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基于大模型的RAG应用开发与优化——构建企业级LLM应用

内容简介

《基于大模型的RAG应用开发与优化——构建企业级LLM应用》是一本全面介绍基于大语言模型的RAG应用开发的专业图书。本书共分为3篇：预备篇、基础篇和高级篇。预备篇旨在帮助你建立起对大模型与RAG的基本认识，并引导你搭建起RAG应用开发的基础环境；基础篇聚焦于经典RAG应用开发的核心要素与阶段，介绍关键模块的开发过程，剖析相关的技术原理，为后面的深入学习打下坚实的基础；高级篇聚焦于RAG应用开发的高阶模块与技巧，特别是在企业级RAG应用开发中的优化策略与技术实现，并探索了一些新型的RAG工作流与范式，旨在帮助你了解最新的RAG应用技术发展，掌握RAG应用的全方位开发能力。 《基于大模型的RAG应用开发与优化——构建企业级LLM应用》适合对大模型及RAG技术感兴趣的开发者、研究人员、产品经理及希望了解并掌握RAG应用开发能力的人阅读。无论你是进入AI领域的初学者，还是已经有一定基础的进阶者，都能从本书中找到适合自己的内容。

作者简介

严灿平
毕业于南京理工大学计算机系，南京大学工商管理硕士。先后就职于联创（后与亚信科技合并）担任软件工程师与设计师，甲骨文中国（Oracle）担任中国区企业架构部首席架构师，上海慧问信息科技有限公司担任合伙人兼技术总监。现为独立IT咨询顾问，公众号“AI大模型应用实践”主理人。拥有超过20年的企业软件从业经验，专注于企业软件架构设计、互联网时代传统行业的IT转型、人工智能与大数据技术在企业应用的创新等。 曾担任多项大型企业级软件系统核心架构师与咨询师，参与包括中国移动、中国电信等通信行业客户的核心业务运营支撑系统建设、智慧城市与政务行业互联网转型的IT咨询与规划。精通多种计算机软件开发技术与IT架构方法论，对移动互联网、大数据、人工智能在企业领域应用有深入的研究与实施经验。

