Happy-LLM:从零开始的大语言模型原理与实践教程

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一、项目概述

《Happy-LLM》项目是一个系统性的 LLM 学习教程的开源项目,旨在帮助学习者深入理解大语言模型的核心原理和训练过程,并能够亲手搭建和训练一个 LLM。

适合大学生、研究人员和 LLM 爱好者阅读,建议具备一定的编程经验(尤其是 Python)和深度学习基础。

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二、内容结构

《Happy-LLM》的内容分为"基础理论"和"实战应用"两大部分,共7章,难度由浅入深。

第一部分:基础理论

  • 第 1 章:NLP 与 LLM 基础:从分词、词向量讲到PLM发展历程,为 LLM 学习铺垫基础。
  • 第 2 章:Transformer 架构详解:拆解输入层、编码器、解码器、输出层,配合数学公式推导与代码实现,吃透核心原理;
  • 第 3 章:预训练语言模型:整体介绍经典的 PLM,包括 Encoder-Only、Encoder-Decoder 和 Decoder-Only 三种架构,也同时介绍了当前一些主流 LLM 的架构和思想。
  • 第 4 章:LLM特性与训练流程:详细介绍 LLM 的特点和能力,以及大模型"预训练→SFT(有监督微调)→RLHF(人类反馈强化学习)"的全流程。

第二部分:实战应用

  • 第 5 章:LLaMA2 模型实现:手动复现模型结构、训练专属 Tokenizer,完成从 0 到 1 的模型搭建。
  • 第 6 章:LLM 微调技术:对比全参数微调与 LoRA/QLoRA 的优缺点,实战微调 7B 模型并部署推理。
  • 第 7 章:RAG 与 Agent 开发:搭建向量数据库、实现检索增强生成,开发能调用工具的智能体应用。

三、核心学习收获

通过《Happy-LLM》的学习,你将获得 5 项关键能力,覆盖 LLM 开发的全流程。掌握这些技能,你也能玩转 LLM。

1. 深入理解 Transformer 架构与注意力机制

Transformer 是所有现代LLM的基础,教程从原始论文出发,详解其核心模块:

  • 词嵌入:将 Token 转为固定维度向量。
  • 位置编码:通过正弦/余弦函数添加序列顺序信息。
  • 多头注意力:并行计算多维度语义关联。
  • 前馈神经网络:特征提取与非线性变换。

不仅能看懂架构图,还能手动推导注意力权重计算公式,理解"为什么注意力机制能捕捉长距离依赖。

2. 掌握预训练语言模型(PLM)的经典架构

LLM 是预训练语言模型(PLM)的升级版,教程系统梳理了 PLM 的三大经典架构:

  • Encoder-only(如 BERT):双向注意力,擅长理解类任务(文本分类、实体识别)。
  • Decoder-only(如 GPT):单向注意力,擅长生成类任务(文本生成、对话)。
  • Encoder-Decoder(如 T5):双向编码+单向解码,擅长翻译、摘要等序列转换任务。

理解这些架构的差异,能帮你在实际应用中选择合适的模型底座。

3. 从零实现LLaMA2模型:亲手搭建你的第一个大模型

教程的实战核心是带领学习者手动实现 Meta 的 LLaMA2 模型:

  • 模型结构定义:Transformer Decoder 层堆叠。
  • Tokenizer 训练:基于 BPE 算法处理文本。
  • 参数参数初始化、前向传播计算,全程代码可调试。

这一步能让你彻底打破对大模型的敬畏心理,理解 LLaMA2 模型的核心模块。

4. 掌握LLM全流程训练:从预训练到微调

LLM 训练分为预训练、微调两大阶段:

  • 预训练阶段:在海量无标注文本上训练模型,学习语言规律。
  • 微调阶段:通过指令数据(SFT)或人类反馈(RLHF)优化模型输出,使其对齐人类需求。

教程不仅讲解原理,还提供工程实践技巧,例如用 LoRA/QLoRA 微调 7B 模型。

5. 前沿技术落地:RAG、Agent应用开发

将 LLM 与实际业务结合,聚焦两大前沿应用:

  • RAG(检索增强生成):通过"文档分块→向量化→向量数据库检索→生成答案"的流程,让LLM能调用外部知识库,解决知识过时幻觉问题;
  • Agent(智能体):教模型规划任务、调用工具(如计算器、搜索引擎),实现复杂目标(如"写报告→查数据→可视化"全流程自动化)。

学习资源推荐

如果你想更深入地学习大模型,以下是一些非常有价值的学习资源,这些资源将帮助你从不同角度学习大模型,提升你的实践能力。

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