Ein interaktiver Lernpfad

Layer Normalization.

Level 87 · Neuronale Netze. Normiere Merkmale eines einzelnen Tokens. Mit 20 Aufgaben, Erklärvideo und interaktiven Werkzeugen.

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Neuronale Netze · Kapitel 9/10

Level 87 / 100

Layer Normalization

0 / 20 gelöst

Die Idee

Normiere Merkmale eines einzelnen Tokens.

yᵢ = γ(xᵢ−μ)/√(σ²+ε) + β

Wichtig: LayerNorm berechnet die Statistik über Merkmale, nicht über den Batch.

Warum für AI? Lokale Rechenregeln ergeben gemeinsam ein trainierbares neuronales Netz.

Ein Beispiel mit Lösungsweg

LayerNorm für x=[3, 4, 5], γ=2, β=0.1, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

Für die Kurzschreibweise im Rechenweg: a=3, b=1, c=2, n=1. Nebeneinanderstehende Buchstaben bedeuten Multiplikation (z. B. ab = a · b).
1. μ=(3)+(1) und σ²=2b²/3.
2. Normiere die Abweichungen (−(1),0,(1)), dann skaliere und verschiebe.
3. y₁ = -2.34947; y₂ = 0.1; y₃ = 2.54947. Prüfe die Reihenfolge und die Vorzeichen mit der Aufgabenstellung.
Ergebnis: -2.34947; 0.1; 2.54947.

Erklärvideo · mit deutscher Sprachspur

Sehen, hören und verstehen.

Animierte Grafiken zeigen den Rechenweg – mit deutscher Erklärung und Untertiteln. Pausiere jederzeit zum Nachrechnen.

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Jetzt bist du dran.

20 Aufgaben · 1–4 Einstieg, ab 5 langsam anspruchsvoller

Aufgabe 1 / 20

LayerNorm für x=[3, 4, 5], γ=2, β=0.1, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

Zahlen, Brüche und Ausdrücke sind erlaubt: 1/3, sqrt(2), ln(0.5), exp(1). Runde möglichst auf mindestens 6 Nachkommastellen; bei sehr kleinen Werten nutze die Exponentialschreibweise (z. B. 3e-5).

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  1. LayerNorm für x=[3, 4, 5], γ=2, β=0.1, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  2. LayerNorm für x=[4, 5, 6], γ=2, β=0.2, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  3. LayerNorm für x=[5, 6, 7], γ=2, β=0.3, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  4. LayerNorm für x=[6, 7, 8], γ=2, β=0.4, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  5. LayerNorm für x=[7, 9, 11], γ=3, β=0.5, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  6. LayerNorm für x=[8, 10, 12], γ=3, β=0.6, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  7. LayerNorm für x=[10, 12, 14], γ=3, β=0.7, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  8. LayerNorm für x=[11, 13, 15], γ=4, β=0.8, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  9. LayerNorm für x=[13, 16, 19], γ=4, β=0.9, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  10. LayerNorm für x=[14, 17, 20], γ=4, β=1, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  11. LayerNorm für x=[16, 19, 22], γ=5, β=1.1, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  12. LayerNorm für x=[17, 20, 23], γ=5, β=1.2, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  13. LayerNorm für x=[19, 23, 27], γ=5, β=1.3, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  14. LayerNorm für x=[20, 24, 28], γ=6, β=1.4, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  15. LayerNorm für x=[22, 26, 30], γ=6, β=1.5, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  16. LayerNorm für x=[23, 27, 31], γ=6, β=1.6, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  17. LayerNorm für x=[25, 30, 35], γ=7, β=1.7, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  18. LayerNorm für x=[26, 31, 36], γ=7, β=1.8, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  19. LayerNorm für x=[28, 33, 38], γ=7, β=1.9, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

  20. LayerNorm für x=[29, 34, 39], γ=8, β=2, ε=10^−5. Gib alle drei Ausgaben an.

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Mathematisch verstehen. Praktisch vertiefen.

Der Kurs verbindet Grundlagen mit anspruchsvollen Modellrechnungen. Für professionelle AI-Arbeit gehören danach eigene Implementierungen, Experimente, Datenanalyse und das Lesen von Forschungsarbeiten dazu. Eine abgeschlossene Aufgabenliste ist kein Berufsabschluss.

Zum Vertiefen: Mathematics for Machine Learning · Deep Learning · Attention Is All You Need. Die Aufgaben und Kurzvideos dieser Seite sind eigenständig erstellt.