大模型智能推薦系統：技術解析與開發實踐

目    錄

第1部分  理論基礎與技術框架

第1章  大語言模型推薦系統的技術框架 3

1.1  基本技術詳解 3

1.1.1  Transformer架構基礎 3

1.1.2  註意力機制 8

1.1.3  大規模向量檢索技術 13

1.1.4  Prompt工程與上下文學習技術 17

1.1.5  計算性能優化與並行訓練技術 21

1.2  大語言模型推薦系統的核心模塊 24

1.2.1  嵌入生成與用戶畫像建模 25

1.2.2  嵌入生成模塊 29

1.2.3  召回模塊 32

1.2.4  排序模塊 35

1.2.5  實時推薦與上下文處理模塊 38

1.3  推薦系統的關鍵挑戰與解決技術 41

1.3.1  數據稀疏性問題 41

1.3.2  高並發環境詳解 45

1.4  本章小結 50

1.5  思考題 51

第2章  數據處理與特徵工程 52

2.1  數據清洗與標準化 52

2.1.1  異構數據格式標準化處理 52

2.1.2  數據噪聲過濾與異常檢測 56

2.2  用戶畫像與物品畫像的構建 60

2.2.1  用戶興趣特徵生成 61

2.2.2  基於嵌入向量的物品特徵提取 65

2.3  特徵交互與場景特徵生成 69

2.3.1  特徵交叉組合實現 69

2.3.2  領域知識的上下文特徵增強 73

2.4  本章小結 77

2.5  思考題 77

第2部分  核心技術解析

第3章  嵌入技術在推薦系統中的應用 81

3.1  用戶行為嵌入生成技術 81

3.1.1  基於大語言模型的用戶行為編碼 81

3.1.2  時間序列特徵的嵌入優化 84

3.2  多模態數據嵌入技術 88

3.2.1  文本、圖像與視頻嵌入的融合方法 88

3.2.2  基於CLIP模型的多模態特徵聯合嵌入 92

3.3  嵌入向量的存儲與檢索優化 95

3.3.1  使用Faiss進行高效向量檢索 95

3.3.2  向量檢索優化 98

3.3.3  文本嵌入向量生成 100

3.4  自監督嵌入學習方法 103

3.4.1  自監督學習基本原理 103

3.4.2  基於對比學習的嵌入生成 106

3.5  本章小結 110

3.6  思考題 111

第4章  生成式推薦：從特徵到內容 112

4.1  大語言模型生成特徵的技術方法 112

4.1.1  GPT生成用戶興趣特徵與物品特徵 112

4.1.2  T5模型與文本生成 115

4.2  大語言模型生成推薦內容 118

4.2.1  個性化商品描述與廣告文案生成 118

4.2.2  基於用戶歷史行為生成推薦 121

4.3  生成式推薦系統的優化與評估 127

4.3.1  推薦生成結果過濾 127

4.3.2  評估：生成內容與用戶點擊率 130

4.4  生成約束與RLHF 133

4.4.1  生成約束在推薦任務中的實現 133

4.4.2  基於RLHF的生成質量優化技術 136

4.5  本章小結 140

4.6  思考題 140

第5章  預訓練語言模型在推薦系統中的應用 142

5.1  預訓練語言模型的架構設計 142

5.1.1  使用PLM進行用戶與物品的聯合建模 142

5.1.2  Transformer架構對推薦效果的提升 146

5.2  預訓練語言模型在冷啟動推薦中的應用 149

5.2.1  用戶冷啟動與物品冷啟動的特徵生成 149

5.2.2  基於上下文學習的冷啟動推薦 153

5.2.3  利用生成模型創建冷啟動數據 160

5.3  代碼實戰：基於MIND數據集構建預訓練推薦系統 163

5.3.1  數據集加載與預處理 163

5.3.2  用戶與物品特徵的嵌入生成 166

5.3.3  預訓練模型的構建與優化 169

5.3.4  推薦結果的推理與評估 172

5.3.5  模型改進與迭代開發 175

5.4  本章小結 181

5.5  思考題 182

第3部分  模型優化與進階技術

第6章  微調技術與個性化推薦 185

6.1  微調推薦模型的關鍵技術 185

6.1.1  PEFT 185

6.1.2  RLHF 191

6.2  個性化推薦系統的實現 196

6.2.1  針對長尾用戶的微調策略 196

6.2.2  微調後推薦系統的效果提升 201

6.3  案例分析：TALLRec框架在個性化推薦中的應用 206

6.3.1  微調模型的訓練與部署 206

6.3.2  基於用戶行為的個性化推薦實現 210

6.3.3  TALLRec的多任務學習在推薦中的應用 214

6.4  參數高效微調（LoRA）的實現與應用 219

6.4.1  LoRA技術的具體實現與代碼分析 219

6.4.2  LoRA優化推薦系統的實際案例 222

6.5  本章小結 227

6.6  思考題 228

第7章  上下文學習與直接推薦技術 229

