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本文档由 WeHub 基于上游 README 翻译整理,属于社区翻译,非官方中文文档。
English · 原始项目 · 上游 README
原作者、版权与许可证归属以原始项目及本仓库 LICENSE 文件为准。

AI Engineering from Scratch — 参考手册横幅

MIT License 503 节课 20 个阶段 GitHub stars 网站

来自 Agent Memory - #1 持久化记忆(Persistent memory GitHub stars 的创作者,可与任何 agent 或聊天助手自然配合使用。

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84% 的学生已在用 AI 工具,却只有 18% 觉得自己能专业地使用它们。 本课程体系旨在弥合这一差距。

503 节课、20 个阶段、约 320 小时。Python、TypeScript、Rust、Julia。每节课都会交付一个可复用产物:prompt、skill、agent 或 MCP server。免费、开源、MIT 许可。

你不只是学 AI,而是亲手把它做出来。端到端、从零开始。

150,639 位读者  ·  过去 30 天 241,669 次页面浏览  ·  截至 2026-06-07

运作方式

大多数 AI 资料都是零散教学的:这里一篇论文、那里一篇微调博文、别处一个炫目的 agent 演示。这些碎片很少能拼成一条线。你能上线一个聊天机器人,却说不清它的 loss curve(损失曲线)。你能给 agent 挂一个函数,却说不清调用它的模型内部 attention(注意力)在做什么。

本课程体系就是那条主线。20 个阶段、503 节课、四种语言:Python、TypeScript、Rust、Julia。一端是线性代数,另一端是自主 swarm(群体智能)。每个算法都先从原始数学推导并亲手实现。反向传播(Backprop)。Tokenizer。Attention。Agent loop。等到 PyTorch 登场时,你已经知道它在底层做了什么。

每节课都遵循同一循环:读题、推导数学、写代码、跑测试、保留产物。没有五分钟视频,没有复制粘贴式部署,也没有手把手哄着你。免费、开源,并且设计为在你自己的笔记本电脑上运行。

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课程结构

二十个阶段层层叠放。数学是地基,agent 与生产部署是屋顶。若你已掌握底层内容,可以跳过;但若跳过后又在高层遇到问题,就别奇怪为什么会崩。

%%{init: {'theme':'base','themeVariables':{'primaryColor':'#fafaf5','primaryTextColor':'#1a1a1a','primaryBorderColor':'#3553ff','lineColor':'#3553ff','fontFamily':'JetBrains Mono','fontSize':'12px'}}}%%
flowchart TB
  P0["Phase 0 — Setup & Tooling"] --> P1["Phase 1 — Math Foundations"]
  P1 --> P2["Phase 2 — ML Fundamentals"]
  P2 --> P3["Phase 3 — Deep Learning Core"]
  P3 --> P4["Phase 4 — Vision"]
  P3 --> P5["Phase 5 — NLP"]
  P3 --> P6["Phase 6 — Speech & Audio"]
  P3 --> P9["Phase 9 — RL"]
  P5 --> P7["Phase 7 — Transformers"]
  P7 --> P8["Phase 8 — GenAI"]
  P7 --> P10["Phase 10 — LLMs from Scratch"]
  P10 --> P11["Phase 11 — LLM Engineering"]
  P10 --> P12["Phase 12 — Multimodal"]
  P11 --> P13["Phase 13 — Tools & Protocols"]
  P13 --> P14["Phase 14 — Agent Engineering"]
  P14 --> P15["Phase 15 — Autonomous Systems"]
  P15 --> P16["Phase 16 — Multi-Agent & Swarms"]
  P14 --> P17["Phase 17 — Infrastructure & Production"]
  P15 --> P18["Phase 18 — Ethics & Alignment"]
  P16 --> P19["Phase 19 — Capstone Projects"]
  P17 --> P19
  P18 --> P19
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单节课的结构

每节课都在独立文件夹中,整个课程体系采用统一结构:

phases/<NN>-<phase-name>/<NN>-<lesson-name>/
├── code/      runnable implementations (Python, TypeScript, Rust, Julia)
├── docs/
│   └── en.md  lesson narrative
└── outputs/   prompts, skills, agents, or MCP servers this lesson produces

每节课遵循六个节拍。Build It / Use It(先实现、再使用)是主线——你先从零实现算法,再用生产级库跑同一套东西。因为你亲手写过简化版,所以你能理解框架在做什么。

%%{init: {'theme':'base','themeVariables':{'primaryColor':'#fafaf5','primaryTextColor':'#1a1a1a','primaryBorderColor':'#3553ff','lineColor':'#3553ff','fontFamily':'JetBrains Mono','fontSize':'13px'}}}%%
flowchart LR
  M["MOTTO<br/><sub>one-line core idea</sub>"] --> Pr["PROBLEM<br/><sub>concrete pain</sub>"]
  Pr --> C["CONCEPT<br/><sub>diagrams &amp; intuition</sub>"]
  C --> B["BUILD IT<br/><sub>raw math, no frameworks</sub>"]
  B --> U["USE IT<br/><sub>same thing in PyTorch / sklearn</sub>"]
  U --> S["SHIP IT<br/><sub>prompt · skill · agent · MCP</sub>"]

入门方式

三种入口,任选其一。

选项 A — 阅读。aiengineeringfromscratch.com 打开任意已完成的课时,或在 目录 下展开某个阶段。无需配置,无需克隆。

选项 B — 克隆并运行。

git clone https://github.com/rohitg00/ai-engineering-from-scratch.git
cd ai-engineering-from-scratch
python phases/01-math-foundations/01-linear-algebra-intuition/code/vectors.py

选项 C — 找准你的水平(推荐)。 智能跳过已掌握内容。在 Claude、Cursor、Codex、OpenClaw、Hermes,或任何已安装本课程 skills 的 agent 中:

/find-your-level

十个问题。将你的知识映射到起始阶段,并生成带学时估算的个性化路径。每个阶段结束后:

/check-understanding 3        # quiz yourself on phase 3
ls phases/03-deep-learning-core/05-loss-functions/outputs/
# ├── prompt-loss-function-selector.md
# └── prompt-loss-debugger.md

