LLM Prompt与开源模型资源(1)提示词工程介绍

• 学习材料：https://www.hiascend.com/developer/courses/detail/1935520434893606913
• 学习时长： 预计 30 分钟
• 学习目的：
• 1. 了解提示工程的定义与作用
• 2. 熟悉提示工程的关键技术相关概念
• 3. 掌握基于昇腾适配的大模型提示工程的入门及进阶指南

提示词工程介绍

NLP发展的四大范式

NLP（自然语言处理）发展的四大范式通常被概括为：

非神经网络时代的完全监督学习（特征工程）：这一范式主要依赖于人工设计的规则或统计模型，需要大量的人工特征工程来完成特定的NLP任务 。

基于神经网络的完全监督学习（架构工程）：随着深度学习的发展，开始使用如RNN、CNN等神经网络模型进行NLP任务，这一阶段侧重于模型架构的设计 。

预训练+精调范式（目标工程）：利用大规模语料进行预训练，然后针对具体任务对模型进行微调（Fine-tuning）。

预训练+提示+预测范式（Prompting）：这是近期兴起的一种范式，通过设计特定的提示（Prompt）来引导预训练模型生成所需的结果，减少了对大量标注数据微调的依赖。

这些范式的演进体现了NLP技术从依赖人工规则和特征，到利用深度神经网络，再到利用大规模预训练模型的发展历程。

什么是 Prompt

在大规模语言模型（LLM, Large Language Models）领域，Prompt 是一种结构化的输入序列，用于引导预训练的语言模型生成预期的输出。它通常包括明确的任务要求、背景信息、格式规定以及示例，以充分利用模型的能力，在特定任务中生成高质量的响应。

Prompt 的核心作用

• 指导模型行为：通过提供清晰的任务描述和上下文，Prompt 告诉模型需要完成什么任务。
• 控制输出质量：通过包含格式规范和示例，Prompt 可以帮助模型生成符合期望的输出。
• 提高模型表现：Prompt 设计得当可以显著提升模型在特定任务中的表现，尤其是在零样本学习（Zero-Shot Learning）或少样本学习（Few-Shot Learning）场景中。

Prompt 的组成要素

• 任务要求：明确告诉模型需要完成的任务，例如“翻译这段文字”、“回答这个问题”等。
• 背景信息：提供与任务相关的上下文或背景知识，帮助模型更好地理解问题。
  格式规定：指定输出的格式要求，例如“请用简短的句子回答”、“按照时间顺序排列”等。
• 示例：提供一个或多个示例，展示期望的输入和输出格式，帮助模型理解任务的具体要求。

Prompt 的工作原理
Prompt 被输入到大语言模型中，模型根据 Prompt 中的信息生成相应的输出。以下是其工作流程：

• 输入 Prompt：用户向模型提供一个结构化的输入序列（Prompt），其中包含任务描述、背景信息、格式要求和示例。
• 模型处理：大语言模型根据 Prompt 的内容，结合其预训练的知识和能力，生成符合任务要求的输出。
• 生成文本：模型输出一段文本，作为对 Prompt 的响应。

举例说明：

帮助小学四年级的学生写一篇600字的人工智能介绍

Prompt 怎样发挥作用

Prompt 的作用机制可以分为多个步骤，从输入到最终输出的生成过程。

1. 接受输入

• 用户输入 Prompt：用户向大语言模型提供一个结构化的输入序列（Prompt），其中包含任务描述、背景信息、格式要求和示例等。
  Prompt 的内容：
• 任务要求：明确告诉模型需要完成的任务，例如翻译、问答、摘要等。
• 背景信息：提供与任务相关的上下文或背景知识，帮助模型更好地理解问题。
• 格式规定：指定输出的格式要求，例如“请用简短的句子回答”、“按照时间顺序排列”等。
  示例：提供一个或多个示例，展示期望的输入和输出格式，帮助模型理解任务的具体要求。

2. 文本处理与编码

• 分词（Tokenization）：将 Prompt 中的文本分解为基本单元（tokens）。这些 tokens 可能是单词、子词（subword）、字符或其他单位，具体取决于模型的设计。
• 编码（Encoding）：将分词后的 tokens 转换为模型能够理解的数值表示（通常是向量形式）。这个过程通常使用预训练的语言模型中的嵌入层（Embedding Layer）完成。
• 上下文窗口限制：由于大多数大语言模型具有上下文窗口限制（例如 GPT-3 的 2048 tokens 或 GPT-4 的更长上下文窗口），Prompt 的长度需要控制在模型支持的范围内。

3. 模型计算

• 输入到模型：经过编码的 Prompt 被输入到大语言模型中。模型是一个深度神经网络，通常基于 Transformer 架构。
  自回归生成：大语言模型通常是自回归式的，这意味着它会逐个生成输出 token。模型根据当前已生成的部分输出和输入的 Prompt，预测下一个最可能的 token。
• 注意力机制：Transformer 模型的核心是注意力机制（Attention Mechanism），它允许模型关注输入序列中的不同部分，从而更好地理解和生成输出。
  概率分布：在每个时间步，模型会输出一个概率分布，表示每个可能的 token 出现的概率。模型会选择概率最高的 token 作为当前的输出。

