[글쓴이:] shop2world

행렬과 배열은 모두 다차원 데이터를 나타내는 구조이지만, 일반적으로 사용되는 맥락에서 행렬과 배열은 약간의 차이점을 가질 수 있습니다.

1. 수학적 의미: 행렬은 수학적인 개념으로 선형 대수학에서 사용되는 구조입니다. 행렬은 행과 열로 구성되며, 행렬 연산과 행렬의 속성에 대한 다양한 규칙과 정의가 있습니다. 배열은 일반적으로 프로그래밍 언어에서 제공되는 데이터 구조로, 다차원으로 구성된 동일한 유형의 데이터 요소들을 저장하는데 사용됩니다.

2. 용어 사용: “행렬”이라는 용어는 주로 수학적인 문맥에서 사용되며, 선형 대수학이나 수치 해석과 같은 분야에서 자주 언급됩니다. “배열”은 프로그래밍에서 일반적으로 사용되는 용어로, 데이터 구조를 표현하는데 사용됩니다.

3. 도구 및 연산: 행렬은 수학적인 개념으로서, 행렬 연산 (덧셈, 곱셈, 전치 등) 및 행렬 분해와 같은 특정 작업을 수행하는 도구와 알고리즘들이 존재합니다. 배열은 다양한 프로그래밍 언어와 라이브러리에서 지원되며, 배열을 다루기 위한 다양한 함수, 메서드, 연산자 등이 제공됩니다.

4. 범용성: 배열은 다양한 데이터 유형과 차원을 다룰 수 있는 범용적인 데이터 구조로 사용됩니다. 행렬은 주로 수학적인 연산과 문제 해결에 특화되어 있으며, 특히 선형 시스템, 선형 변환, 최적화 등과 관련된 문제에 사용됩니다.

요약하면, 행렬은 수학적인 개념과 연산에 중점을 두고 있으며, 배열은 일반적인 프로그래밍 데이터 구조로 다양한 유형과 차원의 데이터를 저장하고 처리하는 데 사용됩니다.

언어모델에서는 일반적으로 배열(Array)의 개념을 더 많이 사용하며, 행렬(Matrix)의 사용은 상대적으로 적습니다. 하지만 배열과 행렬을 명확히 구분해야 하는 경우도 있을 수 있습니다.

1. 차원의 개념: 배열은 다차원 구조를 가질 수 있으며, 언어모델에서는 주로 1차원 배열 또는 2차원 배열로 텍스트 데이터를 표현합니다. 행렬은 특정한 수학적 규칙에 따라 2차원으로 정의되므로, 행렬로 표현되는 경우에는 배열과 구분할 수 있습니다.

2. 연산의 종류: 행렬은 행렬 곱셈(Matrix multiplication), 행렬 전치(Transpose), 역행렬(Inverse matrix) 등의 특정한 수학적 연산을 수행할 때 사용됩니다. 언어모델에서는 주로 배열에 대한 인덱싱, 슬라이싱, 원소 단위의 연산 등을 수행하므로, 행렬의 연산과는 구분됩니다.

3. 개념의 명확성: 행렬은 수학적인 개념으로 정의되었기 때문에, 행렬을 사용하는 경우에는 수학적인 용어와 개념을 적용해야 합니다. 반면에 배열은 프로그래밍에서 일반적으로 사용되는 데이터 구조로, 언어모델에서는 배열로 텍스트 데이터를 표현하고 다루는 것이 일반적입니다.

따라서, 언어모델에서는 주로 배열(Array)의 개념을 사용하며, 특정한 수학적 규칙이 필요하지 않거나 행렬의 특징이 필요하지 않은 경우에는 배열을 사용하여 텍스트 데이터를 다룹니다. 행렬이 필요한 수학적인 연산이나 특정한 수학적 개념을 다루어야 할 경우에는 행렬을 사용하게 됩니다.

언어 모델에서의 행렬과 배열 사용은 예측과 가중치 계산의 관점에서 구분됩니다.

1. 예측: 소프트맥스 함수 계산으로 확률값 예측
– 예측 단계에서는 모델의 출력을 확률값으로 변환하기 위해 주로 배열을 사용합니다.
– 출력 배열은 다음 단어의 확률 분포를 나타내며, 각 인덱스는 해당 단어의 예측 확률을 담고 있습니다.
– 예를 들어, 언어 모델이 문장의 다음 단어를 예측할 때, 배열 형태로 다음 단어의 확률 분포를 구성합니다.

