RAG检索增强生成,从入门到精通:原理剖析+实战代码+避坑指南,看这篇就够了!
RAG的全称是Retrieval-Augmented Generation,称为检索增强生成技术,可以理解为给大模型安装一个“外接大脑”,RAG是这样工作的:当大模型收到一个问题时,它不会直接凭自己的记忆回答,而是会:
1、什么是RAG技术?
RAG的全称是Retrieval-Augmented Generation,称为检索增强生成技术,可以理解为给大模型安装一个“外接大脑”,RAG是这样工作的:当大模型收到一个问题时,它不会直接凭自己的记忆回答,而是会:
a.先从一个海量的、可更新的知识库(外接大脑)中查找相关信息
b.然后把找到的信息和问题一起交给大模型
c.最后让大模型基于这些准确的信息生成答案
2、为什么需要RAG技术?
大模型虽然强大,但存在五个问题:
知识过时:大模型的训练数据有截止日期,无法获取最新信息。GPT-4的知识截止到2023年4月,之后发生的事情它一无所知。
缺乏专业知识:通用模型在医疗、法律等专业领域深度不够,难以提供可靠答案。
凭空捏造:当模型不确定时,可能会“自信地”编造答案,产生所谓的“幻觉”。
数据泄露:GPT-2是通过数据攻击大模型获取个人敏感数据。
训练成本:模型的参数规模不断攀升,需要更多的训练资源。
RAG技术恰好解决了这些问题:
知识实时更新:外接知识库可以随时更新,保证答案的时效性专业精准:可接入专业领域的数据库,提供权威答案有据可查:每个答案都有来源依据,可追溯可验证
数据更安全:个人私有数据得到保证
训练成本少:早在2021年,便于科学家论文证明利用RAG系统,大模型训练成本大大减少
3、RAG的工作流程

RAG的工作过程可以分为三个清晰的步骤:
检索(Retrieval) - 当用户提出问题时,RAG系统首先从外部知识库中检索与问题相关的信息。这个过程类似于使用搜索引擎,找到最相关的文档片段。
增强(Augmentation) - 将检索到的相关信息与用户原问题组合成一个新的、 enriched 的提示词。例如:“基于以下资料{检索到的信息},请回答:{用户原问题}”。
生成(Generation) - 将这个增强后的提示词输入大模型,让模型基于提供的资料生成最终答案。
整个过程通常只需几秒钟,用户感受到的是一个直接、准确且有针对性的答案。
4、RAG的优缺点
RAG的优势:
准确性高:基于最新、最可靠的信息生成答案,降低幻觉
成本低廉:相比重新训练模型,更新知识库的成本几乎可以忽略不计
透明度高:可以提供答案的来源和依据,增强可信度
易于实现:技术相对成熟,有多种开源框架可用
模型可解释性:RAG具有一定程度的可解释性,可以理解模型是如何生成回答的
RAG的挑战:
依赖检索质量:如果检索不到相关信息,系统无法给出好答案
上下文长度限制:大模型有输入长度限制,可能无法处理过多检索结果
延迟问题:检索需要时间,会增加整体响应延迟
依赖于现有的知识库:需要专业的且大规模的知识库
5、RAG的应用场景
RAG技术正在各行各业发挥重要作用:
智能客服:接入最新的产品文档和FAQ,提供准确客服咨询
企业知识管理:构建企业专属知识库,员工可随时查询公司制度、流程
医疗辅助:结合最新医学文献,为医生提供诊断建议和治疗方案参考
法律咨询:接入法律条文和判例库,提供初步法律意见
教育领域:基于教材和最新研究资料,为学生提供个性化辅导
内容创作:帮助作者查找资料,生成内容翔实的文章
6、RAG的范式演变
RAG技术本身也在不断进化,经历了几个阶段的演变:
初级RAG(Naive RAG):简单的检索-读取流程,存在检索不准确、生成内容与查询不匹配等问题。
高级RAG(Advanced RAG):引入优化技术,包括更精细的检索前处理(更好的文本分割、索引优化)、检索过程优化(更好的检索策略和排序算法)以及检索后优化(对检索结果的重排序和过滤)。
模块化RAG(Modular RAG):将RAG系统拆分为多个可替换的模块,如搜索模块、记忆模块、检索模块和重排序模块等。这种架构更加灵活,可以根据不同需求定制解决方案。
大模型RAG:主导的系统可以通过Agent来实现,Agent可以看作LLM于工具集合(如搜索引擎、数据库、网站导航)的集成。
多模态RAG:是RAG系统的扩展,可以处理不同模态的数据,如文本、图片、音频、视频。生成的结构也更加丰富和多样化。
RAG技术不是要取代大模型,而是让大模型变得更加可靠、实用。它解决了大模型“一本正经地胡说八道”的问题,让AI能够基于事实、依据最新资料给出回答。
如何学习大模型 AI ?
