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PREREQUISITES

共同基础

数学、编程与工程基础,支持后续每一次推导。

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This article is written in Chinese. The original equations, source links, and code remain unchanged.
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共同基础为七模块提供数学、编程和实验语言。先完成下面的小例子,再进入主题;不需要等全部理论学完才开始,但遇到缺口应回到对应基础。

基础能力清单

基础必须理解最小产物学习入口
张量与线性代数batch、序列、特征、矩阵乘法与内积注意力shape表D2L、PyTorch基础
概率与统计条件概率、期望、方差、抽样和独立性一个准确率与抽样解释D2L、Benchmark统计
微积分与自动微分链式法则、梯度、参数更新两层标量计算图PyTorch Autograd教程入口
损失与优化交叉熵、学习率、梯度累计、训练/验证分离一次手算损失和更新HF LLM Course、CS336
编程与数据类型、索引、mask、批处理、随机性有明确输入输出的小程序设计PyTorch完整工作流
系统与实验存储层次、计算量、时间边界、控制变量实验变量与结果表CMU LLM Systems

三个手算例子

矩阵例子:A=[[1,2],[3,4]]、x=[1,0],Ax=[1,3]。把[B,T,d]乘以[d,k]会得到[B,T,k],不能把最后一维和序列长度混用。

概率例子:二分类真实标签为第一类,预测概率0.5时负对数损失为ln2,预测概率0.25时为ln4。它衡量对真实标签分配的概率;准确率还取决于判定方式,两者不等价。

梯度例子:y=(wx)²,x=2、w=3时,y=36,dy/dw=2wx²=24。自动微分计算这种依赖关系,但学习率、梯度清零和更新时机仍需程序正确组织。

这些是教学推导,未运行训练实验。数学与实践组织参考D2L和PyTorch基础教程。

自测与检查

解释为什么给所有logits加同一个常数不改变softmax;解释为什么相邻文档片段随机分入训练与测试可能泄漏;说明梯度累计在什么条件下接近更大batch,哪些状态或随机操作可能使其不同。

答案要点:softmax共同指数因子约去;相邻片段可能共享信息;梯度累计需要匹配损失归一化和更新频率,而状态、随机性或优化步骤差异仍可能改变结果。对不确定条件应设计对照,不直接宣称等价。

下一步

进入Transformer、预训练和评测协议。按系统学习资源指南选择课程,使用能力地图确定本轮应提交的解释、推导或实践设计。

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