前置要求

  • 你会写代码(任意语言;会 Python 更好)。
  • 你想理解 AI 究竟如何工作,而不只是调用 API。

内置 agent skillsClaude、Cursor、Codex、OpenClaw、Hermes

Skill 作用
/find-your-level 十题定级测验。将你的知识映射到起始阶段,并生成带学时估算的个性化路径。
/check-understanding <phase> 按阶段测验,八道题,附反馈及需复习的具体课时。
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每节课都有可交付物

其他课程常以*“恭喜,你学会了 X”*收尾。这里的每节课都以一个可复用工具结束——你可以安装它,或粘贴到日常工作中。

FIG_001.A prompts
FIG_001 · A
PROMPTS
FIG_001.B skills
FIG_001 · B
SKILLS
FIG_001.C agents
FIG_001 · C
AGENTS
FIG_001.D MCP servers
FIG_001 · D
MCP SERVERS
粘贴到任意 AI 助手,获取针对窄任务的专家级帮助。 放入 Claude、Cursor、Codex、OpenClaw、Hermes,或任何会读取 SKILL.md 的 agent。 部署为自主 worker——你在第 14 阶段亲手写过循环。 接入任意兼容 MCP 的客户端。在第 13 阶段端到端构建。

使用 python3 scripts/install_skills.py 一次性安装全部内容。真实工具,而非作业练习。 课程结束时,你将拥有一份包含 503 个产出物的作品集,而且你真正理解它们——因为都是你亲手构建的。

FIG_002 · 完整示例

第 14 阶段,第 1 课:智能体循环(agent loop)。约 120 行纯 Python,无依赖。

code/agent_loop.py   动手构建

def run(query, tools):
    history = [user(query)]
    for step in range(MAX_STEPS):
        msg = llm(history)
        if msg.tool_calls:
            for call in msg.tool_calls:
                result = tools[call.name](**call.args)
                history.append(tool_result(call.id, result))
            continue
        return msg.content
    raise StepLimitExceeded

outputs/skill-agent-loop.md   上线交付

---
name: agent-loop
description: ReAct-style loop for any tool list
phase: 14
lesson: 01
---

Implement a minimal agent loop that...

outputs/prompt-debug-agent.md

You are an agent debugger. Given the trace
of an agent run, identify the step where
the agent went wrong and explain why...
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目录