2. 가중치 계산: 모델의 가중치를 통한 선형 변환
– 모델의 가중치 계산에서는 주로 행렬 연산이 사용됩니다.
– 입력 데이터와 가중치 행렬의 행렬곱 연산을 통해 출력을 계산합니다.
– 가중치 행렬은 모델의 학습 과정에서 학습되는 매개변수로, 입력과 출력 간의 선형 변환을 수행합니다.
– 예를 들어, 언어 모델의 입력 단어의 임베딩 벡터와 가중치 행렬의 행렬곱을 통해 출력을 계산합니다.

따라서, 소프트맥스 함수를 사용하여 예측을 할 때에는 배열을 사용하며, 모델의 가중치 계산에는 행렬을 사용합니다. 이러한 방식으로 언어 모델은 문장 생성, 확률 예측 등의 작업을 수행합니다.

 

언어 모델에서 배열을 사용하는 계산의 예시로는 다음과 같은 경우가 있을 수 있습니다:

1. 예측을 위한 확률 분포 계산:
– 언어 모델은 주어진 문맥에서 다음 단어의 확률 분포를 예측하는 작업을 수행합니다.
– 입력 문장에 대한 모델의 출력은 배열로 표현될 수 있으며, 각 인덱스는 단어 집합 내의 단어에 해당하는 확률 값을 가지고 있습니다.
– 배열의 크기는 단어 집합의 크기에 따라 달라질 수 있으며, 일반적으로 소프트맥스 함수를 통해 확률값으로 정규화됩니다.
– 이를 통해 모델은 다음 단어의 예측 확률 분포를 얻을 수 있습니다.

2. 텍스트 분류:
– 언어 모델은 문장 또는 문서를 주어진 카테고리로 분류하는 작업에 사용될 수 있습니다.
– 분류 작업에서 모델의 출력은 주로 배열 형태로 표현됩니다.
– 각 인덱스는 해당 카테고리에 대한 예측 점수 또는 확률 값을 나타내며, 가장 높은 점수를 가진 인덱스로 분류를 결정합니다.

3. 문장의 임베딩:
– 언어 모델은 주어진 문장을 고정된 길이의 벡터로 임베딩하는 작업에도 사용될 수 있습니다.
– 문장의 각 단어를 임베딩 벡터로 표현하고, 이를 배열로 구성하여 문장의 임베딩 표현을 얻을 수 있습니다.
– 배열의 크기는 문장의 길이와 임베딩 차원에 따라 결정됩니다.

이러한 경우들에서 배열은 모델의 출력이나 중간 결과를 표현하는데 사용되며, 다양한 언어 처리 작업에 적용될 수 있습니다.

언어 모델에서 행렬을 사용하는 계산의 예시로는 다음과 같은 경우가 있을 수 있습니다:

1. 가중치 행렬의 곱셈:
– 언어 모델은 입력 벡터나 문장의 임베딩을 가중치 행렬과 곱하여 특정 차원으로 매핑하는 작업에 사용될 수 있습니다.
– 입력 벡터나 문장의 임베딩을 행렬로 표현하고, 가중치 행렬과의 곱셈을 통해 새로운 표현을 얻을 수 있습니다.
– 이러한 연산은 모델의 학습 파라미터인 가중치를 효과적으로 곱하여 입력을 변환하거나 특성을 추출하는 데 사용됩니다.

2. 순환 신경망(RNN) 계산:
– RNN 기반의 언어 모델은 입력과 이전의 상태(hidden state)를 가중치 행렬과의 곱셈을 통해 다음 상태를 계산합니다.
– 입력과 상태를 행렬로 표현하고, 가중치 행렬과의 곱셈을 통해 다음 상태를 업데이트합니다.
– RNN의 순환 계산은 행렬 곱셈을 기반으로 하며, 이를 통해 모델은 문장의 문맥을 고려하여 다음 단어를 예측할 수 있습니다.

3. 합성곱 신경망(CNN) 계산:
– CNN 기반의 언어 모델은 입력 문장을 필터와의 행렬 곱셈을 통해 특성 맵(feature map)을 생성합니다.
– 입력 문장을 행렬로 표현하고, 필터와의 행렬 곱셈을 통해 특성 맵을 얻을 수 있습니다.
– 이를 통해 모델은 문장의 지역적 패턴이나 특징을 추출하여 문맥을 파악하고 다음 단어를 예측할 수 있습니다.

이러한 경우들에서 행렬은 모델의 가중치나 상태를 표현하거나, 입력 데이터를 변환하거나 특성을 추출하는 데 사용됩니다. 행렬 연산은 모델의 파라미터를 효과적으로 학습하고, 복잡한 문장 구조를 모델이 이해하고 처리할 수 있게 돕는 역할을 합니다.

