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为什么.nnz表示稀疏矩阵中存在更多非零元素?

nnz表示稀疏矩阵中存在更多非零元素的原因有以下几点:

  1. 稀疏矩阵的定义:稀疏矩阵是指矩阵中绝大部分元素为零的矩阵。相对于稠密矩阵,稀疏矩阵中非零元素的数量较少。
  2. 数据压缩:稀疏矩阵在存储时可以采用压缩的方式,只存储非零元素的值和对应的索引,从而节省存储空间。因此,为了更好地利用存储空间,稀疏矩阵通常会尽量减少零元素的数量,使得非零元素的数量更多。
  3. 计算效率:在进行矩阵运算时,稀疏矩阵可以利用非零元素的特点,减少计算量。例如,稀疏矩阵乘法中,只需要计算非零元素的乘积,而忽略零元素的计算,从而提高计算效率。因此,为了提高计算效率,稀疏矩阵通常会尽量减少零元素的数量,使得非零元素的数量更多。
  4. 应用场景:稀疏矩阵广泛应用于图像处理、网络分析、自然语言处理等领域。在这些领域中,数据往往呈现出稀疏性的特点,即非零元素相对较少。因此,为了更好地适应这些应用场景,稀疏矩阵通常会尽量减少零元素的数量,使得非零元素的数量更多。

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【调研】GPU矩阵乘法的性能预测——Machine Learning Approach for Predicting The Performance of SpMV on GPU

通常,矩阵的大部分值都是,因此在矩阵,将数值为0的元素的数目远远大于0的元素的数目,并且0元素分布无规律时,称为稀疏矩阵;反之,则称为稠密矩阵。         ...稀疏矩阵是内存高效的数据结构,使我们能够存储具有极少元素的大型矩阵。         可以用稀疏度来表示矩阵稀疏程度。         ...N表示稀疏矩阵行数,也就是要计算的输出向量的元素数。         Nnz矩阵中非元素的数量,与计算输出向量所需的运算(乘法和加法)的数量成正比。         ...Dis表示每一行每对连续元素之间的平均距离。该指标提供了一种简单的方法来描述由对乘向量的随机访问所导致的缓存错过级别。它也被用于作为稀疏矩阵元素弥散程度的有效指标。         ...矩阵中非元素的数量(nnz),与计算输出向量所需的运算(乘法和加法)的数量成正比。         每一行每对连续元素之间的平均距离(dis),描述了对乘向量的随机访问。

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盘一盘 Python 特别篇 20 - SciPy 稀疏矩阵

引言 和稠密矩阵相比,稀疏矩阵的最大好处就是节省大量的内存空间来储存稀疏矩阵本质上还是矩阵,只不过多数位置是空的,那么存储所有的 0 非常浪费。...COO 采用三元组 (row, col, data) 的形式来存储矩阵中非元素的信息,即把值 data 按着行坐标 row 和纵坐标 col 写成两个列表。...这种格式要求矩阵元按行顺序存储,每一行元素可以乱序存储。那么对于每一行就只需要用一个指针表示该行元素的起始位置即可。...使用两个嵌套列表存储稀疏矩阵: data 保存每行元素的值 rows 保存每行元素所在的列号 (列号是按顺序排的)。...稀疏矩阵使用 offsets 和 data 两个矩阵表示,其中offsets 表示 data 每一行数据在原始稀疏矩阵的对角线位置 k: k > 0, 对角线往右上方移动 k 个单位 k < 0,

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Spark MLlib 之 Vector向量深入浅出

MLlib支持单机版本的local vectors向量和martix矩阵,也支持集群版本的matrix矩阵。他们背后使用的都是ScalaNLP的Breeze。...更多内容参考我的大数据学习之路 Local Vector local vector是一种索引是0开始的整数、内容为double类型,存储在单机上的向量。...MLlib支持两种矩阵,dense密集型和sparse稀疏型。一个dense类型的向量背后其实就是一个数组,而sparse向量背后则是两个并行数组——索引数组和值数组。...比如向量(1.0, 0.0, 3.0)既可以用密集型向量表示为[1.0, 0.0, 3.0],也可以用稀疏型向量表示为(3, [0,2],[1.0,3.0]),其中3是数组的大小。...在二分类,Label不是0就是1;在多分类label可能从0开始,1,2,3,4....

