从零构建大模型:算法、训练与微调
零基础也能玩转大模型!全方位解析算法、训练与微调实战秘籍。

作者:梁楠

定价:99元

印次:1-2

ISBN:9787302685616

出版日期:2025.04.01

印刷日期:2025.06.26

图书责编:王金柱

图书分类:零售

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"《从零构建大模型:算法、训练与微调》是一本系统且实用的大模型构建指南,旨在引领读者从基础知识起步,逐步深入探索大模型的算法原理、训练方法及微调技术。《从零构建大模型:算法、训练与微调》共12章,涵盖了Transformer模型的基础理论,如Seq2Seq模型、分词、嵌入层和自注意力机制等关键概念;并深入剖析了GPT模型的核心实现与文本生成过程,以及BERT模型的预训练和微调技术。同时,也对ViT(视觉Transformer)模型的架构、训练方法,以及高阶微调策略如Adapter Tuning和P-Tuning进行了详尽讲解。此外,还系统地介绍了数据处理、数据增强、模型性能优化(包括混合精度训练和分布式训练)、对比学习、对抗训练、自适应优化器、动态学习率调度,以及模型蒸馏与剪枝技术等多个方面。最后,通过应用案例,展示了模型训练和微调的完整流程,助力读者将理论知识转化为实践技能。 全书注重理论与实践的结合,适合希望系统掌握大模型构建、训练和优化的研发人员、高校学生,也适合对自然语言处理、计算机视觉等领域的大模型开发有兴趣的读者。还可作为培训机构和高校相关课程的教学用书。"

梁楠,博士,毕业于北京航空航天大学,高级职称,长期从事模式识别、机器学习、统计理论的研究与应用,负责或参与科研项目多项,专注于人工智能、大语言模型的应用与开发,对深度学习、数据分析与预测等有独到见解。

前 言 在人工智能技术日新月异的今天,深度学习中的大规模模型以其在自然语言处理、计算机视觉等领域的非凡表现,已然成为推动技术创新的核心力量。特别是大规模语言模型的异军突起,更是吸引了无数目光。然而,这些模型的构建和训练过程并非易事。它们涉及复杂的算法设计、优化技巧、数据预处理以及模型调优等多个环节,对开发者而言是一个巨大的挑战。因此,急需一本能够系统介绍大模型算法、训练与微调的书籍,以指导广大开发者进行实践。 近年来,Transformer架构及其衍生模型,如GPT、BERT、ViT等,已成为自然语言处理、计算机视觉等领域的核心技术。这些大模型凭借其强大的知识表征和模式学习能力,为人工智能的发展注入了新的活力。本书旨在为读者提供一条从大模型的基础算法到实际应用的完整学习路径。通过阅读本书,读者将深入理解并掌握这些复杂模型的构建、训练、优化与微调方法。无论是初学者还是有一定经验的开发者,都能从中获益匪浅。 本书从基础构建模块入手,以清晰明了的方式逐步解析大模型的核心算法原理与实现细节。本书共12章,各章内容概述如下: 第1章将详细介绍Transformer模型的基本原理,包括自注意力机制、多头注意力、位置编码等,为后续章节的理解奠定坚实基础。 第2~4章将通过实例深入剖析当前主流的模型。第2章介绍GPT模型文本生成的核心原理与实现,包括核心模块、文本生成过程与模型效果评估与调优方法;第3章介绍BERT模型的核心实现与训练,包括模型原理、预训练任务、模型微调与分类任务;第4章介绍视觉Transformer模型的实现,展示其在图像分块、嵌入及量化分析方面的创新。 第...