目录

  • 预 备 篇
    • 第1章 了解大模型与RAG 3
      • 1.1 初识大模型 3
        • 1.1.1　大模型时代：生成式AI应用的爆发 3
        • 1.1.2　大模型应用的持续进化 4
        • 1.1.3　大模型是无所不能的吗 7
      • 1.2　了解RAG 11
        • 1.2.1　为什么需要RAG 11
        • 1.2.2　一个简单的RAG场景 12
      • 1.3　RAG应用的技术架构 14
        • 1.3.1　RAG应用的经典架构与流程 14
        • 1.3.2　RAG应用面临的挑战 17
        • 1.3.3　RAG应用架构的演进 18
      • 1.4　关于RAG的两个话题 20
        • 1.4.1　RAG与微调的选择 21
        • 1.4.2　RAG与具有理解超长上下文能力的大模型 24
    • 第2章 RAG应用开发环境搭建 27
      • 2.1 开发RAG应用的两种方式 27
        • 2.1.1 使用低代码开发平台 27
        • 2.1.2 使用大模型应用开发框架 29
      • 2.2 RAG应用开发环境准备 33
        • 2.2.1 硬件环境建议 33
        • 2.2.2 基础大模型 34
        • 2.2.3 嵌入模型 41
        • 2.2.4 Python虚拟运行环境 44
        • 2.2.5 Python IDE与开发插件 45
        • 2.2.6 向量库 47
        • 2.2.7 LlamaIndex框架 51
      • 2.3 关于本书开发环境的约定 51
  • 基　础　篇
    • 第3章 初识RAG应用开发 55
      • 3.1 开发一个最简单的RAG应用 55
        • 3.1.1 使用原生代码开发 56
        • 3.1.2 使用LlamaIndex框架开发 64
        • 3.1.3 使用LangChain框架开发 68
      • 3.2 如何跟踪与调试RAG应用 70
        • 3.2.1 借助LlamaDebugHandler 70
        • 3.2.2 借助第三方的跟踪与调试平台 73
      • 3.3 准备：基于LlamaIndex框架的RAG应用开发核心组件 77
    • 第4章 模型与Prompt 78
      • 4.1 大模型 78
        • 4.1.1 大模型在RAG应用中的作用 79
        • 4.1.2 大模型组件的统一接口 80
        • 4.1.3 大模型组件的单独使用 82
        • 4.1.4 大模型组件的集成使用 83
        • 4.1.5 了解与设置大模型的参数 84
        • 4.1.6 自定义大模型组件 85
        • 4.1.7 使用LangChain框架中的大模型组件 87
      • 4.2 Prompt 87
        • 4.2.1 使用Prompt模板 87
        • 4.2.2 更改默认的Prompt模板 88
        • 4.2.3 更改Prompt模板的变量 91
      • 4.3 嵌入模型 92
        • 4.3.1 嵌入模型在RAG应用中的作用 92
        • 4.3.2 嵌入模型组件的接口 93
        • 4.3.3 嵌入模型组件的单独使用 95
        • 4.3.4 嵌入模型组件的集成使用 97
        • 4.3.5 了解与设置嵌入模型的参数 97
        • 4.3.6 自定义嵌入模型组件 98
    • 第5章 数据加载与分割 100
      • 5.1 理解两个概念：Document与Node 100
        • 5.1.1 什么是Document与Node 100
        • 5.1.2 深入理解Document与Node 102
        • 5.1.3 深入理解Node对象的元数据 103
        • 5.1.4 生成Document对象 106
        • 5.1.5 生成Node对象 107
        • 5.1.6 元数据的生成与抽取 111
        • 5.1.7 初步了解IndexNode类型 115
      • 5.2 数据加载 116
        • 5.2.1 从本地目录中加载 117
        • 5.2.2 从网络中加载数据 123
      • 5.3 数据分割 129
        • 5.3.1 如何使用数据分割器 129
        • 5.3.2 常见的数据分割器 131
      • 5.4 数据摄取管道 145
        • 5.4.1 什么是数据摄取管道 145
        • 5.4.2 用于数据摄取管道的转换器 147
        • 5.4.3 自定义转换器 149
        • 5.4.4 使用数据摄取管道 150
      • 5.5 完整认识数据加载阶段 155
    • 第6章 数据嵌入与索引 156
      • 6.1 理解嵌入与向量 156
        • 6.1.1 直接用模型生成向量 157
        • 6.1.2 借助转换器生成向量 157
      • 6.2 向量存储 158
        • 6.2.1 简单向量存储 159
        • 6.2.2 第三方向量存储 161
      • 6.3 向量存储索引 164
        • 6.3.1 用向量存储构造向量存储索引对象 165
        • 6.3.2 用Node列表构造向量存储索引对象 166
        • 6.3.3 用文档直接构造向量存储索引对象 169
        • 6.3.4 深入理解向量存储索引对象 172
      • 6.4 更多索引类型 175
        • 6.4.1 文档摘要索引 175
        • 6.4.2 对象索引 177
        • 6.4.3 知识图谱索引 180
        • 6.4.4 树索引 186
        • 6.4.5 关键词表索引 187
    • 第7章 检索、响应生成与RAG引擎 190
      • 7.1 检索器 191
        • 7.1.1 快速构造检索器 191
        • 7.1.2 理解检索模式与检索参数 192
        • 7.1.3 初步认识递归检索 197
      • 7.2 响应生成器 199
        • 7.2.1 构造响应生成器 200
        • 7.2.2 响应生成模式 201
        • 7.2.3 响应生成器的参数 210
        • 7.2.4 实现自定义的响应生成器 212
      • 7.3 RAG引擎：查询引擎 214
        • 7.3.1 构造内置类型的查询引擎的两种方法 214
        • 7.3.2 深入理解查询引擎的内部结构和运行原理 217
        • 7.3.3 自定义查询引擎 218
      • 7.4 RAG引擎：对话引擎 221
        • 7.4.1 对话引擎的两种构造方法 221
        • 7.4.2 深入理解对话引擎的内部运行和运行原理 224
