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🧠 智能计算课程实验

Intelligent Computing Course Experiments

GitHub Star License: MIT

Python 3.7+ NumPy

深度学习基础 · 神经网络设计 · MNIST分类 · 从零实现


📖 项目简介

本仓库包含智能计算课程的实验代码与作业答案,涵盖深度学习基础、神经网络设计与实现等内容。所有实验均使用 NumPy 从零实现,旨在帮助深入理解神经网络的底层原理,同时提供完整的作业解答供学习参考。


📦 实验模块

本课程项目包含以下实验模块:

实验模块 简介 状态 README
实验 2.1 基于 4 层 MLP 的 MNIST 手写数字识别,准确率 98%+ ✅ 已完成 查看详情
实验 2.2 基于 DLP 深度学习平台的 MNIST 分类实现,使用 He 初始化和梯度裁剪优化 ✅ 已完成 查看详情
🔮 未来计划
  • 🚧 实验 3.1:卷积神经网络(CNN)实现与图像分类
  • 🚧 实验 3.2:循环神经网络(RNN)与序列建模
  • 🚧 实验 4.0:注意力机制与 Transformer
  • 📅 更多实验持续更新中...

📚 作业答案

本仓库包含智能计算课程第 2-7 章的作业答案详解,涵盖多层感知机、卷积神经网络、网络结构设计、计算图模式、深度学习处理器和数值表示等核心知识点。

主题 简介 README
作业答案 第 2-7 章深度学习理论作业详解与推导过程 查看详情

📁 项目结构

查看目录结构
IntelligentCompute/
├── exp_2_1_mnist_mlp/          # 🔧 实验2.1: MLP实现MNIST分类
├── expr2_2/                    # 🔧 实验2.2: DLP平台实现
├── homeWork/                   # 📚 作业答案目录
├── mnist_data/                 # 💾 MNIST数据集
├── .gitignore                  # 🚫 Git忽略文件配置
└── README.md                   # 📄 项目说明文档

🛠️ 技术栈

技术 版本/说明
Python 3.7+
NumPy 1.19+ - 用于数值计算和矩阵运算
DLP Platform 深度学习实验平台(实验2.2)

🔧 环境配置

前置要求

  • Python 3.7 或更高版本
  • NumPy 1.19 或更高版本
  • (可选)DLP 深度学习实验平台

安装依赖

# 创建虚拟环境(推荐)
python -m venv venv
source venv/bin/activate  # Linux/Mac
#
venv\Scripts\activate     # Windows

# 安装依赖
pip install numpy>=1.19

🚀 快速开始

1. 克隆仓库

git clone https://github.com/airprofly/IntelligentCompute.git
cd IntelligentCompute

2. 选择实验模块

# 实验 2.1: MLP 实现
cd exp_2_1_mnist_mlp
python main_exp_2_1.py

# 实验 2.2: DLP 平台实现
cd expr2_2
python main_exp_2_2.py

💡 提示:每个实验模块都有独立的 README,包含详细的实现说明、运行方法和核心代码。请点击上方的"查看详情"链接查看完整文档。

3. 查看作业答案

# 查看特定章节答案
cat homeWork/chapter2.md
cat homeWork/chapter3.md
# 或在 Markdown 阅读器中打开以获得更好的阅读体验

📚 学习路径

本课程实验按照以下路径设计:

基础篇
└── 实验 2.1:多层感知机(MLP)+ MNIST 分类
    ├── 全连接层实现
    ├── ReLU 激活函数
    ├── Softmax 损失函数
    └── 反向传播算法

平台应用篇
└── 实验 2.2:DLP 平台实现
    ├── He 初始化方法
    ├── 梯度裁剪技术
    ├── 数据预处理
    └── 模型加载与推理

理论巩固篇
└── 作业答案(第2-7章)
    ├── 第2章:多层感知机原理
    ├── 第3章:经典 CNN 架构
    ├── 第4章:网络结构设计
    ├── 第5章:计算图模式
    ├── 第6章:深度学习硬件
    └── 第7章:数值表示方法

📝 课程目标

通过本课程实验与作业,你将掌握:

  • ✅ 神经网络的数学原理(矩阵运算、链式法则)
  • ✅ 前向传播和反向传播的实现细节
  • ✅ 参数梯度的计算和更新方法
  • ✅ 深度学习框架(如 PyTorch、TensorFlow)背后的工作机制
  • ✅ 经典数据集(MNIST、CIFAR-10 等)的处理方式
  • ✅ 深度学习平台(DLP)的使用方法
  • ✅ CNN 架构设计与参数计算
  • ✅ 训练技巧与优化方法

🔗 相关资源


🤝 贡献

欢迎提交 Issue 和 Pull Request 来改进本项目!


📄 许可证

本项目采用 MIT 许可证


智能计算课程实验项目

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