ch14.5-14.10 (d2l-ai#940)

* ch14.5-14.10

chapter_natural-language-processing-pretraining/bert-pretraining.md

@@ -1,7 +1,7 @@
-# 培训前培训 BERT
+# 预训练BERT
 :label:`sec_bert-pretraining`
 
-随着在 :numref:`sec_bert` 中实施了 BERT 模型，以及 :numref:`sec_bert-dataset` 中从 WikiText-2 数据集生成的预训练示例，我们将在本节的 WikiText-2 数据集上预训练 BERT。
+利用 :numref:`sec_bert` 中实现的BERT模型和 :numref:`sec_bert-dataset` 中从WikiText-2数据集生成的预训练样本，我们将在本节中在WikiText-2数据集上对BERT进行预训练。
 
 ```{.python .input}
 from d2l import mxnet as d2l
@@ -17,17 +17,17 @@ import torch
 from torch import nn
 ```
 
-首先，我们加载 Wikitext-2 数据集作为用于掩码语言建模和下一句话预测的预训练示例的小组。批次大小为 512，BERT 输入序列的最大长度为 64。请注意，在原始的 BERT 模型中，最大长度为 512。
+首先，我们加载WikiText-2数据集作为小批量的预训练样本，用于遮蔽语言模型和下一句预测。批量大小是512，BERT输入序列的最大长度是64。注意，在原始BERT模型中，最大长度是512。
 
 ```{.python .input}
 #@tab all
 batch_size, max_len = 512, 64
 train_iter, vocab = d2l.load_data_wiki(batch_size, max_len)
 ```
 
-## 培训前培训 BERT
+## 预训练BERT
 
-原来的 BERT 有两个不同型号尺寸 :cite:`Devlin.Chang.Lee.ea.2018` 的版本。基本型号（$\text{BERT}_{\text{BASE}}$）使用 12 层（变压器编码器块），其中包含 768 个隐藏单元（隐藏尺寸）和 12 个自我注意头。大型模型（$\text{BERT}_{\text{LARGE}}$）使用 24 层，其中有 1024 个隐藏单元和 16 个自我注意头。值得注意的是，前者有 1.1 亿个参数，而后者有 3.4 亿个参数。为了轻松进行演示，我们定义了[**一个小型BERT，它使用2层、128个隐藏单位和2个自我注意头**]。
+原始BERT :cite:`Devlin.Chang.Lee.ea.2018` 有两个不同模型尺寸的版本。基本模型（$\text{BERT}_{\text{BASE}}$）使用12层（Transformer编码器块），768个隐藏单元（隐藏大小）和12个自注意头。大模型（$\text{BERT}_{\text{LARGE}}$）使用24层，1024个隐藏单元和16个自注意头。值得注意的是，前者有1.1亿个参数，后者有3.4亿个参数。为了便于演示，我们定义了一个小的BERT，使用了2层、128个隐藏单元和2个自注意头。
 
 ```{.python .input}
 net = d2l.BERTModel(len(vocab), num_hiddens=128, ffn_num_hiddens=256,
@@ -48,7 +48,7 @@ devices = d2l.try_all_gpus()
 loss = nn.CrossEntropyLoss()
 ```
 
-在定义训练循环之前，我们定义了一个助手函数 `_get_batch_loss_bert`。鉴于训练示例的数量，此函数[**计算蒙版语言建模的损失和下一句预测任务的损失**]。请注意，BERT 预训练的最后损失只是蒙版语言建模损失和下一句预测损失的总和。
+在定义训练代码实现之前，我们定义了一个辅助函数`_get_batch_loss_bert`。给定训练样本，该函数计算遮蔽语言模型和下一句子预测任务的损失。请注意，BERT预训练的最终损失是遮蔽语言模型损失和下一句预测损失的和。
 
 ```{.python .input}
 #@save
@@ -63,16 +63,16 @@ def _get_batch_loss_bert(net, loss, vocab_size, tokens_X_shards,
         tokens_X_shards, segments_X_shards, valid_lens_x_shards,
         pred_positions_X_shards, mlm_weights_X_shards, mlm_Y_shards,
         nsp_y_shards):
-        # Forward pass
+        # 前向传播
         _, mlm_Y_hat, nsp_Y_hat = net(
             tokens_X_shard, segments_X_shard, valid_lens_x_shard.reshape(-1),
             pred_positions_X_shard)
-        # Compute masked language model loss
+        # 计算遮蔽语言模型损失
         mlm_l = loss(
             mlm_Y_hat.reshape((-1, vocab_size)), mlm_Y_shard.reshape(-1),
             mlm_weights_X_shard.reshape((-1, 1)))
         mlm_l = mlm_l.sum() / (mlm_weights_X_shard.sum() + 1e-8)
-        # Compute next sentence prediction loss
+        # 计算下一句子预测任务的损失
         nsp_l = loss(nsp_Y_hat, nsp_y_shard)
         nsp_l = nsp_l.mean()
         mlm_ls.append(mlm_l)
@@ -89,21 +89,22 @@ def _get_batch_loss_bert(net, loss, vocab_size, tokens_X,
                          segments_X, valid_lens_x,
                          pred_positions_X, mlm_weights_X,
                          mlm_Y, nsp_y):
-    # Forward pass
+    # 前向传播
     _, mlm_Y_hat, nsp_Y_hat = net(tokens_X, segments_X,
                                   valid_lens_x.reshape(-1),
                                   pred_positions_X)
-    # Compute masked language model loss
+    # 计算遮蔽语言模型损失
     mlm_l = loss(mlm_Y_hat.reshape(-1, vocab_size), mlm_Y.reshape(-1)) *\
     mlm_weights_X.reshape(-1, 1)
     mlm_l = mlm_l.sum() / (mlm_weights_X.sum() + 1e-8)
-    # Compute next sentence prediction loss
+    # 计算下一句子预测任务的损失
     nsp_l = loss(nsp_Y_hat, nsp_y)
     l = mlm_l + nsp_l
     return mlm_l, nsp_l, l
 ```
 
