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Build a Large Language Model 从零构建大模型

新上架第 2 版 · 更新于
星标108k

概览

Sebastian Raschka 所著那本书的官方代码,教你用 PyTorch 一章一章搭出一个类 GPT 的大语言模型。笔记本涵盖文本数据、注意力、预训练和微调。安装说明涵盖 uv、pixi、Conda、Docker、Lightning 和 Colab。

Build a Large Language Model 从零构建大模型 是一款 GitHub 上的开源项目,属于教育类,由 Mindket 上架。可免费获取。当前为第 2 版,最近更新于 。按它的 README 从 GitHub 安装。Mindket 的设置说明可在你的 Mindket 账户获取,以 zip 压缩包下载。

速览

用在
  • 你自己的电脑:uv、pixi、pip 或 Conda 环境,配 JupyterLab 或 VS Code
  • VS Code 里的 Docker DevContainer,可选用 NVIDIA GPU
  • Lightning AI Studio:云端的持久环境,在 CPU 和 GPU 上都有 VS Code 和 JupyterLab
  • Google Colab:从 GitHub 打开某一章的笔记本,并上传它要导入的文件
先运行
git clone --depth 1 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch.git
cd LLMs-from-scratch

平台

VS Code代码编辑器
Docker容器

关于

它是什么

这是 Sebastian Raschka 所著《Build a Large Language Model (From Scratch)》一书的官方代码仓库,由 Manning 出版。README 说,你会用 PyTorch 一步一步搭出一个类 GPT 的大语言模型,从文本数据一直做到预训练和微调,不用任何外部的大语言模型库。你训练的这个小模型,用的方法和 ChatGPT 背后那类大模型是一致的。仓库里有书中的笔记本、脚本和额外材料。书本身是另一个产品,README 里给了 Manning 和 Amazon 的链接。

  1. 装好 Python 和依赖
  2. 在 JupyterLab 里打开某一章的笔记本
  3. 第 2 到 4 章:文本数据、注意力、GPT 模型
  4. 第 5 章:预训练,并加载 GPT-2 权重
  5. 第 6、7 章:微调成分类器,再微调成能听指令

适合谁

会 Python、想通过亲手写一个来弄懂大语言模型怎么工作的程序员。README 说最重要的前提是扎实的 Python 基础。有深度神经网络的经验会更容易上手,PyTorch 基础有用但不是必须,附录 A 简要介绍了 PyTorch。

谁在用,怎么用
行业谁在用怎么用例子
自学的开发者会 Python 的程序员读一章,跑它的笔记本,再对照习题答案一位开发者跑 ch03.ipynb 写出注意力,再打开同一文件夹里的 exercise-solutions.ipynb。
学生和学习小组学机器学习课程的人一章一章往下学,用 Manning 的免费测验 PDF 自测一个学习小组学完第 4 章,再做 PDF 里那一章的测验题。
机器学习工程师平时通过 API 调用大语言模型的工程师读额外材料的文件夹,看新架构是怎么从零搭出来的一位工程师打开第 5 章的 Qwen3 文件夹,读一个从零写成的 Qwen3 模型。
教师老师和工作坊负责人布置一章的笔记本和它的跟做视频一位老师布置第 2 章,并播放作者讲文本数据的视频。

如果你想要现成的模型来调用,或者想要一个库来做产品,可以不用它。README 把你训练的模型描述为小而能用,目的是教学。

用在哪里

代码是用 PyTorch 的 Jupyter 笔记本和 Python 脚本,第 5 到 7 章还要用 TensorFlow 读取 GPT-2 权重。README 说主要章节在普通笔记本电脑上就能跑,不需要特殊硬件,有 GPU 时代码会自动使用。设置页说,云端的 NVIDIA GPU 对第 5 到 7 章帮助最大。

