收藏级!大模型底层原理详解(从极简到初级,小白程序员必看)
看到这里,相信不管是小白还是刚入门的程序员,都能搞懂大模型的底层原理了。最后用一句大白话总结,帮你巩固记忆,也方便你跟别人讲解:LLM语言大模型的核心本质,就是「基于输入,通过Transformer架构,计算概率最大的输出」,全程没有任何“思考”,本质就是一个超级智能的“文字接龙”游戏。输入一句话(比如“今天天气”),模型会疯狂计算“好”“真”“很”等下一个词的出现概率,选概率最高的一个(比如“好
很多小白程序员和刚接触AI的朋友,每天用着DeepSeek、ChatGPT等大模型,却始终搞不懂它“开口即懂”的底层逻辑——其实大模型没有那么神秘,核心就是“算概率、选最优”。今天这篇文章,就从3个层级由浅入深拆解大模型底层原理,全程大白话+可视化解读,小白能看懂、程序员能查漏,建议收藏慢慢啃,再也不用怕被问起大模型原理啦!
全文将分为极简级、入门级、初级三个梯度,不堆砌复杂公式,只讲核心逻辑,帮你彻底搞懂:大模型接收输入后,到底是怎么“思考”并输出答案的?它的“类人”表达,真的是在思考吗?
一、极简级:一句话搞懂大模型的核心——Transformer=概率计算器
先看一张大家熟悉的DeepSeek对话界面,这是我们日常最常接触的大模型形态,输入一句话,它就能快速给出贴合需求的答案。

很多人会误以为,大模型是“听懂”了我们的话,再主动组织语言回答——其实不然,它的底层核心逻辑特别简单,用一张图就能看明白:

大模型的“思考框架”,本质是Transformer架构,而Transformer的核心作用,就是计算概率。
举个小白都能懂的例子:当你输入“我是谁”,大模型不会真的去“思考”你到底是谁,而是会调取它“记忆”里所有可能的答案——比如“你是张三”“你是李四”“你是正在提问的小白”,然后通过内部计算,判断哪个答案和“我是谁”这个输入的匹配度最高、概率最大,最终把这个概率最高的答案输出给你。
划重点(小白必记):极简级理解,大模型就是一个“智能概率匹配器”,输入=问题,输出=概率最高的答案,Transformer就是负责算这个概率的核心工具。
二、入门级:拆解大模型的“工作流程”——Token→向量→多头注意力计算
搞懂了极简级的核心,接下来我们拆解大模型的完整工作流程,这部分是程序员入门大模型的关键,记牢这3步,就能摆脱“只会用、不会说”的尴尬。

第一步:输入文本→拆分为Token(字典映射)
当我们向大模型输入“我是谁”这三个字时,大模型做的第一件事,不是直接计算,而是先把这句话“拆字”——拆成计算机能识别的最小单位,也就是Token(词元)。
可以把Token简单理解为“AI专属字典里的字”,这本“字典”是计算机科学家提前定义好的,所有输入的文本,都会按照这本字典的规则拆分,不存在“自定义拆分”的情况。

第二步:Token→向量(万物可计算的核心)
计算机的本质是“算数学”,它看不懂文字、看不懂Token,但能看懂数字和向量。所以,大模型会把每个拆分好的Token,转化成一个对应的数学向量——这一步,是大模型能“计算”的基础。
简单说,就是给每个Token分配一个“数字身份证”,这个身份证不是单一数字,而是一组数字(向量),后续所有的匹配和计算,都是基于这组数字展开的。
第三步:向量计算→多头自注意力机制(团队协作算概率)
有了向量之后,大模型就会启动“计算模式”,核心用到的就是「神经网络」和「多头自注意力机制」。这里用大白话解释,不用记复杂概念:
多头自注意力机制,就相当于一个“分工明确的团队”,每个“成员”(头)负责一个维度的计算,最后汇总所有结果,得出最全面的概率判断,具体分工如下:
- 成员1:快速浏览所有向量,抓取核心主旨(比如输入“我是谁”,就快速锁定“提问者身份”这个核心);
- 成员2:聚焦关键向量,拆解细节(比如“我”这个Token对应的向量,和“谁”这个Token对应的向量,两者的关联是什么);
- 成员3:标记所有向量的关联关系(比如“我”和“提问”相关,“谁”和“身份”相关)。
每个“头”独立工作、互不干扰,计算完成后,会把各自的结果汇总,再通过神经网络层层运算,得出多个可能的答案,最后计算每个答案的概率,筛选出概率最高的那个。
这里补充一个小白容易忽略的点:大模型输出答案,不是“一次性写完”的,而是“一个字一个字蹦出来”的(很多慢输出的大模型能清晰看到这个过程)。原因很简单:它每次只计算“下一个字”的最高概率,输出后,再把这个字加入到原始输入中,继续计算下一个字的概率,循环往复,直到生成完整句子。