共二十个阶段。点击任意阶段可展开其课程列表。

Phase 0:环境搭建与工具链 12 lessons

为后续所有内容准备好你的开发环境。

# 课程 类型 语言
01 Dev Environment Build Python
02 Git & Collaboration Learn
03 GPU Setup & Cloud Build Python
04 APIs & Keys Build Python
05 Jupyter Notebooks Build Python
06 Python Environments Build Shell
07 Docker for AI Build Docker
08 Editor Setup Build
09 Data Management Build Python
10 Terminal & Shell Learn
11 Linux for AI Learn
12 Debugging & Profiling Build Python
Phase 1 — 数学基础  22 lessons  通过代码理解每种 AI 算法背后的直觉。
# 课程 类型 语言
01 Linear Algebra Intuition Learn Python, Julia
02 Vectors, Matrices & Operations Build Python, Julia
03 Matrix Transformations & Eigenvalues Build Python, Julia
04 Calculus for ML: Derivatives & Gradients Learn Python
05 Chain Rule & Automatic Differentiation Build Python
06 Probability & Distributions Learn Python
07 Bayes' Theorem & Statistical Thinking Build Python
08 Optimization: Gradient Descent Family Build Python
09 Information Theory: Entropy, KL Divergence Learn Python
10 Dimensionality Reduction: PCA, t-SNE, UMAP Build Python
11 Singular Value Decomposition Build Python, Julia
12 Tensor Operations Build Python
13 Numerical Stability Build Python
14 Norms & Distances Build Python
15 Statistics for ML Build Python
16 Sampling Methods Build Python
17 Linear Systems Build Python
18 Convex Optimization Build Python
19 Complex Numbers for AI Learn Python
20 The Fourier Transform Build Python
21 Graph Theory for ML Build Python
22 Stochastic Processes Learn Python
Phase 2 — 机器学习基础  18 lessons  经典机器学习——仍是大多数生产级 AI 的支柱。
# 课程 类型 语言
01 What Is Machine Learning Learn Python
02 Linear Regression from Scratch Build Python
03 Logistic Regression & Classification Build Python
04 Decision Trees & Random Forests Build Python
05 Support Vector Machines Build Python
06 KNN & Distance Metrics Build Python
07 Unsupervised Learning: K-Means, DBSCAN Build Python
08 Feature Engineering & Selection Build Python
09 Model Evaluation: Metrics, Cross-Validation Build Python
10 Bias, Variance & the Learning Curve Learn Python
11 Ensemble Methods: Boosting, Bagging, Stacking Build Python
12 Hyperparameter Tuning Build Python
13 ML Pipelines & Experiment Tracking Build Python
14 Naive Bayes Build Python
15 Time Series Fundamentals Build Python
16 Anomaly Detection Build Python
17 Handling Imbalanced Data Build Python
18 Feature Selection Build Python
Phase 3 — 深度学习核心  13 lessons  从第一性原理学习神经网络。在你亲手构建框架之前,不使用现成框架。
# 课程 类型 语言
01 The Perceptron: Where It All Started Build Python
02 Multi-Layer Networks & Forward Pass Build Python
03 Backpropagation from Scratch Build Python
04 Activation Functions: ReLU, Sigmoid, GELU & Why Build Python
05 Loss Functions: MSE, Cross-Entropy, Contrastive Build Python
06 Optimizers: SGD, Momentum, Adam, AdamW Build Python
07 Regularization: Dropout, Weight Decay, BatchNorm Build Python
08 Weight Initialization & Training Stability Build Python
09 Learning Rate Schedules & Warmup Build Python
10 Build Your Own Mini Framework Build Python
11 Introduction to PyTorch Build Python
12 Introduction to JAX Build Python
13 Debugging Neural Networks Build Python
阶段 4 — 计算机视觉(Computer Vision  28 lessons  从像素到理解——图像、视频、3D、视觉语言模型(VLM)与世界模型。
# 课程 类型 语言
01 图像基础:像素、通道与色彩空间 Learn Python
02 从零实现卷积 Build Python
03 CNN:从 LeNet 到 ResNet Build Python
04 图像分类 Build Python
05 迁移学习与微调 Build Python
06 目标检测——从零实现 YOLO Build Python
07 语义分割——U-Net Build Python
08 实例分割——Mask R-CNN Build Python
09 图像生成——GAN Build Python
10 图像生成——扩散模型 Build Python
11 Stable Diffusion——架构与微调 Build Python
12 视频理解——时序建模 Build Python
13 3D 视觉:点云与 NeRF Build Python
14 视觉 TransformerViT Build Python
15 实时视觉:边缘部署 Build Python
16 构建完整视觉流水线 Build Python
17 自监督视觉——SimCLR、DINO、MAE Build Python
18 开放词汇视觉——CLIP Build Python
19 OCR 与文档理解 Build Python
20 图像检索与度量学习 Build Python
21 关键点检测与姿态估计 Build Python
22 从零实现 3D 高斯泼溅 Build Python
23 扩散 Transformer 与整流流(Rectified Flow Build Python
24 SAM 3 与开放词汇分割 Build Python