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稀疏矩阵的概念介绍

有两种常见的矩阵类型,密集和稀疏。主要区别在于稀疏指标有很多值。密集的指标没有。这是一个具有 4 列和 4 行的稀疏矩阵的示例。 在上面的矩阵,16 个中有 12 个是。...这就引出了一个简单的问题: 我们可以在常规的机器学习任务只存储值来压缩矩阵的大小吗? 简单的答案是:是的,可以! 我们可以轻松地将高维稀疏矩阵转换为压缩稀疏矩阵(简称 CSR 矩阵)。...值数组 Value array:顾名思义,它将所有元素存储在原始矩阵。数组的长度等于原始矩阵中非条目的数量。在这个示例,有 7 个元素。因此值数组的长度为 7。...最后一个元素表示原始数组中非元素的数量。长度为 m + 1;其中 m 定义为原始矩阵的行数。...这意味着,超过 90% 的数据点都用填充。回到嘴上面的图,这就是上面我们看到为什么pandas占用内存多的原因。 我们为什么要关心稀疏矩阵? 好吧,使用稀疏矩阵有很多很好的理由。

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NVIDIA HugeCTR,GPU版本参数服务器--- (5) 嵌入式hash表

因为其巨大的嵌入表和稀疏访问模式可能跨越多个 GPU,所以训练这种类型的 DL 系统存在独特的挑战。 HugeCTR 就实现了一种优化的嵌入实现,其性能比其他框架的嵌入层高 8 倍。...,那这个矩阵因为过于稀疏则会造成维度灾难。...所以,人们想对独热编码做如下改进: 将vector每一个元素由整型改为浮点型,从整型变为整个实数范围的表示; 把原始稀疏向量转化为低维度的连续值,也就是稠密向量。...用词汇举例,独热编码相当于对词进行编码,而分布式表示则是将词从稀疏的大维度压缩嵌入到较低维度的向量空间中。 分布式表示最大的贡献就是让相关或者相似的词在距离上更接近了。...嵌入表是稀疏类别的密集表示。 每个类别由一个向量表示,这里嵌入维度是4。来自 Using Neural Networks for Your Recommender System。

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什么是稀疏矩阵? 有两种常见的矩阵类型,密集和稀疏。主要区别在于稀疏指标有很多值。密集的指标没有。这是一个具有 4 列和 4 行的稀疏矩阵的示例。 在上面的矩阵,16 个中有 12 个是。...这就引出了一个简单的问题: 我们可以在常规的机器学习任务只存储值来压缩矩阵的大小吗? 简单的答案是:是的,可以! 我们可以轻松地将高维稀疏矩阵转换为压缩稀疏矩阵(简称 CSR 矩阵)。...值数组 Value array:顾名思义,它将所有元素存储在原始矩阵。数组的长度等于原始矩阵中非条目的数量。在这个示例,有 7 个元素。因此值数组的长度为 7。...最后一个元素表示原始数组中非元素的数量。长度为 m + 1;其中 m 定义为原始矩阵的行数。...这意味着,超过 90% 的数据点都用填充。回到最上面的图,这就是上面我们看到为什么pandas占用内存多的原因。 我们为什么要关心稀疏矩阵? 好吧,使用稀疏矩阵有很多很好的理由。

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如何使用python处理稀疏矩阵

只有给定购物者所购买给定项目的路口才需要有一个“是”表示形式,例如1。给定句子给定单词的出现也是如此。你会看到为什么这样的矩阵包含多个,这意味着它们将是稀疏的。...在矩阵表示的标准方法,也不得不记录事物的不存在,而不是简单地记录事物的存在。 事实上,一定有更好的方法! 碰巧有。稀疏矩阵不必以标准矩阵形式表示。...我们如何更好地表示这些稀疏矩阵?我们需要一种方法来跟踪不在哪里。那么关于列表,我们在其中一个列中跟踪row,col项目的存在以及在另一列其对应值的情况呢?请记住,稀疏矩阵不必只包含和一。...只要大多数元素,无论元素存在什么,矩阵都是稀疏的。 我们还需要创建稀疏矩阵的顺序, 我们是一行一行地行进,在遇到每个元素时存储它们,还是一列一列地进行?...为此,要从左到右逐行遍历元素,并在遇到它们时将其输入到此压缩矩阵表示。 压缩稀疏矩阵又如何呢?

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SciPy 稀疏矩阵(3):DOK

既然如此,是否存在一个方法在不改变存储信息(元素的行、列外加上值)的情况下可以降低这一操作的时间复杂度?今天要介绍的 DOK 格式的稀疏矩阵就是这样!...当一个元素被插入到散列表时,如果当前位置已经存在另一个元素,那么新元素将被添加到链表的末尾。这种方法的一个优点是它能够处理更多的冲突,而且不会产生聚集效应。...如果想存储三元组表示稀疏矩阵的同时又要确保按照行列索引对元素进行访问的效率高,在存储三元组(元素)信息的过程中使用散列表是有必要的。...虽然我们之前试过把一个全 0 矩阵主对角线上的元素修改成了元素 1,存储的元素数量发生了变化,从 0 变成了 20。...(元素元素) 增加关键字和对应值 按照行列索引修改对应值(元素元素) 删除关键字和对应值 优缺点 SciPy DOK 格式的稀疏矩阵有着以下优点: 一点一点(逐个元素或者逐个矩阵块)

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SciPy 稀疏矩阵(4):LIL(上)