트랜스포머 모델에서 배열을 사용하는 경우는 다음과 같습니다:

1. 입력 임베딩:
– 트랜스포머 모델은 입력 문장을 임베딩하여 표현합니다.
– 각 단어를 배열로 표현하고, 입력 임베딩 과정에서 이러한 배열을 사용합니다.
– 입력 임베딩은 단어의 임베딩 벡터를 계산하기 위해 배열 연산을 사용합니다.

2. 포지셔널 인코딩:
– 트랜스포머 모델은 단어의 상대적인 위치 정보를 사용하기 위해 포지셔널 인코딩을 적용합니다.
– 포지셔널 인코딩은 배열로 표현되며, 각 위치의 토큰에 대해 해당하는 포지셔널 인코딩 값을 가지고 있습니다.
– 배열 연산을 사용하여 포지셔널 인코딩을 입력 임베딩과 결합하거나 갱신하는 데 사용됩니다.

3. 어텐션 매커니즘:
– 트랜스포머 모델은 어텐션 매커니즘을 사용하여 단어 간의 상호작용을 모델링합니다.
– 어텐션 연산은 배열로 표현된 단어 벡터들 간의 내적 계산과 소프트맥스 함수를 포함합니다.
– 배열 연산을 사용하여 어텐션 스코어를 계산하고, 소프트맥스 함수를 통해 단어의 가중치를 조정합니다.

4. 다차원 어텐션:
– 트랜스포머 모델은 다차원 어텐션을 사용하여 단어 간의 상호작용을 모델링합니다.
– 다차원 어텐션에서는 배열을 사용하여 단어 간의 관계를 표현하고 계산합니다.
– 배열 연산을 사용하여 다차원 어텐션 스코어를 계산하고, 가중합을 통해 다차원 특성을 결합합니다.

이러한 경우들에서 배열은 입력 문장의 단어 표현, 위치 정보, 어텐션 계산 등에 사용됩니다. 배열 연산은 트랜스포머 모델의 핵심 요소로 사용되며, 단어 간의 상호작용과 문장 구조를 모델링하는 데에 중요한 역할을 합니다.

트랜스포머 모델에서 행렬을 사용하는 경우는 다음과 같습니다:

1. 어텐션 가중치 계산:
– 트랜스포머 모델의 어텐션 메커니즘에서는 행렬 연산을 사용하여 어텐션 가중치를 계산합니다.
– 입력 벡터와 가중치 행렬의 행렬 곱셈을 통해 어텐션 가중치를 계산합니다.
– 행렬 연산은 단어 간의 관계를 모델링하고 단어의 중요도를 결정하는 데 사용됩니다.

2. 다층 퍼셉트론 (MLP) 계산:
– 트랜스포머 모델의 포지션 와이즈 피드포워드 신경망은 다층 퍼셉트론 (MLP)으로 구성됩니다.
– MLP에서는 입력 벡터와 가중치 행렬의 행렬 곱셈 및 비선형 활성화 함수를 사용합니다.
– 행렬 연산은 MLP의 가중치 갱신과 비선형 변환에 사용되며, 모델의 비선형성과 표현력을 증가시킵니다.

3. 가중치 갱신:
– 트랜스포머 모델에서는 학습 과정에서 가중치를 갱신해야 합니다.
– 가중치 갱신은 행렬 연산을 사용하여 모델의 파라미터 업데이트를 수행합니다.
– 행렬 연산을 통해 손실 함수의 기울기를 계산하고, 경사하강법 등의 최적화 알고리즘을 사용하여 가중치를 업데이트합니다.

4. 임베딩 행렬:
– 트랜스포머 모델에서는 단어 임베딩을 사용하여 단어를 밀집 벡터로 표현합니다.
– 단어 임베딩은 행렬로 표현되며, 단어의 의미와 특징을 임베딩 행렬에 인코딩합니다.
– 행렬 연산을 사용하여 단어 임베딩과 입력 벡터를 계산하고, 모델의 입력으로 활용합니다.

이러한 경우들에서 행렬은 어텐션 가중치 계산, MLP 연산, 가중치 갱신, 임베딩 행렬 등에 사용됩니다. 행렬 연산은 트랜스포머 모델의 핵심 구성 요소로

사용되며, 단어 간의 관계 모델링, 비선형 변환, 가중치 업데이트, 임베딩 등의 다양한 기능을 수행합니다.

이 개념은 샵투스쿨의 “트랜스포머 모델로 GPT만들기” 학습 중 수강생분들이 더 자세히 알고 싶어하시는 용어들을 설명한 것입니다.

