知识图谱 (Knowledge Graph) 详解
知识图谱 (Knowledge Graph, KG) 是一种结构化的知识表示形式,它以图 (Graph) 的形式来描述客观世界中存在的各种实体 (Entities)、概念 (Concepts) 及其之间的关系 (Relations)。通过将离散、异构的信息链接起来,知识图谱构建了一个庞大且相互关联的“知识网络”,使得机器能够像人类一样理解、组织和利用知识,从而支持复杂的推理和智能应用。 核心思想:将现实世界的知识抽象为“实体-关系-实体”或“实体-属性-属性值”的三元组结构,并通过图的形式直观地表示和存储这些知识,从而实现知识的机器可读、可理解和可推理。 它旨在解决传统关系型数据库在表示复杂、动态、多源异构数据时存在的语义鸿沟问题。 一、知识图谱的基本构成知识图谱的核心是其图结构中的基本元素: 实体 (Entities) 定义:指现实世界中具有明确指代和区分度的“事物”或“概念”,可以是具象的(如“苹果公司”、“埃菲尔铁塔”、“约翰·F·肯尼迪”)或抽象的(如“人工智能”、“经济学”、“创新”)。 表示:在知识图谱中,每个实体通常有一个唯一的标识符 (URI/...
LLM中相似性与相关性:概念、度量与应用详解
在大型语言模型 (LLM) 和更广泛的自然语言处理 (NLP) 领域中,相似性 (Similarity) 和 相关性 (Relevance) 是两个经常被提及但又有所区别的核心概念。它们都量化了两个文本片段之间的某种关联程度,但在具体含义、度量方法和应用场景上存在微妙但重要的差异。理解这两者的区别与联系,对于构建和优化基于 LLM 的智能系统至关重要。 核心思想:相似性通常指文本内容在语义或结构上的“形似”或“意近”,强调固有属性的匹配;而相关性则指文本内容与特定“查询”、“任务”或“上下文”之间的“关联程度”或“有用性”,强调功能性匹配。 一、为什么相似性与相关性在 LLM 中如此重要?LLM 通过将文本数据转换为高维向量空间中的数值向量(即嵌入),从而能够捕捉词语和文本的复杂语义。这种表示方法使得计算机可以进行超越简单关键词匹配的语义理解。而相似性和相关性正是这种语义理解的两个重要视角: 语义理解的基石:它们让 LLM 能够理解文本的实际含义,而不仅仅是表面文字。 信息检索的核心:无论是搜索、问答还是推荐,核心都是找出“最相似”或“最相关”的信息。 生成质量的衡量:...
微调大模型 (Finetuning LLMs) 详解
微调 (Finetuning) 是人工智能领域,特别是大语言模型 (LLM) 领域中的一项关键技术。它指的是在预训练好的大型模型基础上,使用特定任务或领域的数据集进一步训练模型的过程。通过微调,我们可以将一个通用的、在海量数据上学习到基础语言理解和生成能力的大模型,高效地适配到具体的场景需求,从而显著提升模型在该特定任务上的性能、准确性和可靠性。 核心思想:微调的核心在于利用通用大模型强大的“基础能力”,并通过小规模、高质量的领域数据进行“二次开发”,使其专业化。对于LLM而言,参数高效微调 (PEFT) 极大降低了微调的资源门槛,使其在实践中变得可行且高效。 一、为什么需要微调大模型?通用大语言模型(如 GPT-系列、Llama、Mistral 等)在预训练阶段学习了海量的文本数据,拥有强大的泛化能力、语言理解能力和常识。然而,它们在直接应用于特定任务或领域时仍存在局限性: 知识截止日期 (Knowledge Cut-off):预训练数据通常有截止日期,模型无法获取最新信息。 幻觉 (Hallucination):模型可能会生成看似合理但实际上错误或捏造的信息。 领域...