25 视觉语言模型(ViT-MLP-LLM Build Python
26 单目深度与几何估计 Build Python
27 多目标跟踪与视频记忆 Build Python
28 世界模型与视频扩散 Build Python
阶段 5 — NLP:从基础到进阶  29 lessons  语言是通往智能的接口。
# 课程 类型 语言
01 文本处理:分词、词干提取与词形还原 Build Python
02 词袋模型、TF-IDF 与文本表示 Build Python
03 词嵌入:从零实现 Word2Vec Build Python
04 GloVe、FastText 与子词嵌入 Build Python
05 情感分析 Build Python
06 命名实体识别(NER Build Python
07 词性标注与句法分析 Build Python
08 文本分类——用于文本的 CNN 与 RNN Build Python
09 序列到序列模型 Build Python
10 注意力机制——突破性进展 Build Python
11 机器翻译 Build Python
12 文本摘要 Build Python
13 问答系统 Build Python
14 信息检索与搜索 Build Python
15 主题建模:LDA、BERTopic Build Python
16 文本生成 Build Python
17 聊天机器人:从规则驱动到神经网络 Build Python
18 多语言 NLP Build Python
19 子词分词:BPE、WordPiece、Unigram、SentencePiece Learn Python
20 结构化输出与约束解码 Build Python
21 自然语言推理(NLI)与文本蕴含 Learn Python
22 嵌入模型深入解析 Learn Python
23 RAG 分块策略 Build Python
24 共指消解 Learn Python
25 实体链接与消歧 Build Python
26 关系抽取与知识图谱构建 Build Python
27 LLM 评估:RAGAS、DeepEval、G-Eval Build Python
28 长上下文评估:NIAH、RULER、LongBench、MRCR Learn Python
29 对话状态跟踪 Build Python
阶段 6 — 语音与音频(Speech & Audio  17 lessons  听、理解、说。
# 课程 类型 语言
01 音频基础:波形、采样与 FFT Learn Python
02 频谱图、Mel 刻度与音频特征 Build Python
03 音频分类 Build Python
04 语音识别(ASR Build Python
05 Whisper:架构与微调 Build Python
06 说话人识别与验证 Build Python
07 文本转语音(TTS Build Python
08 声音克隆与音色转换 Build Python
09 音乐生成 Build Python
10 音频语言模型 Build Python
11 实时音频处理 Build Python
12 构建语音助手流水线 Build Python
13 神经音频编解码器——EnCodec、SNAC、Mimi、DAC Learn Python
14 语音活动检测与话轮转换 Build Python
15 流式语音到语音——Moshi、Hibiki Learn Python
16 语音反欺骗与音频水印 Build Python
17 音频评估——WER、MOS、MMAU 与排行榜 Learn Python
Phase 7 — Transformers 深度剖析  14 lessons  改变一切的架构。
# 课程 类型 语言
01 为何选择 TransformersRNN 的问题 学习 Python
02 从零实现自注意力(Self-Attention 构建 Python
03 多头注意力(Multi-Head Attention 构建 Python
04 位置编码:Sinusoidal、RoPE、ALiBi 构建 Python
05 完整 Transformer:编码器 + 解码器 构建 Python
06 BERT — 掩码语言建模(Masked Language Modeling 构建 Python
07 GPT — 因果语言建模(Causal Language Modeling 构建 Python
08 T5、BART — 编码器-解码器模型 学习 Python
09 视觉 TransformerViT 构建 Python
10 音频 Transformer — Whisper 架构 学习 Python
11 混合专家(MoE 构建 Python
12 KV Cache、Flash Attention 与推理优化 构建 Python
13 缩放定律(Scaling Laws 学习 Python
14 从零构建 Transformer 构建 Python
15 注意力变体 — 滑动窗口、稀疏、差分 构建 Python
16 推测解码(Speculative Decoding)— 起草、验证、重复 构建 Python
Phase 8 — 生成式 AI  14 lessons  生成图像、视频、音频、3D 等内容。
# 课程 类型 语言
01 生成模型:分类与历史 学习 Python
02 自编码器与 VAE 构建 Python
03 GAN:生成器与判别器 构建 Python
04 条件 GAN 与 Pix2Pix 构建 Python
05 StyleGAN 构建 Python
06 扩散模型 — 从零实现 DDPM 构建 Python
07 潜在扩散与 Stable Diffusion 构建 Python
08 ControlNet、LoRA 与条件控制 构建 Python
09 图像修复、外扩与编辑 构建 Python
10 视频生成 构建 Python
11 音频生成 构建 Python
12 3D 生成 构建 Python
13 流匹配(Flow Matching)与整流流(Rectified Flows 构建 Python
14 评估:FID、CLIP Score 构建 Python
19 视觉自回归建模(VAR):下一尺度预测 构建 Python
Phase 9 — 强化学习  12 lessons  RLHF 与博弈 AI 的基础。
# 课程 类型 语言
01 MDP、状态、动作与奖励 学习 Python
02 动态规划 构建 Python
03 蒙特卡洛方法 构建 Python
04 Q-Learning、SARSA 构建 Python
05 深度 Q 网络(DQN 构建 Python
06 策略梯度 — REINFORCE 构建 Python
07 Actor-Critic — A2C、A3C 构建 Python
08 PPO 构建 Python
09 奖励建模与 RLHF 构建 Python
10 多智能体强化学习 构建 Python
11 仿真到现实迁移(Sim-to-Real Transfer 构建 Python
12 面向游戏的强化学习 构建 Python
Phase 10 — 从零构建大语言模型  22 lessons  构建、训练并理解大语言模型。
# 课程 类型 语言
01 分词器:BPE、WordPiece、SentencePiece 构建 Python, Rust
02 从零构建分词器 构建 Python
03 预训练数据流水线 构建 Python
04 预训练 Mini GPT124M 构建 Python
05 分布式训练、FSDP、DeepSpeed 构建 Python
06 指令微调 — SFT 构建 Python
07 RLHF — 奖励模型 + PPO 构建 Python
08 DPO — 直接偏好优化(Direct Preference Optimization 构建 Python
09 宪法 AIConstitutional AI)与自我改进 构建 Python
10 评估 — 基准测试与评测 构建 Python
11 量化:INT8、GPTQ、AWQ、GGUF 构建 Python
12 推理优化 构建 Python
13 构建完整的 LLM 流水线 构建 Python
14 开放模型:架构详解 学习 Python
15 推测解码与 EAGLE-3 构建 Python
16 差分注意力(V2 构建 Python
17 原生稀疏注意力(DeepSeek NSA 构建 Python
18 多 token 预测(MTP 构建 Python
19 DualPipe 并行 学习 Python
20 DeepSeek-V3 架构详解 学习 Python
21 Jamba — 混合 SSM-Transformer 学习 Python
22 异步与 Hogwild! 推理 构建 Python
25 推测解码与 EAGLE 构建 Python
34 梯度检查点与激活重计算 构建 Python
Phase 11 — LLM 工程  17 lessons  让 LLM 投入生产环境。