쉼표(,)는 파이썬에서 다차원 배열이나 튜플에서 각 차원의 인덱스를 구분하는 역할을 합니다.

다차원 배열에서 각 차원의 인덱스는 쉼표를 사용하여 구분됩니다. 예를 들어, 2차원 배열에서 arr[row_index, column_index]와 같이 특정 위치의 원소에 접근할 수 있습니다. 쉼표를 사용하여 행 인덱스와 열 인덱스를 구분하여 해당 원소에 접근할 수 있습니다.

또한, 튜플에서도 쉼표를 사용하여 각 차원의 요소를 구분할 수 있습니다. 예를 들어, (x, y, z)와 같이 세 개의 요소를 가지는 튜플을 생성할 때 쉼표를 사용하여 요소들을 구분합니다.

따라서 쉼표(,)는 다차원 배열이나 튜플에서 각 차원의 인덱스나 요소를 구분하는 데 사용되는 기호입니다.

`tolist()` 함수는 파이썬의 리스트로 데이터를 변환하는 메서드입니다. 이 함수는 다차원 배열 또는 텐서를 일차원 리스트로 변환하여 반환합니다.

일반적으로, NumPy 배열이나 PyTorch의 텐서와 같은 다차원 데이터 구조에서 `tolist()` 함수를 사용하면 원소들이 한 차원 아래로 펼쳐진 리스트로 변환됩니다. 예를 들어, 2차원 NumPy 배열을 `tolist()` 함수로 변환하면, 각 행이 리스트로 변환되고 이 리스트들이 하나의 리스트로 묶여 반환됩니다.

예시를 통해 설명하겠습니다. 다음은 2차원 NumPy 배열을 `tolist()` 함수를 사용하여 리스트로 변환하는 예입니다:

import numpy as np

arr = np.array([[1, 2, 3], [4, 5, 6]])
lst = arr.tolist()

print(lst) # 출력: [[1, 2, 3], [4, 5, 6]]

`tolist()` 함수를 사용하면 `arr` 배열이 리스트 `lst`로 변환되었습니다. 각 행이 하나의 리스트로 변환되고, 이 리스트들이 하나의 리스트로 묶여 반환됩니다.

마찬가지로, PyTorch의 텐서에서도 `tolist()` 함수를 사용하여 텐서를 리스트로 변환할 수 있습니다. 결과는 동일한 원리로 다차원 텐서가 리스트로 변환됩니다.

`tolist()` 함수는 다차원 배열 또는 텐서를 파이썬 리스트로 변환할 때 유용하게 사용됩니다.

이 개념은 샵투스쿨의 “트랜스포머 모델로 GPT만들기” 학습 중 수강생분들이 더 자세히 알고 싶어하시는 용어들을 설명한 것입니다.

인코딩과 디코딩은 일반적으로 상대적인 개념입니다.

인코딩은 일련의 데이터나 정보를 다른 형식으로 변환하는 과정을 의미합니다. 일반적으로 텍스트를 숫자로 인코딩하는 것이 많이 사용됩니다. 이렇게 인코딩된 숫자는 컴퓨터가 이해할 수 있는 형태로 변환됩니다. 예를 들어, 자연어 처리에서 자연어 문장을 원-핫 인코딩 또는 정수 인코딩을 통해 숫자 시퀀스로 변환하는 것이 인코딩의 일반적인 예입니다.

디코딩은 인코딩된 데이터나 정보를 다시 원래 형식으로 되돌리는 과정을 의미합니다. 인코딩된 숫자나 데이터를 다시 텍스트로 디코딩하는 것이 많이 사용됩니다. 예를 들어, 컴퓨터가 출력한 숫자 시퀀스를 자연어 문장으로 디코딩하거나, 이미지를 인코딩된 형식에서 원래의 이미지 형식으로 디코딩하는 것이 디코딩의 일반적인 예입니다.

따라서, 인코딩은 일련의 데이터를 다른 형식으로 변환하는 것이고, 디코딩은 인코딩된 데이터를 원래의 형식으로 변환하는 것입니다.

코드의 예

아래 코드에서 인코딩 작업을 하는 부분은 함수를 사용하고 있습니다.

 

prompt_tokens = [self.tokenizer.encode(x, bos=True, eos=False) for x in prompts]

위 코드는 `self.tokenizer.encode()` 함수를 호출하여 `prompts` 리스트의 각 요소를 인코딩하여 `prompt_tokens` 리스트에 저장하고 있습니다. `self.tokenizer.encode()` 함수는 주어진 텍스트를 숫자로 인코딩하는 기능을 수행합니다. 따라서 해당 코드에서는 함수를 사용하여 인코딩 작업을 수행하고 있습니다.

