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AI 技术与原理 第 1 / 28 篇

AI 原理学习笔记(一):零基础学习地图与使用方法

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本文目录 13 个小节

这套笔记怎样帮助我学习

这套笔记依据《AI 技术与原理宝典》整理,面向第一次系统学习 AI 的读者。这里的“理解”分成三步:先能用自己的话解释,再能跟着例子走一遍,最后能判断什么时候应该用它、什么时候应该换方法。

第一次读不要求会高数,也不要求有显卡。遇到公式,先看它在算什么,再看每个符号;遇到代码,先确认输入和输出,再追踪中间变量。涉及 PyTorch 的进一步实现会链接到已有专题。

全书原资料分为 19 篇,笔记按学习依赖重新拆成 28 篇。机器学习基础、神经网络、大模型、应用和工程都在路线里;已有的深度学习文章作为进一步展开的材料,不必一次读完。

1. 先看一个贯穿全系列的例子

假设公司有很多规章制度,我们想做一个“公司知识库助手”:

员工问“我入职两年,能休几天年假?”,系统找到现行制度,给出回答和出处。

这个目标看似只有一句话,却能串起大部分 AI 知识:

遇到的问题对应知识我应该学会回答什么
电脑怎么理解文字Token、Embedding文字怎样变成数字,数字的形状是什么
模型怎么组织回答Transformer、自回归生成为什么一次预测一个 Token
不知道公司最新制度RAG怎样先查资料,再根据资料回答
输出总是不符合格式Prompt、结构化校验怎样说明任务并检查结果
想改变稳定的语言风格微调什么情况下值得修改参数
还想自动提交休假申请工具、Workflow、Agent谁决定步骤,谁真正执行操作
回答偶尔出错评估与失败分析是没找到资料,还是找到却没读对
上线后很慢、很贵缓存、显存、成本时间和钱具体花在哪一步
员工查到了别人的合同权限与安全身份和数据权限怎样贯穿检索与工具

记住“问题先出现,技术才有位置”。不要为了用某个新名词,倒过来寻找需求。

2. AI、机器学习与大模型的关系

人工智能 AI 是一个很宽的目标:让计算机完成通常需要智能的任务。人写规则的专家系统也属于 AI。

机器学习 ML 是实现 AI 的一类方法:让程序根据样本调整参数,而不是为每一种情况手写规则。

深度学习 DL 是机器学习的一部分,用多层神经网络学习表示。例如从图像像素逐层学习边缘、纹理和物体特征。

大语言模型 LLM 主要处理语言相关任务。现代常见 LLM 基于深度神经网络训练,但“大模型”这个范围还包括图像、音频和多模态模型。

因此,判断一个系统时,要分别问:任务是什么?模型是什么?外围系统做了什么?一个聊天界面并不能告诉我们它有没有知识库、工具和长期记忆。

3. 按顺序阅读的完整目录

第一阶段:把基础概念变成可操作的知识

  1. 本文:学习地图与使用方法。
  2. 最小数学与术语:样本、向量、概率、导数。
  3. 机器学习任务与模型:从规则到树模型、聚类和降维。
  4. 数据划分、预处理与防止泄漏。
  5. 评估指标与统计可信度。
  6. 神经网络怎样学习,为什么走向 Transformer。

完成标志:给你一张表,你能指出样本、特征和标签;能解释为什么训练集高分不代表上线有效。

第二阶段:理解大模型怎样运行

  1. Token、Embedding 与语义相似度。
  2. 预训练、指令训练与逐步生成。
  3. 上下文窗口、Prefill、Decode 与 KV Cache。
  4. 长上下文、幻觉与多轮记忆。

完成标志:你能画出“文字 → Token → 隐表示 → 概率 → 新 Token”的流程,并区分参数里的知识与请求里提供的资料。

第三阶段:把模型接成应用

  1. Prompt 与上下文工程。
  2. RAG:从文档到带出处的回答。
  3. RAG 优化、混合检索、重排与 Graph RAG。
  4. 全量微调、LoRA 与 QLoRA。
  5. SFT、RLHF、DPO 与训练数据。
  6. Function Call、MCP 与 Skill。
  7. Workflow、Agent 与多 Agent。
  8. Agent 的状态、记忆与成本。
  9. 多模态:图像、文字、语音与视频。
  10. 应用评估:让“感觉不错”变成可检查的结果。