        • 7.4.3 理解不同的对话模式 227
      • 7.5 结构化输出 239
        • 7.5.1 使用output_cls参数 240
        • 7.5.2 使用输出解析器 241
  • 高 级 篇
    • 第8章 RAG引擎高级开发 247
      • 8.1 检索前查询转换 247
        • 8.1.1 简单查询转换 248
        • 8.1.2 HyDE查询转换 249
        • 8.1.3 多步查询转换 251
        • 8.1.4 子问题查询转换 254
      • 8.2 检索后处理器 259
        • 8.2.1 使用节点后处理器 259
        • 8.2.2 实现自定义的节点后处理器 260
        • 8.2.3 常见的预定义的节点后处理器 261
        • 8.2.4 Rerank节点后处理器 266
      • 8.3 语义路由 272
        • 8.3.1 了解语义路由 272
        • 8.3.2 带有路由功能的查询引擎 274
        • 8.3.3 带有路由功能的检索器 276
        • 8.3.4 使用独立的选择器 277
        • 8.3.5 可多选的路由查询引擎 278
      • 8.4 SQL查询引擎 280
        • 8.4.1 使用NLSQLTableQueryEngine组件 281
        • 8.4.2 基于实时表检索的查询引擎 283
        • 8.4.3 使用SQL检索器 285
      • 8.5 多模态文档处理 286
        • 8.5.1 多模态文档处理架构 286
        • 8.5.2 使用LlamaParse解析文档 288
        • 8.5.3 多模态文档中的表格处理 294
        • 8.5.4 多模态大模型的基础应用 297
        • 8.5.5 多模态文档中的图片处理 303
      • 8.6 查询管道：编排基于Graph的RAG工作流 308
        • 8.6.1 理解查询管道 309
        • 8.6.2 查询管道支持的两种使用方式 310
        • 8.6.3 深入理解查询管道的内部原理 313
        • 8.6.4 实现并插入自定义的查询组件 315
    • 第9章 开发Data Agent 321
      • 9.1 初步认识Data Agent 322
      • 9.2 构造与使用Agent的工具 323
        • 9.2.1 深入了解工具类型 324
        • 9.2.2 函数工具 325
        • 9.2.3 查询引擎工具 326
        • 9.2.4 检索工具 327
        • 9.2.5 查询计划工具 328
        • 9.2.6 按需加载工具 330
      • 9.3 基于函数调用功能直接开发Agent 331
      • 9.4 用框架组件开发Agent 335
        • 9.4.1 使用OpenAIAgent 335
        • 9.4.2 使用ReActAgent 336
        • 9.4.3 使用底层API开发Agent 338
        • 9.4.4 开发带有工具检索功能的Agent 340
        • 9.4.5 开发带有上下文检索功能的Agent 341
      • 9.5 更细粒度地控制Agent的运行 343
        • 9.5.1 分步可控地运行Agent 344
        • 9.5.2 在Agent运行中增加人类交互 346
    • 第10章 评估RAG应用 349
      • 10.1 为什么RAG应用需要评估 349
      • 10.2 RAG应用的评估依据与指标 350
      • 10.3 RAG应用的评估流程与方法 351
      • 10.4 评估检索质量 352
        • 10.4.1 生成检索评估数据集 352
        • 10.4.2 运行评估检索过程的程序 354
      • 10.5 评估响应质量 356
        • 10.5.1 生成响应评估数据集 356
        • 10.5.2 单次响应评估 358
        • 10.5.3 批量响应评估 360
      • 10.6 基于自定义标准的评估 362
    • 第11章 企业级RAG应用的常见优化策略 364
      • 11.1 选择合适的知识块大小 364
        • 11.1.1 为什么知识块大小很重要 364
        • 11.1.2 评估知识块大小 365
      • 11.2 分离检索阶段的知识块与生成阶段的知识块 369
        • 11.2.1 为什么需要分离 369
        • 11.2.2 常见的分离策略及实现 369
      • 11.3 优化对大文档集知识库的检索 378
        • 11.3.1 元数据过滤 + 向量检索 378
        • 11.3.2 摘要检索+ 内容检索 383
        • 11.3.3 多文档Agentic RAG 390
      • 11.4 使用高级检索方法 397
        • 11.4.1 融合检索 398
        • 11.4.2 递归检索 406
    • 第12章 构建端到端的企业级RAG应用 429
      • 12.1 对生产型RAG应用的主要考量 429
      • 12.2 端到端的企业级RAG应用架构 430
        • 12.2.1 数据存储层 431
        • 12.2.2 AI模型层 432
        • 12.2.3 RAG工作流与API模块 432
        • 12.2.4 前端应用模块 433
        • 12.2.5 后台管理模块 434
      • 12.3 端到端的全栈RAG应用案例 436
        • 12.3.1 简单的全栈RAG查询应用 436
        • 12.3.2 基于多文档Agent的端到端对话应用 455
    • 第13章 新型RAG范式原理与实现 478
      • 13.1 自纠错RAG：C-RAG 478
        • 13.1.1 C-RAG诞生的动机 478
        • 13.1.2 C-RAG的原理 479
        • 13.1.3 C-RAG的实现 480
      • 13.2 自省式RAG：Self-RAG 485
        • 13.2.1 Self-RAG诞生的动机 485
        • 13.2.2 Self-RAG的原理 486
        • 13.2.3 Self-RAG的实现 493
        • 13.2.4 Self-RAG的优化 506
      • 13.3 检索树RAG：RAPTOR 507
        • 13.3.1 RAPTOR诞生的动机 507
        • 13.3.2 RAPTOR的原理 508
        • 13.3.3 RAPTOR的实现 510

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