大模型基础入门与 RAG 实战：从理论到 llama-index 项目搭建（有具体代码示例）

fly五行2025-10-13 14:16

一、初识大模型：生成式 AI 时代的核心动力

1.1 大模型的定义与核心特点

大模型是指参数量达数十亿至数千亿级、基于深度学习技术构建的机器学习模型，在自然语言处理（NLP）、计算机视觉（CV）等领域展现出卓越能力。其核心特点可概括为以下 10 点：

特点 详细说明
参数量大 通常包含数十亿至数千亿参数，能捕捉数据中复杂模式与细微特征，如 GPT-4 参数量超万亿
训练数据规模大 依赖海量多模态数据（文本、图像、音频等），涵盖互联网公开数据与领域私有数据
计算资源需求高 训练需 GPU/TPU 集群，单轮训练耗时数周甚至数月，成本可达数百万美元
泛化能力强 预训练后可迁移至多种任务，无需从零训练，如 GPT 模型可直接用于翻译、摘要生成
多任务处理能力 单一模型支持文本生成、问答、代码编写等多任务，无需针对每个任务单独建模
生成能力突出 能生成连贯、高质量的内容，如 GPT-4 可撰写论文、DALL-E 可生成创意图像
可解释性差 决策过程类似 "黑箱"，难以追溯答案生成逻辑，排查错误时缺乏明确依据
支持微调与迁移 可通过少量领域数据微调，快速适配特定场景，降低全量训练成本
资源消耗高 训练过程耗电巨大，碳足迹较高，如某大模型训练一次碳排放相当于一辆汽车行驶数年
伦理安全风险 可能生成虚假信息、偏见内容，训练数据中敏感信息存在泄露风险

1.2 大模型的交互流程与局限性

1.2.1 核心交互流程

大模型与人类 / 应用的交互遵循 "输入 - 处理 - 输出 - 反馈" 闭环，流程如下：

示例：当用户输入 "介绍大模型" 时，大模型会解析 Prompt，调用内部训练知识，生成包含定义、特点、应用的回答；若用户进一步提问 "大模型如何微调"，则触发新一轮交互。

1.2.2 大模型并非无所不能

尽管大模型能力强大，但存在明显局限性：

  • 知识时效性差：训练数据有 "截止日期"，无法获取实时信息（如 2025 年无法回答 2024 年后的新事件）；
  • 易产生 "幻觉"：可能生成看似合理但不符合事实的内容，如虚构文献引用、错误数据；
  • 领域适配弱：在医疗、法律等专业领域，未微调的大模型输出准确性低；
  • 上下文窗口限制：单次交互能处理的文本长度有限（如早期 GPT-3 仅支持 2048 Token）。

二、什么是 RAG？解决大模型痛点的关键技术

2.1 为什么需要 RAG？

为解决大模型 "知识过时、幻觉严重、领域适配差" 的问题，检索增强生成（Retrieval-Augmented Generation，RAG） 技术应运而生。其核心思想是：将 "大模型生成" 与 "外部知识检索" 结合，让大模型在生成回答时参考实时、可靠的外部数据，而非仅依赖内部训练知识。

RAG 的价值体现在三个核心场景：

  1. 企业级知识问答：如客服机器人需调用企业最新产品手册、订单数据；
  2. 实时信息查询：如新闻摘要、股票行情等需获取最新数据的场景；
  3. 专业领域辅助：如医疗诊断需参考最新临床指南，法律问答需关联现行法规。

2.2 RAG 的核心流程（附架构图）

RAG 技术架构分为数据索引阶段 和数据查询阶段，完整流程如下：

2.2.1 数据索引阶段：准备可检索的知识

  1. 加载（Loading）：支持多源数据接入，如本地 PDF/Word 文档、数据库表、API 接口数据、网页爬虫结果；

  2. 分割（Splitting） ：将长文档拆分为小知识块（Chunk），常用策略：

    • 按固定长度分割（如每 500 字符一个 Chunk）；
    • 按语义分割（如段落、章节边界）；
    • 示例：将 100 页产品手册拆分为 200 个 Chunk，每个 Chunk 包含 1-2 个产品功能说明；

  3. 嵌入（Embedding） ：通过 Embedding 模型（如 OpenAI text-embedding-3-small）将 Chunk 转为高维向量，捕捉语义信息；

    • 代码示例（使用 OpenAI Embedding）：

      python 复制代码 
      from openai import OpenAI
client = OpenAI(api_key="your-api-key")

def embed_text(text: str) -> list[float]:
    response = client.embeddings.create(
        input=text,
        model="text-embedding-3-small"
    )
    return response.data[0].embedding

