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Gemma 等大语言模型 (LLM) 擅长生成信息丰富的回答,因此非常适合构建虚拟助理和聊天机器人。
通常来说,LLM 以无状态方式运行,这意味着它们缺乏固有的记忆力来存储过去的对话。每个提示或问题都是独立处理的,而忽略之前的互动。但是,自然对话的一个重要方面是保留之前互动中的上下文。为了克服这一限制并让 LLM 保持对话上下文,必须向 LLM 明确提供相关信息,例如向 LLM 提交的每个新提示中的对话历史记录(或相关部分)。
本教程介绍了如何使用 Gemma 的指令调优模型变体开发聊天机器人。
设置
Gemma 设置
要完成本教程,首先需要按照 Gemma 设置中的说明完成设置。Gemma 设置说明介绍了如何执行以下操作:
- 在 kaggle.com 上访问 Gemma。
- 选择具有足够资源的 Colab 运行时来运行 Gemma 2B 模型。
- 生成并配置 Kaggle 用户名和 API 密钥。
完成 Gemma 设置后,请继续执行下一部分,您将为 Colab 环境设置环境变量。
设置环境变量
为 KAGGLE_USERNAME
和 KAGGLE_KEY
设置环境变量。
import os
from google.colab import userdata
# Note: `userdata.get` is a Colab API. If you're not using Colab, set the env
# vars as appropriate for your system.
os.environ["KAGGLE_USERNAME"] = userdata.get('KAGGLE_USERNAME')
os.environ["KAGGLE_KEY"] = userdata.get('KAGGLE_KEY')
安装依赖项
安装 Keras 和 KerasNLP。
# Install Keras 3 last. See https://keras.io/getting_started/ for more details.
pip install -q tensorflow-cpu
pip install -q -U keras-nlp tensorflow-hub
pip install -q -U "keras>=3"
pip install -q -U tensorflow-text
选择一个后端
Keras 是一个高级的多框架深度学习 API,旨在实现简洁易用。Keras 3 支持选择后端:TensorFlow、JAX 或 PyTorch。这三个选项都适用于本教程。
import os
# Select JAX as the backend
os.environ["KERAS_BACKEND"] = "jax"
# Pre-allocate 100% of TPU memory to minimize memory fragmentation
os.environ["XLA_PYTHON_CLIENT_MEM_FRACTION"] = "1.0"
导入软件包
导入 Keras 和 KerasNLP。
import keras
import keras_nlp
# for reproducibility
keras.utils.set_random_seed(42)
实例化模型
KerasNLP 提供了许多热门模型架构的实现。在本教程中,您将使用 GemmaCausalLM
实例化此模型,它是用于因果语言建模的端到端 Gemma 模型。因果语言模型会根据上一个词元预测下一个词元。
使用 from_preset
方法实例化模型:
gemma_lm = keras_nlp.models.GemmaCausalLM.from_preset("gemma2_instruct_2b_en")
GemmaCausalLM.from_preset()
函数会根据预设架构和权重对模型进行实例化。在上面的代码中,字符串 "gemma2_instruct_2b_en"
指定了预设的 Gemma 2 2B 模型,其中包含 20 亿个参数。还可以使用具有 7B、9B 和 27B 参数的 Gemma 模型。您可以在 Kaggle 上的模型变体详情中找到 Gemma 模型的代码字符串。
使用 summary
方法获取有关模型的更多信息:
gemma_lm.summary()
从摘要中可以看出,该模型有 26 亿个可训练参数。
定义格式设置辅助函数
from IPython.display import Markdown
import textwrap
def display_chat(prompt, text):
formatted_prompt = "<font size='+1' color='brown'>🙋♂️<blockquote>" + prompt + "</blockquote></font>"
text = text.replace('•', ' *')
text = textwrap.indent(text, '> ', predicate=lambda _: True)
formatted_text = "<font size='+1' color='teal'>🤖\n\n" + text + "\n</font>"
return Markdown(formatted_prompt+formatted_text)
def to_markdown(text):
text = text.replace('•', ' *')
return Markdown(textwrap.indent(text, '> ', predicate=lambda _: True))
构建聊天机器人
Gemma 指令微调模型 gemma2_instruct_2b_en
经过微调,可理解以下回合令牌:
<start_of_turn>user\n ... <end_of_turn>\n
<start_of_turn>model\n ... <end_of_turn>\n
本教程使用这些令牌构建聊天机器人。请参阅格式设置和系统说明,详细了解 Gemma 控制令牌。
创建聊天助手来管理对话状态
class ChatState():
"""
Manages the conversation history for a turn-based chatbot
Follows the turn-based conversation guidelines for the Gemma family of models
documented at https://ai.google.dev/gemma/docs/formatting
"""
__START_TURN_USER__ = "<start_of_turn>user\n"
__START_TURN_MODEL__ = "<start_of_turn>model\n"
__END_TURN__ = "<end_of_turn>\n"
def __init__(self, model, system=""):
"""
Initializes the chat state.