`prompt_tokens = [self.tokenizer.encode(x, bos=True, eos=False) for x in prompts]` 코드에서 `x`, `bos=True`, `eos=False`는 다음과 같은 의미를 갖습니다:

– `x`: `prompts` 리스트의 각 요소인 문자열을 나타냅니다. `x`는 각각의 프롬프트 텍스트를 의미합니다.
– `bos=True`: “Beginning of Sentence”의 약자로, 인코딩된 토큰 시퀀스의 시작 부분에 특별한 시작 토큰을 추가할지 여부를 나타냅니다. `bos=True`로 설정하면 시작 토큰이 추가됩니다.
– `eos=False`: “End of Sentence”의 약자로, 인코딩된 토큰 시퀀스의 끝 부분에 특별한 종료 토큰을 추가할지 여부를 나타냅니다. `eos=False`로 설정하면 종료 토큰이 추가되지 않습니다.

따라서 `self.tokenizer.encode(x, bos=True, eos=False)`는 `x`라는 문자열을 토크나이즈하고 인코딩된 토큰 시퀀스를 생성하는 과정에서 시작 토큰을 추가하고 종료 토큰을 추가하지 않는 것을 의미합니다.

시작 토큰을 추가하고 종료 토큰을 추가하지 않는 이유는 다양한 상황과 요구에 따라 다를 수 있습니다. 일반적으로는 다음과 같은 이유로 시작 토큰을 추가하고 종료 토큰을 추가하지 않을 수 있습니다:

1. 문장 생성의 일부로서 특정 문장의 시작을 나타내기 위함: 시작 토큰을 추가함으로써 모델은 특정 문장의 시작을 알 수 있고, 이를 활용하여 문장의 의미와 문맥을 이해하고 유지할 수 있습니다. 예를 들어, “나는”이라는 시작 토큰을 추가하면 모델은 이어지는 문장에서 “나는”에 대한 정보를 활용하여 적절한 문장을 생성할 수 있습니다.

2. 문장의 완성을 강제하지 않기 위함: 종료 토큰을 추가하지 않으면 모델은 텍스트를 계속해서 생성할 수 있습니다. 이는 특정 길이의 문장을 생성하기보다는, 원하는 만큼의 텍스트를 생성하거나 다른 조건에 따라 중단하고 싶을 때 유용합니다. 예를 들어, 텍스트 생성 중에 특정 조건을 만족할 때까지 생성을 계속하고자 할 때 종료 토큰을 추가하지 않을 수 있습니다.

3. 디코딩의 유연성을 높이기 위함: 종료 토큰을 추가하지 않으면 모델은 끝까지 텍스트를 자유롭게 생성할 수 있습니다. 이는 모델이 일정한 패턴이나 길이에 구속되지 않고, 더 다양하고 유연한 텍스트를 생성할 수 있도록 합니다. 종료 토큰을 추가하면 생성된 텍스트가 미리 정해진 길이에 도달하거나 종료 토큰을 만나면 멈추게 됩니다.

따라서 시작 토큰을 추가하고 종료 토큰을 추가하지 않는 것은 모델의 문장 생성을 유연하게 조절하고 다양한 상황에 적용할 수 있는 방법입니다. 실제 사용 시나리오에 따라 적합한 방식을 선택할 수 있습니다.

시작 토큰은 문장의 첫 부분으로 프롬프트에서 선별될 수도 있지만, 그렇지 않을 수도 있습니다. 시작 토큰은 모델의 입력 시퀀스에 추가되는 특수한 토큰으로서, 문장의 시작을 나타내는 역할을 합니다.

프롬프트에 따라 시작 토큰을 선택할 수 있습니다. 예를 들어, “나는”이라는 프롬프트가 주어졌을 때, 시작 토큰으로 “나는”을 선택할 수 있습니다. 이렇게 함으로써 모델은 해당 프롬프트 이후에 이어질 문장에 대한 정보를 갖게 됩니다.

그러나 시작 토큰은 프롬프트의 일부로서만 사용되는 것은 아닙니다. 시작 토큰은 문장의 특정 부분이나 상황을 나타내기 위해 임의로 선택될 수도 있습니다. 예를 들어, “오늘은”이라는 시작 토큰을 사용하여 모델에게 “오늘은 어떤 일이 일어날까?”와 같은 질문을 시작할 수 있습니다. 이 경우 시작 토큰은 프롬프트의 일부가 아니라, 문장의 시작에 특정한 의미를 부여하는 역할을 합니다.