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第一阶段(10天):初阶应用
该阶段让大家对大模型 AI有一个最前沿的认识,对大模型 AI 的理解超过 95% 的人,可以在相关讨论时发表高级、不跟风、又接地气的见解,别人只会和 AI 聊天,而你能调教 AI,并能用代码将大模型和业务衔接。
- 大模型 AI 能干什么?
- 大模型是怎样获得「智能」的?
- 用好 AI 的核心心法
- 大模型应用业务架构
- 大模型应用技术架构
- 代码示例:向 GPT-3.5 灌入新知识
- 提示工程的意义和核心思想
- Prompt 典型构成
- 指令调优方法论
- 思维链和思维树
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第二阶段(30天):高阶应用
该阶段我们正式进入大模型 AI 进阶实战学习,学会构造私有知识库,扩展 AI 的能力。快速开发一个完整的基于 agent 对话机器人。掌握功能最强的大模型开发框架,抓住最新的技术进展,适合 Python 和 JavaScript 程序员。
- 为什么要做 RAG
- 搭建一个简单的 ChatPDF
- 检索的基础概念
- 什么是向量表示(Embeddings)
- 向量数据库与向量检索
- 基于向量检索的 RAG
- 搭建 RAG 系统的扩展知识
- 混合检索与 RAG-Fusion 简介
- 向量模型本地部署
- …
第三阶段(30天):模型训练
恭喜你,如果学到这里,你基本可以找到一份大模型 AI相关的工作,自己也能训练 GPT 了!通过微调,训练自己的垂直大模型,能独立训练开源多模态大模型,掌握更多技术方案。
到此为止,大概2个月的时间。你已经成为了一名“AI小子”。那么你还想往下探索吗?
- 为什么要做 RAG
- 什么是模型
- 什么是模型训练
- 求解器 & 损失函数简介
- 小实验2:手写一个简单的神经网络并训练它
- 什么是训练/预训练/微调/轻量化微调
- Transformer结构简介
- 轻量化微调
- 实验数据集的构建
- …
第四阶段(20天):商业闭环
对全球大模型从性能、吞吐量、成本等方面有一定的认知,可以在云端和本地等多种环境下部署大模型,找到适合自己的项目/创业方向,做一名被 AI 武装的产品经理。
- 硬件选型
- 带你了解全球大模型
- 使用国产大模型服务
- 搭建 OpenAI 代理
- 热身:基于阿里云 PAI 部署 Stable Diffusion
- 在本地计算机运行大模型
- 大模型的私有化部署
- 基于 vLLM 部署大模型
- 案例:如何优雅地在阿里云私有部署开源大模型
- 部署一套开源 LLM 项目
- 内容安全
- 互联网信息服务算法备案
- …
学习是一个过程,只要学习就会有挑战。天道酬勤,你越努力,就会成为越优秀的自己。
如果你能在15天内完成所有的任务,那你堪称天才。然而,如果你能完成 60-70% 的内容,你就已经开始具备成为一名大模型 AI 的正确特征了。
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