Args:
model: The language model to use for generating responses.
system: (Optional) System instructions or bot description.
"""
self.model = model
self.system = system
self.history = []
def add_to_history_as_user(self, message):
"""
Adds a user message to the history with start/end turn markers.
"""
self.history.append(self.__START_TURN_USER__ + message + self.__END_TURN__)
def add_to_history_as_model(self, message):
"""
Adds a model response to the history with start/end turn markers.
"""
self.history.append(self.__START_TURN_MODEL__ + message)
def get_history(self):
"""
Returns the entire chat history as a single string.
"""
return "".join([*self.history])
def get_full_prompt(self):
"""
Builds the prompt for the language model, including history and system description.
"""
prompt = self.get_history() + self.__START_TURN_MODEL__
if len(self.system)>0:
prompt = self.system + "\n" + prompt
return prompt
def send_message(self, message):
"""
Handles sending a user message and getting a model response.
Args:
message: The user's message.
Returns:
The model's response.
"""
self.add_to_history_as_user(message)
prompt = self.get_full_prompt()
response = self.model.generate(prompt, max_length=2048)
result = response.replace(prompt, "") # Extract only the new response
self.add_to_history_as_model(result)
return result
与模型聊天
开始与模型聊天。
chat = ChatState(gemma_lm)
message = "Tell me, in a few words, how to compute all prime numbers up to 1000?"
display_chat(message, chat.send_message(message))
🙋♂️
简单几句话,如何计算 1,000 以内的所有质数?🤖?
《Eratosthenes》《Sieve of Eratosthenes》。
继续对话。
message = "Now in Python! No numpy, please!"
display_chat(message, chat.send_message(message))
🙋♂️
现已支持 Python!别犹豫了!🤖?
def sieve_of_eratosthenes(n): """Returns a list of prime numbers up to n.""" primes = [True] * (n + 1) primes[0] = primes[1] = False for i in range(2, int(n**0.5) + 1): if primes[i]: for j in range(i * i, n + 1, i): primes[j] = False return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes)
说明:
初始化:
primes = [True] * (n + 1)
:创建一个布尔值列表primes
,最初假定所有数字都是质数。primes[0] = primes[1] = False
:将 0 和 1 设置为非质数。迭代:
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
:从 2 到n
的平方根进行迭代。我们只需要检查平方根,因为任何合数的质因数必须小于或等于其平方根。if primes[i]:
:如果i
标记为质数:
for j in range(i * i, n + 1, i):
:将i
的所有倍数标记为非质数。结果:
return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]
:创建一个索引列表,其中primes[i]
为 True,表示质数。如果您想要更详细地了解某个部分,欢迎与我联系!
message = "Thank you, it works! Can you explain the code in French?"
display_chat(message, chat.send_message(message))
🙋♂️
谢谢,可以!您能用法语解释一下代码吗?🤖?
再见!Voici une explication du code en français :
def sieve_of_eratosthenes(n): """Retourne une liste de nombres premiers jusqu'à n.""" primes = [True] * (n + 1) primes[0] = primes[1] = False for i in range(2, int(n**0.5) + 1): if primes[i]: for j in range(i * i, n + 1, i): primes[j] = False return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes)
说明:
初始化:
primes = [True] * (n + 1)
:Crée une listeprimes
de valeurs booléennes, initialement supposant que tous les nombres sontpremiers.primes[0] = primes[1] = False
:《Définit 0 et 1》正式推出非首映式。迭代:
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
:Itère de 2 jusqu'à la racine carrée den
.Nous ne devons vérifier que jusqu'à la racine carrée car tout nombre composite doit avoir unacteur premier inférieur ou égal à sa racine carrée.if primes[i]:
:Sii
est conidéré comme premier:
for j in range(i * i, n + 1, i):
:Marquer tous les multiples dei
comme non-premiers.结果:
return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]
:Crée une liste des indices oùprimes[i]
est vrai, représentant les nombres premiers.N'hésitez pas à me demander si vous avez besoin d'une explication plus détaillée de quelque selected!