三、初级:深入细节——高维向量+位置编码,让计算更精准
入门级搞懂了工作流程,初级就深入两个核心细节:高维度向量化和位置编码。这部分是程序员进阶理解大模型的关键,也是面试中偶尔会被问到的基础知识点,建议重点看、重点记。

细节1:高维度向量化——维度越多,解读越精准
先看一张关键图:我们前面说的“AI专属字典”,其实有固定的大小——常用的字典包含50257个Token,也就是说,任何输入的文本,最终都会被拆成这50257个Token中的某几个,每个Token都有唯一对应的编码。
而每个Token转化成的向量,维度并不低——目前主流大模型的Token向量,大多是12288个维度。可能有小白会问:为什么需要这么多维度?
用一个生活化的例子解释,一看就懂:
如果我们面前站着一个人,只看“性别”这1个维度,只能判断他是男是女;如果再加“年龄”这个维度,就能知道他的性别+年龄;再加上“学历”“职业”“籍贯”等维度,我们对这个人的认知就会越来越清晰,画像也会越来越具体。
Token的高维度向量也是一样的道理:12288个维度,就相当于从12288个角度去解读这个Token,维度越多,大模型对这个Token的理解就越精准,后续计算出的答案也就越贴合我们的需求。
细节2:位置编码——给Token贴“座位号”,避免顺序混乱
我们输入的文本,是有明确顺序的——比如“我打你”和“你打我”,文字完全一样,但顺序不同,意思天差地别。但前面我们说的Token向量化,只包含了Token本身的信息,没有包含“顺序”信息,这就会导致大模型分不清文字顺序,计算出错误的答案。
所以,大模型会在Token向量化之后,额外加入一个「位置编码」——相当于给每个Token贴一个“座位号”,告诉模型:这个Token在原始文本中排在第几位,哪个Token在前、哪个Token在后。

有了位置编码,大模型才能明确Token的先后顺序,进而按照正确的逻辑进行计算——毕竟,文字的顺序,直接决定了语义的走向,这也是大模型能生成连贯句子的核心前提之一。
初级补充:向量计算的最终逻辑
当Token完成高维向量化+位置编码后,就会进入最终的计算环节,整个流程如下:

\1. 所有带位置编码的高维向量,输入到神经网络中,进行多层迭代计算;
\2. 计算过程中,会给每个可能的输出答案赋予一个“权重”(权重越高,匹配度越高);
\3. 基于权重,进一步计算每个答案的概率;
\4. 筛选出概率最高的一个字,作为当前的输出;
\5. 把这个输出的字,加入到原始输入中,重复上述步骤,计算下一个字的概率,直到生成完整答案。

这里再放一张关键图,清晰展示“输出→重新输入”的循环过程,小白可以对照着理解:


