术子米德|边干边学:如何开启LLM探索之旅
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术子米德|边干边学:如何开启LLM探索之旅
术子米德 · 徐昊 · AI时代的软件工程
课程介绍
讲述:术子米德
时长21:49大小19.93M
你好,我是术子米德,是一名边干边学、边学边想、边想边干的码农。如今工龄 20+,依然在代码一线奋战。
最近几个月,我在探索基于 AIGC 的代码开发,采用 GitHub 的 Copilot 结合 TDD 方法,在实践中摸索代码助手的效果。在得出自己的初步结论,并冒出更多问题的时候,和这门徐 8 叉老师的课不期而遇。
于是,我边干边学、边学边想、边想边干的劲头更足了。现在还在兴奋状态,特别想把我的探索经验和课程带来的启发分享一下,期望也能激发你的兴趣。
老“码农”遇到新局面
先展示一个采用 Copilot 写测试代码的阶段性成果。在我探索用 Copilot 进行代码开发,多轮迭代改进之后,总结了一个注释型提示词模板,你有兴趣的话,不妨打开文稿看一眼。
按这个模版把注释写完整,看到 Copilot 生成整个用例代码时,一种恍惚感油然而生:“大模型都能这么快生成有用的代码了,那要我有何用?”基于这些探索、业界几篇相关 Paper 以及自己多年实践的经验,我得出这个结论:未来 TDD 必定会结对大模型,并发挥出无穷的力量。
如果你还不熟悉 TDD,可以看看维基百科的示意图,图里对 TDD 的精髓把握得非常准确。当然,也可以学习极客时间里徐 8 叉老师的 TDD 课程,据说那门课跟 Github 的 Copilot 生日是在同一天。
图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/Test-driven_development
我稍微对这个模版做点解释。
首先,要给用例取个能沟通的名字,用一句话概括:验证哪个行为符合什么预期,通过什么样的动作进行该验证。比如:
这是一个“验证什么结果,通过做什么动作(verifyWhatResult_byDoWhatAction)”的句式。
至于这个句式为什么效果好,我暂时还回答不了。不过目前验证下来这种总分式的注释,应该有助于让模型理解我的意图。
其次,要写清楚用例的目的,在用例名字外,补充更多的信息和必要上下文。毕竟一句总述携带的用例名字能携带信息有限,也不可能写个超级长的名字,念完都要憋口气,那就有点为难了。
补充的信息可以包括:这个用例是为了验证需求规格中的哪部分,为何要通过这样的动作序列去验证预期的行为,类似 As a Role/$Who,I want $What,So I can ……$Why。
我的理解是,这个部分的信息,有助于让大模型知道我的更多意图,当然也只是推测。能够确定的是,写了这部分注释,可以让自己的意图更清晰表达出来。实践中也发现,想要把“为何设计这个用例”表达清楚,这件事儿本身就要花点思考力。
然后,把步骤写出来,包括每个步骤做的主要动作,以及每个动作的属性是设定(Setup)、行为(Behavior)、验证(Verify)还是清理(Cleanup)。
之后,明确用例的预期结果,即哪些条件达到,就会满足用例的验证预期。
最后,用例的额外信息放在备注里,包括当前用例可以参考之前的哪个例子。需要注意,在注释里写清当前的例子参考了哪部分代码,就像告诉学生参考答案在哪里一样,这样会让“作业”质量直线上升。
另外,模板里 “@[Name]、@[Purpose]” 这样的特殊符号,并没有遵守什么特定规范,只是为了更显眼,容易阅读,实际证明这并不妨碍大模型理解。
下面是一段示例代码,有兴趣可以看一眼,不看影响也不大,关键点是这样略显复杂的代码,Copilot 能够生成其中 80% 的代码。
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- 1.25x
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- 0.75x
- 0.5x
