Technology Radar 2024

Год потихоньку подходит к концу. Пришло время посмотреть, какие технологии появились, какие устаканились и какие ушли на второй план.

Довольно много LLM и разных ML штук. Но поскольку я в них не шарю, вот список того, что отметил на свой вкус:
1% canary
Component testing
Domain storytelling
Bruno
K9s
Devbox
pgvector
Unleash
GitButler
JetBrains AI Assistant
Mise
ReadySet
uv
Zed
Pingora
PGLite

https://www.thoughtworks.com/radar

#rag #llm #code

Anthropic Sonnet 3.5 1022 - это очень классная модель

(1) Она поддерживает хорошо работу с PDF
(2) У этой модели есть кэширование промптов
(3) делать structured data extraction с checklist и custom chain of thought на ней одно удовольствие.

Хотя Anthropic пока и не завел structured outputs на базе constrained decoding (как это сделали в OpenAI), но их модели понимают JSON схему без каких-то нареканий. А выход у них пока без ошибок (если не перегружать контекст и соблюдать signal-noise ratio).

Что я делаю для извлечения данных из сложных PDF недорого:

(1) загружаю системный промпт со схемой в первое сообщение. Помечаю для кэширования через "cache_control": {"type": "ephemeral"},. Схему конвертирую в строку (см ниже) и добавляю к общему описанию задачи:

json.dumps(Model.model_json_schema(), indent=2, ensure_ascii=False)

(2) загружаю PDF напрямую во второе сообщение модели. Также помечаю для кэширования.

У меня PDF достается из CAS, но можно грузить хоть откуда. Главное - сконвертировать бинарную начинку в base64 для добавления в API запрос (так сделана работа с документами в бете):

def read_pdf_as_base64(env: Env, hash: str):
    with env.storage.read_cas(hash) as file:
        return base64.standard_b64encode(file.read()).decode('utf-8')

Кстати, под капотом Anthropic не просто распарсит PDF в текст, но и приложит картинки страниц к этому тексту. Это заметно повышает качество ответов.

(3) помещаю задачу из чеклиста в третье сообщение, уже не кэширую.
(4) в последнее сообщение добавляю

{
    "role": "assistant",
    "content": "Here is the JSON requested:\n{"
}

(5) к ответу модели добавляю { и валидирую загрузкой в исходную pydantic model

И потом все будет работать так:

results = []
for pdf in pdfs:
  for question in checklist:
    result = extract_data(schema, pdf, question)
    results.append(result)

Причем schema кэшируется на все запросы, а содержимое pdf (самое большое) переиспользуется на все вопросы из чеклиста.

Такой процесс в итоге работает точнее и проще, чем комбайн из openAI GPT-4o со structured outputs и предобработкой PDF в отдельных специализированных моделях.

Ваш, @llm_under_hood 🤗

PS: Бенчмарк модели будет попозже

#ml #interview

Паттерны работы с базами данных

В большинстве проектов мы храним какие-то данные. Для этого используются разные виды баз данных: реляционные, nosql или даже специализированные HTTP API. Такие хранилища имеют специфическое API, которое мы обычно хотим скрыть от основного кода за некоторой абстракцией. Вот стандартные варианты, описанные, в частности, Мартином Фаулером.

Первая группа паттернов работы с БД - отделяющие реализацию операций с хранилищем от данных. Благодаря такому разделению, мы можем построить несколько реализаций шлюза, возвращающих однотипные структуры (например, для заглушек на время тестирования или использования нескольких источников данных). Обратите внимание, что в паттернах этой группы мы можем полностью скрыть детали организации хранилища.

DAO - наиболее простой вариант, он представляет собой достаточно тупой класс, который просто выполняет операции с хранилищем и возвращает данные в том или ином виде. Он не должен содержать какого-то своего состояния (будь то кэши или IdentityMap). Он получает и возвращает только данные в виде неких абстрактных RecordSet или простых DTO, то есть структур, не содержащих логики. Плюсы такого паттерна: простота реализации, возможность точечного тюнинга запросов. Паттерн описан в "Core J2EE Patterns", а у Фаулера встречается очень близкое описание под именем Table Data Gateway.

