大模型 | RAG与本地知识库,向量数据库,以及知识图谱的联系与区别

RAG的本质是高效检索,而知识库,向量数据库和知识图谱只是组织数据的一种形式**”**

一、RAG——检索增强生成

可能到现在很多人还不明白什么是RAG——检索增强生成。

先说RAG技术产生的背景,RAG技术是基于大模型文本生成而产生的一种技术;目的是解决大模型的缺陷问题,因此就有了RAG技术来帮助大模型,简单来说RAG就相当于给大模型配备了一个资料库,遇到不懂的问题不要胡扯,先去查查资料。

大模型主要缺陷:

知识更新不及时:大模型的知识仅限于训练数据的截止时间,无法获取之后的知识
大模型幻觉问题:大模型一本正经的胡说八道,
大模型知识不足:大模型的知识有限,很多垂直领域的知识它都不知道

RAG技术的运作流程是什么样的呢?

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如上图所示,完整呈现了RAG的运作流程;RAG技术主要分为三个部分:

1. 创建资料库
2. 查资料
3. 带着资料问问题

举个生活中的例子,你是一个学生,有一天遇到一个你不懂的问题;然后,你爸妈就让你去问邻居家上大学的哥哥姐姐;如果是一些常识性的问题,那么他们可以直接告诉你结果。

但你这个问题比较特殊,涉及到具体的专业知识,比如说化学,物理等;这时上大学的哥哥姐姐可能也不知道该怎么回答你的问题,但以他多年的学习经验,他觉得这个问题他可以解决,但需要先看一下你的课本或资料。

这个步骤就是RAG中的第三步,你就是用户,大模型就是邻家的哥哥姐姐;而你比较聪明,在来的时候就怕哥哥姐姐需要看你的课本,你随身就把课本和资料给带着了;这个就是第二步。

然后,邻家的哥哥姐姐看了一会你的课本,然后告诉你这个问题应该怎么巴拉巴拉的给你讲,然后你的问题就解决了。

现在回到RAG的问题,为什么需要这三步?

因为大模型上面的缺陷,所以导致大模型能力并不是很强,因此有些东西需要查资料才能知道;但怎么才给大模型建一个资料库呢?

这就是第一步,比如需要从不同的文档加载数据,如word,pdf,txt,音频,视频等;然后需要把这些文档中有关联的数据放到一块,这个就叫做嵌入(embedding),最后把这些数据存储到一个地方,比如向量数据库。

第二步就是检索,有了这些资料之后,怎么才能根据不同的问题,从中找到相关联的资料;比如,你不可能因为一个历史问题就去翻阅整个永乐大典;所以这就需要一种检索技术,比如目录/索引。

接着是第三步,你带着第二步检索到的数据给到大模型,然后大模型就可以根据这些数据来回答你的问题;这时你可能会说,既然有了这些资料我自己看不就行了,还要大模型干什么;那如果你是公司客服,你会为每个用户都重新介绍一下你们公司的产品和企业文化吗?

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而这就是整个RAG技术的实现流程,每个环节又涉及到不同的技术;比如第一步创建资料库,需要文档加载技术,分词技术,嵌入技术等;第二步需要向量化技术,准确高效的检索技术等;第三步需要提示词技术,大模型调用技术等,因为第二步查到的资料需要放到提示词中让大模型自己去“看”。

所以,从这里也可以看出,严格来说RAG技术和大模型没太大直接关系(这里的没关系是指进行业务处理的大模型,而文档嵌入本质上使用的也是嵌入大模型);大模型不管你使用的是什么资料库,也不关心你查到了哪些资料,大模型关心的只是你最后在提示词中携带的资料。

二、大模型与本地知识,向量数据和知识图谱

那么,RAG和本地知识库,向量数据库,还有知识图谱有什么关系呢?

什么是本地知识库?

