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收藏!小白程序员轻松入门大模型:从LLM到RAG的实战指南

本文介绍了大语言模型(LLM)的基础知识,包括其本质、能力与特点。文章详细解释了Token的概念及其在大模型中的作用,并探讨了RAG(检索增强生成)技术,如何通过检索企业内部资料库来增强大模型的回答准确性、时效性和安全性。此外,还介绍了向量数据库在RAG中的应用,以及如何将非结构化数据转换为向量进行高效检索。最后,对比了使用RAG与直接训练模型来处理私有数据的不同方法,强调了提示词在大模型应用开发中的重要性。


LLM

说到LLM大语言模型,相信很多人都不陌生了:

  • 本质:依靠海量文本数据训练而成的概率模型
  • 能力:能理解和生成文本、代码,还能进行推理、对话等
  • 特点:
  • 参数固定:训练完成后,相关“记忆”就固定在参数里了
  • 知识有时间限制:只掌握训练截止日期之前的数据,存在知识时间节点

可以把LLM看作一个“通用大脑”,但它不一定了解最新信息,也不知道你的私有数据。

现在的AI大模型,本质上还是在做概率预测。你给它一段提示词,它后台的逻辑其实就是:根据之前学习过的海量文字内容,判断接在这段话后面,概率最大的下一个字词是什么。

也正因为这样,大模型每次给出的回答可能不一样,也没办法保证给出的答案百分百准确。

Token

大模型其实并不直接认识java、Rust这些编程语言,也不懂“编程”这个词本身。在模型内部,所有文字都会先被转成一串数字来处理。

字或者词,并不等于token。一个token既不是单个字符,也不是一个完整的单词。

它的切分方式很灵活: 像the、apple这类常见单词,一般就是1个token。 像microservices这种少见的长复合词,可能会被拆成好几个token,比如micro加services。

中文的情况比较特殊,常用汉字一般是1个token,生僻字则可能会占用2到3个token。

在做大模型应用开发时,一定要留意token的使用量,因为这直接关系到计费。

另外还有上下文窗口的限制,每个模型都有最大token上限,比如8k、32k、128k。

如果你的提示词加上模型返回的内容超出了这个限制,模型要么会忘记前面的内容,要么直接报错。

日常开发里可以按这个大致比例估算: 英文文本,1000个token大概对应750个单词。

中文文本,1000个token大约在500到600个汉字之间,而且随着模型词表的优化,现在处理中文的效率也在不断提高。

代码也会消耗token,空格、缩进和特殊符号都会算进去,像Python这类缩进比较多的语言,token消耗通常比纯文本更快。

我们也可以用相关库来计算token,示例代码如下:

RAG

RAG的全称是Retrieval-Augmented Generation,也就是检索增强生成,它并不是像LLM那样的大模型,而是一种技术架构模式。

举个很直观的例子:

你去问ChatGPT你们公司内部的规章制度,它的训练数据里基本不可能包含你们公司的私有信息。

所以它要么随便编一套看起来很像那么回事的内容,要么直接跟你说不知道。

这时候RAG就能派上用场了,它会在你真正调用大模型之前,先去企业内部的资料库,根据你的问题把相关的资料内容查出来,再把这些内容和问题拼在一起,形成完整的提问发给大模型,让大模型基于查到的真实资料来回答。

这么做主要能解决三个问题:

  1. 解决幻觉问题,大模型遇到不懂的问题,很容易一本正经地瞎编答案。
  2. 解决知识过时问题,大模型的知识储备只停留在它完成训练的那个时间点,之后的新信息它都不知道。
  3. 保障私有数据安全,你不可能为了让AI理解业务代码,就把几百万行私有代码交给模型厂商去重新训练,成本太高还不安全。

另外在使用RAG的时候,还得做好数据清洗这一步。就拿我们repo wiki这个场景来说,要把第三方库、编译生成的target目录这类没用的内容过滤掉。

不然检索的时候会把这些无关信息也带进去,影响最终回答的准确性。

向量数据库

前面我们说到RAG模式,里面有个特别关键的组成部分,就是向量数据库。

在RAG里去查找相关的上下文内容,其实就是在向量数据库里进行查询,具体的步骤是这样的:

  1. 先把文档按段落拆分成一个个小块
  2. 用Embedding模型把每一个文档块转换成向量
  3. 再把这些向量保存到向量数据库中
  4. 当用户提出问题时,同样把问题也转换成向量
  5. 通过向量之间的相似度,找出最相关的那些文档块
  6. 最后把这些匹配到的文档块和问题一起交给大模型,让它生成最终答案

简单来讲,就是把图片、视频、文字这类非结构化数据,通过Embedding模型转换成一串数字数组,也就是向量,比如[0.12, -0.59, 0.88, …]。

在查询的时候,也会把要查询的内容转成向量,然后返回向量空间里距离相近的数据。

Q&A

这时候你大概率会冒出这些疑问:

LLM + RAG + 向量数据库,是不是就等于用大模型去训练自己的私有数据?两者效果差不多吗?如果不一样,差别又在哪?

先说说 LLM + RAG + 向量数据库:

本质上是不改动模型本身的参数,先从外部检索相关资料,把查到的内容交给模型,让它结合参考信息再给出回答。

你的私有数据都存在外部的向量数据库里,只是作为参考素材放进提示词里而已。

再看用私有数据做训练,不管是微调还是预训练:

本质是用你的数据去更新模型参数,让模型把这些知识和规律直接“记”在自身里。

你的数据相当于被融进模型权重里,后续使用时不用再单独去查这份数据。

简单来说,用RAG外挂私有向量数据的方式,成本更低,也更灵活。

如果是特别垂直细分的场景,再考虑用私有数据去训练模型。

总结

做完这些项目整体会有一个感受:大模型应用里,大部分代码其实都是围绕提示词在做;普通应用核心是代码逻辑,而不同大模型应用的差别,主要就体现在提示词上,代码部分反而大多都很相似。

区别主要在于用了什么开发框架,共同点都是调用大模型API,把传统应用一来一回的请求响应模式,换成流式响应,毕竟大模型本身返回结果会慢一些。

开发这类应用时,需要搞懂系统提示词、用户提示词,还有少样本示例引导。写好提示词,是让RAG检索结果更准确的关键。

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