Transformer 模型深度详解
Transformer 模型由 Google Brain 团队在 2017 年的论文 “Attention Is All You Need” 中提出。它彻底改变了自然语言处理 (NLP) 领域,并成为了当前大语言模型 (LLM) 的基石。Transformer 模型以其强大的并行计算能力和卓越的长距离依赖建模能力,取代了传统的循环神经网络 (RNN) 和长短期记忆网络 (LSTM) 结构,成为了序列建模任务的主流架构。 核心思想:Transformer 放弃了传统的循环和卷积结构,完全依赖于注意力机制 (Attention Mechanism)来捕捉输入序列中的依赖关系。通过精心设计的自注意力 (Self-Attention) 机制,模型能够同时关注输入序列中的所有位置,从而实现高效的并行计算和对任意距离依赖的有效建模。 一、为什么需要 Transformer?在 Transformer 出现之前,RNN 及其变体 (如 LSTM 和 GRU) 是序列建模任务的主流。然而,它们存在一些固有的局限性: 顺序依赖:RNN 必须顺序地处理序列中的每个元素,后一个元素的计算依赖...
文档嵌入模型 (Document Embedding Models) 详解
文档嵌入模型 (Document Embedding Models) 是将整个文档(包括句子、段落或更长的文本)映射到高维实数向量空间的技术。与传统的词嵌入(如 Word2Vec)和句嵌入相比,文档嵌入旨在捕捉文档更宏观、更复杂的语义和上下文信息,使其在向量空间中表示为一个能够与其他文档进行高效相似性比较、检索和分析的稠密向量。 核心思想:将非结构化文档转化为机器可理解的深层语义表示,使相似的文档在多维向量空间中彼此靠近。这是构建高级信息检索、知识管理和内容理解系统的基石。 一、为什么需要文档嵌入模型?在大数据时代,我们面临着海量文档(如网页、报告、书籍、代码库、用户评论等)。传统处理这些文档的方法存在诸多局限: 关键词匹配的不足:搜索引擎通常依赖关键词匹配,但无法理解语义。例如,搜索“车祸”可能无法找到包含“交通事故”的文档。 句嵌入的局限性:虽然句嵌入能捕捉句子级别的语义,但在处理长文档时,简单地拼接或平均句嵌入会丢失文档整体的结构和主题信息。 高维稀疏性问题:传统的 Bag-of-Words (BOW) 或 TF-IDF 等模型将文档表示为高维稀疏向量,不仅计算效...
向量嵌入 (Vector Embeddings) 详解
向量嵌入 (Vector Embeddings) 是人工智能和机器学习领域的一个核心概念,它指的是将复杂的数据对象(如文本、图像、音频、图形节点、用户行为等)映射到高维实数向量空间中的一种技术。在这个向量空间中,语义或功能上相似的数据对象会映射到彼此接近的向量点。 通过向量嵌入,我们可以将非结构化数据转化为机器可理解和处理的数值形式,并且能够通过计算向量之间的距离来量化数据对象之间的相似性。它是许多现代AI应用(如推荐系统、搜索引擎、自然语言处理、图像识别等)的基石。 一、为什么需要向量嵌入?传统上,机器处理数据的方式通常是基于符号匹配或离散的分类。然而,这种方式在处理复杂、非结构化数据时面临诸多局限: 语义鸿沟 (Semantic Gap):计算机无法直接理解词语、句子、图像甚至用户偏好背后的“含义”。例如,“汽车”和“车辆”在语义上相近,但在符号匹配中是不同的字符串。 高维稀疏性 (High-Dimensional Sparsity):传统的 One-Hot 编码等方法会产生维度极高且稀疏的向量,这不仅浪费存储和计算资源,而且无法捕捉词语之间的关系。 计算复杂性:直...