本地知识库说白了就是资料库的一种,比如说你们公司的技术档案,销售记录,公司的规章制度等都属于本地知识库的范围;本地知识库的作用是把一个组织内部的资料梳理出来方便大家使用。

所以,本地知识库的本质是资料库;而这个资料库可以有多种不同的组织形式,比如以文档,书籍,或者网页,视频,甚至是会议记录等形式存在,也可能是多种形式的混合。

而向量数据库是一种存储数据的方式,只不过由于大模型的出现,导致基于以前的字符存储变成了基于语义的向量存储;向量数据库从功能上来说和传统的数据库没有本质区别,不论是mysql,还是redis;只不过传统的数据库是基于字符匹配,而向量数据库基于语义匹配(本质上一种数学模型,如欧式距离和余弦函数)。

向量数据库既然是数据库,那么它就具备数据库的特性,存储数据和查询数据;它是数据存储的载体,就类似于工作中的文件夹。

而知识图谱又是什么?

所谓的知识图谱是由谷歌推出的一种搜索引擎技术,面对互联网中日益增长的数据,怎么表示这些数据,以及这些数据之间的关系成为了一个难题;因此,谷歌就推出了知识图谱技术,用这个方式去记录这些数据以及其关联关系。说白了知识图谱就是一种组织数据的方式,比如我们日常工作和生活中,会按照日期,地点,任务名称等来存放不同的文件,资料。

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所以,本地知识库,向量数据库,还有知识图谱有什么关系?

本地知识库即可以使用简单的日期,部门,工作任务来组织资料,也可以使用知识图谱这种更加专业的方式来搭建本地知识库;而搭建的本地知识库存储在什么地方?

即可以存储在传统的关系性数据库中,也可以存储在文本文件中,当然也可以存储在向量数据库中。

这就是其三者之间的关系。

那么它们和RAG又有什么关系?

前面说了,RAG是为了解决大模型本身存在的几个缺陷;大模型需要的是你在提示词中拼接的最终资料,而不会关心你这个资料从哪里来。而RAG就是从外部检索资料然后拼接到大模型提示词中的一种方法论。

RAG最终的目的就是准确,高效的检索到相关的资料;而不管是去知识图谱中检索,还是去本地知识库中检索,还是去向量数据库中检索,亦或者是从传统的关系型数据库中检索,或者直接去网络上搜索。

比如说,你想让大模型告诉你怎么做西红柿炒蛋,你需要的是使用RAG技术检索到做番茄炒蛋的内容,而不是告诉大模型哪里大米产量高,哪里发生了自然灾害,原子弹怎么造。

而至于你这个资料是从哪家餐厅的菜谱中找到的,还是从网络上搜索到的,或者还是路边听说的都可以。

问题,传统数据库可以用来做RAG吗?‍‍‍

答案是可以,比如说价格表这种精确的不需要语义检索的数据;使用传统数据库效果会更好。一般企业场景中是把语义检索和字符匹配同时使用,需要语义理解的就使用语义检索库,比如向量数据库;精确的数据就放到传统数据库中。‍‍‍