我的问题也由此而来,谁来负责写出这么完备的注释,让大模型看了以后生成代码呢?毕竟就算用了这套规范和模版,写注释的人还是要花费不少功夫。
再者,如果自己已经想得这么清楚,直接把代码敲出来不是更直接吗?从没见过这么“绕弯弯”写代码的过程。除非,不写注释拿不到工程款。那只能乖乖在代码写完后,硬着头皮补充注释。
不过,换个思路想,转身 180 度想,扎着马步想,倒立着想……如果有工具能生成这样的注释,那代码生成这件事,是否如业界领头羊说的那样,未来就是代码开发的常态呢?也就是说,只要能有这样的注释,代码生成就是能用大模型完成,写代码这事儿不再非程序员不可。
于是,我调整了思路,不纠结于我现在的开发习惯、我所在团队的开发模式和流程。我想尽办法,用上各种手段,多个方向去尝试、去摸索大模型写代码的能力约束和边界。这可能比简单回答,当下的大模型工具生成代码的效果是否足够好,更加有探索的意义。
盯着这个目标,我反复摸索了几个月,得到的初步答案就是——让大模型生成代码,而且代码能够编译通过、直接可用,的确可行,但难点在于怎么去把准备工作做好。
这里的准备初看好像是写注释,不管是开发人员、设计人员来写,或者什么工具或 Agent 生成。但深究还是得往回倒,也许是从设计开始,也许是从需求分析开始。
对照软件开发的 V 模型图,我的探索在谷底,仅仅在代码实现部分有一点探索的心得而已,还得往上爬,继续扩展探索的思路和范围。
图片来源:https://en.wikipedia.org/wiki/V-model_(software_development)
恰当时刻遇到的好课
正是在这样的困惑时刻,我看到徐 8 叉老师的新课——《AI 时代的软件工程》。
看过课程目录就发现,这个课程比我的探索更加体系化、结构化。尤其是第三部分,赫然写着“测试驱动 AI 开发”,这不正好跟我在探索的 TDD 合上拍了嘛。
这让我内心有点小激动,看样子,我探索的方向没错。同时,也更加期待课程的第一、二部分,会给我点出哪些方向,帮我解开哪些困惑,甚至直接能给到我问题的答案。
两记当头棒喝
带着这样的期待,课程一上线,我就立刻跟着学习了,结果却迎来两记当头棒喝,概括起来就是“两清”——讲清楚和想清楚。
1. 讲清楚:只有大模型能讲清楚干活的步骤时,它才能真正把内容生成出来。
意思是说,在给大模型布置任务的时候,需要先问大模型,要完成这个任务要有哪些步骤。如果生成的步骤都不行,那自然无法得到理想结果。
2. 想清楚:只有我脑子里想清楚时,大模型才能跟我一起“灵清地干活”(条分缕析)。
这里的意思是说,面对问题,只有我的脑子里能想得足够清楚,那么大模型才能跟我一样条分缕析地干活。当我在做开发们常做的调试程序(也就是 debug)这个动作时,已经说明脑子不灵清了,这时候找大模型帮忙,除了添乱,啥也帮不了。
吃到这两记棒喝,略微有点懵。感觉这两条好像是对的,但不知道背后的原因。只是,心里隐约有些嘀咕声:“如果有这样灵清的思路和清楚的步骤,我都能说清楚,我都已经想清楚,那我还要大模型来做啥?”
如果你已经学完课程,可能会困惑课程里好像并没明确提到这些点,至少没那么明显。如果你还没学完课程,你可能更困惑,得出这样结论的课程,还值得听嘛?别急,先听我说完,我自己是怎么得到这两记棒喝的。
对应到课程里,第一记棒喝是老师讲到,软件工程(Software Engineering)在大模型时代,更应该叫知识工程(Knowledge Engineering),整个软件过程里的瓶颈,是知识的生成、传递和应用。
知识分为两类,一类是就像套用公式那样的显性知识;还有一类是不可言说的知识,就像做小学应用题,要先分析题目的含义,准确理解问题后,才能确定套用哪个公式。这个分析题目含义的思考过程,就是典型的不可言说的知识。
这个不可言说的知识,特别像令人讨厌的学霸,他为啥看着题目,就能想出来要用这个公式去解答?而我看到公式的时候,就算知道公式用对了,也不知道学霸想到用这个公式的分析思路,也就是学霸的不可言说知识。
再比如,我们敲代码时,确定这里用二分法来搜索,性能表现会更好,这就是显性知识;而对于一个需求,把问题转换到可以用二分法解决之前,那些分析、设计、拆解、转换过程里用到的知识,大部分都是不可言说的知识。
