LLM入門書シリーズ — 生成AIを理解するために、分解してみる

公開日: 2026-02-15 最終更新日: 2026-07-13 バージョン: 17
LLM入門書シリーズ — 生成AIを理解するために、分解してみる

LLM入門書シリーズ

Sho Shimoda による、大規模言語モデルを扱うための全7巻のフィールドガイド。全巻、Amazonで販売中。


このシリーズが目指していること

LLM入門書シリーズは、大規模言語モデルを「仕組みから理解する」ための、全7巻の読みものです。日々コードを書いている技術者の方、開発寄りの製品担当の方、専門家ではないけれど興味を持って読み進めたい方 — 技術にきちんと向き合おうとする読者を想定して書きました。各巻はそれぞれ別の側面を扱っていますが、技術的な厳密さを保ちつつ、現場で使える粒度にまで噛み砕くことを心がけています。

シリーズ全体は、大規模言語モデルを扱う工学の全体像を、順を追って組み立てられるように並べています — 基礎(第1巻)、数学(第2巻)、検索との連携(第3巻)、文脈の設計(第4巻)、本番アプリケーション(第5巻)、規模と推論のインフラ(第6巻)、そして安全性(第7巻)。1冊だけ手元に置く読み方も、シリーズを順に追いかける読み方もできます。

姉妹編として『Physical AI — 物理世界を推論するAI』も進行中で、ロボティクス、ワールドモデル、身体を持ったAIといった、テキスト生成の外側にあるAI分野を、同じ流儀で扱う予定です。

こんな方へ: 長く使える理解を手に入れたい技術者・設計担当の方。AIに関わる意思決定の場にいるプロダクト担当や経営層の方。ニュースの裏側で何が起きているかを掴みたい学生さんや、好奇心の強い実務者の方。数学的な前提知識がなくても読めるように整えていますが、すでに数学に経験のある方にも、読みものとして付き合っていただける構成にしてあります。

このページの読み方

下に各巻の目次を、部ごとに整理して掲載しています。章ごとの解説記事が公開済みのものはリンクを、まだ公開していないものはリンクのない地のままの文字で並べてあります。

付録もリストには載せていますが、これらは 書籍にだけ収録している内容 — 参考資料、早見表、解答付きの演習、その他「本の巻末」に置くべきもの — です。解説記事の対象にはしていません。付録まで手元に置きたい方は、書籍を覗いてみてください。


全7巻

第1巻 — 生成AIの仕組み

大規模言語モデルの基礎を、できるだけやさしく、実用に近いところまで。

シリーズ全体の土台となる入口の1冊。ゼロから — トークン、学習、そして「次の単語を予測する」という一見素朴な行為から始めて — 大規模言語モデルとは何か、どのように訓練されるか、なぜそのように振る舞うのか、を予備知識なしで追えるかたちで描きます。専門用語は剥がし、誠実な見取り図を組み立てる。これ以降のすべての巻が、その上に積み上がっていきます。

LLM Primer I — How Generative AI Works

シリーズ序文: LLM Primer I 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

付録 (書籍のみ)

付録 A LLM 用語集
付録 B Attention の背後の数学
付録 C プロンプティング・チートシート
付録 D ツール & ライブラリ
付録 E おすすめの読み物

第2巻 — 数学で読み解く言語モデル

数学的な洞察で AI の内部を覗く。

AI の内部 — Attention、最適化のダイナミクス、損失の地形、スケーリングの振る舞い — を、それらを「動かしている数学」のかたちで追いかける、数学的に厳密で、それでもなお読み物として読める一冊。重要な式はひとつひとつ完全に導出し、ひとつずつ物語と類例と具体的な数値計算で包み直しています。第1巻が脇のコラムに留めた数学を、本筋として読みたい方へ。

LLM Primer II — Language Models Through Mathematics

シリーズ序文: LLM Primer II 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第I部 — 数学的な前提

第1章 言語モデルのための数学的直観
第2章 LLM を文脈に置く
第3章 数学的な道具立て

第II部 — Transformer の解剖

第4章 Attention
第5章 位置、順序、系列の構造
第6章 Transformer ブロック
第7章 効率と Transformer の派生

付録 (書籍のみ)