# 测试：将Chunk转为向量
chunk = "大模型微调是指用少量领域数据更新模型参数，适配特定场景"
vector = embed_text(chunk)
print(f"向量维度：{len(vector)}")  # 输出：768（text-embedding-3-small默认维度）

  4. 索引（Indexing）：将向量存入向量库（如 Pinecone、Milvus），建立快速检索索引，支持按语义相似度查询。

2.2.2 数据查询阶段：生成精准回答

  1. 查询预处理：优化用户输入，如将 "咋查订单" 转为 "如何查询我的电商订单物流状态"，提升检索准确性；

  2. 检索（Retrieval）：将用户查询转为向量，在向量库中计算相似度（如余弦相似度），获取 Top-K（如 Top-5）最相关的 Chunk；

  3. 检索后处理：对 Chunk 重排序（如用 Cross-Encoder 模型优化排序）、过滤无关内容（如去除重复 Chunk）；

  4. 生成（Generation） ：将 "用户查询 + Top-K Chunk" 拼接为 Prompt，送入大模型生成回答，示例 Prompt：

    python 复制代码 
    基于以下参考信息，回答用户问题：
参考信息1：电商订单物流查询需提供订单号，路径为「我的订单-订单详情-物流跟踪」
参考信息2：若订单发货后超过3天未更新物流，可联系客服补发

用户问题：如何查询我的电商订单物流？若物流3天没更新怎么办？

2.3 RAG 的典型应用场景：客户服务聊天机器人

以电商客服为例，RAG 的应用流程如下：

  1. 用户输入："我上周买的手机什么时候到？"；
  2. 检索外部知识：RAG 系统自动检索 "用户订单数据库"，获取订单号、发货时间、物流单号；
  3. 增强回答：大模型结合检索到的信息（如 "订单 12345 已于 2024-12-25 发货，物流单号 YT6789"），生成回答；
  4. 输出结果："您购买的手机已于 2024-12-25 发货，物流单号 YT6789，预计 2024-12-30 送达，可在「我的订单」中查看实时物流。"

三、大模型、RAG、Agent 的核心区别

三者并非替代关系，而是 "基础 - 增强 - 应用" 的层级关系，核心差异如下表：

对比维度 大模型（Large Model） RAG（检索增强生成） Agent（智能体）
核心定义 百亿级参数神经网络，预训练获取通用能力 结合 "检索外部知识 + 大模型生成"，增强准确性 以大模型为 "大脑"，能自主规划、调用工具完成任务
知识来源 静态训练数据，知识截止后无法更新 实时外部数据库 / 文档 / API，无需重训 融合大模型知识、RAG 结果、工具返回数据
知识时效性 受训练数据限制，需重训 / 微调更新 外部数据实时更新，天然支持最新信息 结合 RAG 后支持实时数据，可主动抓取更新
生成准确性 易产生幻觉，专业领域准确率低 依赖可靠 Chunk，显著降低幻觉 多轮验证（如交叉查询多个数据源），错误率更低
成本 训练成本极高（百万级），推理成本随参数增加 仅需构建向量库，推理成本低（减少 Token 消耗） RAG 成本 + 工具调用成本，可通过缓存优化
典型应用 文本创作、翻译、通用问答 企业文档助手、客服机器人、专业领域问答 旅行规划、智能运维、自动数据分析
技术组件 Transformer、自注意力机制、预训练 + 微调 Embedding 模型、向量库、检索器、重排序模型 规划器、工具集、记忆模块、执行器

三者关系：大模型是基础能力提供者，RAG 是大模型的 "知识增强插件"，Agent 是将两者落地到实际任务的 "应用载体"。

四、实战：基于 llama-index 搭建 RAG 聊天项目

4.1 环境准备：创建虚拟环境与依赖管理

4.1.1 搭建 Python 虚拟环境

使用 PyCharm 或终端创建虚拟环境，避免依赖冲突：

python 复制代码 
# 1. 创建项目目录
mkdir llama-index-rag-demo && cd llama-index-rag-demo

# 2. 创建虚拟环境（Python 3.10+）
python -m venv .venv

# 3. 激活虚拟环境（Windows）
.venv\Scripts\activate
# 激活虚拟环境（Mac/Linux）
source .venv/bin/activate

# 4. 查看已安装模块
pip list
4.1.2 依赖导出与导入

为便于项目迁移，需将依赖保存到requirements.txt：

python 复制代码 
# 导出依赖方式1：pip freeze（包含所有依赖，适合完整环境复制）
pip freeze > requirements.txt

# 导出依赖方式2：pipreqs（仅导出项目实际使用的依赖，推荐）
pip install pipreqs
pipreqs . --ignore .venv --encoding=utf8 --force

# 导入依赖（新环境中执行）
pip install -r requirements.txt

4.2 安装 llama-index 框架

llama-index 是专注于 "大模型 + 外部数据" 集成的框架，简化 RAG 开发流程：

python 复制代码 
# 基础安装（包含核心功能）
pip install llama-index

# 若需集成OpenAI/DeepSeek等模型，安装对应扩展
pip install llama-index-llms-openai
pip install llama-index-embeddings-openai

验证安装是否成功：

python 复制代码 
pip show llama-index
# 输出示例：Version: 0.12.8，Summary: Interface between LLMs and your data