# 课程 类型 语言
01 提示工程:技术与模式 Build Python
02 少样本、思维链(CoT)与思维树(Tree-of-Thought Build Python
03 结构化输出 Build Python
04 嵌入与向量表示 Build Python
05 上下文工程 Build Python
06 RAG:检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation Build Python
07 高级 RAG:分块与重排序 Build Python
08 使用 LoRA 与 QLoRA 进行微调 Build Python
09 函数调用与工具使用 Build Python
10 评估与测试 Build Python
11 缓存、速率限制与成本 Build Python
12 护栏与安全 Build Python
13 构建生产级 LLM 应用 Build Python
14 模型上下文协议(Model Context Protocol, MCP Build Python
15 提示缓存与上下文缓存 Build Python
16 LangGraph:智能体的状态机 Build Python
17 智能体框架权衡 Learn Python
Phase 12 — 多模态 AI  25 lessons  跨模态地看、听、读与推理——从 ViT 图像块到计算机使用智能体。
# 课程 类型 语言
01 视觉 Transformer 与 Patch-Token 原语 Learn Python
02 CLIP 与对比式视觉-语言预训练 Build Python
03 BLIP-2 Q-Former 作为模态桥梁 Build Python
04 Flamingo 与门控交叉注意力 Learn Python
05 LLaVA 与视觉指令微调 Build Python
06 任意分辨率视觉——Patch-n'-Pack 与 NaFlex Build Python
07 开放权重 VLM 配方:什么真正重要 Learn Python
08 LLaVA-OneVision:单图、多图与视频 Build Python
09 Qwen-VL 系列与动态 FPS 视频 Learn Python
10 InternVL3 原生多模态预训练 Learn Python
11 Chameleon 早期融合纯 Token 方案 Build Python
12 Emu3 用于生成的下一 Token 预测 Learn Python
13 Transfusion:自回归 + 扩散 Build Python
14 Show-o 离散扩散统一模型 Learn Python
15 Janus-Pro 解耦编码器 Build Python
16 MIO 任意到任意流式传输 Learn Python
17 视频-语言时间定位 Build Python
18 百万 Token 上下文下的长视频 Build Python
19 音频-语言模型:从 Whisper 到 AF3 Build Python
20 Omni 模型:Thinker-Talker 流式架构 Build Python
21 具身 VLART-2、OpenVLA、π0、GR00T Learn Python
22 文档与图表理解 Build Python
23 ColPali 视觉原生文档 RAG Build Python
24 多模态 RAG 与跨模态检索 Build Python
25 多模态智能体与计算机使用(毕业项目) Build Python
Phase 13 — 工具与协议  23 lessons  AI 与现实世界之间的接口。
# 课程 类型 语言
01 工具接口 Learn Python
02 函数调用深度解析 Build Python
03 并行与流式工具调用 Build Python
04 结构化输出 Build Python
05 工具模式设计 Learn Python
06 MCP 基础 Learn Python
07 构建 MCP 服务器 Build Python
08 构建 MCP 客户端 Build Python
09 MCP 传输层 Learn Python
10 MCP 资源与提示 Build Python
11 MCP 采样 Build Python
12 MCP Roots 与引导(Elicitation Build Python
13 MCP 异步任务 Build Python
14 MCP 应用 Build Python
15 MCP 安全 I——工具投毒 Learn Python
16 MCP 安全 II——OAuth 2.1 Build Python
17 MCP 网关与注册表 Learn Python
18 生产环境中的 MCP 认证——注册、JWKS 刷新与受众固定(Audience Pinning Build Python
19 A2A 协议 Build Python
20 OpenTelemetry GenAI Build Python
21 LLM 路由层 Learn Python
22 Skills 与智能体 SDK Learn Python
23 毕业项目——工具生态系统 Build Python
Phase 14 — 智能体工程(Agent Engineering  42 lessons  从第一性原理构建智能体——循环、记忆、规划、框架、基准测试、生产部署与工作台。
# Lesson Type Lang
01 智能体循环(The Agent Loop Build Python
02 ReWOO 与 Plan-and-Execute Build Python
03 Reflexion 与言语强化学习(Verbal Reinforcement Learning Build Python
04 思维树(Tree of Thoughts)与 LATS Build Python
05 Self-Refine 与 CRITIC Build Python
06 工具使用与函数调用(Tool Use and Function Calling Build Python
07 记忆——虚拟上下文与 MemGPT Build Python
08 记忆块与休眠期计算(Sleep-Time Compute Build Python
09 混合记忆——Mem0 向量 + 图 + KV Build Python
10 技能库与终身学习——Voyager Build Python
11 基于 HTN 与进化搜索的规划 Build Python
12 Anthropic 工作流模式 Build Python
13 LangGraph——有状态图与持久化执行 Build Python
14 AutoGen v0.4——Actor 模型 Build Python
15 CrewAI——基于角色的 Crew 与 Flow Build Python
16 OpenAI Agents SDK——交接、护栏与追踪 Build Python
17 Claude Agent SDK——子智能体与会话存储 Build Python
18 Agno 与 Mastra——生产运行时 Learn Python
19 基准测试——SWE-bench、GAIA、AgentBench Learn Python
20 基准测试——WebArena 与 OSWorld Learn Python
21 计算机使用——Claude、OpenAI CUA、Gemini Build Python
22 语音智能体——Pipecat 与 LiveKit Build Python
23 OpenTelemetry GenAI 语义约定 Build Python
24 智能体可观测性——Langfuse、Phoenix、Opik Learn Python
25 多智能体辩论与协作 Build Python
26 失效模式——智能体为何崩溃 Build Python
27 提示注入与 PVE 防御 Build Python
28 编排模式——Supervisor、Swarm、分层 Build Python
29 生产运行时——队列、事件、Cron Learn Python
30 评估驱动的智能体开发 Build Python
31 智能体工作台:能力强的模型为何仍会失败 Learn Python
32 最小智能体工作台 Build Python
33 将智能体指令作为可执行约束 Build Python
34 仓库记忆与持久化状态 Build Python
35 智能体初始化脚本 Build Python
36 范围契约与任务边界 Build Python
37 运行时反馈循环 Build Python
38 验证关卡 Build Python
39 审查智能体:将构建者与标注者分离 Build Python
40 多会话交接 Build Python
41 在真实仓库上的工作台 Build Python
42 毕业项目:交付可复用的智能体工作台包 Build Python