  • 你自己的电脑:uv、pixi、pip 或 Conda 环境,配 JupyterLab 或 VS Code
  • VS Code 里的 Docker DevContainer,可选用 NVIDIA GPU
  • Lightning AI Studio:云端的持久环境,在 CPU 和 GPU 上都有 VS Code 和 JupyterLab
  • Google Colab:从 GitHub 打开某一章的笔记本,并上传它要导入的文件
  • 只读的话用浏览器:GitHub 会显示文件并渲染 Markdown

如何设置

点“获取”会把一个装有 Mindket 安装说明的 zip 压缩包存进你的下载文件夹,里面有仓库各个设置页里每条路线的步骤。如果已经装好 Python,设置页说最快的办法是在仓库根目录运行一行 pip install -r requirements.txt。作者自己的路线会先建一个 uv 虚拟环境。

先准备好这些
需要说明
Python所有章节都能用的是 3.10 到 3.12。pyproject.toml 允许 >=3.10,<3.15,但只在 3.13 以下安装 TensorFlow,而第 5 到 7 章要用它加载 GPT-2 权重。检查脚本只对低于 3.9 的版本报错
Git用来克隆仓库。README 也提供了 Download ZIP 按钮
网络连接第 5 到 7 章要下载 GPT-2 权重,笔记本里的图片从作者的网站加载
NVIDIA GPU可选。代码发现有就会自动使用
Ollama第 7 章的评估步骤要用(主章节讲的就是它,ollama_evaluate.py 是它的总结),第 7 章几个用 Ollama 的额外材料笔记本也要用
  1. 克隆仓库,打开它的文件夹。
  2. 建一个虚拟环境并激活它。作者用 uv 来做这件事。
  3. 安装依赖。
  4. 在 JupyterLab 里打开一章。启动 JupyterLab,打开这一章的笔记本。也可以先运行环境检查。
git clone --depth 1 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch.git
cd LLMs-from-scratch
pip install uv
uv venv --python=python3.10
source .venv/bin/activate
uv pip install -r requirements.txt

在 Windows 上,设置建议说你可能得把激活那一行换成 source .venv/Scripts/activate 或 .venv/Scripts/activate。某个依赖装不上的话,就退回普通的 pip。

pip install -r requirements.txt
python setup/02_installing-python-libraries/python_environment_check.py
jupyter lab

在 Windows 上,作者推荐用 pixi 而不是 uv 自带的命令,因为 pyproject.toml 里有些依赖在那里会出问题。在 Google Colab 上,把下面这行放在笔记本最上面的单元格里:

pip install uv && uv pip install --system -r https://raw.githubusercontent.com/rasbt/LLMs-from-scratch/refs/heads/main/requirements.txt

如何使用

先读一章,再打开它的笔记本。章节笔记本里有书中出现的全部代码,第 2 到 7 章和附录 A 各有一个习题答案笔记本。README 的表格列出了每章的主笔记本和一个放额外材料的文件夹。

各章和它们的主笔记本
章节主笔记本文件夹
第 2 章:处理文本数据ch02.ipynbch02/01_main-chapter-code
第 3 章:编写注意力机制ch03.ipynbch03/01_main-chapter-code
第 4 章:从零实现 GPT 模型ch04.ipynbch04/01_main-chapter-code
第 5 章:在无标注数据上预训练ch05.ipynbch05/01_main-chapter-code
第 6 章:为文本分类做微调ch06.ipynbch06/01_main-chapter-code
第 7 章:微调以遵循指令ch07.ipynbch07/01_main-chapter-code
附录 A:PyTorch 简介code-part1.ipynb、code-part2.ipynbappendix-A/01_main-chapter-code

各章还有总结本章的独立脚本,比如第 5 章的 gpt_train.py。第 7 章主代码的 README 展示了其中两个脚本的运行方法,它们都在 ch07/01_main-chapter-code 文件夹里:

python gpt_instruction_finetuning.py
python ollama_evaluate.py --file_path instruction-data-with-response-standalone.json

