RAG实践指南:利用Ollama搭建本地知识库

利用Ollama搭建本地知识库的RAG实践

什么是 RAG

RAG,即检索增强生成(Retrieval-Augmented Generation),是一种先进的自然语言处理技术架构,它旨在克服传统大型语言模型(LLMs)在处理开放域问题时的信息容量限制和时效性不足。RAG的核心机制融合了信息检索系统的精确性和语言模型的强大生成能力,为基于自然语言的任务提供了更为灵活和精准的解决方案。

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RAG与LLM的关系

RAG不是对LLM的替代,而是对其能力的扩展与升级。传统LLM受限于训练数据的边界,对于未见信息或快速变化的知识难以有效处理。RAG通过动态接入外部资源,使LLM得以即时访问和利用广泛且不断更新的知识库,进而提升模型在问答、对话、文本生成等任务中的表现。此外,RAG框架强调了模型的灵活性和适应性,允许开发者针对不同应用场景定制知识库,从而满足特定领域的需求。

下图是 RAG 的一个大致流程:

RAG就像是为大型语言模型(LLM)配备了一个即时查询的“超级知识库”。这个“外挂”不仅扩大了模型的知识覆盖范围,还提高了其回答特定领域问题的准确性和时效性。

想象一下,传统的LLM像是一个博学多才但记忆力有限的学者,它依赖于训练时吸收的信息来回答问题。而RAG,则是这位学者随时可以连线的庞大图书馆和实时资讯网络。当面临复杂或最新的查询时,RAG能让模型即时搜索并引用这些外部资源,就像学者翻阅最新的研究资料或在线数据库一样,从而提供更加精准、全面和最新的答案。这种设计尤其适用于需要高度专业化或快速更新信息的场景,比如医学咨询、法律意见、新闻摘要等。

基于此,RAG 技术特别适合用来做个人或企业的本地知识库应用,利用现有知识库资料结合 LLM 的能力,针对特定领域知识的问题能够提供自然语言对话交互,且答案比单纯用 LLM 准确性要高得多。

### 创建和使用 Ollama RAG 本地知识库 #### 安装依赖项 为了构建 Ollama RAG (Retrieval-Augmented Generation) 的本地知识库,需先安装必要的软件包。通常情况下,这涉及 Python 和一些特定的库。 ```bash pip install langchain chromadb tiktoken openai ``` 此命令会安装 `langchain`、`chromadb`、`tiktoken` 及 `openai` 库,这些都是创建和管理知识库所必需的工具[^1]。 #### 初始化向量数据库 接下来要初始化一个用于存储文档嵌入表示形式的向量数据库。这里选择了 ChromaDB 来作为例子: ```python import chromadb client = chromadb.Client() collection_name = "ollama_knowledge_base" try: collection = client.get_or_create_collection(name=collection_name) except Exception as e: print(f"Error creating or getting the collection: {e}") ``` 上述代码片段展示了如何连接至 ChromaDB 并获取或新建名为 “ollama_knowledge_base”的集合来保存数据。 #### 加载并处理文件 对于想要加入到知识库中的每一份新文件,都需要将其转换成适合检索的形式——即分割成较小的部分,并计算其对应的向量表示。下面是一个简单的函数用来加载 PDF 文件的内容: ```python from PyPDF2 import PdfReader def load_pdf(file_path): reader = PdfReader(file_path) pages_text = [] for page_num in range(len(reader.pages)): text = reader.pages[page_num].extract_text() pages_text.append(text) return "\n".join(pages_text) ``` 这段脚本读取指定路径下的 PDF 文档并将各页的文字提取出来组合成单个字符串返回。 #### 将文本转化为向量 一旦拥有了待索引的纯文本内容之后,则可以通过预训练的语言模型(如 OpenAI 提供的服务)获得这些文本片断的高维特征表达方式: ```python import openai OPENAI_API_KEY = 'your_openai_api_key' def get_embedding(text, model="text-embedding-ada-002"): response = openai.Embedding.create( input=[text], engine=model, api_key=OPENAI_API_KEY ) embedding = response['data'][0]['embedding'] return embedding ``` 通过调用 OpenAI API 获取给定文本串的嵌入向量。 #### 插入记录到向量数据库 最后一步就是把这些经过编码后的信息存入之前准备好的 ChromaDB 集合里边去: ```python texts_to_add = ["example sentence one", "another example"] embeddings = [get_embedding(t) for t in texts_to_add] for i, emb in enumerate(embeddings): try: collection.add(ids=str(i), embeddings=emb, metadatas={"source": f"text_{i}"}) except Exception as e: print(f"Failed to add document with error: {e}") ``` 以上过程实现了将多个文本条目及其相应的嵌入添加到了 ChromaDB 中。 #### 查询知识库 当完成了上面所有的准备工作以后就可以开始利用这个新的知识库来进行查询操作了。比如查找最接近某个输入短语的相关资料: ```python query_vector = get_embedding("what is retrieval augmented generation?") results = collection.query(query_embeddings=query_vector, n_results=5) print(results) ``` 该段代码接收用户提出的自然语言问题并通过比较已知条目的相似度找出最佳匹配结果。
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