Data Mapper - в отличие от DAO занимается не просто передачей данных, а двусторонней синхронизацией моделей бизнес логики с хранилищем. То есть он может получать какие-то сущности и потом сохранять их обратно. Внутри он может содержать IdentityMap для исключения дублей модели с одним identity или создания лишних запросов на загрузку. Каждый маппер работает с моделью определенного типа, но в случае составных моделей он иногда может обращаться к другим мапперам (например, при использовании select-in load). При использовании Unit Of Work, тот обращается именно к мапперу для сохранения данных.

Repository - фактически вариант Data Mapper, предназначенный для работы с корневыми сущностями. Для прикладной бизнес логики репозиторий выглядит как коллекция, содержащая корни агрегатов. Он может использоваться для получения полиморфных моделей, а также может возвращать некоторую сводно-статистическую информацию (например, количество элементов или сумму полей) или даже выполнять какие-то расчеты, не выходящие за пределы общей компетенции хранилища данных. Это основной паттерн при использовании богатых доменных моделей. Паттерн описан у Эрика Эванса, а у Фаулера встречаются некоторые варианты его реализации.

Вторая группа - паттерны, смешивающие данные и работу с хранилищем. Их использование может усложнить тестирование или изменение кода, но, тем не менее, они используются.

Raw Data Gateway - предлагает каждой строке таблицы поставить в соответствие экземпляр класса. Мы получаем отдельный класс Finder для загрузки строк и собственно класс шлюза строки, который предоставляет доступ к загруженным данным и обладает методами сохранения себя в БД.

Active Record - вариант RDG, но содержащий бизнес логику. По факту, мы имеем богатые доменные модели не абстрагированные от хранилища. Часто методы загрузки данных реализованы просто как static-методы в этом же классе вместо выделения отдельного Finder.

Строит отметить, что многие ORM в Python реализуют Active Record и активно используют при этом неявный контроль соединений и транзакций. В отличие от них SQLAlchemy реализует паттерн Data Mapper и может дать больший уровень абстракции над хранилищем (обратите внимание на подход с map_imperatively).

Дополнительные материалы:
• http://www.corej2eepatterns.com/Patterns2ndEd/DataAccessObject.htm
• https://martinfowler.com/eaaCatalog/identityMap.html
• https://docs.sqlalchemy.org/en/20/orm/dataclasses.html#applying-orm-mappings-to-an-existing-dataclass-legacy-dataclass-use

#math #quant

О наивной схеме Эйлера

Герметическое броуновское движение (ГБМ) — стандартная модель для цены базового актива в финансах, начиная со статьи Блэка и Шоулза. В ней предполагается, что приращения логарифма цены распределены нормально. У этой модели есть 3 существенных преимущества. Первое — цена не может быть отрицательной. Второе — в ней все легко и явно считается. Третье — она отражает наше восприятие долгосрочного изменения цен акций, то есть, что акции растут на сколько-то процентов каждый год, а не на сколько-то тугриков. Другими словами, мы лучше воспринимаем относительное изменение (в %), а не абсолютное (в $). И ГБМ как раз про постоянное в некотором смысле относительное изменение цен.

Сэмплировать в этой модели очень просто: есть явное решение. Однако часто на ней иллюстрируют некоторые техники для численного интегрирования стохастических диффуров, типа интегрировать по схеме Эйлера не саму цену, а ее логарифм. Там сходимость получше (для ГБМ даже точное решение получается), и отрицательные цены не вылезают. А про наивную схему Эйлера (dS_t = S_t[mu dt + sigma dW_t]) говорят что-то типа: смотрите какой уродец, забудьте про него. Но мы к ней еще вернемся.

Есть и другая модель — арифметическое броуновское движение (АБМ). В ней предполагается нормальное распределение абсолютных приращений, а не логарифмических. Ее изначально предложил Башелье за 70 лет до Блэка и Шоулза, потом про нее все забыли, а потом снова вспомнили в 20 году, когда фьючи на нефть минусанулись. В ГБМ отрицательных цен не бывает, а когда они все-таки случились, то пришлось всем бодренько корректировать модели и вспоминать классику. Но базовой все еще остается модель ГБМ. Также АБМ вспоминают часто в контексте всяких моделей микроструктуры рынка, так как там она естественно возникает при переходе с микро- на макроуровень (см. работы Cont).