四、总结:大模型的本质,一句话说透(小白必背)
看到这里,相信不管是小白还是刚入门的程序员,都能搞懂大模型的底层原理了。最后用一句大白话总结,帮你巩固记忆,也方便你跟别人讲解:
LLM语言大模型的核心本质,就是「基于输入,通过Transformer架构,计算概率最大的输出」,全程没有任何“思考”,本质就是一个超级智能的“文字接龙”游戏。
具体拆解:
- 输入一句话(比如“今天天气”),模型会疯狂计算“好”“真”“很”等下一个词的出现概率,选概率最高的一个(比如“好”)输出;
- 把输出的“好”拼回输入,变成“今天天气好”,再计算下一个词的概率(比如“啊”);
- 循环往复,直到生成完整、连贯的句子,这就是大模型“说话”的全部逻辑。
五、关键补充:为什么大模型能“像人一样说话”?(避坑必看)
很多小白和新手程序员,都会误以为大模型“有思想、能思考”,甚至能理解自己的情绪——其实这是一个常见的认知误区,这里用4个关键点,帮你彻底理清,避免踩坑:
1. 海量数据训练:它“读”完了人类几千年的文字
大模型的“智能”,源于海量的数据训练——相当于它读完了人类2600年以来积累的大部分文字资料(书籍、文章、对话、网络内容等),记住了所有文字的搭配规律、语义逻辑。
比如它知道“猫吃鱼”比“鱼吃猫”更常见,“我很高兴”比“我很高兴鱼”更连贯,这些都不是它“思考”出来的,而是从海量数据中统计出来的规律。
2. 数学函数支撑:本质是巨型“概率计算器”
大模型的所有计算,都依赖于复杂的数学函数(线性代数、概率统计等),它的核心就是“算概率”——维度越多、训练数据越多,概率计算就越精准,输出的答案也就越贴合人类的表达习惯。
对程序员来说,我们后续优化大模型、调优参数,本质上就是优化这些数学函数,让概率计算更精准。
3. 没有“思考”:只是按规律拼词,而非理解语义
这是最关键的一点:大模型从来不会“思考”,也不会“理解”任何语义、任何情绪。它所有的输出,都是基于数据规律和概率计算的“拼词游戏”,只是因为拼得太连贯、太贴合人类习惯,才让我们误以为它“能理解”。
比如你输入“我失恋了,很伤心”,它输出的安慰话语,不是它“共情”了你,而是它从海量的情感对话数据中,统计出了“失恋伤心”对应的最佳安慰话术,然后输出概率最高的那一句。
4. 位置编码:避免语义混乱的核心
前面提到的位置编码,是大模型能生成连贯句子的关键——如果没有位置编码,模型就分不清“我打你”和“你打我”的区别,也分不清“今天吃苹果”和“苹果吃今天”的语义,输出的内容就会颠三倒四、逻辑混乱。
最后再强调一句:大模型的底层原理,核心就是“Token拆分→向量转化→概率计算”,没有复杂的玄学,只有数据和数学的支撑。对于小白来说,先掌握这三个层级的逻辑,就能轻松入门;对于程序员来说,吃透这些细节,也能为后续学习大模型调优、Transformer架构打下坚实的基础。
最后
对于正在迷茫择业、想转行提升,或是刚入门的程序员、编程小白来说,有一个问题几乎人人都在问:未来10年,什么领域的职业发展潜力最大?
答案只有一个:人工智能(尤其是大模型方向)
当下,人工智能行业正处于爆发式增长期,其中大模型相关岗位更是供不应求,薪资待遇直接拉满——字节跳动作为AI领域的头部玩家,给硕士毕业的优质AI人才(含大模型相关方向)开出的月基础工资高达5万—6万元;即便是非“人才计划”的普通应聘者,月基础工资也能稳定在4万元左右。
再看阿里、腾讯两大互联网大厂,非“人才计划”的AI相关岗位应聘者,月基础工资也约有3万元,远超其他行业同资历岗位的薪资水平,对于程序员、小白来说,无疑是绝佳的转型和提升赛道。

对于想入局大模型、抢占未来10年行业红利的程序员和小白来说,现在正是最好的学习时机:行业缺口大、大厂需求旺、薪资天花板高,只要找准学习方向,稳步提升技能,就能轻松摆脱“低薪困境”,抓住AI时代的职业机遇。
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最后
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3、 入门必看大模型学习书籍&文档.pdf(书面上的技术书籍确实太多了,这些是我精选出来的,还有很多不在图里)

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- 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
- 提示工程的意义和核心思想
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第二阶段(30天):高阶应用
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- 为什么要做 RAG
- 搭建一个简单的 ChatPDF
- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
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- 基于向量检索的 RAG
- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
- …
第三阶段(30天):模型训练
恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。
到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?
- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
- 轻量化微调
- 实验数据集的构建
- …
第四阶段(20天):商业闭环
对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。
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案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
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内容安全
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3、这些资料真的有用吗?
这份资料由我和鲁为民博士(北京清华大学学士和美国加州理工学院博士)共同整理,现任上海殷泊信息科技CEO,其创立的MoPaaS云平台获Forrester全球’强劲表现者’认证,服务航天科工、国家电网等1000+企业,以第一作者在IEEE Transactions发表论文50+篇,获NASA JPL火星探测系统强化学习专利等35项中美专利。本套AI大模型课程由清华大学-加州理工双料博士、吴文俊人工智能奖得主鲁为民教授领衔研发。
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