따라서 시작 토큰은 프롬프트에 기반하여 선택될 수도 있고, 원하는 문장의 의도나 상황에 따라 임의로 선택될 수도 있습니다. 사용자는 상황에 맞게 시작 토큰을 선택하여 모델에게 원하는 정보를 전달할 수 있습니다.

시작 토큰을 적절하게 만들기 위해서는 다음과 같은 방법을 고려할 수 있습니다:

1. 문맥과 목적에 맞는 단어 선택: 시작 토큰은 문장의 시작을 나타내는 역할을 합니다. 따라서 해당 문장의 문맥과 목적에 맞는 단어를 선택하는 것이 중요합니다. 예를 들어, 자연어 처리 모델에서 “질문”을 생성하기 위한 프롬프트로 시작할 때, “질문을”이라는 시작 토큰을 선택할 수 있습니다.

2. 특수 토큰 활용: 시작 토큰으로 특수한 의미를 갖는 토큰을 사용하는 것도 좋은 방법입니다. 예를 들어, “CLS”라는 토큰은 일반적으로 시작 토큰으로 사용되는데, 이는 “분류(Classification)” 작업에 주로 활용되는 토큰입니다. 모델에게 문장의 시작과 관련된 정보를 알려주는 역할을 할 수 있습니다.

3. 사용자 정의: 시작 토큰은 모델과 작업에 따라 다양한 방식으로 정의될 수 있습니다. 사용자는 자신의 데이터와 목적에 맞게 시작 토큰을 정의할 수 있습니다. 예를 들어, 특정 도메인에서 작업하는 경우, 해당 도메인에 특화된 시작 토큰을 정의하여 사용할 수 있습니다.

시작 토큰을 적절하게 만들기 위해서는 문맥을 고려하고 원하는 의도를 모델에게 전달할 수 있는 단어나 토큰을 선택하는 것이 중요합니다. 데이터의 특성과 작업의 목적에 맞게 시작 토큰을 선택하고, 이를 모델에 적용하여 원하는 결과를 얻을 수 있습니다.

아래 코드에서는 `tokenizer.decode()` 함수를 사용하여 디코딩 작업을 수행하고 있습니다.

decoded = []
for i, t in enumerate(tokens.tolist()):
# cut to max gen len
t = t[: len(prompt_tokens[i]) + max_gen_len]
# cut to eos tok if any
try:
t = t[: t.index(self.tokenizer.eos_id)]
except ValueError:
pass
decoded.append(self.tokenizer.decode(t))
return decoded

`self.tokenizer.decode(t)` 함수를 호출하여 `t`를 디코딩하고, 디코딩된 결과를 `decoded` 리스트에 추가하고 있습니다. 따라서 해당 코드는 함수를 사용하여 디코딩을 수행하고 있습니다.

대체 관계와 보완 관계는 자연어 처리에서 텍스트 처리 과정에서 사용되는 두 가지 다른 개념입니다.

1. 대체 관계 (Substitution Relationship):
대체 관계는 문장에서 특정 토큰이 다른 토큰으로 대체되는 관계를 의미합니다. 대체 관계는 주어진 문장이나 텍스트에서 특정 토큰을 다른 토큰으로 변경하거나 대체하는 작업을 나타냅니다. 이를 통해 문장의 특정 부분을 다른 단어나 표현으로 대체하거나 수정할 수 있습니다. 대체 관계는 문장의 일부를 수정하거나 변형하여 다른 의미를 전달하거나 문장을 다듬는 데 사용될 수 있습니다.

2. 보완 관계 (Completion Relationship):
보완 관계는 문장이나 텍스트에서 주어진 문맥 또는 일부 정보를 기반으로 빠진 부분을 채우는 작업을 의미합니다. 보완 관계는 주어진 문장이나 텍스트에서 일부가 빠진 상태에서 문맥을 이해하고 완성하는 작업을 수행합니다. 이를 통해 문장의 일부를 완성하여 누락된 정보를 예측하거나 문장을 완전하게 만들 수 있습니다. 예를 들어, “나는 사과를 __.”라는 문장에서 빈칸을 적절한 단어로 채우는 작업은 보완 관계에 해당합니다.

대체 관계와 보완 관계는 텍스트 생성, 기계 번역, 질의 응답 등 다양한 자연어 처리 작업에서 활용될 수 있으며, 문장의 일부를 수정하거나 완성하는 과정에서 중요한 역할을 합니다.

이 개념은 샵투스쿨의 “트랜스포머 모델로 GPT만들기” 학습 중 수강생분들이 더 자세히 알고 싶어하시는 용어들을 설명한 것입니다.

`reshape(-1)`은 해당 차원의 크기를 자동으로 조정하는데, 기준으로는 다른 차원의 크기를 유지하면서 조정됩니다.