-调用上述两个辅助函数，以下`train_bert`函数定义了[**在Wikitext-2(`train_iter`)数据集上预训练BERT(`net`)**]的过程。培训 BERT 可能需要很长时间。以下函数的输入 `num_steps` 没有像 `train_ch13` 函数那样指定训练的时代数量（参见 :numref:`sec_image_augmentation`），而是指定训练的迭代步数。
+
+通过调用上述两个辅助函数，下面的`train_bert`函数定义了在WikiText-2（`train_iter`）数据集上预训练BERT（`net`）的过程。训练BERT可能需要很长时间。以下函数的输入`num_steps`指定了训练的迭代步数，而不是像`train_ch13`函数那样指定训练的迭代周期数（参见 :numref:`sec_image_augmentation` ）。
 
 ```{.python .input}
 def train_bert(train_iter, net, loss, vocab_size, devices, num_steps):
@@ -112,8 +113,7 @@ def train_bert(train_iter, net, loss, vocab_size, devices, num_steps):
     step, timer = 0, d2l.Timer()
     animator = d2l.Animator(xlabel='step', ylabel='loss',
                             xlim=[1, num_steps], legend=['mlm', 'nsp'])
-    # Sum of masked language modeling losses, sum of next sentence prediction
-    # losses, no. of sentence pairs, count
+    # 遮蔽语言模型损失的和，下一句预测任务损失的和，句子对的数量，计数
     metric = d2l.Accumulator(4)
     num_steps_reached = False
     while step < num_steps and not num_steps_reached:
@@ -156,8 +156,7 @@ def train_bert(train_iter, net, loss, vocab_size, devices, num_steps):
     step, timer = 0, d2l.Timer()
     animator = d2l.Animator(xlabel='step', ylabel='loss',
                             xlim=[1, num_steps], legend=['mlm', 'nsp'])
-    # Sum of masked language modeling losses, sum of next sentence prediction
-    # losses, no. of sentence pairs, count
+    # 遮蔽语言模型损失的和，下一句预测任务损失的和，句子对的数量，计数
     metric = d2l.Accumulator(4)
     num_steps_reached = False
     while step < num_steps and not num_steps_reached:
@@ -191,16 +190,16 @@ def train_bert(train_iter, net, loss, vocab_size, devices, num_steps):
           f'{str(devices)}')
 ```
 
-我们可以绘制 BERT 预训期间的蒙版语言建模损失和下一句话预测损失。
+在预训练过程中，我们可以绘制出遮蔽语言模型损失和下一句预测损失。
 
 ```{.python .input}
 #@tab all
 train_bert(train_iter, net, loss, len(vocab), devices, 50)
 ```
 
-## [**用BERT表示文本**]
+## 用BERT表示文本
 
-在预训练 BERT 之后，我们可以用它来表示单个文本、文本对或其中的任何词元。以下函数返回 `tokens_a` 和 `tokens_b` 中所有词元的 BERT (`net`) 表示形式。
+在预训练BERT之后，我们可以用它来表示单个文本、文本对或其中的任何词元。下面的函数返回`tokens_a`和`tokens_b`中所有词元的BERT（`net`）表示。
 
 ```{.python .input}
 def get_bert_encoding(net, tokens_a, tokens_b=None):
@@ -224,43 +223,43 @@ def get_bert_encoding(net, tokens_a, tokens_b=None):
     return encoded_X
 ```
 