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引言 1

一、大模型技术的发展历史 1

1. 基于规则和统计学习的早期阶段 1

2. 神经网络与深度学习的崛起 2

3. Transformer的诞生与自注意力机制的崛起 2

4. 预训练模型的兴起:BERT、GPT和T5 2

5. 超大规模模型与多模态应用 3

二、开发环境配置基础 3

1. 硬件配置要求 3

2. 软件依赖与环境搭建 4

3. 常见问题与解决方案 5

第 1 章  Transformer模型基础 6

1.1  Seq2Seq模型 6

1.1.1  编码器-解码器工作原理 7

1.1.2  Seq2Seq结构实现 7

1.2  分词与嵌入层 11

1.2.1  分词器:将文本转换为嵌入向量 11

1.2.2  PyTorch实现嵌入层(将分词后的结果输入模型) 11

1.3  自注意力与多头注意力机制 15

1.3.1  自注意力机制计算过程(QKV矩阵生成和点积运算) 15

1.3.2  多头注意力机制与Transformer 18

1.4  残差连接与层归一化 22

1.4.1  残差连接层的实现 22

1.4.2  层归一化与训练稳定性 25

1.5  位置编码器 28

1.5.1  位置编码的计算与实现 28

1.5.2  位置编码在无序文本数据中的作用 30

1.6  本章小结 35

1.7  思考题 35

第 2 章  GPT模型文本生成核心原理与实现 37

2.1  GPT-2核心模块 37

2.1.1  层堆叠 37

2.1.2  GPT-2中的注意力机制 41

...

"人工智能飞速发展的当下,大模型已成为推动行业变革的核心力量。然而,对于许多从业者与爱好者而言,大模型背后的复杂算法、训练及微调过程犹如一座难以逾越的高山。《从零构建大模型:算法、训练与微调》这本书,宛如一位资深向导,引领读者一步步攀登这座高峰,深入探索大模型的奥秘。
《从零构建大模型:算法、训练与微调》从最基础的构建模块入手,以极为清晰且循序渐进的方式,深度解析大模型的核心算法原理与实现细节。开篇第 1 章对 Transformer 模型基本原理的阐述,犹如打下坚实地基。自注意力机制、多头注意力以及位置编码等概念,不再是高高在上的理论,作者通过通俗易懂的讲解,让读者轻松理解这些关键要素如何为大模型的理解奠定基础,为后续深入学习开启大门。
随后,书中通过丰富实例,深入剖析当前主流模型。第 2 章和第 3 章分别聚焦 GPT 与 BERT 架构,详细讲解其在文本生成与分类任务中的应用,使读者清晰地看到这些架构在实际场景中的强大功能与应用价值。第 4 章介绍视觉 Transformer(ViT)的实现,展示其在图像分块、嵌入及量化分析方面的创新,将大模型的应用范围拓展到图像领域,拓宽读者视野。
在大模型优化与微调方面,本书更是不遗余力。第 5 章讲解的 Adapter Tuning、P-Tuning 等微调方法,如同为模型量身定制的精准工具,使其能够灵活适应不同任务需求。而第 6 - 8 章覆盖的数据处理、混合精度与分布式训练、对比学习和对抗训练等技术,则是在有限资源下高效提升模型性能的关键秘籍。第 9 - 10 章专注于优化策略,介绍的 AdamW、LAMB 等自适应优化器和动态学习率调度,以及知识蒸馏与剪枝技术,为解决大模型计算资源难题提供了切实可行的思路,让大模型不再局限于高性能计算环境。
第 11~12章的实战章节堪称本书的精华所在。通过完整案例,详细展示了模型训练和微调的全流程,从数据准备、分层冻结到超参数调节,每一步都清晰呈现。同时,结合丰富的代码示例以及量化与蒸馏等推理优化方法的介绍,使读者能够真正掌握从零搭建大规模模型并在特定任务中灵活应用微调技术的本领。这些内容紧密贴合实际,无论是自然语言处理、图像处理还是语音识别等领域的读者,都能从中获取切实可行的指导。
《从零构建大模型:算法、训练与微调》内容设计以实用为导向,每一章都包含完整的代码示例与详细注释,真正做到了理论与实践的完美结合。通过一系列精心挑选的实战项目,读者不仅能够深入理解大模型的精髓,更能将所学知识运用到实际工作中。无论您是刚刚踏入人工智能领域的新手,还是有一定经验的从业者,《从零构建大模型:算法、训练与微调》都将是您不可多得的宝贵指南。"