4. 生成输出

• 逐步生成：模型根据概率分布逐步生成输出 token，直到满足停止条件（例如达到最大长度、生成特殊结束标记等）。
• 输出解码：生成的 token 序列被解码回原始文本形式，形成最终的输出。

5. 格式调整与后处理

• 格式调整：根据 Prompt 中的格式要求，对生成的输出进行调整。例如，如果 Prompt 要求输出为列表形式，但模型生成的是连续文本，可能需要手动分割或调整格式。
• 后处理：对输出进行进一步的优化，例如去除重复内容、修正语法错误、调整语气等。
• 质量检查：验证输出是否符合任务要求，必要时可以重新调整 Prompt 或使用其他方法改进结果。

为什么需要提示词工程

Prompt 工程（Prompt Engineering）是通过精心设计和优化 Prompt，以引导大语言模型（LLM）生成高质量、符合预期的输出的过程

1. LLM 的黑盒特性

• LLM 是一个黑盒：尽管大语言模型经过大量数据预训练，具有强大的语言理解和生成能力，但其内部工作机制对于用户来说是不透明的。模型的推理过程是一个复杂的神经网络计算过程，用户无法直接控制或干预。
• 结果依赖于输入：LLM 的输出高度依赖于输入的 Prompt。即使是同一模型，在面对不同的 Prompt 时，可能会生成截然不同的结果。

2. 提高任务完成质量

• 明确任务需求：通过精心设计 Prompt，可以更清晰地传达任务要求，帮助模型更好地理解用户的意图。
• 提供上下文信息：Prompt 可以包含背景知识、示例等上下文信息，为模型提供更多的线索，从而生成更准确、更符合预期的输出。
• 控制输出格式：通过在 Prompt 中指定格式要求（如列表、段落、表格等），可以引导模型生成符合特定格式的输出。

3. 实现零样本学习与少样本学习

• 零样本学习（Zero-Shot Learning）：在没有额外训练数据的情况下，通过设计合适的 Prompt，可以让模型直接完成新任务。例如，让模型完成从未见过的任务类型（如翻译、问答、摘要等）。
• 少样本学习（Few-Shot Learning）：通过在 Prompt 中提供少量示例，可以显著提升模型在新任务上的表现。这种方法避免了重新训练模型的高昂成本，同时能够快速适应新的应用场景。

4. 不更新模型参数即可调整行为

• 无需重新训练：Prompt 工程的核心优势在于，它可以在不更新模型参数的前提下，通过调整 Prompt 来改变模型的行为。这对于大规模语言模型尤为重要，因为重新训练这些模型的成本极高（计算资源、时间、资金等）。
• 灵活性强：通过调整 Prompt，可以快速适应不同的任务需求，而无需对模型本身进行修改。

5. 改善用户体验

• 定制化输出：通过优化 Prompt，可以生成更加个性化、符合用户需求的输出。例如，根据用户的偏好调整语气、风格、内容深度等。
• 减少试错成本：精心设计的 Prompt 可以显著提高模型的首次响应质量，减少用户反复尝试的次数，提升整体使用体验。

以下是一个具体的例子，说明 Prompt 工程的重要性：

场景：生成旅行攻略

• 原始 Prompt：

  我想去杭州玩，请帮我做一份攻略。
  

• 问题：输出较为笼统，缺乏具体细节（如行程安排、预算、推荐景点的价格等）。

• 优化后的 Prompt：

  我想去杭州玩，请综合考虑为我做一份旅行攻略。请注意，我们从北京出发，行程5天，旅行人数3人，有一名2岁小孩，我不太喜欢行程太紧凑，希望包含吃穿住行四个方面内容，预算1万元。推荐的景点请附上价格以及最佳订票时间。
  

改进：输出更加详细、个性化，充分考虑了用户的行程安排、预算限制、家庭成员情况等，提供了更具实用价值的信息。

完整回答：chat.qwen.ai/s/d13f90f2-2443-4b10-9420-33ae40e895ac?fev=0.0.166

Prompt 典型应用场景

Prompt 的典型应用场景

Prompt 是一种强大的工具，广泛应用于自然语言处理（NLP）和图像生成等领域。通过精心设计的 Prompt，可以引导模型完成各种复杂任务，并生成高质量的输出

1. 自然语言处理领域

在自然语言处理领域，Prompt 主要用于指导大语言模型完成特定的语言相关任务。以下是一些典型应用场景：

(1) 文本生成

• 任务描述：根据给定的提示词或上下文，生成符合要求的文本内容。
• 应用场景：
  • 故事创作：例如，“请续写一个关于未来世界的科幻故事，主角是一名年轻的科学家。”
  • 新闻撰写：例如，“根据以下事件摘要，撰写一篇新闻报道：某城市发生地震，造成多人伤亡。”
  • 邮件撰写：例如，“请帮我写一封感谢信，感谢客户对我们的支持。”