А я про это все задумался вот в каком контексте. В недавних работах на основе Deep Hedging'а и оптимизации полезности в целом отмечается, что экспоненциальная функция полезности проблемна. В качестве основной проблемы Buehler называет отсутствие оптимальной стратегии на ГБМ-рынке с отрицательным дрифтом (оптимально шортить, но там тупо интеграл расходится). И дальше предлагаются всякие уродские и костыльные фукнции полезности, про которые я даже писать не хочу. Но может быть проблема не в функции полезности, а в ГБМ? Может лучше что-то типа АБМ использовать? Там оптимальная стратегия всегда существует. А еще улыбки волатильности в АБМ менее скошенные для акций. И с микроструктурной точки зрения получше.

Я сейчас ковыряю Deep Hedging и мне нужно оптимизировать экспоненциальную полезность в какой-то простой модели для цены. С одной стороны, хочется чего-то, что похоже на традиционную модель ГБМ, чтобы быть в контексте всех исследований и нормально сравниваться, с другой стороны, хочется чтобы при этом и полезность оптимизировалась. То есть хочется какую-то модель, в которой на коротких интервалах цена ведет себя как АБМ, а на длинных — как в ГБМ. При этом меня не волнует, как там все считается, потому что все равно нейронки сами разберутся и стохастическим исчислением я тут не занимаюсь. И вот тут-то как раз и всплыла наивная схема Эйлера для ГБМ. На длинных горизонтах — это все-таки схема для моделирования именно ГБМ, так что все норм. А инкременты цены имеют нормальное распределение, а не лог-нормальное, так что все интегралы сходятся и полезность всегда существует даже чисто математически. Ну а чтобы отрицательных цен не получить, тупо воткнем absorbing barrier на 0.01 и полетели.

#pricing #mabs

Очень понравились статьи этого товарища о применении многоруких бандитов (в т.ч. контекстных) в ценообразовании. Классные симуляции для каждого случая, прямо образец, как нужно тестировать систему принятия решений (да-да, на синтетике).


https://towardsdatascience.com/dynamic-pricing-with-multi-armed-bandit-learning-by-doing-3e4550ed02ac

https://towardsdatascience.com/dynamic-pricing-with-contextual-bandits-learning-by-doing-b88e49f55894

💥 Список библиотек для XAI

Хочу зафиналить год useful постом, который лежит у меня дольше, чем ..... ладно, просто долго!

💫Основные библиотеки для моделей ML (и DL)

— LIME https://github.com/marcotcr/lime
— ELI5 https://eli5.readthedocs.io/en/latest/
— SHAP https://github.com/slundberg/shap
— DICE ML https://interpret.ml/DiCE/dice_ml.html#
— Pdpbox https://pdpbox.readthedocs.io/en/latest/

☄️Для моделей Deep Learning и LLM

* Captum (pytorch) https://github.com/pytorch/captum
* Anchors https://github.com/marcotcr/anchor
* DALEX https://github.com/ModelOriented/DALEX
* AIX360 https://github.com/IBM/AIX360
* ALIBI https://github.com/SeldonIO/alibi
* Quantus https://github.com/understandable-machine-intelligence-lab/Quantus
* OmniXAI https://github.com/salesforce/OmniXAI
* pytorch_explain https://github.com/pietrobarbiero/pytorch_explain
* DeepExplain https://github.com/marcoancona/DeepExplain
* Grad-CAM https://github.com/ramprs/grad-cam
* Integrated Gradients https://github.com/ankurtaly/Integrated-Gradients
* DeepLIFT https://github.com/kundajelab/deeplift
* interpret-text https://github.com/interpretml/interpret-text?ysclid=ldebiwr4jr824513795
* ExBERT https://github.com/bhoov/exbert
* ExplainaBoard (NLP) https://github.com/neulab/ExplainaBoard
* CARLA https://github.com/carla-recourse/CARLA

Никому не верьте, и всегда сомневайтесь в моделях!