LLM 数学チートシート
LLM の統計学的視点
よくある質問
導出ワークブック
演習問題と解答
記号インデックス
フォワードパスを数値で追う
アイデアのタイムライン

第3巻 — RAG で強化するエンタープライズAI

エンタープライズ向けの Retrieval-Augmented Generation を作る、実務的な手引き。

現場で扱う RAG — ベクトルデータベース、チャンキング戦略、そして「自社のドキュメントにモデルを接地させる」アーキテクチャ。最新性と出典を伴うエンタープライズな回答を組み立てるために要るものを、一通り並べていく一冊。「最新性」と「出典」を満たさないと話が始まらない、そういう仕事に AI を載せる立場の方へ。

LLM Primer III — Enhancing Enterprise AI with RAG

シリーズ序文: LLM Primer III 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第I部 — RAG の基礎

第1章 RAG アーキテクチャの進化

第II部 — データ取り込み、解析、チャンキング

第2章 賢いドキュメント解析
第3章 高度なチャンキングのフレームワーク

第III部 — ベクトルDBと検索最適化

第4章 適切なベクトルDBを選ぶ
第5章 検索パイプラインの設計

第IV部 — セキュリティ、プライバシー、アクセス制御

第6章 RAG の脅威モデルと脆弱性
第7章 アクセス制御の実装
第8章 RAG パイプラインでのデータ匿名化

第V部 — 評価、監視、運用

第9章 RAG 評価の3本柱
第10章 主要な評価フレームワーク
第11章 継続的な更新とパイプライン最適化

付録 (書籍のみ)

付録 A RAG 最適化のための数式集
付録 B データ匿名化と評価のためのサンプルシステムプロンプト
付録 C ベクトルDBとツールの意思決定マトリクス
付録 D RAG 評価のベンチマークデータセット

第4巻 — MCP で設計する AI の認知

信頼できる AI エージェントのために、コンテキスト、ツール、メモリを工学する。

構造化されたコンテキストモデリングと、オーケストレーション。モデルの内部ではなく、モデルに「見せる文脈と状況」を作り込むことで推論を整える、という思想です。エージェント型システムを作る立場の方へ — ツールの目録、長時間走るループ、セッションを跨ぐメモリ、そして「モデルに何を見せるか」を設計する規律まで。

LLM Primer IV — Designing AI Cognition with MCP

シリーズ序文: LLM Primer IV 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第IV部 — AI 認知の設計 — コンテキストとメモリ

第9章 Attention 予算の管理
第10章 長時間タスクのメモリ

第V部 — エージェント型ワークフローのセキュリティ

第11章 攻撃面とプロトコルの脆弱性
第12章 プロトコルの堅牢化と防御

第VI部 — 本番運用とスケール

第13章 フレームワークとクラウド統合
第14章 ベンチマーキング、テスト、パフォーマンス

付録 (書籍のみ)

付録 A MCP クイックリファレンスとチートシート
付録 B 実装ブループリントとコード例
付録 C 本番運用とセキュリティのチェックリスト
付録 D 高度な仕様と SEPs
付録 E ベンチマークとパフォーマンスデータ
付録 F 公式リソースとエコシステムリンク

第5巻 — 実世界の LLM アプリケーションを作る

本番運用の LLM システムを設計し、評価し、運用する。

プロトタイプから本番まで — API 設計、評価ループ、監視、統合 — を、システム指向の視点で順に辿る一冊。モデルを、ユーザーが日々使うサービスへと整えていく工程。アーキテクチャの理解を、実際の現場へと橋渡しする段階の方に。

LLM Primer V — Building Real-World LLM Applications

シリーズ序文: LLM Primer V 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第I部 — AI エンジニアリングの基礎

第1章 AI エンジニアリングという規律
第2章 ファウンデーションモデルとプロンプトエンジニアリング

第II部 — エージェントと検索の能力を組み込む

第3章 Retrieval-Augmented Generation (RAG)
第4章 AI エージェントとツール呼び出し

第III部 — 品質保証と可観測性

第5章 LLM アプリケーションの評価
第6章 AI の可観測性とトレーシング

第IV部 — セキュリティ、スケール、最適化

第7章 LLM のセキュリティとガードレール
第8章 パフォーマンス、サービング、コストの最適化

付録 (書籍のみ)

