k-shape.py

本文介绍了一种名为k-Shape的时间序列聚类算法,该算法由Zachary G. Ives在2016年发表于SIGMOD Record期刊上。k-Shape算法专门针对时间序列数据进行高效且准确的聚类分析,通过使用Python的tslearn库演示了如何应用该算法对Trace数据集进行聚类,并展示了聚类结果。

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**k-shape聚类论文:**Technical Perspective: k-Shape: Efficient and Accurate Clustering of Time Series
Zachary G. IvesPublished in SIGMOD Record 2016
DOI:10.1145/2949741.2949757
Database research frequently cuts across many layers of abstraction (from formal foundations to algorithms to languages to systems) and the software stack (from data storage and distribution to runtime systems and query optimizers). It does this in a way that is specialized to a particular class of data and workloads. Over the decades, we have seen this pattern applied to enterprise data, persistent objects, Web data, sensor data, data streams, and so on. Each time, the community has developed… CONTINUE READING

import numpy
import matplotlib.pyplot as plt

from tslearn.clustering import KShape
from tslearn.datasets import CachedDatasets
from tslearn.preprocessing import TimeSeriesScalerMeanVariance

seed = 0
numpy.random.seed(seed)
X_train, y_train, X_test, y_test = CachedDatasets().load_dataset(“Trace”)
X_train = X_train[y_train < 4] # Keep first 3 classes
numpy.random.shuffle(X_train)
X_train = TimeSeriesScalerMeanVariance().fit_transform(X_train[:50]) # Keep only 50 time series
sz = X_train.shape[1]

Euclidean k-means

ks = KShape(n_clusters=3, verbose=True, random_state=seed)
y_pred = ks.fit_predict(X_train)

plt.figure()
for yi in range(3):
plt.subplot(3, 1, 1 + yi)
for xx in X_train[y_pred == yi]:
plt.plot(xx.ravel(), “k-”, alpha=.2)
plt.plot(ks.cluster_centers_[yi].ravel(), “r-”)
plt.xlim(0, sz)
plt.ylim(-4, 4)
plt.title(“Cluster %d” % (yi + 1))

plt.tight_layout()
plt.show()