4.3 配置 DeepSeek 模型：解决 API 调用问题

4.3.1 注册 DeepSeek 与获取 API Key
  1. 访问DeepSeek 开放平台注册账号；
  2. 进入 "API Keys" 页面，点击 "创建 API Key"，保存生成的 Key（仅显示一次）。
4.3.2 编写模型配置文件（llms.py）

llama-index 默认支持 OpenAI 模型，需手动配置 DeepSeek：

python 复制代码 
from llama_index.llms.openai import OpenAI

def deepseek_llm(**kwargs):
    """配置DeepSeek聊天模型"""
    return OpenAI(
        api_key="sk-你的DeepSeek-API-Key",  # 替换为实际Key
        model="deepseek-chat",  # DeepSeek聊天模型名称
        api_base="https://api.deepseek.com/v1",  # DeepSeek API基础地址
        temperature=0.7,  # 创造性：0（严谨）~1（灵活）
        **kwargs
    )

def moonshot_llm(**kwargs):
    """可选：配置Moonshot（ kimi ）模型"""
    return OpenAI(
        api_key="sk-你的Moonshot-API-Key",
        model="kimi-k2-0711-preview",
        api_base="https://api.moonshot.cn/v1",
        temperature=0.7,
        **kwargs
    )
4.3.3 解决 "Unknown model 'deepseek-chat'" 报错

llama-index 默认不识别 DeepSeek 模型，需手动添加模型配置：

  1. 找到 llama-index 的模型配置文件：.venv/Lib/site-packages/llama_index/llms/openai/utils.py；

  2. 在文件中添加 DeepSeek 模型定义：

    python 复制代码 
    from typing import Dict

# 新增DeepSeek模型配置（token限制64000）
DEEPSEEK_MODELS: Dict[str, int] = {
    "deepseek-chat": 64000,
}

# 新增Moonshot模型配置（可选）
MOONSHOT_MODELS: Dict[str, int] = {
    "kimi-k2-0711-preview": 128000,
}

# 更新可用模型列表
ALL_AVAILABLE_MODELS.update(DEEPSEEK_MODELS)
ALL_AVAILABLE_MODELS.update(MOONSHOT_MODELS)
CHAT_MODELS.update(DEEPSEEK_MODELS)
CHAT_MODELS.update(MOONSHOT_MODELS)

4.4 编写聊天核心代码（main.py）

基于 llama-index 创建简单的 RAG 聊天引擎，支持实时交互：

python 复制代码 
from llama_index.core import Settings
from llama_index.core.chat_engine import SimpleChatEngine
from llms import deepseek_llm  # 导入自定义DeepSeek模型

# 1. 配置全局大模型
Settings.llm = deepseek_llm()

# 2. 创建聊天引擎（SimpleChatEngine适合基础交互）
chat_engine = SimpleChatEngine.from_defaults()

# 3. 启动流式交互循环（REPL：Read-Eval-Print Loop）
print("进入聊天模式，输入'exit'退出")
while True:
    user_input = input("Human: ")
    if user_input.lower() == "exit":
        print("Chat Engine: 再见！")
        break
    # 流式获取回答（逐Token输出，提升体验）
    response = chat_engine.stream_chat(message=user_input)
    print("Chat Engine: ", end="")
    for token in response.response_gen:
        print(token, end="", flush=True)
    print("\n" + "-"*50)

4.5 运行与测试

  1. 执行main.py：

    python 复制代码 
    python main.py

  2. 测试交互示例：

    python 复制代码 
    进入聊天模式，输入'exit'退出
Human: 介绍RAG技术的核心流程
Chat Engine: RAG（检索增强生成）的核心流程分为数据索引和数据查询两个阶段...
--------------------------------------------------
Human: 如何用llama-index配置DeepSeek模型
Chat Engine: 首先需在DeepSeek开放平台注册账号并获取API Key，然后创建llms.py文件配置模型参数...
--------------------------------------------------

五、总结

项目核心流程回顾

通过本文，你已掌握大模型基础、RAG 核心原理，以及基于 llama-index 的实战开发流程。

如果实践操作中遇到其他问题，也可以在评论区留言，Fly帮你在线答疑！！！

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