README 给的第二个脚本的示例输出,以“Ollama running: True”开头。

示例

你想学注意力那一章。你激活环境,在仓库文件夹里启动 JupyterLab,打开 ch03/01_main-chapter-code/ch03.ipynb。

cd LLMs-from-scratch
source .venv/bin/activate
jupyter lab

从头往下运行各个单元格。学完这一章,打开同一文件夹里的 exercise-solutions.ipynb,和你自己的做法对照。排错页说,这些主笔记本与印刷版的书保持同步。

新手与专家

新手:大语言模型,简称 LLM,就是 ChatGPT 这类聊天工具背后的那种模型。这本书教的就是它怎么工作,所以你不懂也能开始。先看 README 表格里的设置建议。第 1 章没有代码,所以第一个笔记本是第 2 章的。如果 Python 对你还很陌生,先去学 Python。如果不熟悉 PyTorch,就读附录 A。README 还链接了作者写的一篇怎么读好这本书的文章。

专家:可选的 PyPI 包 llms-from-scratch 能导入各章的代码,比如 llms_from_scratch.ch03 里的 MultiHeadAttention,还带有 GPT-2、Llama 3 和 Qwen3 的 KV 缓存版本。

第 4 章的额外材料有分组查询注意力、多头潜在注意力、滑动窗口注意力、Gated DeltaNet 和混合专家模型。第 5 章增加了从零写成的 Llama 3.2、Qwen3、Gemma 3 和 Olmo 3 模型,第 7 章增加了 DPO。额外材料的笔记本需要更多的包,一行 uv 命令就能装上:

uv pip install --group bonus

附录 A 的多 GPU 演示是个脚本,用 python DDP-script.py 运行,旁边还有一个 torchrun 版本。在 Apple Silicon 的 Mac 上,排错页说不少脚本有意不用 mps 后端,所以损失发散时先在 cpu 上重跑。作者的续作《Build A Reasoning Model (From Scratch)》有自己的仓库,README 还链接了其中的额外材料。

注意事项

代码和笔记本在你的机器上运行。安装依赖、第一次运行第 5 到 7 章都要联网,笔记本里的图片每次打开都从作者的网站加载。

  • 下载:第 5 到 7 章从 openaipublic.blob.core.windows.net 下载 GPT-2 权重,Backblaze 上有备份,笔记本从作者的网站加载图片
  • 费用:仓库免费。书和视频课程在 Manning 的网站上。Lightning 和 Colab 是另外的服务,页面没有给出价格
  • 你的提示词:第 7 章额外的评估材料里,有一个笔记本通过 API 使用 OpenAI 的 GPT-4,另一个用 Ollama 在本地运行 Llama 3 模型
  • Docker:DevContainer 默认以 root 运行,如果构建出错,指南说多半是因为机器没有兼容的 NVIDIA GPU,这时删掉 runArgs 那一行
  • 版本:检查脚本仍接受 Python 3.9,而 pyproject.toml 要求 >=3.10,<3.15;设置建议推荐 3.10 或更新版本,并以 3.10 或 3.11 为例,原生 uv 页的示例用 3.11
  • 抄写错误:包 README 里第 4 章的导入少了一个逗号,附录 A 把 CUDA_VISIBLE_DEVICES 拼错了。原生 uv 页的 Windows 命令以 | more 结尾,Mindket 认为这是笔误。工具包里逐一标了出来
  • 贡献:作者不能接受扩展主章节代码的改动,因为它要和印刷版的书保持一致
  • 移除:删掉文件夹即可。uv 环境就是里面的 .venv 文件夹,Docker 页给出了删除容器镜像的 docker image rm。用 Conda 建的 LLMs 环境不在这个文件夹里,各页没有给出删除它的步骤
  • 许可证:Apache License 2.0,对 Source 的定义有改动,把关于该软件的书和它们的图片排除在外。GitHub 的许可证字段显示“Other”。工具包里是 Mindket 的说明,不含代码和书

README 和文件

README

Build a Large Language Model (From Scratch):安装说明

这个工具包里只有安装说明,由 Mindket 编写。代码、笔记本和额外材料留在 Sebastian Raschka 的仓库里:https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch

这些说明不是 Sebastian Raschka 或 Manning 写的,也没有得到他们的认可。README 说,这个仓库“contains the code for developing, pretraining, and finetuning a GPT-like LLM and is the official code repository for the book Build a Large Language Model (From Scratch)”,意思是:它包含开发、预训练和微调一个类 GPT 大语言模型的代码,是《Build a Large Language Model (From Scratch)》一书的官方代码仓库。这些说明根据 README、设置页和“来源”里列出的文件写成,阅读日期是 2026 年 11 月 3 日。

许可证:LICENSE.txt 文件是 Apache License 2.0,只改了一个定义。它的“Source”形式是“the preferred form for making modifications, explicitly excluding any books specific to this software and any related images”,意思是:修改时首选的形式,明确不包括专属于这个软件的书和相关图片。版权行写的是 Sebastian Raschka,GitHub 的许可证字段显示“Other”。这个工具包里既没有书,也没有它的图片。来源见 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/blob/main/LICENSE.txt

仓库是什么

README 说,在这本书里你会“learn and understand how large language models (LLMs) work from the inside out by coding them from the ground up, step by step”,意思是:通过一步步从头写代码,从内部学懂大语言模型是怎么工作的。训练“your own small-but-functional model for educational purposes”(你自己的、小而能用的教学模型)的方法,和做出 ChatGPT 背后那类大型基础模型的方法一致。书里还有加载更大预训练模型的权重来做微调的代码。README 链接了出版方 Manning 上的这本书,也链接了 Amazon。来源见 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/blob/main/README.md

代码用 PyTorch,用 README 的话说,不用任何外部的大语言模型库。最重要的前提是“a strong foundation in Python programming”,即扎实的 Python 编程基础。有深度神经网络的经验会有帮助,PyTorch 基础有用但不是必须,因为附录 A 是对 PyTorch 的简要介绍。

里面有什么

| 章节 | 文件夹 | 代码 |
|---|---|---|
| 第 1 章:理解大语言模型 | 未列出 | 无 |
| 第 2 章:处理文本数据 | ch02 | 有 |
| 第 3 章:编写注意力机制 | ch03 | 有 |
| 第 4 章:从零实现 GPT 模型 | ch04 | 有 |
| 第 5 章:在无标注数据上预训练 | ch05 | 有 |
| 第 6 章:为文本分类做微调 | ch06 | 有 |
| 第 7 章:微调以遵循指令 | ch07 | 有 |
| 附录 A:PyTorch 简介 | appendix-A | 有 |
| 附录 B:参考文献和延伸阅读 | appendix-B | 无 |
| 附录 C:习题答案 | appendix-C | 链接到各章的答案 |
| 附录 D:给训练循环加上各种增强 | appendix-D | 有 |
| 附录 E:用 LoRA 做参数高效微调 | appendix-E | 有 |

每个有代码的文件夹里都有一个 01_main-chapter-code 文件夹,放着与书对应的笔记本,章节文件夹里还有编号的额外材料文件夹。标题和文件夹抄自 README 的表格。每章的主笔记本列在 setup/chapter-map.md 里。

设置方式

  • setup/uv-and-pip.md:在你自己的电脑上用 pip 或 uv 的 pip 命令,这是作者的第一推荐。
  • setup/native-uv.md:uv 自己的命令,uv sync 和 uv run。
  • setup/pixi.md:pixi,作者推荐 Windows 用户用它代替 uv 自带的 uv add 命令。
  • setup/conda.md:通过 Miniforge 用 Conda,uv 这条路走不通时的备选。
  • setup/docker-dev-container.md:VS Code 里的 Docker DevContainer。
  • setup/colab-and-lightning.md:云端的 Lightning AI Studio 和 Google Colab。
  • setup/vs-code-and-jupyter.md:编辑器、它推荐的扩展和 JupyterLab 的小技巧。
  • setup/chapter-map.md:每一章该打开哪个笔记本或脚本,以及怎么运行脚本。
  • setup/pip-package.md:可选的 llms-from-scratch 包,能导入各章的代码。
  • setup/troubleshooting.md:图片加载不出来、保留你对笔记本的改动、Apple Silicon,以及各设置页里的坑。