<think>好的,我现在需要分析用户提供的这些Python命令行代码的含义。用户已经通过VS Code连接到服务器,并且可能正在处理一些与LLAMA模型相关的项目。这些脚本看起来像是用于模型的不同组件,比如RMSNorm、自注意力机制和跳跃连接。用户可能是在执行或调试这些模块,需要理解每个命令的作用以及它们之间的数据流。 首先,我需要逐个解析每个命令的参数和可能的脚本功能。例如,llama-rmsnorm.py可能执行RMS归一化操作,llama-self-attn.py是自注意力层,llama-skip-connection.py处理跳跃连接。每个脚本的输入输出文件可能表示数据在不同处理步骤间的流动。例如,第一个命令的输入是attn_output.bin,输出是post_attn_norm_input.bin,这可能是在自注意力后的归一化步骤。 接下来,我需要考虑参数中的数字(如7、1、0)和字符串(input、post_attention)的含义。这些可能是模型的层数、头数或模式选择。例如,7可能对应模型的层数,0和1可能表示不同的模式,比如是否启用某些功能。用户可能需要知道这些参数如何影响模型的处理流程。 另外,用户可能在执行这些脚本时遇到了问题,或者想要确认数据处理的正确性。需要解释每个步骤的作用,以及它们在整个模型中的位置。例如,自注意力层之后进行归一化,再通过跳跃连接处理,最后进入前馈网络(FFN)。 还要注意文件名的变化,如attn_input.bin到attn_output.bin,再到post_attn_norm_input.bin,这显示了数据在处理流程中的传递。用户可能需要了解这些中间文件的作用,或者如何调整参数来影响输出。 最后,需要将这些分析整理成用户容易理解的结构,分步骤解释每个命令的功能,参数的意义,以及整个流程如何组成模型的一部分。确保语言清晰,技术术语准确,并可能提供使用建议或注意事项,比如参数顺序的重要性或输入文件的存在性检查。</think>以下是您提供的四行代码的详细技术解析,按执行顺序分层说明: --- ### **代码执行流程图解** ``` [原始输入] layer_input.bin → llama-skip-connection.py ↓ attn_output.bin ↓ llama-rmsnorm.py → post_attn_norm_input.bin → llama-self-attn.py ↓ attn_output.bin (新生成) ↓ llama-skip-connection.py → post_attn_norm_input.bin (覆盖) ↓ llama-rmsnorm.py → ffn_input.bin ``` --- ### **逐行代码解析** #### **1. 第一行:预注意力归一化** ```bash python llama-rmsnorm.py 7 1 input 2048 --input_file attn_output.bin --output_file post_attn_norm_input.bin ``` - **功能模块**:RMSNorm 层(Root Mean Square Layer Normalization) - **参数解析**: - `7`:模型总层数(对应LLaMA 7B模型) - `1`:当前处理阶段标识(1表示注意力前的归一化) - `input`:指定处理输入张量的维度位置 - `2048`:隐藏层维度(hidden_dim) - `--input_file`:输入数据文件(来自前一层的输出) - `--output_file`:生成归一化后的中间结果 --- #### **2. 第二行:自注意力计算** ```bash python llama-self-attn.py 7 0 2048 --input_file attn_input.bin --output_file attn_output.bin ``` - **功能模块**:多头自注意力机制 - **关键参数**: - `0`:注意力类型标识(0表示基础自注意力) - 2048:与第一行保持维度一致 - **数据处理**: - 输入:`attn_input.bin`(可能来自词嵌入或前层输出) - 输出:`attn_output.bin`(包含QKV计算后的上下文表示) --- #### **3. 第三行:残差连接** ```bash python llama-skip-connection.py --block_input_file layer_input.bin --block_output_file attn_output.bin --output_file post_attn_norm_input.bin ``` - **功能实现**: - 执行残差连接:`output = block_input + block_output` - 参数说明: - `--block_input_file`:跳跃连接输入(原始输入) - `--block_output_file`:注意力模块输出 - **重要特性**: - 实现梯度直通(gradient flow) - 缓解深层网络退化问题 --- #### **4. 第四行:后注意力归一化** ```bash python llama-rmsnorm.py 7 0 post_attention 2048 --input_file post_attn_norm_input.bin --output_file ffn_input.bin ``` - **阶段区分**: - `0`:标识为注意力后的归一化 - `post_attention`:指定处理位置 - **数据流向**: - 输入:残差连接后的混合结果 - 输出:前馈网络(FFN)的输入准备 --- ### **关键技术特征** 1. **张量维度管理** - 所有模块通过2048参数确保隐藏层维度一致 - 二进制文件(.bin)存储float32格式张量 2. **执行顺序逻辑** ``` 预归一化 → 自注意力 → 残差连接 → 后归一化 → FFN准备 ``` 对应Transformer标准结构: ``` x = x + Attention(LayerNorm(x)) x = x + FFN(LayerNorm(x)) ``` 3. **文件命名规范** - `attn_output.bin` 可能被复用,实际使用时需注意版本控制 - `post_attn_norm_input.bin` 在流程中被覆盖写入 --- ### **调试建议** 1. **数据校验**: ```python # 示例:验证二进制文件维度 import numpy as np tensor = np.fromfile("post_attn_norm_input.bin", dtype=np.float32) print(tensor.shape) # 应为(2048,) ``` 2. **执行顺序验证**: - 建议在每个步骤后添加校验文件(如`.md5`) - 使用TensorBoard等工具可视化中间结果 3. **参数错误处理**: - 若出现`ValueError: Invalid mode...`,检查第二参数是否在{0,1}范围内 - 维度不匹配时检查2048参数是否与模型定义一致 --- 以上代码段展示了一个完整的Transformer层前向传播过程,典型应用于LLaMA等现代大语言模型的单层计算流程。
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