ChatGPT原理及源代码
ChatGPT的源代码使用了Python编写,使用了TensorFlow和PyTorch等深度学习框架进行模型的实现和训练。代码的核心部分是使用了PyTorch中的torch.nn模块来实现Transformer模型,以及使用TensorFlow中的tf.data模块来处理和生成数据集。ChatGPT是一个基于Transformer模型的自然语言处理工具,其原理是利用大量的文本数据进行训练,从中学
ChatGPT是一个基于Transformer模型的自然语言处理工具,其原理是利用大量的文本数据进行训练,从中学习语言的规则和模式,然后使用这些知识来生成新的语言。
具体来说,ChatGPT的训练过程分为两个阶段:前馈网络阶段和后馈网络阶段。在前馈网络阶段,ChatGPT使用Transformer模型来生成输入文本序列,其中包括自回归模型和注意力机制。自回归模型是一个递归神经网络,可以根据前面的文本预测下一个单词。注意力机制可以帮助模型更好地理解当前输入和上下文的关系。
在后馈网络阶段,ChatGPT将生成的输入序列作为输入,并通过全连接层和softmax函数生成输出序列。输出序列包括预测下一个单词和整个回答。
ChatGPT的源代码使用了Python编写,使用了TensorFlow和PyTorch等深度学习框架进行模型的实现和训练。代码的核心部分是使用了PyTorch中的torch.nn模块来实现Transformer模型,以及使用TensorFlow中的tf.data模块来处理和生成数据集。
具体实现过程中,还需要对文本进行分词、编码、对齐等预处理操作,以及对生成的文本进行评估和调整。
下面是一个简单的ChatGPT模型实现代码:
import torch
import torch.nn as nn
import torch.nn.functional as F
from torch.optim import Adam
import torch.utils.data as data
# 定义输入和输出
def input_ids(data, mask=None):
return torch.tensor(data['input_ids'], dtype=torch.long)
def masks(data, mask=None):
return torch.tensor(data['masks'], dtype=torch.long)
def attention_mask(data):
return torch.tensor(data['attention_mask'], dtype=torch.long)
def decode(data):
output = data['output'][:, :-1, :]
attention_mask = data['attention_mask']
max_length = data['max_length']
decoded = ''
word_count = 0
context = data['context']
hidden = data['hidden']
target = data['target']
# 填充目标单词
target_words = torch.tensor(target, dtype=torch.long)
if target_words.shape[0] < max_length:
target_words = torch.cat((target_words[:max_length - word_count],
target_words[word_count:]))
max_length = max_length - word_count + max_length - 1
context = torch.cat((context[:max_length - word_count],
context[word_count:]))
# 分配注意力权重
with torch.no_grad():
# 加载权重
if target_words.shape[0] == 1:
target_weight = target_words[0]
else:
attention_weight = F.softmax(data['attention_weight'], dim=-1)
target_weight = attention_weight[:, :, torch.argmax(target_words, dim=1)].squeeze(0)
# 处理注意力输出
with torch.no_grad():
output_vec = torch.softmax(hidden, dim=1)
target_vec = torch.softmax(attention_weight, dim=1)
context_vec = torch.matmul(output_vec, context)
# 预测目标单词
if target_weight.shape[0] == 1:
output = target_weight.item()
else:
output = torch.matmul(context_vec, target_weight)
# 去除偏置项
output = output.mean(dim=1, keepdim=True)
output = output.sum(dim=1, keepdim=True)
# 添加特殊标记
output = torch.cat((output, attention_mask[word_count, :]), dim=0)
# 构建完整句子
if max_length == 0:
output = ''
else:
output = output.view(1, max_length)
# 预测下一个单词
output = torch.matmul(output, hidden.transpose(0, 1)).squeeze(0)
output = output.sum(dim=0, keepdim=True)
# 拼接句子
if output > 0:
decoded = decoded + output.item()
else:
decoded = ''
return decoded
# 训练数据
train_data = {
'input_ids': torch.LongTensor([i[0] for i in data]),
'attention_mask': torch.LongTensor([i[1] for i in data]),
'masks': torch.LongTensor([i[2] for i in data]),
'output': torch.LongTensor([i[3] for i in data]),
'context': torch.LongTensor([i[4] for i in data]),
'hidden': torch.LongTensor([i[5] for i in data])
}
# 标签数据
train_labels = [label for label, data in train_data.items()]
# 加载预训练模型
transformer_model = torch.load('chatgpt_model.pth')
# 训练模型
device = torch.device('cuda' if torch.cuda.is_available() else 'cpu')
model = TransformerModel(
vocab_size=len(transformer_model['input_ids']),
num_hidden_layers=8,
num_head=16,
hidden_dim=512,
embedding_dim=512,
attention_mask_size=512,
num_layers=8,
batch_size=16,
max_length=128,
num_epochs=5,
lr=5e-5,
momentum=0.9,
weight_decay=0.01,
learning_rate=0.001,
optimizer=Adam(model.parameters(), lr=0.0001, momentum=0.9, weight_decay=0.001)
).to(device)
for epoch in range(model.num_epochs):
model.train()
batch_idx = torch.randint(0, train_labels.shape[0], batch_size)
for batch_data in data_loader(train_data, batch_size=batch_size):
optimizer.zero_grad()
hidden = model.init_hidden()
output = input_ids(batch_data, mask=torch.zeros(batch_data['input_ids'].shape, dtype=torch.long))
with torch.no_grad():
output_vec = torch.softmax(hidden, dim=1)
context_vec = torch.matmul(output_vec, batch_data['context'].transpose(0, 1)).squeeze(0)
output = decode(batch_data)
output_loss = nn.functional.nll_loss(output, train_labels, reduction='sum')
output_loss.backward()
optimizer.step()
if epoch % 100 == 0:
model.eval()
train_loss = nn.functional.nll_loss(model.forward(), train_labels, reduction='sum')
print(f'Epoch {epoch}: Train Loss: {train_loss.item():.4f}')
# 保存模型
torch.save(model.state_dict(), 'chatgpt_model.pth')
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