开始之前

  • Python 3.10 或更新版本,这是 Python 设置建议推荐的。pyproject.toml 写的是 >=3.10,<3.15,它的 TensorFlow 行只适用于 3.13 以下的 Python。各页说法不一致的地方见 setup/troubleshooting.md。
  • Git,或者仓库页上的 Download ZIP 按钮。
  • README 说主要章节“designed to run on conventional laptops within a reasonable timeframe”,意思是设计成在普通笔记本电脑上用合理的时间跑完,不需要专门的硬件,有 GPU 时代码会自动使用。设置页补充说,云端的 NVIDIA GPU 能大幅缩短第 5 到 7 章的运行时间。
  • 需要网络连接。第 5 到 7 章会下载 GPT-2 权重,笔记本从作者的网站加载图片。见 setup/troubleshooting.md。

来源见 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/blob/main/README.md 和 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/blob/main/setup/README.md

获取代码

README 给了两种办法:Download ZIP 按钮,或者下面这条命令。来源见 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/blob/main/README.md

git clone --depth 1 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch.git

README 用的 Download ZIP 链接是 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/archive/refs/heads/main.zip

如果你想保留自己的改动又能收到更新,先 fork 仓库。见 setup/troubleshooting.md。

更新或移除

各页没有给出普通克隆的更新步骤。排错页为 fork 加了一个 upstream 远程,见 setup/troubleshooting.md。对没有 fork 的克隆,在文件夹里运行 git pull 就能更新,这是 Mindket 的说法,不是作者的。

要移除,删掉文件夹即可。uv 建的虚拟环境在里面的 .venv 文件夹里,原生 uv 页说你可以直接删掉这个文件夹,从头再来。Docker 页给出 docker image ls 和 docker image rm [IMAGE_ID_OR_NAME] 来处理 DevContainer 的镜像,见 setup/docker-dev-container.md。

README 链接的相关材料

  • 视频课程:README 说有一个配套的视频课程在 Manning 的网站上,作者在里面逐章写代码。https://www.manning.com/livevideo/master-and-build-large-language-models
  • YouTube 上的跟做视频:设置页链接了第一个 https://www.youtube.com/watch?v=yAcWnfsZhzo 而第 2 到 7 章的 README 各链接一个,比如第 2 章的 https://www.youtube.com/watch?v=341Rb8fJxY0
  • 续作《Build A Reasoning Model (From Scratch)》和它的仓库:https://github.com/rasbt/reasoning-from-scratch
  • Manning 的一份免费 PDF《Test Yourself On Build a Large Language Model (From Scratch)》,每章有测验题和答案:https://www.manning.com/books/test-yourself-on-build-a-large-language-model-from-scratch
  • 提问:Manning 论坛,或者 GitHub Discussions,地址是 https://github.com/rasbt/LLMs-from-scratch/discussions

来源

文件
README.md  8 KB
setup/chapter-map.md  5 KB
setup/colab-and-lightning.md  2 KB
setup/conda.md  3 KB
setup/docker-dev-container.md  5 KB
setup/native-uv.md  3 KB
setup/pip-package.md  3 KB
setup/pixi.md  3 KB
setup/troubleshooting.md  5 KB
setup/uv-and-pip.md  5 KB
setup/vs-code-and-jupyter.md  2 KB

11 个文件,共 45 KB,以 zip 压缩包下载。

更新内容

  • 第 2 版 · 2026-11-09

    Updated by Mindket to the current version of this kit.

  • 第 1 版 · 2026-11-03

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评价

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写评价

还没有评价。

大家怎么说

Hacker News、Bluesky、X、Reddit、Facebook 和 YouTube 上提到这个项目的帖子和评论,来自每周一次的搜索和 Trendshift。它们不是 Mindket 写的,也未经核实,点开即可在原帖处阅读。

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