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Class 1

附加题

问1:Multiple Head Attention 的机制里面,如果我们定义8组参数,同样的输入,将得到8个不同的输出Z0 到 Z7。在输出到下一层前,我们需要将8个输出拼接到一起,乘以矩阵 W0,将维度降低回我们想要的维度。 为什么需要 乘以 W0,而不是 W1 到 W7 里面的任意一个?

答1:在Transformer的多头注意力(Multi-Head Attention)中,我们有8个不同的参数组生成8个不同的注意力头("attention heads")。这每个头生成一个对应的Z(Z0到Z7)输出。接着,我们把这些输出拼接(concatenate)在一起。这一步的目的是要在一个单一的向量中集成所有头部的信息。

接下来,我们将这个拼接后的向量乘以一个权重矩阵W0。这个矩阵的目的是为了将拼接后的向量维度降低到我们需要的维度。W0矩阵是为此特定任务(降维)训练的。

你提到的"为什么不是W1到W7",这个问题的答案是这些矩阵在Multi-Head Attention的构造中没有相应的作用。在每个注意力头中,我们会有一个相应的W矩阵(比如,Wk,Wq,和Wv用于计算keys,queries,和values)。但是,在多头注意力结构后,我们只需要一个W0矩阵来将拼接后的向量降维。

在多头注意力结构中,W0通常也被称为最后的线性变换矩阵,这个矩阵可以让不同注意力头的输出进行合理的整合和变换,让下一层可以接收到统一维度的输入。这也是为什么我们使用W0,而不是W1到W7。


问2:能用小学生可以听懂的方式,给我讲一下 softmax 的具体实现吗?

答2:当然可以,我会尽量用简单的语言来解释softmax。

假设你和你的朋友们在比赛跑步,每个人跑完后都有一个成绩。softmax就像是一种方法,帮助我们看清楚每个人跑步的速度跟其他人相比,到底快了多少。也就是说,它能告诉我们每个人赢得比赛的可能性有多大。

softmax的操作步骤可以这样理解:

首先,我们会把每个人的成绩(就像我们的数字)转换成正数。为什么要转换成正数呢?因为如果有人的成绩是负的,那可能会造成一些混淆,我们可能不知道他的成绩是好还是坏。怎么转换呢?其实有一个很简单的方法,就是使用一个叫做“指数”的东西。指数的性质就是,无论你给它什么数字,它都会给你一个正数。

然后,我们把所有人的成绩加在一起,得到一个总数。这个总数就像是我们比赛的参考点。

最后,我们再次看每个人的成绩,但这次,我们不单单看他们自己的成绩,而是看他们的成绩占总成绩的比例。也就是说,我们会把每个人的成绩除以总成绩。

这就是softmax的操作步骤。所以,如果你跑得非常快,相比于其他人,你的比例就会非常大,这意味着你赢得比赛的可能性很大。如果你跑得慢,你的比例就会很小,这意味着你赢得比赛的可能性不大。

希望这个比喻能帮你理解softmax的工作原理。


问3:能用小学生可以听懂的方式,给我讲一下,在Attention 的机制中的 Wq,Wk,Wv是如何产生的?如何对他们进行调整?

答3:当然可以。让我们通过一个故事来理解Attention机制中的Wq(Query权重),Wk(Key权重)和Wv(Value权重)。

假设你和你的小伙伴们在玩一个寻宝游戏。在游戏开始时,每个人都会得到一个地图(这就是我们的输入数据)。但是,每个人都有自己独特的方式来解读地图,这就像我们的Wq,Wk,和Wv。

现在,让我们看看Wq、Wk和Wv是怎么影响我们解读地图的。

Wq像是你眼中的地图。你用这个"眼镜"(Wq)来看地图,找出你最关心的部分,就好比找出你觉得可能埋藏着宝藏的地方。

Wk就像是你的小伙伴们的眼镜。他们用自己的眼镜(Wk)看地图,并把他们认为可能有宝藏的地方告诉你。

最后,Wv就像是一把钥匙。你用这把钥匙(Wv)开启你和你的小伙伴们找到的可能的宝藏地点,看看里面有什么宝藏。

现在,问题来了:我们怎么获取和调整这些眼镜和钥匙呢(也就是Wq、Wk、Wv)?

其实,这就像是一场训练。一开始,我们随机给每个人分发眼镜和钥匙。然后,我们开始玩游戏。如果找到了宝藏,那就说明这组眼镜和钥匙效果不错。如果没找到,那我们就要调整眼镜和钥匙,让它们在下一轮游戏中表现得更好。

在现实中,我们使用一种叫做"反向传播"的技术来调整这些眼镜和钥匙。这种技术就像是一个超级教练,可以告诉我们如何调整眼镜和钥匙,让我们下次找宝藏的几率更大。

通过反复的游戏(也就是训练),我们的眼镜和钥匙会越来越好,直到我们可以非常准确地找到宝藏。

这就是Wq、Wk、Wv在Attention机制中的作用,以及我们如何获得和调整它们的过程。希望这个故事能帮助你理解这个概念


问4: 在现实中,大部分情况是需要所有人从头开始实现 Wq,Wk 和 Wv 还是说已经有开源或者公开的可以直接引用?

答4:在实践中,人们通常不会从头开始实现 Wq、Wk、Wv 的生成。有很多流行的开源库,如 PyTorch、TensorFlow 和 Transformers 等,都提供了预先定义好的 Attention 机制的模块。这些库提供了很多先进的预训练模型,如 BERT、GPT、Transformer 等,这些模型已经包含了 Wq、Wk、Wv 的训练过程。

当你使用这些库时,你可以直接加载预训练模型,这些模型已经在大规模数据集上训练过,已经学习到了一些有效的 Wq、Wk、Wv。然后你可以使用你自己的数据对这些模型进行微调(fine-tuning),以适应你特定的任务。在这个过程中,模型会自动地调整 Wq、Wk、Wv,以使得在你的任务上表现最佳。

当然,如果你有特殊的需求,或者想要深入研究 Attention 机制,你也可以从头开始实现。但是在大多数实际应用场景中,人们通常会直接使用开源库提供的预训练模型。

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