对于尚未涉足人工智能(AI)或自然语言处理(NLP)领域的读者而言,如何顺利迈入大模型的世界?《动手构建大模型》这本书正是为此而生的入门指南。
本书系统性地讲解了自然语言处理(Natural Language Processing,NLP)的基础理论与前沿技术,重点聚焦于大语言模型(Large Language Model,LLM)的发展脉络。它不仅帮助读者理解神经网络的内部运行机制,更强调如何从零开始搭建具备实际应用价值的 LLM 系统。书中采用了一种独特且易于上手的方法,将理论知识与实践操作紧密结合,适合所有希望开发出满足真实业务需求的大模型产品的学习者。
此外,本书深入探讨了多种关键技术手段,用于提升基础大模型在特定任务中的表现,包括准确性、可靠性与可扩展性。针对“开箱即用”型 LLM 存在的稳定性不足问题,作者详细介绍了未来 AI 开发者必须掌握的技术栈:提示工程、微调、检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation,RAG),以及各类工具的实际使用方法。
内容从基础知识讲起,逐步深入到 Transformer 架构的核心原理,解析这些模型的训练过程,并指导读者如何通过提示技术与其高效交互。随后,视角转向工业级应用,重点介绍两个广泛应用的框架——LlamaIndex 和 LangChain,它们是构建 RAG 系统的关键工具。书中设置了多个项目案例,鼓励读者亲自动手实践,从而加深对理论的理解和掌握。
在进阶部分,本书进一步探讨了智能体的应用和模型微调等高级技巧,以增强系统的功能性和适应性。最后,还涵盖了模型部署环节,并提供了若干优化流程的实用策略,助力实现高效的生产级部署。
全书致力于为初学者提供一条清晰的学习路径。无论你是计划启动新的 AI 项目,还是希望将现有项目升级至更高水平,本书都能为你提供专业支持。虽然掌握一定的 Python 编程基础有助于更好地理解和实现代码示例,但即使没有深厚编程背景,也能通过本书循序渐进地掌握核心概念。同时,书中也对 LLM 在复杂场景下的高级应用进行了详尽说明。
每一章节围绕一个独立主题展开,部分内容配有具体的项目任务,并附带基于 Google Colab Notebook 的实现指南,方便读者直接运行代码并复现结果。这种“边学边做”的组织方式,极大提升了知识吸收效率,使所学内容能够快速转化为实战能力。
当前,大语言模型正处于高速演进阶段,新技术和新架构层出不穷。尽管具体模型会不断迭代,但当前的 LLM 开发范式具有良好的可迁移性,其所依赖的核心方法论对于适配未来模型、对接行业数据依然至关重要。熟练掌握现有技术体系的人才,将在未来的竞争中占据先机。本书注重传授构建生产级 LLM 应用的基本原理,确保其内容在模型更新和技术演进后仍具长期参考价值。
第 1 章:LLM 简介
开启 AI 项目开发的第一步,是理解其背后的核心机制。我们并不需要从零训练模型,而是可以借助 OpenAI 等平台提供的专用 API(Application Program Interface,应用程序接口)进行快速开发。本章介绍 LLM 的基本构成要素,如规模法则、上下文窗口、提示词等关键概念,帮助读者认识大模型的强大能力。同时,通过简单的项目示例(如文本翻译),引导读者将理论知识应用于实际任务中,建立初步的实践认知。
第 2 章:LLM 架构和概况
本章深入剖析主流模型架构及其设计逻辑,重点关注 Transformer 架构的各个组件,以及基于此发展而来的生成式预训练 Transformer(Generative Pre-trained Transformer,GPT)系列模型——这些正是 ChatGPT 等热门产品背后的技术基石。我们将讲解这些模型的训练目标,列举代表性模型并分析其应用场景,探讨它们如何为不同行业带来变革性影响。
至此,理论铺垫已完成,真正的探索之旅即将启程!
第 3 章:LLM 实践
尽管 LLM 功能强大,但在实际应用中仍存在诸多挑战,例如幻觉现象、响应延迟等问题。如何突破这些限制,使其真正适用于生产环境,正是本书写作的重要出发点。本章将系统讨论模型存在的典型缺陷,比如产生看似合理实则错误的回答(即“幻觉”),或输出带有性别、种族偏见的内容。我们将强调利用基准测试评估模型输出的重要性,并通过实验调整超参数来控制生成效果,例如尝试不同的解码策略,或调节温度参数以平衡确定性与创造性。
随着技术进步,未来的模型或许会更加稳定易用,但只要它们不具备真正的意识,这类局限就将持续存在。因此,掌握应对这些问题的方法,将成为每一位 LLM 开发者的必备技能。
第4章:提示技术概述
任何一本关于大语言模型(LLM)的书籍都不可避免地要涉及提示技术,也就是如何有效地与模型进行交互。对于经过指令微调的LLM(如ChatGPT这类专门训练以理解并响应指令的模型),最直接有效的方式是明确表达我们的需求或提出具体问题。这种与模型沟通的方法被称为“提示”,如今已发展为一门高度技巧化的实践科学。本章将通过实际代码示例,测试多种提示策略的应用效果。其中包括小样本提示——即通过提供若干输入输出样例来引导模型理解任务要求;以及链式思维提示,在赋予模型特定角色时尤为有效。此外,还将介绍一些更高级的技术手段。
第5章:RAG技术详解
本章聚焦于RAG(Retrieval-Augmented Generation)技术的核心原理与应用实践。我们将深入探讨其使用规范,强调向量数据库在其中的关键作用,并讲解如何将信息高效存储于数据库中,从而实现快速精准的信息检索。同时,本章将指导读者构建完整的RAG流程管道,并突出其在打造智能、稳定且可信赖的聊天机器人系统中的核心地位。