Phase 14 中每个工作台课时(31–42)都会在打开完整课时文档前,向智能体提供一份 mission.md 简报。

Phase 15 — 自主系统(Autonomous Systems  22 lessons  长程智能体、自我改进与 2026 安全栈。
# Lesson Type Lang
01 从聊天机器人到长程智能体(METR Learn Python
02 STaR、V-STaR、Quiet-STaR:自教推理 Learn Python
03 AlphaEvolve:进化式编码智能体 Learn Python
04 Darwin Gödel Machine:自修改智能体 Learn Python
05 AI Scientist v2:工作坊级研究 Learn Python
06 自动化对齐研究(Anthropic AAR Learn Python
07 递归自我改进:能力 vs 对齐 Learn Python
08 有界自我改进设计 Learn Python
09 自主编码智能体全景(SWE-bench、CodeAct Learn Python
10 Claude Code 权限模式与自动模式 Learn Python
11 浏览器智能体与间接提示注入 Learn Python
12 长运行智能体的持久化执行 Learn Python
13 动作预算、迭代上限与成本管控 Learn Python
14 终止开关、熔断器与金丝雀令牌 Learn Python
15 HITL:先提议后提交 Learn Python
16 检查点与回滚 Learn Python
17 宪法式 AI 与规则覆盖 Learn Python
18 Llama Guard 与输入/输出分类 Learn Python
19 Anthropic 负责任扩展政策 v3.0 Learn Python
20 OpenAI 准备度框架与 DeepMind FSF Learn Python
21 METR 时间跨度与外部评估 Learn Python
22 CAIS、CAISI 与社会规模风险 Learn Python
Phase 16 — 多智能体与群体智能(Swarms)  25 lessons  协调、涌现与集体智能。
# 课程 类型 语言
01 为何需要多智能体 学习 TypeScript
02 FIPA-ACL 传承与言语行为(Speech Acts 学习 Python
03 通信协议 实践 TypeScript
04 多智能体原语模型 学习 Python
05 监督者 / 编排者-工作者模式 实践 Python
06 层次化架构与分解漂移(Decomposition Drift 学习 Python
07 心智社会与多智能体辩论 实践 Python
08 角色专业化 — 规划者 / 批评者 / 执行者 / 验证者 实践 Python
09 并行群体与网络化架构 实践 Python
10 群聊与发言者选择 实践 Python
11 交接与例程(无状态编排) 实践 Python
12 A2A — 智能体间协议(Agent-to-Agent Protocol 实践 Python
13 共享内存与黑板模式 实践 Python
14 共识与拜占庭容错(Byzantine Fault Tolerance 实践 Python
15 投票、自洽性与辩论拓扑 实践 Python
16 谈判与议价 实践 Python
17 生成式智能体与涌现仿真 实践 Python
18 心智理论(Theory of Mind)与涌现代际协调 实践 Python
19 群体优化(PSO、ACO 实践 Python
20 MARL — MADDPG、QMIX、MAPPO 学习 Python
21 智能体经济、代币激励与声誉 学习 Python
22 生产级扩展 — 队列、检查点与持久性 实践 Python
23 失效模式 — MAST、群体思维与单一文化 学习 Python
24 评估与协调基准 学习 Python
25 案例研究与 2026 年最前沿进展 学习 Python
Phase 17 — 基础设施与生产部署  28 lessons  将 AI 交付到真实世界。
# 课程 类型 语言
01 托管式 LLM 平台 — Bedrock、Azure OpenAI、Vertex AI 学习 Python
02 推理平台经济学 — Fireworks、Together、Baseten、Modal 学习 Python
03 Kubernetes 上的 GPU 自动扩缩 — Karpenter、KAI Scheduler 学习 Python
04 vLLM 服务内部机制 — PagedAttention、连续批处理(Continuous Batching)、分块预填充(Chunked Prefill 学习 Python
05 生产环境中的 EAGLE-3 推测解码(Speculative Decoding 学习 Python
06 面向前缀密集型工作负载的 SGLang 与 RadixAttention 学习 Python
07 在 Blackwell 上使用 FP8 与 NVFP4 的 TensorRT-LLM 学习 Python
08 推理指标 — TTFT、TPOT、ITL、Goodput、P99 学习 Python
09 生产级量化 — AWQ、GPTQ、GGUF、FP8、NVFP4 学习 Python
10 无服务器 LLM 的冷启动缓解 学习 Python
11 多区域 LLM 服务与 KV 缓存局部性 学习 Python
12 边缘推理 — ANE、Hexagon、WebGPU、Jetson 学习 Python
13 LLM 可观测性技术栈选型 学习 Python
14 提示缓存与语义缓存经济学 学习 Python
15 批处理 API — 50% 折扣的行业标准 学习 Python
16 模型路由作为降本原语 学习 Python
17 解耦式预填充/解码 — NVIDIA Dynamo 与 llm-d 学习 Python
18 集成 LMCache KV 卸载的 vLLM 生产栈 学习 Python
19 AI 网关 — LiteLLM、Portkey、Kong、Bifrost 学习 Python
20 影子、金丝雀与渐进式部署 学习 Python
21 LLM 功能的 A/B 测试 — GrowthBook 与 Statsig 学习 Python
22 LLM API 负载测试 — k6、LLMPerf、GenAI-Perf 实践 Python
23 AI 的 SRE — 多智能体事件响应 学习 Python
24 LLM 生产的混沌工程 学习 Python
25 安全 — 密钥、PII 脱敏与审计日志 学习 Python
26 合规 — SOC 2、HIPAA、GDPR、EU AI Act、ISO 42001 学习 Python
27 LLM 的 FinOps — 单位经济学与多租户归因 学习 Python
28 自托管服务选型 — llama.cpp、Ollama、TGI、vLLM、SGLang 学习 Python
Phase 18 — 伦理、安全与对齐(Alignment)  30 lessons  构建造福人类的 AI。这不是可选项。
# 课程 类型 语言
01 指令遵循作为对齐信号 学习 Python
02 奖励黑客与古德哈特定律(Goodhart's Law 学习 Python
03 直接偏好优化(DPO)系列 学习 Python
04 谄媚作为 RLHF 放大效应 学习 Python
05 宪法式 AI 与 RLAIF 学习 Python
06 Mesa 优化与欺骗性对齐(Mesa-Optimization 学习 Python
07 休眠智能体——持久欺骗(Sleeper Agents 学习 Python
08 前沿模型中的上下文阴谋(In-Context Scheming 学习 Python
09 对齐伪装(Alignment Faking 学习 Python
10 AI 控制——面对颠覆仍保安全 学习 Python
11 可扩展监督与弱到强(Weak-to-Strong 学习 Python
12 红队测试:PAIR 与自动化攻击 构建 Python
13 多轮越狱(Many-Shot Jailbreaking 学习 Python
14 ASCII 艺术与视觉越狱 构建 Python
15 间接提示注入 构建 Python
16 红队工具:Garak、Llama Guard、PyRIT 构建 Python
17 WMDP 与双重用途能力评估 学习 Python
18 前沿安全框架——RSP、PF、FSF 学习 Python
19 模型福祉研究 学习 Python
20 偏见与表征伤害 构建 Python
21 公平性准则:群体、个体与反事实 学习 Python
22 面向 LLM 的差分隐私 构建 Python
23 水印:SynthID、Stable Signature、C2PA 构建 Python
24 监管框架:欧盟、美国、英国、韩国 学习 Python
25 EchoLeak 与 AI 相关 CVE 学习 Python
26 模型、系统与数据集卡片 构建 Python
27 数据溯源与训练数据治理 学习 Python
28 对齐研究生态:MATS、Redwood、Apollo、METR 学习 Python
29 审核系统:OpenAI、Perspective、Llama Guard 构建 Python
30 双重用途风险:网络、生物、化学、核能 学习 Python
第 19 阶段 — 毕业设计项目  85 lessons  17 个端到端产品 + 9 条深度构建轨道。每个项目 20–40 小时;每条轨道 4–12 节课。
# 项目 综合 语言
01 终端原生编码智能体 P0 P5 P7 P10 P11 P13 P14 P15 P17 P18 Python
02 代码库 RAG(跨仓库语义搜索) P5 P7 P11 P13 P17 Python
03 实时语音助手(ASR → LLM → TTS P6 P7 P11 P13 P14 P17 Python
04 多模态文档问答(视觉优先) P4 P5 P7 P11 P12 P17 Python
05 自主研究智能体(AI-Scientist 级别) P0 P2 P3 P7 P10 P14 P15 P16 P18 Python
06 面向 Kubernetes 的 DevOps 排障智能体 P11 P13 P14 P15 P17 P18 Python
07 端到端微调流水线 P2 P3 P7 P10 P11 P17 P18 Python
08 生产级 RAG 聊天机器人(受监管垂直领域) P5 P7 P11 P12 P17 P18 Python
09 代码迁移智能体(仓库级升级) P5 P7 P11 P13 P14 P15 P17 Python
10 多智能体软件工程团队 P11 P13 P14 P15 P16 P17 Python
11 LLM 可观测性与评估仪表盘 P11 P13 P17 P18 Python
12 视频理解流水线(场景 → 问答) P4 P6 P7 P11 P12 P17 Python
13 带注册表与治理的 MCP 服务器 P11 P13 P14 P17 P18 Python
14 推测解码推理服务器 P3 P7 P10 P17 Python
15 宪法式安全框架 + 红队靶场 P10 P11 P13 P14 P18 Python
16 GitHub Issue 到 PR 自主智能体 P11 P13 P14 P15 P17 Python
17 个人 AI 导师(自适应、多模态) P5 P6 P11 P12 P14 P17 P18 Python