message = "Great! Now add those explanations as comments in the code."
display_chat(message, chat.send_message(message))
🙋♂️
太棒了!现在,将这些解释作为注释添加到代码中。🤖?
def sieve_of_eratosthenes(n): """Retourne une liste de nombres premiers jusqu'à n.""" # Initialise une liste de boolean avec True pour tous les nombres de 0 à n primes = [True] * (n + 1) # Définit 0 et 1 comme non-premiers primes[0] = primes[1] = False # Itère de 2 à la racine carrée de n for i in range(2, int(n**0.5) + 1): # Si i est considéré comme premier if primes[i]: # Itère sur tous les multiples de i for j in range(i * i, n + 1, i): # Définit les multiples de i comme non-premiers primes[j] = False # Retourne la liste des indices des nombres premiers return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes)
说明:
- 初始化:
primes = [True] * (n + 1)
:Crée une listeprimes
de valeurs booléennes, initialement supposant que tous les nombres sontpremiers.primes[0] = primes[1] = False
:《Définit 0 et 1》正式推出非首映式。- 迭代:
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
:Itère de 2 jusqu'à la racine carrée den
.Nous ne devons vérifier que jusqu'à la racine carrée car tout nombre composite doit avoir unacteur premier inférieur ou égal à sa racine carrée.if primes[i]:
:Sii
est conidéré comme premier:
for j in range(i * i, n + 1, i):
:Marquer tous les multiples dei
comme non-premiers.- 结果:
return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]
:Crée une liste des indices oùprimes[i]
est vrai, représentant les nombres premiers.
通过运行生成的代码来测试生成的响应:
def sieve_of_eratosthenes(n):
"""Retourne une liste de nombres premiers jusqu'à n."""
# Initialise une liste de boolean avec True pour tous les nombres de 0 à n
primes = [True] * (n + 1)
# Définit 0 et 1 comme non-premiers
primes[0] = primes[1] = False
# Itère de 2 à la racine carrée de n
for i in range(2, int(n**0.5) + 1):
# Si i est considéré comme premier
if primes[i]:
# Itère sur tous les multiples de i
for j in range(i * i, n + 1, i):
# Définit les multiples de i comme non-premiers
primes[j] = False
# Retourne la liste des indices des nombres premiers
return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]
primes = sieve_of_eratosthenes(1000)
print(primes)
[2, 3, 5, 7, 11, 13, 17, 19, 23, 29, 31, 37, 41, 43, 47, 53, 59, 61, 67, 71, 73, 79, 83, 89, 97, 101, 103, 107, 109, 113, 127, 131, 137, 139, 149, 151, 157, 163, 167, 173, 179, 181, 191, 193, 197, 199, 211, 223, 227, 229, 233, 239, 241, 251, 257, 263, 269, 271, 277, 281, 283, 293, 307, 311, 313, 317, 331, 337, 347, 349, 353, 359, 367, 373, 379, 383, 389, 397, 401, 409, 419, 421, 431, 433, 439, 443, 449, 457, 461, 463, 467, 479, 487, 491, 499, 503, 509, 521, 523, 541, 547, 557, 563, 569, 571, 577, 587, 593, 599, 601, 607, 613, 617, 619, 631, 641, 643, 647, 653, 659, 661, 673, 677, 683, 691, 701, 709, 719, 727, 733, 739, 743, 751, 757, 761, 769, 773, 787, 797, 809, 811, 821, 823, 827, 829, 839, 853, 857, 859, 863, 877, 881, 883, 887, 907, 911, 919, 929, 937, 941, 947, 953, 967, 971, 977, 983, 991, 997]
使用 get_history
方法可查看 Chat
类如何保留所有上下文。
print(chat.get_history())
<start_of_turn>user Tell me, in a few words, how to compute all prime numbers up to 1000?<end_of_turn> <start_of_turn>model **Sieve of Eratosthenes.** <end_of_turn><start_of_turn>user Now in Python! No numpy, please!<end_of_turn> <start_of_turn>model ```python def sieve_of_eratosthenes(n): """Returns a list of prime numbers up to n.""" primes = [True] * (n + 1) primes[0] = primes[1] = False for i in range(2, int(n**0.5) + 1): if primes[i]: for j in range(i * i, n + 1, i): primes[j] = False return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes) ``` **Explanation:** 1. **Initialization:** - `primes = [True] * (n + 1)`: Creates a list `primes` of boolean values, initially assuming all numbers are prime. - `primes[0] = primes[1] = False`: Sets 0 and 1 as non-prime. 