예를 들어, 크기가 (2, 3, 1)인 3차원 텐서를 생각해봅시다.* 하단 설명 참고

“`
[[[1],
[2],
[3]],

[[4],
[5],
[6]]]
“`

여기서 `reshape(-1)`을 적용하면, 첫 번째 차원의 크기를 자동으로 조정하면서 다른 차원은 유지됩니다. 결과는 다음과 같습니다.

“`
[1, 2, 3, 4, 5, 6]
“`

즉, `reshape(-1)`은 해당 차원의 크기를 다른 차원의 크기에 따라 자동으로 조정하여 텐서의 구조를 유지하면서 편리한 연산을 가능하게 합니다.

 

*(크기가 (2, 3, 1)인 3차원 텐서는 다음과 같은 의미를 가집니다:

– 2: 첫 번째 차원의 크기는 2입니다. 이는 텐서가 2개의 요소(예: 문장, 문장)를 포함한다는 것을 의미합니다.
– 3: 두 번째 차원의 크기는 3입니다. 이는 각 요소가 3개의 하위 요소(예: 단어)로 구성되어 있다는 것을 의미합니다.
– 1: 세 번째 차원의 크기는 1입니다. 이는 각 하위 요소가 1개의 값(예: 숫자)으로 표현된다는 것을 의미합니다.

따라서, 크기가 (2, 3, 1)인 3차원 텐서는 2개의 문장을 포함하고, 각 문장은 3개의 단어로 구성되며, 각 단어는 1개의 숫자로 표현된다는 것을 나타냅니다.)

이 개념은 샵투스쿨의 “트랜스포머 모델로 GPT만들기” 학습 중 수강생분들이 더 자세히 알고 싶어하시는 용어들을 설명한 것입니다.

예를 들어, 텍스트 시퀀스를 예측하는 언어모델을 가정해봅시다. 이 모델은 문장의 각 단어에 대한 다음 단어를 예측하는 작업을 수행합니다.

문장 “I love to”가 주어졌을 때, 모델은 “I love to” 다음에 올 단어를 예측해야 합니다. 이때, 토큰 “I”, “love”, “to”는 시퀀스의 마지막 차원에 위치합니다.

마지막 차원에서의 연산을 통해 각 단어에 대한 예측을 수행할 수 있습니다. 예를 들어, 로짓 텐서는 다음과 같을 수 있습니다:

“`
logits = [[-1.2, 0.8, 2.5, -0.5],
[1.0, -0.3, 0.5, 1.2],
[0.5, 2.3, -0.7, 1.8]]
“`

각 행은 문장의 위치(토큰)에 해당하고, 열은 각 토큰에 대한 예측 값을 나타냅니다. 마지막 차원에서의 연산을 수행하면, 각 행(토큰 위치)에서 가장 큰 예측 값을 얻을 수 있습니다.

`torch.argmax` 함수를 사용하여 마지막 차원에서 최댓값을 가지는 인덱스를 찾으면 다음과 같이 될 수 있습니다:

“`
next_token = torch.argmax(logits, dim=-1)
“`

위 예에서 `next_token`은 각 행(토큰 위치)에서 가장 큰 예측 값을 가진 인덱스를 가지고 있게 됩니다. 이를 통해 “I love to” 다음에 오는 토큰을 예측할 수 있습니다.

따라서, 마지막 차원에서의 연산을 수행하여 각 위치(토큰)에서 예측 값을 얻을 수 있습니다.

텐서의 마지막 차원에 “I”, “love”, “to”라는 단어가 위치하는 이유는 텍스트를 표현하기 위한 일반적인 방식 중 하나인 원-핫 인코딩(one-hot encoding)을 사용하기 때문입니다.

원-핫 인코딩은 단어를 벡터로 표현하는 방법 중 하나로, 각 단어를 고유한 인덱스로 매핑한 후, 해당 단어의 인덱스에 해당하는 위치만 1로 표시하고 나머지 위치는 0으로 표시하는 벡터로 표현합니다.

예를 들어, “I”, “love”, “to”라는 단어를 인덱스로 매핑하면, “I”는 인덱스 0, “love”는 인덱스 1, “to”는 인덱스 2가 됩니다. 그리고 각 단어를 원-핫 인코딩하여 표현하면 다음과 같습니다:

“I” => [1, 0, 0]
“love” => [0, 1, 0]
“to” => [0, 0, 1]

이렇게 각 단어를 원-핫 인코딩하여 표현하면, 각 단어는 텐서의 마지막 차원에 위치하게 됩니다. 마지막 차원의 크기는 전체 단어 집합의 크기와 동일하며, 각 위치(인덱스)는 해당 단어를 나타냄을 의미합니다.