深度构建轨道 — 从零构建完整子系统的多节课系列。

# 项目 综合 语言
20 智能体框架循环契约 A. Agent harness Python
21 带模式校验的工具注册表 A. Agent harness Python
22 基于换行分隔 Stdio 的 JSON-RPC 2.0 A. Agent harness Python
23 函数调用分发器 A. Agent harness Python
24 计划-执行控制流 A. Agent harness Python
25 验证关卡与观测预算 A. Agent harness Python
26 带拒绝列表与路径沙箱的沙箱运行器 A. Agent harness Python
27 带固定任务夹具的评估框架 A. Agent harness Python
28 基于 OTel GenAI Span 与 Prometheus 指标的可观测性 A. Agent harness Python
29 基于框架的端到端编码智能体 A. Agent harness Python
30 从零实现 BPE 分词器 B. NLP LLM Python
31 带滑动窗口的分词数据集 B. NLP LLM Python
32 词元与位置嵌入 B. NLP LLM Python
32 多头自注意力 B. NLP LLM Python
34 从零实现 Transformer 块 B. NLP LLM Python
35 GPT 模型组装 B. NLP LLM Python
36 训练循环与评估 B. NLP LLM Python
37 加载预训练权重 B. NLP LLM Python
38 通过替换头部进行分类器微调 B. NLP LLM Python
39 通过监督微调进行指令调优 B. NLP LLM Python
40 从零实现直接偏好优化 B. NLP LLM Python
41 完整评估流水线 B. NLP LLM Python
42 大规模语料下载器 C. Train end-to-end Python
43 HDF5 分词语料库 C. Train end-to-end Python
44 带线性预热的余弦学习率 C. Train end-to-end Python
45 梯度裁剪与混合精度 C. Train end-to-end Python
46 梯度累积 C. Train end-to-end Python
47 检查点保存与恢复 C. Train end-to-end Python
48 从零实现分布式数据并行与 FSDP C. Train end-to-end Python
49 语言模型评估框架 C. Train end-to-end Python
50 假设生成器 D. Auto research Python
51 文献检索 D. Auto research Python
52 实验运行器 D. Auto research Python
53 结果评估器 D. Auto research Python
54 论文撰写器 D. Auto research Python
55 批评循环 D. Auto research Python
56 迭代调度器 D. Auto research Python
57 端到端研究演示 D. Auto research Python
58 视觉编码器补丁 E. Multimodal VLM Python
59 视觉 Transformer 编码器 E. Multimodal VLM Python
60 用于模态对齐的投影层 E. Multimodal VLM Python
61 交叉注意力融合 E. Multimodal VLM Python
62 视觉-语言预训练 E. Multimodal VLM Python
63 多模态评估 E. Multimodal VLM Python
64 分块策略对比 F. Advanced RAG Python
65 BM25 与稠密嵌入的混合检索 F. Advanced RAG Python
66 交叉编码器重排序器 F. Advanced RAG Python
67 查询改写:HyDE、多查询与分解 F. Advanced RAG Python
68 RAG 评估:Precision、Recall、MRR、nDCG、Faithfulness、Answer Relevance F. Advanced RAG Python
69 端到端 RAG 系统 F. Advanced RAG Python
70 任务规格格式 G. Eval framework Python
71 经典指标 G. Eval framework Python
72 代码执行指标 G. Eval framework Python
73 困惑度与校准 G. Eval framework Python
74 排行榜聚合 G. Eval framework Python
75 端到端评估运行器 G. Eval framework Python
76 从零实现集合通信算子 H. Distributed train Python
77 从零实现数据并行 DDP H. Distributed train Python
78 ZeRO 优化器状态分片 H. Distributed train Python
79 流水线并行与气泡分析 H. Distributed train Python
80 分片检查点与原子恢复 H. Distributed train Python
81 端到端分布式训练 H. Distributed train Python
82 越狱分类体系 I. Safety harness Python
83 提示注入检测器 I. Safety harness Python
84 拒答评估 I. Safety harness Python
85 内容分类器集成 I. Safety harness Python
86 宪法规则引擎 I. Safety harness Python, YAML
87 端到端安全关卡 I. Safety harness Python
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工具包

每节课都会产出一个可复用的制品(artifact)。学完全部内容后,你将拥有:

outputs/
├── prompts/      prompt templates for every AI task
└── skills/       SKILL.md files for AI coding agents

使用 npx skills add 安装它们。接入 Claude、Cursor、Codex、 OpenClaw、Hermes,或任何会读取 SKILL.md / AGENTS.md 目录的智能体(agent)。 真工具,不是作业。

将课程中的全部 skill 安装到你的智能体

本仓库在 phases/**/outputs/ 下提供 388 个 skill 和 99 个 prompt。

推荐:通过 skills.sh. 安装。** 无需克隆、无需 Python, 会自动检测你智能体的 skills 目录:

npx skills add rohitg00/ai-engineering-from-scratch                       # every skill
npx skills add rohitg00/ai-engineering-from-scratch --skill agent-loop    # one skill
npx skills add rohitg00/ai-engineering-from-scratch --phase 14            # one phase

skills 会写入你的智能体实际读取的目录:.claude/skills/.cursor/skills/.codex/skills/、OpenClaw 的 skills 文件夹、Hermes 的 bundle 路径,或任何支持 SKILL.md 的工具。一条命令,适配所有智能体。

进阶:通过 scripts/install_skills.py 离线安装 / 自定义布局。 需要 克隆仓库。适用于需要标签过滤、dry-run 或非默认 布局的场景:

python3 scripts/install_skills.py <target>                                 # every skill, default --layout skills (nested)
python3 scripts/install_skills.py <target> --layout skills                 # same as above, explicit
python3 scripts/install_skills.py <target> --type all                      # skills + prompts + agents
python3 scripts/install_skills.py <target> --phase 14                      # one phase only
python3 scripts/install_skills.py <target> --tag rag                       # filter by tag
python3 scripts/install_skills.py <target> --layout flat                   # flat files
python3 scripts/install_skills.py <target> --dry-run                       # preview without writing
python3 scripts/install_skills.py <target> --force                         # overwrite existing files

<target> 是你的智能体使用的 skills 目录(示例: ~/.claude/skills/~/.cursor/skills/~/.config/openclaw/skills/.skills/,或你的智能体读取的任意路径)。

默认情况下,脚本不会覆盖已有目标目录,会在列出所有冲突路径后以退出码 1 结束。使用 --dry-run 预览 冲突,或使用 --force 覆盖。每次非 dry-run 运行都会在目标目录写入 manifest.json,其中包含按类型和 阶段分组的完整清单。选择你的智能体读取的布局:

--layout 写入路径
skills <target>/<name>/SKILL.md(嵌套约定,Claude / Cursor / Codex / OpenClaw / Hermes 均支持)
by-phase <target>/phase-NN/<name>.md
flat <target>/<name>.md