-[**考虑“起重机在飞”这句话**]，回想一下 :numref:`subsec_bert_input_rep` 中讨论的 BERT 的输入表示形式。插入特殊词元 “<cls>”（用于分类）和 “<sep>”（用于分隔）后，BERT 输入序列的长度为 6。由于零是 “<cls>” 词元的索引，所以 `encoded_text[:, 0, :]` 是整个输入句子的 BERT 表示。为了评估 polysemy 词元 “鹤”，我们还打印了代币 BERT 表示的前三个元素。
+考虑“a crane is flying”这句话。回想一下 :numref:`subsec_bert_input_rep` 中讨论的BERT的输入表示。插入特殊标记“&lt;cls&gt;”（用于分类）和“&lt;sep&gt;”（用于分隔）后，BERT输入序列的长度为6。因为零是“&lt;cls&gt;”词元，`encoded_text[:, 0, :]`是整个输入语句的BERT表示。为了评估一词多义词元“crane”，我们还打印出了该词元的BERT表示的前三个元素。
 
 ```{.python .input}
 #@tab all
 tokens_a = ['a', 'crane', 'is', 'flying']
 encoded_text = get_bert_encoding(net, tokens_a)
-# Tokens: '<cls>', 'a', 'crane', 'is', 'flying', '<sep>'
+# 词元： '<cls>', 'a', 'crane', 'is', 'flying', '<sep>'
 encoded_text_cls = encoded_text[:, 0, :]
 encoded_text_crane = encoded_text[:, 2, :]
 encoded_text.shape, encoded_text_cls.shape, encoded_text_crane[0][:3]
 ```
 
-[**现在考虑一对句子“起重机司机来了”和“他刚离开”**]。同样，`encoded_pair[:, 0, :]` 是预训练的 BERT 整个句子对的编码结果。请注意，polysemy 词元 “鹤” 的前三个元素与上下文不同时的前三个元素不同。这支持 BERT 表示是上下文相关的。
+现在考虑一个句子“a crane driver came”和“he just left”。类似地，`encoded_pair[:, 0, :]`是来自预训练BERT的整个句子对的编码结果。注意，多义词元“crane”的前三个元素与上下文不同时的元素不同。这支持了BERT表示是上下文敏感的。
 
 ```{.python .input}
 #@tab all
 tokens_a, tokens_b = ['a', 'crane', 'driver', 'came'], ['he', 'just', 'left']
 encoded_pair = get_bert_encoding(net, tokens_a, tokens_b)
-# Tokens: '<cls>', 'a', 'crane', 'driver', 'came', '<sep>', 'he', 'just',
+# 词元： '<cls>', 'a', 'crane', 'driver', 'came', '<sep>', 'he', 'just',
 # 'left', '<sep>'
 encoded_pair_cls = encoded_pair[:, 0, :]
 encoded_pair_crane = encoded_pair[:, 2, :]
 encoded_pair.shape, encoded_pair_cls.shape, encoded_pair_crane[0][:3]
 ```
 
-在 :numref:`chap_nlp_app` 中，我们将为下游自然语言处理应用程序微调预训练的 BERT 模型。 
+在 :numref:`chap_nlp_app` 中，我们将为下游自然语言处理应用微调预训练的BERT模型。
 
 ## 小结
 
-* 原来的 BERT 有两个版本，其中基本模型有 1.1 亿个参数，而大型模型有 3.4 亿个参数。
-* 在预训练 BERT 之后，我们可以用它来表示单个文本、文本对或其中的任何词元。
-* 在实验中，当上下文不同时，同一个词元具有不同的 BERT 表示形式。这支持 BERT 表示是上下文相关的。
+* 原始的BERT有两个版本，其中基本模型有1.1亿个参数，大模型有3.4亿个参数。
+* 在预训练BERT之后，我们可以用它来表示单个文本、文本对或其中的任何词元。
+* 在实验中，同一个词元在不同的上下文中具有不同的BERT表示。这支持BERT表示是上下文敏感的。
 
 ## 练习
 
-1. 在实验中，我们可以看到，蒙版语言建模损失明显高于下一个句子预测损失。为什么？
-2. 将 BERT 输入序列的最大长度设置为 512（与原始 BERT 模型相同）。使用原始 BERT 模型的配置，例如 $\text{BERT}_{\text{LARGE}}$。运行此部分时你会遇到任何错误吗？为什么？
+1. 在实验中，我们可以看到遮蔽语言模型损失明显高于下一句预测损失。为什么？
+2. 将BERT输入序列的最大长度设置为512（与原始BERT模型相同）。使用原始BERT模型的配置，如$\text{BERT}_{\text{LARGE}}$。运行此部分时是否遇到错误？为什么？
 
 :begin_tab:`mxnet`
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