让我印象最深的也正是这个不可言说的知识。和只是没有写出来的隐性知识不同,不可言说的知识即使直接写出来,也无法直接使用。
不过,不可言说的知识,却能以思考或推理步骤的形式呈现出来。就像分析需求时采用 5W1H 的方法,按顺序写出每个 W 的内容,并考虑哪个 W 要详细展开,要做更多分析讨论。对于这个步骤式的不可言说知识提取,就像把老警察的办案过程提取出来。就像课程里提到的,对于不可言说知识的提取和使用,是开发团队利用大模型,最终提效的关键所在。
我们要关注团队里的不可言说知识在哪些地方,思考如何提取这些知识为思维链(CoT),再利用好大模型来反复使用这些思维链,从而提高团队里知识提取、传递和应用的效率。这是课程带给我的第一大收获。
对应开始提到的“说清楚”,并不是指我们平时说的显性知识(那些知识一直很清楚,不同的只是知识组织和呈现方式而已),而是如何把不可言说的知识提取出来、变成思维链,以及把思考和分析的步骤说清楚。现在我已经被敲醒,需要说清楚的是不可言说的知识的过程。
第二记棒喝是老师引入 Cynefin 的认知框架。这个框架可以帮我们判断,当我面对要解决的问题,采取的行为处于清晰(Clear)、庞杂(Complicated),还是复杂(Complex)的认知模式。夸张点的话,还会处于混乱(Chaotic)或迷糊(Confused)的认知模式。
这忽然让我明白,为何上文展示的、我琢磨出来的代码注释,能够让 Copilot 生成可用的测试代码。因为无论是明确的手写注释,还是清晰的任务列表,都要先经历“想清楚”的过程,自己头脑清晰了,才能“教会”大模型。
按照认知模型来分析,起初我处在复杂认知模式,跟大模型的聊天是为了对齐思路,通过探索逐步理清问题,明确方案。一步步改进后,我才从复杂模式转向了庞杂,这时再和大模型聊,目的就变成了把我掌握的不可言说知识提取为思维链,让大模型理解它,并能够据此生成清晰的任务列表。
学完课程第一部分,我也逐渐明白了开发的不同阶段应该处于怎样的模式。
在需求分析时,处在复杂模式比较正常。因为需求并非显而易见,要探索后才能感知到,真正的需求点在哪里。
在架构设计时,处在庞杂模式比较合理。因为它符合感知到需求后,通过分析寻找合适的方案,最后拿出设计出的架构作为响应。这时候如果还用复杂模式来探索架构设计的话,也就是说心里还是“试试再看效果”的想法,那就要提醒自己回头审视需求清晰度了。
在真正编码时,理想模式自然是清晰,架构设计拆解到任务列表,符合感知到任务项、进行归类并做出实现的响应。
反而我们常做的调试(debug)动作,实际处于复杂模式,我们的行为是打断点(探测),看看程序跑到那个位置的样子(感知),此时我们脑子里对程序的运行情况并没有清晰预期。
这就是学习这门课程,给我最大的两记棒喝。有了初步的领悟,我也计划在实际项目里去尝试,期待自己之后会有更深刻的理解,到时候还可以来跟大家分享。
这里说点题外话,开篇词里徐老师的观点“健身🏋️教练只能提供练习法,得靠自己刻意练习,才能练到期望的样子”,这点也是非常受用。
为此我甚至找了张图片,放在工位的显眼位置,时刻提醒自己,自己下场练起来,自己的手感热起来,才会有真正的启发和更多的问题。否则的话,学多少遍课程,自己也只会在复杂 Complex 和庞杂 Complicated 之间徘徊,永远无法抵达清晰 Clear 的彼岸。
种树最好十年前,其次就是在今天
这门课适合谁?我的回答是,如果以软件开发为志业,如果想跟上最新的、基于大模型的软件开发技术,那这门课程就值得关注。
至于课程学习带来什么效果,更多要看你处于什么样的状态。我按自己的经验,分成了这三类。
如果你正在尝试把大模型引入到软件开发,在探索时冒出了很多问题。带着问题去听课,这当然是最佳时刻,也必定有最大的收获。即使不同意老师的部分理论和观点,也会启发思考、产生新感悟,更新自己对大模型时代软件开发的认知。
如果你感受到了大模型改变软件开发的趋势。那么不妨听听,边探索、边练习,问题自然会在过程里冒出来,这是次佳时刻。