将智能体工作台放入你自己的仓库

Phase 14 毕业项目提供一个可复用的 Agent Workbench 包(AGENTS.md、schemas、 init / verify / handoff 脚本)。可用以下命令将其脚手架到任意仓库:

python3 scripts/scaffold_workbench.py path/to/your-repo            # full pack + seeds
python3 scripts/scaffold_workbench.py path/to/your-repo --minimal  # skip docs/
python3 scripts/scaffold_workbench.py path/to/your-repo --dry-run  # preview only
python3 scripts/scaffold_workbench.py path/to/your-repo --force    # overwrite

你会得到已接好的七个工作台界面、一个入门 task_board.json 以及在 schema_version: 1 处的新建 agent_state.json。接下来:编辑 任务、编辑 AGENTS.md、运行 scripts/init_agent.py,将合约交给 你的智能体。包源码位于 phases/14-agent-engineering/42-agent-workbench-capstone/outputs/agent-workbench-pack/

以 JSON 浏览整门课程

scripts/build_catalog.py 会遍历每个阶段、每节课、磁盘上的每个制品, 并在仓库根目录写入 catalog.json。一个文件,涵盖课程的全部事实。

python3 scripts/build_catalog.py               # writes <repo>/catalog.json
python3 scripts/build_catalog.py --stdout      # to stdout, do not touch repo
python3 scripts/build_catalog.py --out path/to/file.json

该目录由文件系统派生,而非 README 派生,因此计数始终与 磁盘上的实际内容一致。可用于站点构建、下游工具链,或 验证 README 中的计数是否发生漂移。Schema 记录在该 脚本顶部。

GitHub Action.github/workflows/curriculum.yml)会在每次 PR 时重建 catalog.json, 若已提交文件已过期则构建失败。编辑 任意课程后,请运行 python3 scripts/build_catalog.py 并提交结果,否则 CI 会拒绝该 PR。同一工作流会以仅警告模式运行 audit_lessons.py 因此既有漂移不会阻塞贡献者)。

对每节课的 Python 代码做冒烟检查

scripts/lesson_run.py 会对每节课 code/ 目录下所有 .py 文件进行字节码编译(byte-compile)。默认模式仅做语法检查——不执行、不需要 API 密钥、不需要重型 ML 依赖。可捕获贡献者 最常引入的回归(错误缩进、损坏的 f-string、随意编辑)。

python3 scripts/lesson_run.py                  # syntax-check the whole curriculum
python3 scripts/lesson_run.py --phase 14       # one phase only
python3 scripts/lesson_run.py --json           # JSON report on stdout
python3 scripts/lesson_run.py --strict         # exit 1 if any lesson fails
python3 scripts/lesson_run.py --execute        # actually run, 10s timeout per lesson

--execute 会以 10 秒超时运行每节课的 code/main.py(或第一个 .py 文件)。入口文件以 # requires: pkg1, pkg2 comment listing non-stdlib deps are skipped with reason needs <deps> 开头的课程 需要相应依赖。 该脚本为可选启用,未接入 CI。

仅使用标准库,Python 3.10+。设置 LINK_CHECK_SKIP=domain1,domain2 可覆盖 默认跳过列表(twitter.comx.comlinkedin.cominstagram.commedium.com——会积极拦截自动化 HEAD/GET 的域名)。

从哪里开始

背景 从这里开始 预估时间
编程与 AI 新手 Phase 0 — Setup ~306 小时
会 PythonML 新手 Phase 1 — Math Foundations ~270 小时
会 ML,深度学习新手 Phase 3 — Deep Learning Core ~200 小时
会深度学习,想学 LLM 与智能体 Phase 10 — LLMs from Scratch ~100 小时
资深工程师,只想学智能体工程 Phase 14 — Agent Engineering ~60 小时
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为什么现在很重要

FIG_003 · A
行业信号
FIG_003 · B
涵盖的基础论文

"最热门的新编程语言是英语。"
Andrej Karpathy推文)

"软件工程正在我们眼前被重塑。"
Boris ChernyClaude Code 的创建者

"模型会不断变好。能持续复利的能力是知道该构建什么。"
— 行业共识,2026

  • Attention Is All You Need — Vaswani et al., 2017 → Phase 7
  • Language Models are Few-Shot Learners (GPT-3) → Phase 10
  • Denoising Diffusion Probabilistic ModelsPhase 8
  • InstructGPT / RLHFPhase 10
  • Direct Preference OptimizationPhase 10
  • Chain-of-Thought PromptingPhase 11
  • ReAct: Reasoning + Acting in LLMsPhase 14
  • Model Context Protocol — Anthropic → Phase 13
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贡献

目标 阅读
贡献课程或修复 CONTRIBUTING.md
为你的团队或学校 Fork FORKING.md
课程模板 LESSON_TEMPLATE.md
跟踪进度 ROADMAP.md
术语表 glossary/terms.md
行为准则 CODE_OF_CONDUCT.md

提交课程前,请运行不变性检查:

python3 scripts/audit_lessons.py           # full curriculum
python3 scripts/audit_lessons.py --phase 14  # single phase
python3 scripts/audit_lessons.py --json    # CI-friendly output

当任意规则失败时,退出码为非零。规则(L001–L010)会校验目录结构、docs/en.md 是否存在及 H1、code/ 非空、quiz.json 的模式(会拒绝曾导致 issue #102 的旧版 q/choices/answer 键),以及课程文档内的相对链接。

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赞助本项目

免费、MIT 许可、503 门课程。本课程体系仅靠赞助维持。仅接受现金赞助。

影响力(2026-05-14 核实): 每月 55,593 名访客 · 90,709 次页面浏览 · 7.5K stars · Twitter/X 是首要获客渠道。



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档位 $/月 你将获得
Backer $25 姓名列入 BACKERS.md
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Silver $750 README 中的小尺寸 Logo + 在 API 课程中列为受支持的提供商之一
Gold $2,000 README 中的中等尺寸 Logo + 赞助页面 + 每季度在 X / LinkedIn 联合推广
Platinum $5,000 首屏 Hero Logo + 一门专属集成课程,最多 1 家合作伙伴

完整价目表、硬性规则、定价参考及影响力数据:请参阅 SPONSORS.md。 通过 GitHub Sponsors. 注册赞助。

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