7.1  大語言模型上下文學習的技術實現 229

7.1.1  提示詞工程 229

7.1.2  動態上下文學習與實時推薦 231

7.2  Prompt優化與自適應推薦系統 234

7.2.1  連續Prompt生成 234

7.2.2  用戶意圖檢測與自適應推薦算法 236

7.3  基於Few-shot和Zero-shot的推薦任務 239

7.3.1  Few-shot推薦任務的案例與技術解析 239

7.3.2  Zero-shot推薦任務案例分析 242

7.4  本章小結 248

7.5  思考題 248

第8章  多任務學習與交互式推薦系統 250

8.1  多任務學習模型的架構設計 250

8.1.1  多任務學習模型在推薦中的應用 250

8.1.2  多任務優化 253

8.2  交互式推薦系統的智能體架構 257

8.2.1  交互式推薦中的Agent系統簡單實現 257

8.2.2  用戶實時反饋對推薦模型的動態更新 259

8.3  實戰案例：基於LangChain實現對話式推薦 262

8.3.1  用戶對話驅動的推薦生成 262

8.3.2  多輪對話中的上下文管理問題 264

8.3.3  對話與推薦融合 266

8.3.4  雲端部署LangChain系統 268

8.4  本章小結 271

8.5  思考題 272

第4部分  實戰與部署

第 9 章  排序算法與推薦結果優化 275

9.1  排序算法的核心技術 275

9.1.1  Transformer生成排序特徵的方法 275

9.1.2  CTR預測模型 277

9.2  排序優化的代碼實現 280

9.2.1  Wide&Deep模型排序案例 281

9.2.2  使用GBDT進行特徵排序與評分 284

9.3  基於Learning-to-Rank的排序優化 287

9.3.1  Pointwise、Pairwise和Listwise方法解析 288

9.3.2  使用Learning-to-Rank優化推薦系統排序的案例 290

9.4  本章小結 295

9.5  思考題 296

第10章  冷啟動問題與長尾問題詳解 298

10.1  冷啟動問題的技術解決方案 298

10.1.1  利用大語言模型生成初始用戶行為樣本 298

10.1.2  新品與冷門內容的長尾推薦 301

10.2  長尾用戶的動態興趣建模 303

10.2.1  興趣遷移 303

10.2.2  基於行為序列的動態特徵生成 305

10.3  冷啟動推薦的案例分析 307

10.3.1  冷啟動推薦系統的代碼實現 307

10.3.2  基於大語言模型的物品冷啟動解決方案 309

10.3.3  長尾內容的推薦優化 311

10.3.4  案例實戰：公眾號冷啟動推薦 313

10.4  本章小結 315

10.5  思考題 316

第11章  推薦系統開發基礎 317

11.1  推薦系統的分佈式架構設計 317

11.1.1  微服務框架下的推薦模塊部署 317

11.1.2  ONNX模型轉換與TensorRT推理加速 319

11.1.3  分佈式向量檢索服務的負載均衡 322

11.1.4  高可用推薦服務容錯與恢復機制 324

11.2  推薦服務的高並發優化 326

11.2.1  實時推薦服務的緩存機制設計 326

11.2.2  異步處理與批量推理的性能提升 329

11.2.3  動態負載均衡在推薦服務中的應用 331

11.2.4  使用分佈式消息隊列優化高並發推薦流 333

11.3  推薦系統的日誌與監控模塊 336

11.3.1  實時監控系統性能與用戶行為數據 336

11.3.2  日誌採集與分佈式存儲架構 338

11.3.3  異常檢測與告警系統 341

11.3.4  推薦效果評估反饋 345

11.4  本章小結 348

11.5  思考題 348

第12章  基於大模型的電商平臺推薦系統開發 350

12.1  項目規劃與系統設計 350

12.1.1  基於大語言模型的推薦系統整體架構設計 350

12.1.2  需求分析與功能模塊劃分 353

12.2  數據管理模塊 355

12.2.1  數據採集、清洗與規範化 355

12.2.2  用戶與物品特徵生成 357

12.3  嵌入生成與召回模塊開發 361

12.3.1  基於大模型的嵌入生成 361

12.3.2  向量檢索與召回 363

12.4  排序與優化模塊 365

12.4.1  CTR生成式排序模型 365

12.4.2  使用LTR優化推薦效果 368

12.5  系統部署與實時服務 371

12.5.1  模型轉換與ONNX優化 371

12.5.2  分佈式推理服務與API接口開發 373

12.5.3  模型微調與部署 376

12.6  性能監控與日誌分析 380

12.7  本章小結 383

12.8  思考題 384