(2) 翻译

• 任务描述：将一种语言的文本翻译成另一种语言。
• 应用场景：
  • 多语言支持：例如，“请将这段英文翻译成中文：The quick brown fox jumps over the lazy dog.”
  • 实时翻译：例如，在跨语言交流中，使用 Prompt 实现即时翻译。

(3) 问答系统

• 任务描述：根据问题生成准确的答案。
• 应用场景：
  • 知识检索：例如，“请问巴黎圣母院的历史背景是什么？”
  • 客服机器人：例如，“如何更换手机号码？”

(4) 摘要生成

• 任务描述：从长文本中提取关键信息，生成简洁的摘要。
• 应用场景：
  • 新闻摘要：例如，“请为以下新闻文章生成一段50字的摘要。”
  • 学术论文摘要：例如，“请为这篇研究论文生成一份简短的摘要。”

(5) 文本分类

• 任务描述：根据文本内容将其归类到特定的类别。
• 应用场景：
  • 情感分析：例如，“请判断以下评论的情感倾向：正面、负面或中性。”
  • 主题分类：例如，“请将这篇文章归类为科技、娱乐或体育。”

(6) 代码改写与解释

• 任务描述：根据代码片段生成解释或改写代码。
• 应用场景：
  • 代码解释：例如，“请解释以下代码的功能：for i in range(len(arr)): arr[i] += 1”
  • 代码优化：例如，“请将这段代码改写为更高效的版本。”

(7) 对话系统

• 任务描述：模拟人类对话，生成连贯的回复。
• 应用场景：
  • 虚拟助手：例如，“你好，我想预订一张明天去北京的机票。”
  • 聊天机器人：例如，“今天天气怎么样？”

(8) 创意写作

• 任务描述：根据提示生成创意性的文本内容。
• 应用场景：
  • 诗歌创作：例如，“请写一首关于秋天的五言绝句。”
  • 剧本创作：例如，“请为一部电影编写一个开头场景。”

2. 图像领域

在图像生成和处理领域，Prompt 也被广泛应用于指导模型完成特定任务。以下是一些典型应用场景：

(1) 图像生成

• 任务描述：根据文本描述生成相应的图像。
• 应用场景：
  • 艺术创作：例如，“生成一幅描绘森林中的精灵跳舞的图像。”
  • 广告设计：例如，“生成一张展示现代办公室环境的图片。”

(2) 风格转换

• 任务描述：将图像转换为特定的艺术风格。
• 应用场景：
  • 艺术效果：例如，“将这张照片转换为梵高的《星夜》风格。”
  • 复古效果：例如，“将这张照片添加复古滤镜，使其看起来像老照片。”

(3) 图像编辑

• 任务描述：根据提示修改图像中的某些元素。
• 应用场景：
  • 背景替换：例如，“将这张照片中的背景替换为海滩。”
  • 人物修饰：例如，“将照片中的人物头发颜色改为金色。”

(4) 自动标注

• 任务描述：根据图像内容生成标签或描述。
• 应用场景：
  • 图像分类：例如，“这张图片的内容是什么？”
  • 目标检测：例如，“请标记出图像中的所有行人。”

(5) 视频生成

• 任务描述：根据文本描述生成视频内容。
• 应用场景：
  • 动画制作：例如，“生成一段描述太空探险的动画视频。”
  • 虚拟现实：例如，“根据用户输入的场景描述生成虚拟现实内容。”

3. 其他领域

除了 NLP 和图像领域，Prompt 还可以应用于其他领域，例如：

(1) 数据分析

• 任务描述：根据数据生成报告或分析结果。
• 应用场景：
  • 财务分析：例如，“根据这份财报，生成一份年度财务总结。”
  • 市场调研：例如，“根据调查数据，生成一份市场趋势分析报告。”

(2) 游戏开发

• 任务描述：生成游戏脚本、情节或角色对话。
• 应用场景：
  • 剧情生成：例如，“生成一个冒险游戏的开场情节。”
  • NPC 对话：例如，“为游戏角色设计一段对话。”

(3) 教育

• 任务描述：生成教学材料或练习题。
• 应用场景：
  • 课程设计：例如，“根据这个主题，生成一份适合初中生的学习计划。”
  • 习题生成：例如，“生成10道关于代数的练习题。”

(4) 医疗

• 任务描述：根据医学数据生成诊断报告或治疗建议。
• 应用场景：
  • 病例分析：例如，“根据患者的病历，生成一份初步诊断报告。”
  • 药物推荐：例如，“根据患者症状，推荐合适的药物。”

最后以一个文生图结束今天的学习：

时尚大片，暖光感，红色吊带亮片连衣裙，V领设计，带着宝石耳钉，坐在柜子上。背着一面镜子，光影，灯光照在镜子上，灯光倒映在人身上。近处隐约看到一些黄色的光晕。