三、总结

RAG是一种从外部检索数据的方式;本地知识库相当于一个资料库;而知识图谱是组织数据的一种更加科学的方式;向量数据库是用来存储向量化数据的一个载体。

所以,本地知识库,向量数据库和知识图谱和RAG没什么直接关系,如果说有关系就是它们三者可以作为RAG技术的一种具体实现;但RAG也可以使用其它的实现方式。

RAG,本地知识库,向量数据库,知识图谱是四个完全独立的技术,它们之间没有任何直接关系,但又可以互相合作以达到某种效果。

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<think>嗯,用户想了解如何构建本地RAG知识库知识图谱。首先,我需要明确RAG知识图谱的关系。RAG是检索增强生成,结合了检索和生成模型,而知识图谱则是结构化的数据表示方式,用实体和关系来组织信息。用户可能希望将两者结合,提升本地知识库的查询效率和生成质量。 首先,我得回忆一下构建知识图谱的基本步骤,可能包括数据收集、处理、实体识别、关系抽取、存储等。但结合到RAG的话,可能需要考虑如何将知识图谱集成到RAG的流程中,比如在检索阶段利用图谱的结构化信息来增强检索效果。 接下来,用户提到的是“本地RAG知识库,所以需要注意本地环境的资源限制,比如数据量、计算能力。可能需要推荐一些轻量级的工具,比如Neo4j的社区版,或者使用Python的库如spaCy进行实体识别。 然后,步骤分解。首先数据准备,可能需要处理各种格式的文档,如PDF、Word、文本等。然后信息抽取,这一步是关键,需要用NLP技术提取实体和关系。存储部分,图数据库的选择和设计很重要,要确保能够高效查询。之后RAG集成,可能需要将知识图谱的信息作为检索的一部分,或者用于生成时的上下文增强。 用户可能遇到的难点是在信息抽取阶段,特别是关系抽取的准确性。这里可能需要用到预训练模型,比如BERT,或者使用现有的工具如Stanford NLP库。另外,知识图谱的更新和维护也是一个问题,需要考虑如何自动化或半自动化地处理新数据。 还要考虑评估和优化,比如如何测试知识图谱RAG效果的影响,可能需要设计一些实验对比有无知识图谱时的生成质量。同时,性能优化方面,比如图数据库的索引优化,查询语句的优化等。 用户可能没有明确提到的需求包括数据隐私和安全性,因为是本地部署,这点可能很重要。需要确保数据处理和存储符合隐私要求,特别是在处理敏感信息时。 总结下来,回答的结构应该分步骤,每个步骤详细说明方法和工具,同时指出可能的挑战和解决方案。需要保持语言清晰,技术细节适当,不过于晦涩,让用户能一步步跟着操作。同时推荐一些具体的工具和框架,帮助用户实际实施。</think>构建本地RAG知识库知识图谱可分为以下步骤,需结合数据处理、知识抽取和图谱存储技术: ### 一、数据准备阶段 1. **数据采集** - 本地文档:整理PDF、Word、TXT等格式文件 $$ \text{数据源} = \{D_1, D_2, ..., D_n\} \quad \text{其中} D_i \in \{\text{文档集合}\} $$ - 结构化数据:导入数据库表格、CSV等 2. **文本预处理** - 清洗:去除特殊符号、停用词 - 分句:使用NLP工具(如spaCy)切分语义单元 - 向量化:通过Embedding模型(如BERT)生成文本向量 ### 二、知识抽取 1. **实体识别** - 工具选择:Stanford NER、spaCy或训练BiLSTM-CRF模型 $$ P(e|s) = \prod_{t=1}^T P(e_t|s_t) $$ - 实体类型:人物、地点、事件等自定义类别 2. **关系抽取** - 规则匹配:基于依存句法分析构建模式 - 深度学习:使用预训练模型(REBEL、OpenIE) - 三元组生成:形成(头实体,关系,尾实体)结构 ### 三、图谱构建 1. **图数据库选型** - Neo4j(Cypher查询语言) - JanusGraph(分布式架构) - NebulaGraph(高性能场景) 2. **模式设计** ```cypher CREATE (e1:Entity {name:'AI'})-[:SUBCLASS_OF]->(e2:Entity {name:'Technology'}) ``` 3. **数据导入** - 批量导入:使用APOC工具导入CSV - 增量更新:设置定时ETL流程 ### 四、RAG集成 1. **检索增强** - 将知识图谱作为检索源 - 混合查询:结合向量检索和图遍历 $$ \text{Score} = \alpha \cdot \text{BM25} + \beta \cdot \text{GraphRel} $$ 2. **生成优化** - 将图谱路径作为prompt上下文 - 使用GNN增强生成模型的知识感知能力 ### 五、实践建议 1. **工具链推荐** - 轻量级方案:spaCy + NetworkX + FAISS - 企业级方案:Apache Jena + TensorFlow GNN + Milvus 2. **常见问题处理** - 歧义消解:建立实体消歧规则库 - 数据冲突:设计版本控制机制 - 性能优化:对高频查询建立子图索引 3. **评估指标** - 图谱质量:F1值、关系准确率 - 检索效果:MRR@10、NDCG@5 - 生成质量:ROUGE、BLEU评分 ### 六、典型应用场景 1. 企业文档智能问答 2. 科研文献关联发现 3. 法律案例推理系统 需注意:知识图谱构建需持续迭代,建议初期聚焦核心实体关系,逐步扩展覆盖范围。实际部署时建议配合日志分析模块,持续监控知识盲区。
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