如果你仅仅是被标题吸引,也可以做个初步了解,大致看看课程的范围。试读几篇课程里的配图以及课程的留言,觉得吸引力越来越大,那就开始。感觉还欠缺点心动的东西,先做个标记,这里可有个大矿,改天需要时想起来,再来学习不迟。
总之,只要大模型助推软件开发这个趋势,一直处于正反馈的状态,那么这门课程就不会过时。
留遗憾一点和新问题一堆
接下来,我还想分享学习这门课程留下的一点遗憾,以及产生的更多新问题。
我原本的想法是,课程名字都是“AI 时代的软件工程”,所以很期望看到大模型应用到软件工程里的“通关型”实践。也就是有一个样板工程贯穿整个课程,来展示如何基于大模型进行需求分析、架构设计、代码实现、测试验证。实际没有看到这样贯穿的案例,算是留了点遗憾吧。
不过,这倒是给了我启发,我已经开始捣鼓一个软件模块,就算是我自己的 Agile LLM Kata(基于大模型的敏捷开发空手道项目)吧。我想做一个样板工程,把整个软件开发流程覆盖住,尝试把课程里的所学,与自己的探索结合起来。
这件事情已经启动,自己行动起来后才会切实感受到,没那么容易。不过,课程已经给我很多信心,激励我继续探路前行。
还有就是,听完课后冒出更多的新问题。比如:
我如何能把我学课程得到的认识,分享给身边的小伙伴,
在大模型与软件工程结合提效方面,如何跟大家一起产生更多知识与认知上的共识?
如何能够找到机会,把 LLM 引入到实际项目开发,在真实场景里去边学、边想、边干?
还有,我自己做的是嵌入式产品软件开发,课里描绘的那种动不动就能跟客户一起探讨需求的场景,只发生在产品交付后,出了问题去排查,去向客户道歉的时刻,而不是产品开发前期,跟客户讨论需求的时刻。实际上,我们只是做到开个晨会,名曰“敏捷开发模式”。
学了课程,感觉到自己在使用大模型方面,还有很大的改善空间,有很多方面值得去尝试。在解决具体的问题过程里,才能知道老师的这套训练法,放到自己这方水土里,到底服不服。
面对照相机的画家会咋想
最后,我想分享点我遇到大模型,在多次讨论和反思之后,想明白的一个隐喻。
结合业界《黑客与画家》这本书名气巨大的书,其中讲到程序开发与画家创作之间存在相似之处。
当今这个时代,会写代码的程序员遇到会生成代码的大模型,就好像达·芬奇发挥他的全部才气,创作出蒙娜丽莎,还没来得及讨到尾款,就有哪个不知名的家伙,扛着摄像机给蒙娜丽莎“咔嚓咔嚓”好几张,张张美若天仙。
也难怪达·芬奇后半辈子跑到哪里,都拿着蒙娜丽莎这幅画,一方面是没收尾款而耿耿于怀;另一方面,更是要时刻把自己带入反思状态。
会写代码这件事情,未来只是电费问题,不再是研发人员雇佣费问题。那么,我们作为与大模型共存的程序员,就像跟照相机共存的画家一样,我们的创造性要去哪里发挥呢?
课程给出了一些答案,这里也给你分享一句我写给自己的话——人有人的好处,机器有机器的用处,人要好好想,机器要好好用。
感谢你看到这里。如果意犹未尽,想继续交流,欢迎在留言区建立联系,一起探讨学习,互相启发思考,再会!
1. 码农在探索基于AIGC的代码开发,采用GitHub的Copilot结合TDD方法,得出结论:未来TDD必定会结对大模型,并发挥出无穷的力量。 2. 码农展示了采用Copilot写测试代码的阶段性成果,发现大模型能够快速生成有用的代码,引发思考:未来是否只需大模型生成代码,而非程序员。 3. 码农提出了一个注释模板,包括用例的名字、目的、步骤、预期结果和备注,探讨了写注释的必要性和难点。 4. 课程《AI时代的软件工程》带给码农新的认知,包括知识工程的重要性、不可言说的知识、Cynefin认知框架等。 5. 老师提出软件工程在大模型时代更应该叫知识工程,强调知识的生成、传递和应用是软件工程的瓶颈。 6. 不可言说的知识以思考或推理步骤的形式呈现,提取和使用这些知识是开发团队利用大模型的关键。 7. Cynefin认知框架帮助码农理解问题解决时所处的认知模式,指导不同阶段应该处于何种认知模式。
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2024-05-28
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