完成标志:面对一个需求,能解释为什么选择 Prompt、RAG、微调或工具,并能设计一个检查效果的小实验。

第四阶段:理解上线后的真实约束

  1. 量化、显存与推理性能。
  2. 模型选型、Token 账单与 ROI。
  3. 云计算与网络:一次请求经过哪里。
  4. 认证、权限、接口与故障处理。
  5. 综合实践:设计一个公司知识库助手。
  6. 行业场景、POC 与方案交付。
  7. 安全、合规与持续运营。
  8. 产品分层、Harness 与前沿阅读方法。

完成标志:能画出系统架构,列出数据流、权限、成本和验收方法;出现坏结果时,知道从哪一层检查。

4. 每天怎样读

一次只选一个主题,用下面四步学习,不必追求读完多少页:

  1. 读前提问:这一篇要解决什么问题?我现在能给出什么猜测?
  2. 跟一个例子:手算一次,或者复制代码运行,再改一个输入观察变化。
  3. 合上笔记解释:尽量不使用原文术语,用自己的话讲给一个没学过的人听。
  4. 回答自测:先写答案,再展开参考答案;记下卡住的具体概念。

“看懂答案”和“自己能答出来”是不同的学习状态。答不出来时,把问题缩小,例如先解释为什么缓存 K、V,而不是直接要求自己解释整个推理引擎。

5. 哪些内容需要背,哪些不用背

需要留下的是关系与判断方法:训练与推理的差别、信息从哪里进入系统、指标的分母、公式的单位、不同方案的适用条件。

模型排行榜、云资源单价、软件版本和框架名单会变化。笔记里的金额与模型规模如果是教学假设,会明确注明;不能直接拿教学例子当报价或硬件承诺。

已有专题可以在需要时深入:

6. 第一次怎样运行代码

本系列的 16 段完整 Python 示例已在 Python 3.11.7 中实际运行,使用标准库,不需要显卡、模型下载、付费 API 或额外安装第三方包。它们演示核心计算或流程,不假装已经接上真实模型。

如果是第一次运行:

  1. 打开终端,输入 python --version,确认命令能运行;部分 Windows 环境也可使用 py --version。若尚无 Python,可按 Python 官方 Windows 使用说明安装。
  2. 新建一个文件,例如 demo.py,复制某一篇完整的 Python 代码块,保存为 UTF-8。不要复制网页上的围栏标记,也不要把终端命令混进 Python 文件。
  3. 在该文件所在目录打开终端,输入 python -X utf8 demo.py。若使用 py,则输入 py -X utf8 demo.py。
  4. 将打印结果与笔记里的注释比较。以 # 开头的内容是说明,不会执行。不要先连续复制多个彼此独立的示例到同一文件,避免变量相互覆盖。
  5. 只改一个输入再运行,例如学习率、向量、Token 数或价格,观察结果为什么变。

print(...) 是把结果显示出来;import 是导入工具;def 定义一个可重复使用的函数;缩进表示哪些代码属于同一个步骤。出现 Traceback 时,从最后几行找报错类型与行号,再回到对应位置,不必把全部报错当成自己完全看不懂的问题。

JSON 代码块表示数据结构,text 代码块表示流程或输入示例,不应直接当作 Python 程序运行。

7. 复习卡片与自测

  • 技术的起点:一个明确问题。
  • 模型的作用:根据输入计算输出。
  • 应用的作用:组织数据、模型、工具、权限和流程。
  • 掌握的标准:能解释、能走例子、能判断边界。

问题一:知识库问答为什么不一定要微调?

参考答案

如果缺的是经常更新的公司资料,可以先检索,把资料放进当前请求。微调会修改参数,更新与验证的成本不同;是否需要它应由目标行为和评测决定。

问题二:为什么看到一个聊天框,不能判断它是不是 Agent?

参考答案

界面形式不能说明控制逻辑。关键要看系统是否根据目标和中间结果动态决定下一步,是否有工具、状态和停止条件。

原文定位与整理说明

主要依据:《AI 技术与原理宝典》,“怎么读这本书”及第一至十九篇。使用的是 Zotero 于 2026-10-19 保存的快照。

本系列是按零基础学习顺序重新组织的解释与练习;代码中的小数据、金额和制度为教学构造,不是某家公司的真实信息。原文的“AI 产品成熟度六级”与“系统技术架构分层”会分别解释,避免把两种视角混成同一套标准。

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