因为稀疏矩阵元素在存储和运算过程需要占用更多的存储空间和计算资源。而压缩存储可以有效地减少这些开销,使得矩阵运算更加高效。...因此,针对有序稀疏向量组的压缩存储是稀疏矩阵处理中一个非常有效的方法。 稀疏向量的压缩存储是一种高效的数据存储方式,它只存储元素的索引和值,而不是存储整个向量。...通过只存储元素,可以避免存储大量的值,从而减少了存储空间的浪费。同时,由于只存储元素,在进行向量运算时,可以只对元素进行操作,从而提高了运算的效率。...(元素元素) 有序顺序表的二分查找(找到并修改) O(log₂n) 按照行列索引修改对应值(元素元素) 有序顺序表的二分查找(找不到并插入) O(n) 按照行列索引修改对应值(元素元素...) 有序顺序表的二分查找(找到并删除) O(n) 通过上表,理解为什么 SciPy 官方文档为什么说 LIL 格式的稀疏矩阵插入一个元素元素元素)的最坏时间复杂度是 O(n) 就非常简单了。

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scipy.sparse、pandas.sparse、sklearn稀疏矩阵的使用

: SciPy 稀疏矩阵笔记 Sparse稀疏矩阵主要存储格式总结 Python数据分析----scipy稀疏矩阵 1.1 SciPy 几种稀疏矩阵类型 SciPy 中有 7 种存储稀疏矩阵的数据结构...由于在内存存储顺序的差异,csc_matrix 矩阵更适合取列切片, 而 csr_matrix 矩阵更适合用来取行切片。...mat.nnz # 个数 mat.data # 值, 一维数组 ### COO 特有的 coo.row # 矩阵行索引 coo.col # 矩阵列索引 ### CSR\CSC\BSR...() # 转为array mat.todense() # 转为dense # 返回给定格式的稀疏矩阵 mat.asformat(format) # 返回给定元素格式的稀疏矩阵 mat.astype(...() # 0元索引 mat.diagonal() # 返回矩阵主对角元素 mat.max([axis]) # 给定轴的矩阵最大元素 ### 矩阵运算 mat += mat # 加 mat

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NVIDIA HugeCTR,GPU版本参数服务器--- (6) --- Distributed hash表

哈希表的值称为 hash_table_value_index,表示嵌入特征在嵌入表的行号(row number)。...数据特点 :前面提到过,CTR的特点是高维,稀疏,这说明嵌入表10000000 行之中可能只有500行是有意义的数值,其余为空, **低维矩阵 ** : HugeCTR 内部实际上不可能内部存放一个巨大矩阵...在 hash_table 内部,逻辑上来看每一个元素可以认为是 (其实内部是个黑盒子,只是对外逻辑表示为一个哈希表 ); 哈希表的键称为...哈希表的值称为 hash_table_value_index,表示 CSR 对应的嵌入特征在嵌入表的行号。...因此 hash_value_index_tensors_ 实际上记录了每个元素对应的低维矩阵offset 数值,hash_value_index_tensors_ 其事实上就是和CSR之中元素位置一一对应

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稀疏数组如何帮助我们节省内存,提升性能

什么是稀疏矩阵 稀疏矩阵是指矩阵中大部分元素矩阵。在实际应用,很多矩阵都是稀疏的,比如网络图、文本数据等。由于矩阵存在大量的元素,因此稀疏矩阵的存储和计算都具有一定的特殊性。...一般来说,在矩阵,若数值为0的元素数目远远多于0元素的数目,并且0元素分布没有规律时,则称该矩阵稀疏矩阵;与之相反,若非0元素数目占大多数时,则称该矩阵为稠密矩阵。...在实际应用通常使用三元组表示稀疏矩阵: 三元组的表示方法是:对于一个 m×n 的稀疏矩阵 A,我们只存储矩阵中非元素的信息,具体来说,将每个元素的行下标、列下标和值存储下来,得到一个三元组(i,...定义了一个 SparseMatrix 类来表示稀疏矩阵。...在构造函数,我们传入矩阵的行数和列数,并创建了一个 HashMap 对象 matrix 来存储元素

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稀疏矩阵的压缩方法

2.6.2 稀疏矩阵压缩 我们已经可以用Numpy的二维数组表示矩阵或者Numpy的np.mat()函数创建矩阵对象,这样就能够很方便地完成有关矩阵的各种运算。...但是,对于稀疏矩阵而言,因为存在大量的元素,每个元素都要存储和参与运算,这样会造成大量的冗余和浪费。...由此,就要修改矩阵表示形式,只记录元素及其位置,没有记录的位置,都是元素,这就是矩阵压缩。...最后,观察稀疏矩阵 ,第一行第一个元素之前共有 个元素;第二行的第一个元素之前共有 个元素,第三行的第一个元素之前共有 个元素;再记录矩阵中所有的数字个数...字典格式的稀疏矩阵 lil_matrix 基于行用列表保存稀疏矩阵元素 下面以csr_matrix为例进行演示。

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