高级机器学习模型

大型语言模型简介

从词元和语言建模开始,理解 Transformer、自注意力、提示、微调与模型局限。

35 分钟 纯学习时间 已去掉互动练习与测试
本模块学完后,你能够
  • 解释下一个词元预测
  • 理解参数与上下文
  • 描述自注意力作用
  • 区分提示与微调
01
预计 5 分钟

简介

大型语言模型仍然是机器学习模型:它从海量序列中学习参数,再根据上下文预测后续词元。

大型语言模型通过大量文本和其他序列学习参数。常见训练目标是给定前文,预测下一个词元。连续预测会形成较长文本,看起来像在一次性写作,实际是一步接一步。

词元不等同于汉字或英文单词,可能是字、子词或标点片段。模型的输出依赖训练数据和当前上下文,不保证每个事实都正确。

你需要理解

  • 生成是连续多次预测下一个词元。
  • 规模来自参数量、数据量和计算量的共同增长。
再看一个实际场景

输入“北京是中国的”,模型给“首都”的概率可能很高;这只是从学习到的模式推断,并非实时访问权威数据库。

02
预计 10 分钟

什么是语言模型?

语言模型估计一个词元序列出现的概率。词元可以是字、子词、单词或其他离散单位。

N 元语法只看前面有限个词,容易统计,却难以利用很久以前的上下文。循环神经网络把历史压进状态,但长距离信息仍难保留。Transformer 的自注意力让一个位置能参考序列中其他相关位置。

上下文窗口是模型一次能处理的词元数量。窗口越长,通常计算和费用越高;超过窗口的内容不会因为“模型记性好”而自动保留,所以要做检索或摘要。

你需要理解

  • N-gram 只使用固定长度的局部上下文。
  • 循环网络按顺序积累状态,但长距离信息有限。
  • 分词方式决定模型看到的最小文本单位。
再看一个实际场景

“小明把雨伞借给小红,因为她要出门。”解释“她”可能要利用前面整句;只看最后两个词并不足够。

03
预计 10 分钟

什么是大语言模型?

Transformer 利用自注意力同时比较序列中的位置,建立远距离依赖,并通过多层网络形成上下文表示。

自注意力可理解为每个词元给其他词元分配“此刻我该关注谁”的权重。多头机制让不同组权重关注不同关系,多层叠加形成更丰富的上下文表示。真实实现还包含位置编码、前馈层与归一化。

生成时模型得到每个候选后续词元的概率,再按选择策略采样或选最大值。较高随机性让回答更多样,也可能更不稳定。庞大参数量带来表达能力,同时需要更多算力和数据。

图示可左右滑动查看自注意力让当前位置关注上下文中的相关词元
自注意力让当前位置关注上下文中的相关词元

你需要理解

  • 参数保存训练中学到的统计模式。
  • 上下文窗口保存当前请求提供的信息。
  • 自注意力为不同词元关系分配动态权重。
  • 模型输出是概率分布,不是事实数据库。
再看一个实际场景

回答“这份合同的终止日期”时,注意力可能关注日期和“终止”附近内容;但若合同没有写明日期,模型仍可能编造,应通过检索证据与引用校验。

注意

语言流畅不能当作事实依据。高风险场景要接入可核对的数据源。

04
预计 10 分钟

微调、提示和模型适配

提示在不改参数的情况下提供任务说明;微调用示例更新模型参数;蒸馏把大模型能力迁移到更小模型。

提示工程不改变模型权重,适合说明任务、给少量例子和约束格式;微调用示例数据更新参数,适合稳定、可重复的行为调整。蒸馏让小模型学习大模型的输出,常用来降低推理费用。三者解决的问题不同。

离线推理预先批量生成结果,适合报告和批处理;在线推理实时响应,适合对话。把隐私、版权、偏见和错误处理纳入产品设计,并通过评估集检验模型适配是否真的改善目标任务。

你需要理解

  • 提示适合快速迭代和通用模型。
  • 微调适合稳定格式、风格和专门任务。
  • 检索增强为模型提供外部资料。
  • 幻觉、偏差、成本和隐私必须独立评估。
再看一个实际场景

每天夜间汇总昨日工单可用离线推理;用户当前订单状态必须在线查库。政策答案若会变化,仅靠微调把政策“记进参数”很难及时更新。

整章演算案例

回答政策问题的完整路径

假设用户问“付款第 10 天还能申请退款吗?”以下使用虚构政策演示语言模型与外部证据的分工,不代表本站实际退款规则。

  1. 别把流畅当成事实

    语言模型逐个预测后续词元,能写出通顺的答案,却不保证参数里存有当前生效的政策。它可以帮助理解问题,但不能单独决定资金操作。

  2. 检索带版本的资料

    程序检索退款期限,保留文档 ID、生效日期与原文位置。若同时找到旧版“14 天”和新版“7 天”,应核对购买时适用哪一版,而不是让模型随意选一句。

  3. 分开规则与证据

    用户问题、检索段落和系统规则放在不同字段。网页或文档正文只是待引用的数据,即使包含“忽略之前规则”,也不能变成更高权限的指令。证据不足时应回答不确定。

  4. 校验引用与执行权限

    输出列出政策标题和日期,程序检查引用是否存在。即使文字结论是“可能可退”,真正退款还要登录校验、订单查询和明确的审批流程。

把它串起来:注意力机制使用上下文,RAG 获取新资料,引用核验与业务代码决定结果能否被信任和执行。

参考与许可

本页依据 Google Machine Learning Crash Course 的课程结构与概念重新编写,文字和图示经过中文化重构。查看 Google 官方对应模块。Google 页面文字通常采用 CC BY 4.0,代码示例采用 Apache 2.0;第三方图片未直接复制。