이러한 표현 방식을 사용하면 모델이 단어를 구분하고 예측하기 쉽습니다. 모델은 마지막 차원에서 각 위치에 해당하는 값들을 활용하여 예측을 수행하거나 다른 연산을 수행할 수 있습니다.

 

소프트맥스 함수는 주어진 로짓 값들을 확률 분포로 변환하기 위해 마지막 차원을 이용합니다. 이때 마지막 차원에는 각 단어에 대한 확률 정보가 들어 있기 때문에, 소프트맥스 함수는 해당 차원의 값을 정규화하여 각 단어에 대한 확률을 계산합니다.

일반적으로, 로짓 값은 각 단어가 선택될 가능성을 나타내는 수치로 해석될 수 있습니다. 마지막 차원은 각 단어에 대한 확률 정보가 위치한 차원이기 때문에, 소프트맥스 함수는 해당 차원의 값을 정규화하여 각 단어에 대한 확률을 계산합니다.

앞선 차원들은 문장의 길이나 다른 문맥 정보와 관련된 정보를 포함할 수 있습니다. 예를 들어, 입력 문장의 단어 순서나 구조 등과 관련된 정보는 앞선 차원에서 표현될 수 있습니다. 그러나 토큰 예측을 위한 로짓 값은 마지막 차원에서 확률 분포로 변환되기 때문에, 소프트맥스 함수는 주로 마지막 차원을 이용하여 확률 분포를 계산합니다.

이 개념은 샵투스쿨의 “트랜스포머 모델로 GPT만들기” 학습 중 수강생분들이 더 자세히 알고 싶어하시는 용어들을 설명한 것입니다.

 

`logits`는 모델의 출력값으로, 다음 토큰을 예측하기 위해 각 토큰에 대한 점수 또는 확률을 나타내는 값입니다. 로짓은 일반적으로 소프트맥스 함수를 거치기 전의 값이며, 토큰의 예측 확률을 나타내는 확률 분포로 변환되기 전의 상대적인 스칼라 값입니다.

일반적으로 로짓 값은 모델의 출력 레이어의 결과로 얻어지며, 각 토큰에 대한 점수 또는 확률을 나타내는 벡터 형태일 수도 있습니다. 이 값은 모델이 학습을 통해 입력 시퀀스와 관련하여 다음 토큰의 예측을 수행한 결과입니다.

예를 들어, 언어 모델에서 로짓 값은 주어진 이전 토큰들을 기반으로 다음 토큰을 예측하기 위해 계산됩니다. 각 토큰은 해당 위치에서의 예측 확률 또는 점수로 나타내어질 수 있습니다. 이를 통해 모델은 가능한 다음 토큰을 예측하고, 문장을 생성하거나 다음 단어를 선택하는 등의 작업을 수행할 수 있습니다.

따라서, `logits`는 모델의 출력값으로, 토큰 예측에 대한 점수 또는 확률을 나타내는 값입니다.

로짓은 일반적으로 소프트맥스 함수를 거치는 이유는 토큰의 예측 확률을 얻기 위해서입니다.

로짓은 원래 선형 공간에서 토큰에 대한 점수나 확률을 나타내는 값입니다. 그러나 이러한 로짓 값은 범위에 제한이 없으며, 직접적으로 해석하기가 어렵습니다. 따라서, 로짓 값을 확률로 변환하여 토큰 예측을 더 직관적이고 해석하기 쉽게 만들기 위해 소프트맥스 함수를 사용합니다.

소프트맥스 함수는 로짓 값을 입력으로 받아 해당 값들을 0과 1 사이의 확률로 변환합니다. 이 함수는 각 로짓 값을 모든 로짓 값의 합으로 나누어 확률 분포를 생성합니다. 결과적으로, 소프트맥스 함수를 거친 확률 분포에서 각 토큰은 해당 토큰이 다음에 올 확률을 나타내는 값을 가지게 됩니다.

소프트맥스 함수를 사용하여 로짓 값을 확률로 변환하면, 예측 결과를 더 쉽게 이해하고 해석할 수 있습니다. 또한, 확률 분포를 통해 모델이 다양한 토큰을 고려하고 선택할 수 있도록 하여 문장 생성이나 다음 단어 예측과 같은 작업에서 다양성을 제공할 수 있습니다.

따라서, 소프트맥스 함수를 거치는 것은 로짓 값을 토큰 예측에 대한 확률 분포로 변환하여 예측 결과를 해석하기 쉽고 다양성을 제공하기 위한 것입니다.