2. **Iteration:** - `for i in range(2, int(n**0.5) + 1):`: Iterates from 2 to the square root of `n`. We only need to check up to the square root because any composite number must have a prime factor less than or equal to its square root. - `if primes[i]:`: If `i` is marked as prime: - `for j in range(i * i, n + 1, i):`: Marks all multiples of `i` as non-prime. 3. **Result:** - `return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]`: Creates a list of indices where `primes[i]` is True, representing the prime numbers. Let me know if you'd like a more detailed explanation of any part! <end_of_turn><start_of_turn>user Thank you, it works! Can you explain the code in French?<end_of_turn> <start_of_turn>model Bien sûr ! Voici une explication du code en français : ```python def sieve_of_eratosthenes(n): """Retourne une liste de nombres premiers jusqu'à n.""" primes = [True] * (n + 1) primes[0] = primes[1] = False for i in range(2, int(n**0.5) + 1): if primes[i]: for j in range(i * i, n + 1, i): primes[j] = False return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes) ``` **Explication:** 1. **Initialisation:** - `primes = [True] * (n + 1)`: Crée une liste `primes` de valeurs booléennes, initialement supposant que tous les nombres sont premiers. - `primes[0] = primes[1] = False`: Définit 0 et 1 comme non-premiers. 2. **Itération:** - `for i in range(2, int(n**0.5) + 1):`: Itère de 2 jusqu'à la racine carrée de `n`. Nous ne devons vérifier que jusqu'à la racine carrée car tout nombre composite doit avoir un facteur premier inférieur ou égal à sa racine carrée. - `if primes[i]:`: Si `i` est considéré comme premier: - `for j in range(i * i, n + 1, i):`: Marquer tous les multiples de `i` comme non-premiers. 3. **Resultat:** - `return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]`: Crée une liste des indices où `primes[i]` est vrai, représentant les nombres premiers. N'hésitez pas à me demander si vous avez besoin d'une explication plus détaillée de quelque chose! <end_of_turn><start_of_turn>user Great! Now add those explanations as comments in the code.<end_of_turn> <start_of_turn>model ```python def sieve_of_eratosthenes(n): """Retourne une liste de nombres premiers jusqu'à n.""" # Initialise une liste de boolean avec True pour tous les nombres de 0 à n primes = [True] * (n + 1) # Définit 0 et 1 comme non-premiers primes[0] = primes[1] = False # Itère de 2 à la racine carrée de n for i in range(2, int(n**0.5) + 1): # Si i est considéré comme premier if primes[i]: # Itère sur tous les multiples de i for j in range(i * i, n + 1, i): # Définit les multiples de i comme non-premiers primes[j] = False # Retourne la liste des indices des nombres premiers return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime] primes = sieve_of_eratosthenes(1000) print(primes) ``` **Explication:** * **Initialisation:** * `primes = [True] * (n + 1)`: Crée une liste `primes` de valeurs booléennes, initialement supposant que tous les nombres sont premiers. * `primes[0] = primes[1] = False`: Définit 0 et 1 comme non-premiers. * **Itération:** * `for i in range(2, int(n**0.5) + 1):`: Itère de 2 jusqu'à la racine carrée de `n`. Nous ne devons vérifier que jusqu'à la racine carrée car tout nombre composite doit avoir un facteur premier inférieur ou égal à sa racine carrée. * `if primes[i]:`: Si `i` est considéré comme premier: * `for j in range(i * i, n + 1, i):`: Marquer tous les multiples de `i` comme non-premiers. * **Resultat:** * `return [i for i, is_prime in enumerate(primes) if is_prime]`: Crée une liste des indices où `primes[i]` est vrai, représentant les nombres premiers. <end_of_turn>
总结和补充阅读材料
在本教程中,您学习了如何在 JAX 上使用 Keras 与 Gemma 2B 指令调优模型聊天。
查看以下指南和教程,详细了解 Gemma: