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gpt和bert區(qū)別（bert和gpt2區(qū)別）

發(fā)布時(shí)間：2023-03-13 09:21:24 稿源：創(chuàng)意嶺閱讀： 99 問(wèn)大家

大家好！今天讓創(chuàng)意嶺的小編來(lái)大家介紹下關(guān)于gpt和bert區(qū)別的問(wèn)題，以下是小編對(duì)此問(wèn)題的歸納整理，讓我們一起來(lái)看看吧。

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本文目錄:

1、磁盤(pán)初始化時(shí)選mbr還是選gpt，有什么區(qū)別
2、BERT預(yù)訓(xùn)練模型
3、硬盤(pán)GPT分區(qū)與MBR分區(qū)的有什么區(qū)別？
4、BERT：深度雙向預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型

gpt和bert區(qū)別（bert和gpt2區(qū)別）

一、磁盤(pán)初始化時(shí)選mbr還是選gpt，有什么區(qū)別

MBR和GPT各有各的特點(diǎn)，這兩個(gè)現(xiàn)在都在使用，至于選哪一個(gè)是要分情況討論的。

gpt和bert區(qū)別（bert和gpt2區(qū)別）

在設(shè)置新磁盤(pán)時(shí)，系統(tǒng)會(huì)詢問(wèn)你是想要使用MBR還是GPT分區(qū)。GPT是一種新的標(biāo)準(zhǔn)，并在將來(lái)逐漸取代MBR。

GPT為我們帶來(lái)了很多新的特性，但MBR仍然擁有最好的兼容性。GPT并不是Windows專用的新標(biāo)準(zhǔn)，Mac OS X，Linux，及其他操作系統(tǒng)同樣使用GPT，實(shí)際上其他操作系統(tǒng)仍可以使用MBR。

新磁盤(pán)在使用之前，必須對(duì)其進(jìn)行分區(qū)操作。MBR（Master Boot Record）和GPT（GUID Partition Table）是在磁盤(pán)上存儲(chǔ)分區(qū)信息的兩種不同方式。這些分區(qū)信息包含了每個(gè)分區(qū)從哪里開(kāi)始的信息，這樣才能讓操作系統(tǒng)知道哪個(gè)扇區(qū)是屬于哪個(gè)分區(qū)的，以及哪個(gè)分區(qū)是可以啟動(dòng)的。在磁盤(pán)上創(chuàng)建分區(qū)時(shí)，必須在MBR和GPT之間選擇一個(gè)適當(dāng)?shù)姆謪^(qū)管理方式。

MBR的局限性

MBR的意思是“主引導(dǎo)記錄”，最早在1983年在IBM PC DOS 2.0中提出。

它是存在于驅(qū)動(dòng)器開(kāi)始部分的一個(gè)特殊的啟動(dòng)扇區(qū)，磁盤(pán)的第一個(gè)扇區(qū)。這個(gè)扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)的Bootloader和驅(qū)動(dòng)器的邏輯分區(qū)信息。

MBR最大支持2TB磁盤(pán)，它無(wú)法處理大于2TB容量的磁盤(pán)。MBR支持最多4個(gè)主分區(qū)——如果想要更多分區(qū)，就需要?jiǎng)?chuàng)建所謂“擴(kuò)展分區(qū)”，并在其中創(chuàng)建邏輯分區(qū)。MBR已經(jīng)成為磁盤(pán)分區(qū)和啟動(dòng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

GPT的優(yōu)勢(shì)

GPT意為GUID分區(qū)表。（GUID意為全局唯一標(biāo)識(shí)符）。這是一個(gè)正逐漸取代MBR的新標(biāo)準(zhǔn)。它和UEFI相輔相成——UEFI用于取代老舊的BIOS，而GPT則取代老舊的MBR。之所以叫作“GUID分區(qū)表”，是因?yàn)槟愕尿?qū)動(dòng)器上的每個(gè)分區(qū)都有一個(gè)全局唯一的標(biāo)識(shí)符（globally unique identifier，GUID）——這是一個(gè)隨機(jī)生成的字符串，可以保證為地球上的每一個(gè)GPT分區(qū)都分配完全唯一的標(biāo)識(shí)符。

GPT沒(méi)有MBR的那些限制。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器容量幾乎不限制（還是有限制的，只不過(guò)對(duì)我們來(lái)說(shuō)它太大太大）。它還支持幾乎無(wú)限個(gè)分區(qū)數(shù)量，限制只在于操作系統(tǒng)——Windows支持最多128個(gè)GPT分區(qū)，而且你還不需要?jiǎng)?chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)。

在MBR磁盤(pán)上，分區(qū)和啟動(dòng)信息是保存在一起的。如果這部分?jǐn)?shù)據(jù)被覆蓋或破壞，事情就麻煩了。相對(duì)的，GPT在整個(gè)磁盤(pán)上保存多個(gè)這部分信息的副本，因此它更為健壯，并可以恢復(fù)被破壞的這部分信息。GPT還為這些信息保存了循環(huán)冗余校驗(yàn)碼（CRC）以保證其完整和正確——如果數(shù)據(jù)被破壞，GPT會(huì)發(fā)覺(jué)這些破壞，并從磁盤(pán)上的其他地方進(jìn)行恢復(fù)。而MBR則對(duì)這些問(wèn)題無(wú)能為力——只有在問(wèn)題出現(xiàn)后，你才會(huì)發(fā)現(xiàn)計(jì)算機(jī)無(wú)法啟動(dòng)，或者磁盤(pán)分區(qū)都不翼而飛了。

現(xiàn)代操作系統(tǒng)也同樣支持GPT。Linux內(nèi)建了GPT支持。蘋(píng)果公司基于Intel芯片的MAC電腦也不再使用自家的APT（Apple Partition Table），轉(zhuǎn)而使用GPT。

如果現(xiàn)在要進(jìn)行分區(qū)的話，推薦使用GPT對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行分區(qū)。它更先進(jìn)，更健壯，所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都在向其轉(zhuǎn)移。如果你需要保持對(duì)舊系統(tǒng)的兼容性——比如在使用傳統(tǒng)BIOS的計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)Windows，你需要使用MBR。

二、BERT預(yù)訓(xùn)練模型

n-gram語(yǔ)言模型：根據(jù)前面n個(gè)詞預(yù)測(cè)當(dāng)前詞，它的缺點(diǎn)是，一般只能取1-2，n越大計(jì)算成本越高，這就使得它關(guān)注的信息是非常局限的。

預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型：wordvec\glove\fasttext。wordvec是根據(jù)周圍詞預(yù)測(cè)當(dāng)前詞或當(dāng)前詞預(yù)測(cè)周圍詞，相比于n-gram，它關(guān)注了下文，但它仍然是關(guān)注局部信息。glove通過(guò)構(gòu)建詞頻共現(xiàn)矩陣來(lái)訓(xùn)練詞向量，將全局信息融入到詞向量中。fasttext仍然是局部的，只是他分詞是基于subword，對(duì)于oov詞相對(duì)友好。三者共同的缺點(diǎn)是，無(wú)法解決一詞多義問(wèn)題。

高級(jí)語(yǔ)言模型：elmo\GPT，elmo采用1層靜態(tài)向量+2層單向LSTM提取特征，并且能夠解決一詞多義，elmo是一個(gè)雙向語(yǔ)言模型，但實(shí)際上是兩個(gè)單向語(yǔ)言模型（方向相反）的拼接，這種融合特征的能力比 BERT 一體化融合特征方式弱。GPT采用Transformer的decoder單元提取特征，同樣也可以解決一詞多義問(wèn)題，但GPT是單向的。所以，對(duì)上下文信息的融合，二者能力還不夠。

bert是雙向語(yǔ)言模型，句子沒(méi)有shift_mask操作，所以是完整的上下文環(huán)境，證實(shí)了雙向語(yǔ)言模型對(duì)文本特征表示的重要性。bert同時(shí)證實(shí)了預(yù)訓(xùn)練模型能夠簡(jiǎn)化很多繁重任務(wù)的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，在11個(gè)nlp任務(wù)上都有顯著提升。

bert采用Transformer的encoder單元提取特征，encoder中包含幾個(gè)重要的機(jī)制：self-attention、muti-head attention、position encoding。

bert分為bert_base和bert_large大小兩個(gè)模型，bert_base采用了12個(gè)encoder單元，768維隱藏層，12個(gè)attention。bert_base采用了24個(gè)encoder單元，1024維隱藏層，16個(gè)attention。

input：?jiǎn)尉浠蚓鋵?duì)組合，有[cls]作為句子開(kāi)頭的標(biāo)記，[sep]作為句子分隔和結(jié)束的標(biāo)記。

token embedding：對(duì)于英文采用WordPiece embeddings，也就是一個(gè)單詞會(huì)被拆成詞根詞綴的，比如圖中的playing被拆成了play和ing兩個(gè)token；對(duì)于中文，就是單子拆分。

segment embedding：相鄰句子采用不同的標(biāo)志分隔，形如111111111100000011111100000。

position embedding：在transformer中，單詞之間是沒(méi)有先后順序的，而語(yǔ)言本身是有序的，所以采用采用正余弦函數(shù)來(lái)計(jì)算每個(gè)單詞的先后順序，這種方式有點(diǎn)勉強(qiáng)，算是折中方式。

前面講到elmo也是雙向語(yǔ)言模型，它是采用bi-LSTM來(lái)提取特征，如下：

比如一句話：‘北京是中國(guó)的首都’，在LSTM中從左往右，預(yù)測(cè)‘中國(guó)’的時(shí)候只能看到‘北京’，從右往左，預(yù)測(cè)‘中國(guó)’的時(shí)候只能看到‘首都’，然后將兩個(gè)lstm的輸出做拼接來(lái)達(dá)到上下文信息融合的目的。其實(shí)是沒(méi)有完全做到雙向，只是以結(jié)構(gòu)的改變來(lái)接近雙向語(yǔ)言模型。真正的雙向是預(yù)測(cè)‘中國(guó)’的時(shí)候，需要同時(shí)看到‘北京’和‘首都’。由此，mask LM產(chǎn)生了。

mask LM的原理是將‘中國(guó)’遮蓋住，同時(shí)用‘北京’和‘首都’來(lái)預(yù)測(cè)‘中國(guó)’。‘北京’和‘首都’聯(lián)系起來(lái)語(yǔ)言模型很容易聯(lián)想到就是‘中國(guó)’啦。這個(gè)思想和wordvec的CBOW模型如出一轍，就是用周圍詞預(yù)測(cè)當(dāng)前詞，只是這個(gè)思想放在厲害的transformer中，便能大顯其能。

BERT的mask方式：在選擇mask的15%的詞當(dāng)中，80%情況下使用mask掉這個(gè)詞，10%情況下采用一個(gè)任意詞替換，剩余10%情況下保持原詞匯不變。這樣mask的優(yōu)點(diǎn)是什么？

1）被隨機(jī)選擇15%的詞當(dāng)中以10%的概率用任意詞替換去預(yù)測(cè)正確的詞，相當(dāng)于文本糾錯(cuò)任務(wù)，為BERT模型賦予了一定的文本糾錯(cuò)能力；

2）被隨機(jī)選擇15%的詞當(dāng)中以10%的概率保持不變，緩解了finetune時(shí)候與預(yù)訓(xùn)練時(shí)候輸入不匹配的問(wèn)題（預(yù)訓(xùn)練時(shí)候輸入句子當(dāng)中有mask，而finetune時(shí)候輸入是完整無(wú)缺的句子，即為輸入不匹配問(wèn)題）。

在Mask LM任務(wù)中，模型學(xué)到了詞與詞之間的關(guān)系，而NSP任務(wù)是要模型學(xué)到句子與句子之間的關(guān)系，比如問(wèn)答、推理等。它將訓(xùn)練語(yǔ)料分為兩類，一是將50%語(yǔ)料構(gòu)建成正常語(yǔ)序的句子對(duì)，比如A-B句子對(duì)，B就是A的實(shí)際下一個(gè)句子，并做標(biāo)記為isnext；二是將50%語(yǔ)料構(gòu)建成非正常語(yǔ)序句子對(duì)，B是來(lái)自語(yǔ)料庫(kù)的隨機(jī)句子，并做標(biāo)記為notnext。然后通過(guò)對(duì)句子對(duì)的關(guān)系做分類，預(yù)測(cè)B到底是不是A句子的下一個(gè)句子，使模型具有句子級(jí)別的識(shí)別能力。

微調(diào)的目的在于我們的任務(wù)與bert預(yù)訓(xùn)練任務(wù)是不一致的，但是bert是非常好的語(yǔ)言模型，他具備提取詞法和句法的強(qiáng)大能力。將bert嵌入到我們的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)中，能夠簡(jiǎn)化在語(yǔ)言模型方面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。只需要將輸入做成和bert適配的格式就行，而在bert后面接上全連接、CNN等簡(jiǎn)單模型進(jìn)行訓(xùn)練，就能夠使訓(xùn)練得到一個(gè)比較好的效果。

GPT 和 BERT 都采用Transformer，Transformer 是encoder-decoder 結(jié)構(gòu)，GPT 的單向語(yǔ)言模型采用 decoder 部分，decoder 的部分見(jiàn)到的都是不完整的句子；BERT 的雙向語(yǔ)言模型則采用 encoder 部分，采用了完整句子。他倆最主要的區(qū)別在于BERT是雙向語(yǔ)言模型，更適合文本分類等任務(wù)，GPT是單向語(yǔ)言模型，更適合生成式任務(wù)。

1）低層網(wǎng)絡(luò)捕捉了短語(yǔ)級(jí)別的結(jié)構(gòu)信息

2）表層信息特征在底層網(wǎng)絡(luò)（3，4），句法信息特征在中間層網(wǎng)絡(luò)（6~9），語(yǔ)義信息特征在高層網(wǎng)絡(luò)。（9~12）

3）主謂一致表現(xiàn)在中間層網(wǎng)絡(luò)（8，9）

1）ROBERTA

•靜態(tài)mask->動(dòng)態(tài)mask：在bert中每一個(gè)epoch被mask的是相同的詞，而ROBERTA在每一個(gè)epoch結(jié)束，重新隨機(jī)15%的詞，使不同的詞被mask。

•去除句對(duì)NSP任務(wù)，輸入連續(xù)多個(gè)句子：在bert中最長(zhǎng)是512個(gè)token，輸入單句或者句對(duì)不容易把512個(gè)token占滿，ROBERTA輸入更多句子占滿512個(gè)坑位。

•訓(xùn)練使用更多數(shù)據(jù) 更大batch size 更長(zhǎng)時(shí)間

2）ALBERT

•減少參數(shù)：詞表 V 到隱層 H 的中間，插入一個(gè)小維度 E，即一個(gè)VxH的embedding變成兩個(gè)VxE, ExH的兩個(gè)fc。

•共享所有層的參數(shù)：Attention 和 FFN，在bert中每一層的Attention 和 FFN的參數(shù)是不一樣的。

•SOP 替換 NSP：負(fù)樣本換成了同一篇文章中的兩個(gè)逆序的句子，bert中是A-->B和A-->隨機(jī)，ALBERT中是A-->B，B-->A。

•BERT對(duì)MASK 15% 的詞來(lái)預(yù)測(cè)。ALBERT 預(yù)測(cè)的是 n-gram 片段，包含更完整的語(yǔ)義信息。

•訓(xùn)練數(shù)據(jù)長(zhǎng)度：90%取512，BERT90% 128

•對(duì)應(yīng)BERT large：H:1024 ->4096 L:24->12 窄而深->寬而淺

三、硬盤(pán)GPT分區(qū)與MBR分區(qū)的有什么區(qū)別？

MBR的局限性

MBR的意思是“主引導(dǎo)記錄”，最早在1983年在IBM PC DOS

2.0中提出。

之所以叫“主引導(dǎo)記錄”，是因?yàn)樗谴嬖谟隍?qū)動(dòng)器開(kāi)始部分的一個(gè)特殊的啟動(dòng)扇區(qū)。這個(gè)扇區(qū)包含了已安裝的操作系統(tǒng)的啟動(dòng)加載器和驅(qū)動(dòng)器的邏輯分區(qū)信息。所謂啟動(dòng)加載器，是一小段代碼，用于加載驅(qū)動(dòng)器上其他分區(qū)上更大的加載器。如果你安裝了Windows，Windows啟動(dòng)加載器的初始信息就放在這個(gè)區(qū)域里——如果MBR的信息被覆蓋導(dǎo)致Windows不能啟動(dòng)，你就需要使用Windows的MBR修復(fù)功能來(lái)使其恢復(fù)正常。如果你安裝了Linux，則位于MBR里的通常會(huì)是GRUB加載器。

MBR支持最大2TB磁盤(pán)，它無(wú)法處理大于2TB容量的磁盤(pán)。MBR還只支持最多4個(gè)主分區(qū)——如果你想要更多分區(qū)，你需要?jiǎng)?chuàng)建所謂“擴(kuò)展分區(qū)”，并在其中創(chuàng)建邏輯分區(qū)。

MBR已經(jīng)成為磁盤(pán)分區(qū)和啟動(dòng)的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。

GPT的優(yōu)勢(shì)

unique

identifier，GUID）——這是一個(gè)隨機(jī)生成的字符串，可以保證為地球上的每一個(gè)GPT分區(qū)都分配完全唯一的標(biāo)識(shí)符。

這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有MBR的那些限制。磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器容量可以大得多，大到操作系統(tǒng)和文件系統(tǒng)都沒(méi)法支持。它同時(shí)還支持幾乎無(wú)限個(gè)分區(qū)數(shù)量，限制只在于操作系統(tǒng)——Windows支持最多128個(gè)GPT分區(qū)，而且你還不需要?jiǎng)?chuàng)建擴(kuò)展分區(qū)。

兼容性

使用GPT的驅(qū)動(dòng)器會(huì)包含一個(gè)“保護(hù)性MBR”。這種MBR會(huì)認(rèn)為GPT驅(qū)動(dòng)器有一個(gè)占據(jù)了整個(gè)磁盤(pán)的分區(qū)。如果你使用老實(shí)的MBR磁盤(pán)工具對(duì)GPT磁盤(pán)進(jìn)行管理，你只會(huì)看見(jiàn)一個(gè)占據(jù)整個(gè)磁盤(pán)的分區(qū)。這種保護(hù)性MBR保證老式磁盤(pán)工具不會(huì)把GPT磁盤(pán)當(dāng)作沒(méi)有分區(qū)的空磁盤(pán)處理而用MBR覆蓋掉本來(lái)存在的GPT信息。

在基于UEFI的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)上，所有64位版本的Windows

8.1、8、7和Vista，以及其對(duì)應(yīng)的服務(wù)器版本，都只能從GPT分區(qū)啟動(dòng)。所有版本的Windows

8.1、8、7和Vista都可以讀取和使用GPT分區(qū)。

其他現(xiàn)代操作系統(tǒng)也同樣支持GPT。Linux內(nèi)建了GPT支持。蘋(píng)果公司基于Intel芯片的MAC電腦也不再使用自家的APT（Apple

Partition Table），轉(zhuǎn)而使用GPT。

我們推薦你使用GPT對(duì)磁盤(pán)進(jìn)行分區(qū)。它更先進(jìn)，更健壯，所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都在向其轉(zhuǎn)移。如果你需要保持對(duì)舊系統(tǒng)的兼容性——比如在使用傳統(tǒng)BIOS的計(jì)算機(jī)上啟動(dòng)Windows，你需要使用MBR。

四、BERT：深度雙向預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型

論文標(biāo)題：BERT: Pre-training of Deep Bidirectional Transformers for Language Understanding

論文鏈接： https://arxiv.org/abs/1810.04805

BERT（Bidirectional Encoder Representations from Transformers）通過(guò)預(yù)訓(xùn)練來(lái)學(xué)習(xí)無(wú)標(biāo)注數(shù)據(jù)中的深度雙向表示，預(yù)訓(xùn)練結(jié)束后通過(guò)添加一個(gè)額外的輸出層進(jìn)行微調(diào)，最終在多個(gè)NLP任務(wù)上實(shí)現(xiàn)了SOTA。

預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型在實(shí)踐中證明對(duì)提高很多自然語(yǔ)言處理任務(wù)有效，其中包括句子層級(jí)的任務(wù)，比如自然語(yǔ)言推斷（natural language inference）和復(fù)述（paraphrasing），還有token層級(jí)的任務(wù)，比如命名實(shí)體識(shí)別（named entity recognition）和問(wèn)答（question answering）。

在下游任務(wù)中應(yīng)用預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型表示的方法有兩種：feature-based的方法和fine-tuning的方法。舉例來(lái)說(shuō)，ELMo這種預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型使用feature-based的方法，通過(guò)將ELMo的預(yù)訓(xùn)練的表示作為額外的特征輸入到特定于任務(wù)的模型中去；GPT使用fine-tuning的方法，通過(guò)引入少量的特定于任務(wù)的參數(shù)，在下游任務(wù)中訓(xùn)練時(shí)所有的預(yù)訓(xùn)練參數(shù)。

截止BERT之前的預(yù)訓(xùn)練語(yǔ)言模型都是單向的（unidirectional），包括GPT和ELMo，這樣的方法對(duì)句子層級(jí)的任務(wù)不是最優(yōu)的，而且對(duì)于token層級(jí)的任務(wù)比如問(wèn)答非常有害。BERT使用masked language model（MLM）的方法來(lái)預(yù)訓(xùn)練，這種方法能夠訓(xùn)練一個(gè)雙向的（directional）語(yǔ)言模型。除了masked language model的預(yù)訓(xùn)練的方法，BERT還使用了next sentence prediction的預(yù)訓(xùn)練方法。

BERT的使用分為兩個(gè)階段：預(yù)訓(xùn)練（pre-training）和微調(diào)（fine-tuning）。預(yù)訓(xùn)練階段模型通過(guò)兩種不同的預(yù)訓(xùn)練任務(wù)來(lái)訓(xùn)練無(wú)標(biāo)注數(shù)據(jù)。微調(diào)階段模型使用預(yù)訓(xùn)練參數(shù)初始化，然后使用下游任務(wù)（downstream task）的標(biāo)注數(shù)據(jù)來(lái)微調(diào)參數(shù)。

BERT的一個(gè)顯著特點(diǎn)是它在不同的任務(wù)上有統(tǒng)一的架構(gòu)，使用時(shí)只需要在BERT后面接上下游任務(wù)的結(jié)構(gòu)即可使用。

BERT的模型架構(gòu)是一個(gè)多層雙向的Transformer的encoder。我們標(biāo)記模型的層數(shù)（每一層是一個(gè)Tranformer的block）為，模型的hidden size為，self-attention head的數(shù)量為。兩個(gè)比較通用的BERT架構(gòu)為和。

對(duì)比GPT，BERT使用了雙向self-attention架構(gòu)，而GPT使用的是受限的self-attention，即限制每個(gè)token只能attend到其左邊的token。

BERT的輸入表示能夠是一個(gè)句子或者是一個(gè)句子對(duì)，這是為了讓BERT能夠應(yīng)對(duì)各種不同的下游任務(wù)。BERT的輸入是一個(gè)序列，該序列包含一個(gè)句子的token或者兩個(gè)句子結(jié)合在一起的token。

具體地，我們會(huì)將輸入的自然語(yǔ)言句子通過(guò) WordPiece embeddings 來(lái)轉(zhuǎn)化為token序列。這個(gè)token序列的開(kāi)頭要加上 [CLS] 這個(gè)特殊的token，最終輸出的 [CLS] 這個(gè)token的embedding可以看做句子的embedding，可以使用這個(gè)embedding來(lái)做分類任務(wù)。

由于句子對(duì)被pack到了一起，因此我們需要在token序列中區(qū)分它們，具體需要兩種方式：

①在token序列中兩個(gè)句子的token之間添加 [SEP] 這樣一個(gè)特殊的token；

②我們?yōu)槊總€(gè)token添加一個(gè)用來(lái)學(xué)習(xí)的embedding來(lái)區(qū)分token屬于句子A還是句子B，這個(gè)embedding叫做segment embedding。

具體地，BERT的輸入由三部分相加組成：token embeddings、segment embeddings和position embeddings。如下圖所示：

BERT使用兩個(gè)無(wú)監(jiān)督的任務(wù)進(jìn)行預(yù)訓(xùn)練，分別是Masked LM和Next Sentence Prediction(NSP)。如下圖所示，我們定義輸入的embedding為，BERT最終輸出的 [CLS] 的embedding為，最終輸出的第個(gè)token的embedding為。

我們有理由相信一個(gè)深度雙向模型比left-to-right模型和left-to-right和right-to-left簡(jiǎn)單連接的模型的效果更加強(qiáng)大。不幸的是，標(biāo)準(zhǔn)的條件語(yǔ)言模型只能夠夠left-to-right或者right-to-left地訓(xùn)練，這是因?yàn)殡p向條件會(huì)使每個(gè)token能夠間接地“看到自己”，并且模型能夠在多層上下文中簡(jiǎn)單地預(yù)測(cè)目標(biāo)詞。

為了能夠雙向地訓(xùn)練語(yǔ)言模型，BERT的做法是簡(jiǎn)單地隨機(jī)mask掉一定比例的輸入token（這些token被替換成 [MASK] 這個(gè)特殊token），然后預(yù)測(cè)這些被遮蓋掉的token，這種方法就是Masked LM(MLM)，相當(dāng)于完形填空任務(wù)（cloze task）。被mask掉的詞將會(huì)被輸入到一個(gè)softmax分類器中，分類器輸出的維度對(duì)應(yīng)詞典的大小。在預(yù)訓(xùn)練時(shí)通常為每個(gè)序列mask掉15%的token。與降噪自編碼器（denoising auto-encoders）相比，我們只預(yù)測(cè)被mask掉的token，并不重建整個(gè)輸入。

這種方法允許我們預(yù)訓(xùn)練一個(gè)雙向的語(yǔ)言模型，但是有一個(gè)缺點(diǎn)就是造成了預(yù)訓(xùn)練和微調(diào)之間的mismatch，這是因?yàn)?[MASK] 這個(gè)token不會(huì)在微調(diào)時(shí)出現(xiàn)。為了緩解這一點(diǎn)，我們采取以下做法：在生成訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)我們隨機(jī)選擇15%的token進(jìn)行替換，被選中的token有80%的幾率被替換成 [MASK] ，10%的幾率被替換成另一個(gè)隨機(jī)的token，10%的幾率該token不被改變。然后將使用交叉熵?fù)p失來(lái)預(yù)測(cè)原來(lái)的token。

一些重要的NLP任務(wù)如Question Answering (QA)或者Natural Language Inference (NLI)需要理解句子之間的關(guān)系，而這種關(guān)系通常不會(huì)被語(yǔ)言模型直接捕捉到。為了使得模型能夠理解句子之間的關(guān)系，我們訓(xùn)練了一個(gè)二值的Next Sentence Prediction任務(wù)，其訓(xùn)練數(shù)據(jù)可以從任何單語(yǔ)語(yǔ)料庫(kù)中生成。具體的做法是：當(dāng)選擇句子A和句子B作為訓(xùn)練數(shù)據(jù)時(shí)，句子B有50%的幾率的確是句子A的下一句（標(biāo)簽是 IsNext ），50%的幾率是從語(yǔ)料庫(kù)中隨機(jī)選擇的句子（標(biāo)簽是 NotNext ）。 [CLS] 對(duì)應(yīng)的最后一個(gè)隱層輸出向量被用來(lái)訓(xùn)練NSP任務(wù)，這個(gè)embedding就相當(dāng)于sentence embedding。雖然這個(gè)預(yù)訓(xùn)練任務(wù)很簡(jiǎn)單，但是事實(shí)上在微調(diào)時(shí)其在QA和NLI任務(wù)上表現(xiàn)出了很好的效果。在前人的工作中，只有sentence embedding被遷移到下游任務(wù)中，而B(niǎo)ERT會(huì)遷移所有的參數(shù)來(lái)初始化下游任務(wù)模型。

Transformer的self-attention機(jī)制允許BERT建模多種下游任務(wù)。對(duì)于包含句子對(duì)的任務(wù)，通常的做法是先獨(dú)立地對(duì)句子對(duì)中的句子進(jìn)行編碼，然后再應(yīng)用雙向交叉注意（bidirectional cross attention）。而B(niǎo)ERT使用self-attention機(jī)制統(tǒng)一了這兩個(gè)過(guò)程，這是因?yàn)閷?duì)拼接起來(lái)的句子對(duì)進(jìn)行self-attention有效地包含了兩個(gè)句子之間的雙向交叉注意（bidirectional cross attention）。

對(duì)于每個(gè)任務(wù)來(lái)說(shuō)，我們只需要將任務(wù)特定的輸入輸出插入到BERT中然后端到端地微調(diào)即可。舉例子來(lái)說(shuō)，BERT的預(yù)訓(xùn)練輸入句子A和句子B在微調(diào)時(shí)可以類比為：

①paraphrasing任務(wù)中的句子對(duì)；

②entailment任務(wù)中的hypothesis-premise對(duì)；

③question answering任務(wù)中的question-passage對(duì)；

④text classification或者sequence tagging任務(wù)中的text-∅對(duì)（也就是只輸入一個(gè)text，不必一定需要兩個(gè)句子）。

對(duì)于BERT的輸出，對(duì)于一些token-level的任務(wù)，BERT的token表示將被輸入到一個(gè)輸出層，比如sequence tagging或者question answering任務(wù)；對(duì)于entailment或者sentiment analysis這樣的任務(wù)，可以將 [CLS] 對(duì)應(yīng)的表示輸入到一個(gè)輸出層。

我們使用 [CLS] 這個(gè)token的最后一層的隱層向量作為聚合的表示，可以認(rèn)為是sentence embedding。在微調(diào)時(shí)只引入一個(gè)新的權(quán)重，這里的代表標(biāo)簽的數(shù)量，然后計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)分類損失。下圖展示了BERT在GLUE上的效果：

在這個(gè)數(shù)據(jù)集上，我們將question和passage拼接起來(lái)作為一個(gè)輸入序列（中間是 [SEP] ）。在微調(diào)時(shí)引入一個(gè)start向量和一個(gè)end向量，計(jì)算和的點(diǎn)積然后通過(guò) 函數(shù)作為word 是答案的span起始位置的概率：。答案的終止位置也做上述類似處理。從到的候選區(qū)間的得分記作，我們挑選的最大得分區(qū)間作為預(yù)測(cè)的結(jié)果。下圖展示了BERT在SQuAD v1.1上的效果：

SQuAD v2.0有的question在提供的passage中沒(méi)有答案存在。在微調(diào)時(shí)我們?cè)O(shè)置沒(méi)有答案的問(wèn)題的span的起始和結(jié)束位置都是 [CLS] 這個(gè)token，也就是start和end的可能性空間包含進(jìn)了 [CLS] 的位置。在預(yù)測(cè)時(shí)，我們比較沒(méi)有答案的span得分和最優(yōu)的有答案得分。當(dāng) 時(shí)，我們預(yù)測(cè)這是一個(gè)有答案的問(wèn)題，這里的用來(lái)在dev set上選擇最優(yōu)的。下圖展示了BERT在SQuAD v2.0上的效果：

微調(diào)時(shí)我們?yōu)锽ERT構(gòu)建4個(gè)輸入序列，每一個(gè)是所給的句子（句子A）和一個(gè)可能的延續(xù)（句子B）。然后引入一個(gè)向量，該向量和每一個(gè)輸入對(duì)應(yīng)的 [CLS] 的embedding的點(diǎn)積再通過(guò)一個(gè) 層來(lái)得到每個(gè)選擇的得分。下圖展示了BERT在SWAG上的效果：

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