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[b]AulaF_658-Gradiente_Estocastico.py
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El descenso de gradiente estocástico (SGD por sus siglas en inglés, Stochastic Gradient Descent) es un algoritmo de optimización ampliamente utilizado en el campo del aprendizaje automático y la inteligencia artificial para entrenar modelos de machine learning, especialmente en el contexto de aprendizaje profundo (deep learning). SGD es una variante del algoritmo de descenso de gradiente clásico.

La principal diferencia entre el descenso de gradiente estocástico y el descenso de gradiente tradicional radica en cómo se actualizan los parámetros del modelo durante el proceso de entrenamiento. En el descenso de gradiente tradicional, se calcula el gradiente de la función de pérdida utilizando todo el conjunto de datos de entrenamiento en cada paso de la optimización, lo que puede ser computacionalmente costoso en conjuntos de datos grandes.

En contraste, en SGD, en cada paso de optimización se utiliza un único ejemplo de entrenamiento (o un pequeño lote de ejemplos de entrenamiento) de forma aleatoria. Esto introduce estocasticidad en el proceso, ya que el gradiente calculado en cada paso se basa en una muestra aleatoria de datos. Como resultado, el proceso de optimización es más rápido y puede converger a un mínimo local o global de la función de pérdida de manera más eficiente en muchos casos.

Los pasos generales del algoritmo de descenso de gradiente estocástico son los siguientes:

Inicializar los parámetros del modelo de manera aleatoria o utilizando algún valor inicial.

Mezclar aleatoriamente el conjunto de datos de entrenamiento.

Realizar iteraciones sobre el conjunto de datos de entrenamiento, tomando un ejemplo (o un pequeño lote) a la vez.

Calcular el gradiente de la función de pérdida con respecto a los parámetros utilizando el ejemplo seleccionado.

Actualizar los parámetros del modelo utilizando el gradiente calculado y una tasa de aprendizaje predefinida.

Repetir los pasos 3-5 durante un número fijo de iteraciones o hasta que se cumpla un criterio de convergencia.

El uso de SGD es beneficioso en situaciones donde el conjunto de datos es grande o cuando se necesita un entrenamiento rápido. Sin embargo, la estocasticidad puede hacer que el proceso sea más ruidoso y requiera una sintonización cuidadosa de hiperparámetros, como la tasa de aprendizaje. Además, existen variantes de SGD, como el Mini-Batch Gradient Descent, que toman un pequeño lote de ejemplos en lugar de uno solo, lo que ayuda a suavizar las actualizaciones de parámetros sin la necesidad de calcular el gradiente en todo el conjunto de datos.

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Hilario Iglesias Martínez

ClaseViernes-F543.py

DESCENSO DE GRADIENTE BATCH
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El "descenso de gradiente tipo Batch" es una técnica de optimización utilizada en el aprendizaje automático y la estadística para ajustar los parámetros de un modelo matemático, como una regresión lineal o una red neuronal, de manera que se minimice una función de costo específica. Es una de las variantes más simples y fundamentales del descenso de gradiente.

Aquí tienes una explicación de cómo funciona el descenso de gradiente tipo Batch:

Inicialización de parámetros: Comienza con un conjunto inicial de parámetros para tu modelo, que generalmente se eligen de manera aleatoria o se establecen en valores iniciales.

Selección de lote (Batch): En el descenso de gradiente tipo Batch, se divide el conjunto de datos de entrenamiento en lotes o subconjuntos más pequeños. Cada lote contiene un número fijo de ejemplos de entrenamiento. Por ejemplo, si tienes 1000 ejemplos de entrenamiento, puedes dividirlos en lotes de 32 ejemplos cada uno.

Cálculo del gradiente: Para cada lote, calculas el gradiente de la función de costo con respecto a los parámetros del modelo. El gradiente es una medida de cómo cambia la función de costo cuando se hacen pequeños ajustes en los parámetros. Indica la dirección en la que debes moverte para minimizar la función de costo.

Actualización de parámetros: Después de calcular el gradiente para cada lote, promedias los gradientes de todos los lotes y utilizas ese gradiente promedio para actualizar los parámetros del modelo. Esto se hace multiplicando el gradiente promedio por una tasa de aprendizaje (learning rate) y restando ese valor de los parámetros actuales. El learning rate controla el tamaño de los pasos que das en la dirección del gradiente.

Repetición: Los pasos 2-4 se repiten varias veces (llamadas épocas) a través de todo el conjunto de datos de entrenamiento. Cada época consiste en procesar todos los lotes y ajustar los parámetros del modelo.

Convergencia: El proceso de ajuste de parámetros continúa hasta que se alcanza un criterio de convergencia, que generalmente se establece en función de la precisión deseada o el número de épocas.

El descenso de gradiente tipo Batch es eficiente en términos de cómputo, ya que utiliza todos los datos de entrenamiento en cada paso de actualización de parámetros. Sin embargo, puede ser lento en conjuntos de datos grandes, y su convergencia puede ser más lenta en comparación con otras variantes del descenso de gradiente, como el descenso de gradiente estocástico (SGD) o el mini-batch SGD.

En resumen, el descenso de gradiente tipo Batch es una técnica de optimización que ajusta los parámetros de un modelo mediante el cálculo y la actualización de gradientes en lotes de datos de entrenamiento, con el objetivo de minimizar una función de costo. Es una parte fundamental en la optimización de modelos de aprendizaje automático.

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Ejecucion.
Bajo consola de Linux.
python3 ClaseViernes-F543.py

[b]"""
Hilario Iglesias Martinez.
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seno.py
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Descenso de gradiente en una función seno.
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Función Seno (sin(x)): La función seno es una función trigonométrica
que toma un ángulo como entrada y devuelve la relación entre
la longitud del cateto opuesto a ese ángulo y la longitud de
la hipotenusa en un triángulo rectángulo. En términos más simples,
el valor del seno de un ángulo en un triángulo rectángulo es igual
a la longitud del lado opuesto dividido por la longitud de la hipotenusa.

En el contexto de funciones reales, la función seno asigna un valor
real a un ángulo en radianes. Su gráfica oscila entre -1 y 1,
creando una forma ondulante suave que se repite cada 2π radianes.
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EJECUCION BAJO CONSOLA LINUX.
python3 seno.py