第6章:LangChain与LlamaIndex入门
当前,在LLM应用开发领域广泛采用的两个主流框架是LangChain和LlamaIndex。它们能够有效缓解大模型常见的幻觉现象和偏见问题,简化集成过程,使开发者更容易将LLM嵌入到自定义业务流程中。本章旨在帮助读者掌握这两个工具的基本用法,了解各自的适用场景及其优势所在。
第7章:基于LangChain的提示工程实践
LangChain为各类提示技术提供了丰富的接口支持,使得整个操作流程更加直观易控。本章将演示如何利用不同类型的提示来设定模型行为准则、管理对话流程及控制聊天机器人的回应方式,进而实现对交互全过程的有效追踪。同时,重点阐述输出解析器的重要性——它可以帮助我们规范模型返回内容的格式,解决结构化输出问题,并提供应对常见格式异常的解决方案。本章还将展示如何结合外部资源增强模型响应能力,并通过多个实战项目加以验证。
第8章:数据预处理、索引与检索方法
本章系统讲解如何创建索引、从多样化数据源加载信息的具体方法,以及将大规模文本切分为合理片段的技术策略。同时探讨如何将处理后的数据存入数据库,以便实现更高效快捷的访问与检索。本部分内容将辅以多个激动人心的实践案例,例如开发YouTube视频内容摘要工具、为个人知识库搭建语音助手系统,以及构建面向客户服务的问答型聊天机器人等。
第9章:高级RAG优化技术
本章深入探讨针对现有RAG管道的进阶优化方案。重点关注LlamaIndex库所提供的创新功能(该库将持续推出新特性),包括查询扩展机制、递归式检索策略、“从小到大”逐层检索模式等。我们将分析在实际部署中可能遇到的各种挑战,讨论相应的性能优化路径,并介绍评估聊天机器人表现的方法体系。此外,本章也会涵盖LangSmith服务平台的应用,该平台可为调试与问题排查提供有力支持。
第10章:智能体系统导论
本章引入“智能体”的概念——一种具备与外部环境交互能力的自主系统。这类智能体不仅能从多种来源获取数据、调用API接口,还可执行函数调用等操作,在无持续人工干预的情况下完成复杂任务。通常,它们会根据用户指令制定行动计划,并按步骤自主推进执行。本章将通过多个项目实例,展示如何借助工具链提升整体处理管道的效能。同时介绍BabyAGI、AutoGPT等代表性智能体架构,这些示例将有助于读者构建具有自主决策能力的AI代理系统。
第11章:模型微调技术
在追求更高模型性能或优化RAG流程的过程中,对LLM进行针对性微调是一项关键且最终阶段的技术手段,这正是本章的核心主题。除了常规微调外,我们还可以采用RLHF(基于人类反馈的强化学习)方法,引导模型更准确地遵循预设指令。这一过程可能包含调整模型风格、适配特定应用场景或集成专用工具等功能。由于传统微调往往耗资巨大且耗时较长,因此本章将引入LoRA与QLoRA等高效参数微调技术,显著降低资源消耗。同时,也会介绍如何借助外部服务对专有API进行定制化微调,例如使用医疗领域数据集对其进行专业化训练。
第12章:模型部署与性能优化
在实际应用LLM时,部署环节是一个不可忽视的重点,特别是当选择自行托管模型而非依赖第三方API时。由于这些模型通常资源占用高,部署成本也可能极为可观。为此,本章将剖析部署过程中面临的主要挑战,并提出一系列优化建议,旨在降低成本、减少延迟并减轻模型运行负担。涵盖的技术包括模型蒸馏、量化压缩以及网络剪枝等主流优化手段。
本书专注于核心技术栈的讲解,致力于让大语言模型更好地服务于特定应用场景,并达到可用于商业扩展所需的准确性与可靠性标准。主要内容覆盖提示工程、微调策略、RAG架构以及部署优化等方面。
尽管书中提供了详尽指导,但利用这些模型构建生产级应用仍需大量开发投入,因此要求读者具备一定的Python编程基础。不过,前几章内容设计较为平缓,适合初学者逐步进入状态。建议有兴趣的读者进一步参考相关Python学习资料,以加深对人工智能技术的理解与掌握。
当你对自身的编程能力有了更强的信心后,就可以重新回到本书中以代码为核心的章节,进一步深入学习。在开始之前,建议先做好充分的准备。位于 http://towardsai.net/book 页面所列出的部分 Python 学习资源,足以帮助你建立起必要的基础,为后续内容的学习提供支持。
尽管当前许多顶尖的人工智能实验室以及开源社区的开发者已经在 RLHF 等关键技术领域投入大量精力,致力于让基础模型更好地符合人类的使用需求,但这些现成的基础模型依然存在诸多限制。它们往往无法直接应用于生产环境,除非处理的是极为简单的任务。
为了将通用的基础大语言模型(LLM)适配到具体的应用场景中,通常需要采用多种调优策略。在这个过程中,一个关键性的决策是:选择通过 API 接口调用 LLM,还是选用一个更加灵活、能够全面访问模型权重的平台来部署和使用模型。虽然有些人可能会考虑从头训练自己的模型,但从实际工程实现和经济成本的角度来看,这种方式通常只对少数领先的 AI 实验室或大型科技公司具备可行性。
目前,在 OpenAI、Anthropic、Nvidia 和 Hugging Face 等主流平台上,已有超过 500 万名开发者正在积极构建基于 LLM 的应用。本书旨在帮助你克服现有 LLM 的各种局限,掌握构建面向生产环境的 LLM 产品的核心技术栈,真正实现从理论到实践的跨越。



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