付録 A 本番運用とセキュリティのチェックリスト
付録 B ツールとフレームワーク選定マトリクス
付録 C プロトコル、ストリーミング、構造化出力
付録 D レートリミットとコスト管理のアーキテクチャ
付録 E AI エンジニアリングのメトリクスと用語集

第6巻 — AI システムをスケールさせる

本番で動かす、低レイテンシな LLM 推論を組み立てる。

分散サービング、レイテンシ最適化、コストモデリング — 1日に何百万回も応答する規模のシステムのための、推論アーキテクチャ。AI システムが1台のサーバーを超えて、「インフラ」として扱う必要が出てきた段階の方へ。

LLM Primer VI — Scaling AI Systems

シリーズ序文: LLM Primer VI 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第I部 — LLM 推論の基礎

第1章 トークン生成のメカニクス
第2章 Key-Value (KV) キャッシュの課題

第II部 — ハードウェア基盤

第3章 生成 AI のためのデータセンター GPU
第4章 専用 AI シリコンと ASIC

第III部 — モデルレベルの最適化 (圧縮)

第5章 量子化のからくり
第6章 枝刈りと知識蒸留

第IV部 — システムおよびエンジンレベルの最適化

第7章 先進的なバッチング戦略
第8章 次世代の KV キャッシュ管理
第9章 投機的デコーディング

第V部 — サービングフレームワークとオーケストレーション

第10章 LLM エンジン層
第11章 プラットフォームとオーケストレーション層
第12章 分散サービングと Kubernetes
第13章 オートスケールとコールドスタートの緩和

第VI部 — アプリケーションレベルの経済学と TCO

第14章 トークンエコノミクスと API 価格設定
第15章 サーバーレス API 対 専用インフラ
第16章 本番でのコスト削減戦略

付録 (書籍のみ)

付録 A 数式とコストモデリングのリファレンス
付録 B ハードウェアとアクセラレータの仕様ガイド
付録 C デプロイメント構成とコードスニペット
付録 D ベンチマーク手法とメトリクス定義

第7巻 — AI セキュリティ

プロンプトインジェクション、ジェイルブレイク、敵対的脅威から LLM システムを守る。

安全で堅牢な AI を設計する。敵対的なリスク、プロンプトインジェクション、ガバナンスのフレームワーク、そして実世界に展開されたシステムのための防御的な設計。AI システムを「セキュリティに関わるインフラ」として扱う必要が出てきた方に。

LLM Primer VII — AI Security

シリーズ序文: LLM Primer VII 章ごとの解説 — シリーズ序文と一覧

第IV部 — システムレベルのセキュリティアーキテクチャ

第10章 安全な LLM アーキテクチャの設計
第11章 可観測性、ロギング、インシデント対応
第12章 アクセス制御とアイデンティティ

第V部 — ガバナンス、倫理、コンプライアンス

第13章 規制のランドスケープ
第14章 バイアス、公平性、責任ある AI
第15章 安全な AI 組織を作る

第VI部 — 発展的トピック

第16章 安全なファインチューニングと適応
第17章 将来の脅威と新興の防御

付録 (書籍のみ)

付録 A 本番システム向け AI セキュリティチェックリスト
付録 B サンプル脅威モデルテンプレート
付録 C 安全なプロンプト設計パターン
付録 D LLM アプリケーションのインシデント対応テンプレート
付録 E 推奨ツールとフレームワーク

姉妹編 — Physical AI

LLM入門書シリーズは、テキスト空間で動くAIを扱う、7巻の完結したフィールドガイドです。その隣で、もう一つ別の系統 — ロボット、自動運転車、身体を持って物理世界と関わるAI — を、同じ流儀で扱う姉妹シリーズ『Physical AI』を進めています。ワールドモデル、模倣学習、シミュレーションから現実への移行、センサーフュージョン、身体を持ったエージェント。「言語モデル」から「物理を扱うモデル」へと関心が広がってきた方には、次に取っていただける並走した読みものになります。


下田 昌平
下田 昌平
開発と設計を担当。1994年からプログラミングを始め、今もなお最新技術への探究心を持ち続けています。