Numpy를 활용한 다층 퍼셉트론 구축 이론과 실습

1. Numpy를 활용한 신경망의 기초

Numpy를 활용한 신경망의 기초는 인공 신경망의 구성 요소와 동작 원리를 이해하는 데 중요한 역할을 한다. 인공 신경망은 여러 개의 뉴런으로 구성된 층들을 가지며, 각 뉴런은 입력을 받아 가중치와 편향을 적용한 후 비선형 활성화 함수를 통해 출력한다. Numpy는 이러한 수치 계산을 효율적으로 수행할 수 있는 파이썬 라이브러리로, 행렬 연산과 벡터 연산을 통해 신경망의 학습과 예측을 가능하게 한다. 신경망의 학습 과정은 주로 경량화된 데이터셋을 통해 가중치와 편향을 업데이트하는 과정으로 이루어지는데, 이때 손실 함수가 필요하다. 손실 함수는 예측값과 실제값의 차이를 측정하며, 이를 최소화하는 방향으로 가중치를 조정한다. Numpy이 제공하는 다양한 함수들을 사용하면, 이 과정에서 필요한 행렬 곱셈, 미분 계산, 그리고 배열 조작 등을 신속하게 수행할 수 있다. 또한, 활성화 함수는 뉴런의 출력에 비선형성을 추가하여 신경망이 복잡한 패턴을 학습할 수 있도록 한다. 일반적으로 시그모이드, ReLU, 소프트맥스 등의 함수가 널리 사용된다. 이러한 기본 개념을 바탕으로 Numpy를 활용하여 다층 퍼셉트론을 구현…(생략)