ML 101
M06 · L02
الوحدة 6

الـ neural networks متعددة الـ layers

neuron واحد بيرسم خط. ارصّ layers من الـ neurons وهتقدر ترسم أي حاجة. والـ hidden layers (الطبقات المخفية) بتكسر حاجز الخطية — وبتطلق القدرة الكاملة للـ neural networks (الشبكات العصبية).

01 / 13
ML 101
M06 · L02
الـ architecture

الـ hidden layers

بين الـ inputs والـ outputs فيه hidden layer واحدة أو أكتر. كل layer بتحوّل الـ representation. وكل تحويل يقدر يتعلّم decision boundaries منحنية مفيش مستوى واحد يقدر يعبّر عنها.

الـ inputs
خصائص خام
الـ hidden
تجريدات
02 / 13
ML 101
M06 · L02
الفكرة الأساسية

ليه الـ activation functions مهمة؟

تركيب تحويلات خطية بيدّي تحويل خطي. وعشان تكسب قدرة تعبيرية، كل hidden neuron بيغلّف المجموع الموزون بتاعه بـ activation (تنشيط) مش خطية — من غيرها، العمق مبيزوّدش حاجة.

  • من غير activation ← بتتلخّص لـ linear model
  • مع الـ activation ← تقريب أي function
  • اختيار الـ activation بيشكّل مرور الـ gradient
03 / 13
ML 101
M06 · L02
أنواع الـ activation

الـ sigmoid والـ tanh

الكلاسيكيين. الـ sigmoid بيضغط لـ (0،1)، والـ tanh لـ (−1،1). ناعمين وينفع يتفاضلوا. بس بيوصلوا لـ الـ saturation (التشبّع) عند الأطراف: الـ gradients بتصغر لقرب الصفر، وده بيعطّل التعلّم في الشبكات العميقة.

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

ReLU — البساطة بتكسب

max(0, z). بتعدّي الموجب زي ما هو، وبتصفّر السالب. الـ gradient 1 للـ inputs الموجبة — مفيش saturation في الناحية الشغّالة. والشبكات العميقة بتتدرّب أسرع بكتير. والاختيار الافتراضي النهارده للـ hidden layers.

خطر: الـ dead neurons
لو neuron جاله inputs سالبة دايمًا، الـ gradient بتاعه 0 للأبد وعمره ما بيتحدّث
05 / 13
ML 101
M06 · L02
أنواع الـ ReLU

Leaky وGELU واللي بعدهم

  • Leaky ReLU — ميل صغير α للسالب؛ بيمنع الـ dead neurons
  • Parametric ReLU — α بتتعلّم أثناء التدريب
  • GELU — gate جاوسي؛ ناعم؛ المعيار في الـ transformers والـ large language models
  • Swish — z·σ(z)؛ self-gated؛ مستخدم في EfficientNet
06 / 13
ML 101
M06 · L02
الـ universal approximation

layer واحدة تحكمهم كلهم؟

hidden layer واحدة بعرض كفاية تقدر تقرّب أي function مستمرة. سايبنكو أثبت ده سنة 1989. بس “العرض الكفاية” ممكن يبقى أُسّي — والعمق أكفأ بكتير في التطبيق.

أثبتها
سايبنكو 1989
الشرط
عرض أُسّي
07 / 13
ML 101
M06 · L02
الحساب

الـ forward propagation

layer ورا layer: اضرب الـ weights في الـ activations اللي قبلها، زوّد الـ bias، طبّق اللاخطية. output كل layer بيبقى input اللي بعدها. وoutput آخر layer هو الـ prediction. ده الـ forward propagation (الانتشار الأمامي).

الـ layer رقم 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
الـ output layer

activations على حسب المهمة

  • الـ sigmoid — binary classification، output في (0،1)
  • الـ softmax — أكتر من فئتين، احتمالات مجموعها 1
  • ولا حاجة (خطي) — regression، قيمة متوقعة خام
  • الاختيار مش اختياري — لازم يمشي مع الـ loss function
09 / 13
ML 101
M06 · L02
اختيارات التصميم

العمق قصاد العرض

  • العرض — neurons أكتر في الـ layer، patterns أكتر في كل خطوة
  • العمق — layers أكتر، تركيب هرمي للخصائص
  • الشبكات الأعمق: قدرة أُسّية، parameters كتير
  • الشبكات الأعمق: أصعب في التدريب (vanishing gradients)
  • الممارسة الحديثة: عمق معتدل + skip connections
10 / 13
ML 101
M06 · L02
السعة والـ overfitting

عمق أكتر، مخاطر أكتر

كل layer بتتزوّد بتزوّد الـ capacity. والسعة الزيادة بتخلّي الشبكة تحفظ noise التدريب بدل ما تعمّم. والحل بيانات أكتر أو regularization — مش layers أقل. والأدوات جاية في الوحدة الجاية.

قاعدة عملية
اعمل overfitting الأول، وبعدين اعمل regularization — ده بيأكّد إن الشبكة عندها سعة كفاية
11 / 13
ML 101
اختبار سريع

شوف إيه اللي ثبت

أربع أسئلة من الدرس ده. جاوب عشان تشوف السبب — الشرح بيظهر سواء جاوبت صح أو غلط. ونتيجتك مش بتتحفظ.

السؤال 1 من 0
النتيجة 0/0

12 / 13
ML 101
الخلاصة
مراجعة

اتعلّمت إيه

hidden layers + activations مش خطية = تقريب شامل للـ functions. الـ ReLU مسيطرة على الـ hidden layers. الـ forward propagation ضرب matrices layer ورا layer. activation الـ output بتمشي مع المهمة. والعمق بيكسب القدرة التركيبية — بتمن تدريب أصعب.

الدرس الجاي
13 / 13