α للسالبة؛ يمنع العصبونات الميتة
  • Parametric ReLU — α يُتعلم أثناء التدريب
  • GELU — بوابة غاوسية؛ سلس؛ معيار المحوّلات ونماذج اللغة الكبيرة
  • Swish — z·σ(z)؛ بوابة ذاتية؛ مستخدم في EfficientNet
06 / 13
ML 101
M06 · L02
التقريب الشامل

طبقة واحدة لحكمهم جميعًا؟

طبقة مخفية واحدة بعرض كافٍ تستطيع تقريب أي دالة مستمرة. أثبت سايبنكو هذا عام 1989. لكن “العرض الكافي” قد يكون أسيًا — العمق أكثر كفاءة بكثير في التطبيق.

أثبته
سايبنكو 1989
التحفظ
عرض أسّي
07 / 13
ML 101
M06 · L02
الحساب

الانتشار الأمامي

طبقة بطبقة: اضرب الأوزان في التنشيطات السابقة، أضف الانحياز، طبّق اللاخطية. مخرج كل طبقة يصبح مدخل التالية. مخرج الطبقة النهائية هو التنبؤ.

الطبقة l
\mathbf{z}^{[l]}=W^{[l]}\mathbf{a}^{[l-1]}+\mathbf{b}^{[l]},\quad\mathbf{a}^{[l]}=f\bigl(\mathbf{z}^{[l]}\bigr)
08 / 13
ML 101
M06 · L02
طبقة المخرجات

تنشيطات خاصة بالمهمة

  • السيغمويد — تصنيف ثنائي، مخرج في (0،1)
  • Softmax — تعدد فئوي، احتمالات مجموعها 1
  • لا شيء (خطي) — انحدار، قيمة متنبأة خام
  • الاختيار ليس اختياريًا — يجب أن يتوافق مع دالة الخسارة
09 / 13
ML 101
M06 · L02
خيارات التصميم

العمق مقابل العرض

  • العرض — عصبونات أكثر في الطبقة، أنماط أكثر في كل خطوة
  • العمق — طبقات أكثر، تركيب هرمي للخصائص
  • الشبكات الأعمق: قدرة أسية، معلمات كثيرة
  • الشبكات الأعمق: أصعب تدريبًا (تلاشي التدرجات)
  • الممارسة الحديثة: عمق معتدل + وصلات تجاوز
10 / 13
ML 101
M06 · L02
السعة والإفراط

عمق أكثر، مخاطر أكثر

كل طبقة مضافة تزيد السعة. سعة زائدة تجعل الشبكة تحفظ ضوضاء التدريب بدلًا من التعميم. الحل بيانات أكثر أو تنظيم — لا طبقات أقل. الأدوات تأتي في الوحدة التالية.

قاعدة عملية
أفرط في التخصص أولًا، ثم نظّم — يؤكد أن الشبكة لديها سعة كافية
11 / 13
ML 101
اختبار سريع

تحقّق ممّا ثبت

أربعة أسئلة من هذا الدرس. أجب لترى السبب — يظهر الشرح سواء أصبتَ أم أخطأت. ولا شيء يُسجَّل أو يُحفَظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 13
ML 101
ملخص
مراجعة

ماذا تعلمت

طبقات مخفية + تنشيطات غير خطية = تقريب شامل للدوال. ReLU يهيمن على الطبقات المخفية. الانتشار الأمامي هو ضرب مصفوفات طبقة بطبقة. تنشيط المخرج يتوافق مع المهمة. العمق يكسب القدرة التركيبية — بتكلفة تدريب أصعب.

الدرس التالي
13 / 13