向量数据库 (Vector Database) 详解
向量数据库 (Vector Database / Vector Store) 是一种专门设计用于高效存储、管理和检索向量嵌入 (Vector Embeddings) 的数据库。这些向量嵌入是高维的数值表示,由机器学习模型生成,能够捕捉文本、图像、音频或其他复杂数据的语义信息。向量数据库的核心能力在于通过计算向量之间的相似度 (Similarity) 来进行快速搜索,而非传统的精确匹配。 核心思想:将非结构化数据转化为机器可理解的低维或高维向量表示(嵌入),并在此基础上实现基于语义相似度的快速检索。它解决了传统数据库在处理语义搜索、推荐系统、多模态数据匹配等场景下的局限性。 一、什么是向量 (Vector)?在深入了解向量数据库之前,我们必须先理解“向量”这个核心概念。 1.1 向量的数学定义在数学和物理中,向量 (Vector) 是一个具有大小 (Magnitude) 和方向 (Direction) 的量。它可以被表示为一个有序的数值列表。 一维向量:一个标量,如 [5]。 二维向量:表示平面上的一个点或从原点指向该点的箭头,如 [x, y]。例如,[3, 4...
Agentic RAG (智能体RAG) 详解
Agentic RAG (智能体检索增强生成) 是在传统 RAG (Retrieval Augmented Generation) 范式基础上的一次重大演进。它将大型语言模型 (LLM) 的推理能力与AI 智能体 (Agent) 的规划、工具使用和自我反思能力相结合,以更智能、更动态的方式执行信息检索和内容生成。传统 RAG 主要关注在检索到相关信息后直接由 LLM 进行生成,而 Agentic RAG 则通过引入智能体层,使得检索过程、生成过程甚至整个解决问题的流程都更加具有策略性、可控性和适应性。 一、背景:从 RAG 到 Agentic RAG1.1 传统 RAG 的局限性Retrieval Augmented Generation (RAG) 是一种将 LLM 的生成能力与外部知识检索系统相结合的技术。当用户提出问题时,RAG 系统会首先从一个大型的、通常是向量化的知识库中检索出最相关的文档片段,然后将这些片段与用户问题一并通过 Prompt 喂给 LLM,让 LLM 基于这些检索到的信息生成回答。 传统 RAG 带来了显著的性能提升,特别是在处理事实性问题和减少幻...
RAG(检索增强生成)技术详解
RAG (Retrieval Augmented Generation),即检索增强生成,是一种结合了检索系统与大型语言模型 (LLM) 的人工智能技术。它旨在提高 LLM 在回答问题、生成文本时的准确性、及时性和事实可靠性,尤其是在处理特定领域知识、最新信息或内部数据时。RAG 通过在生成答案之前,从外部知识库中检索相关信息,并将这些信息作为上下文提供给 LLM,从而“增强”其生成能力。 核心思想:克服大语言模型在知识时效性、幻觉和领域特异性方面的局限性。它通过动态地从权威数据源检索相关、准确的事实依据,并以此为基础指导 LLM 进行生成,使得 LLM 的输出更加准确、可追溯且富含最新信息。 一、为什么需要 RAG?大语言模型的局限性大语言模型(LLMs)在处理自然语言任务方面展现出惊人的能力,但它们也存在一些固有的局限性,RAG 正是为了解决这些问题而生: 知识时效性与更新难题 (Knowledge Staleness) LLM 的知识来源于其训练数据,这些数据在模型发布后就成为了静态的。它们无法获取最新的事件、实时数据或新形成的知识。 每次需要更新知识时,都可...
提示词模板详解
提示词模板 (Prompt Template) 是一种精心设计的结构化文本框架,旨在将人类意图转化为大型语言模型 (LLM) 最能理解和高效执行的指令集。它通过明确角色、设定目标、注入约束、提供上下文和示例,系统性地优化 AI 交互,确保输出的一致性、准确性和高质量。 核心思想:将编程思维应用于提示工程,用模板封装智慧,让 AI 成为可预测、高效率的智能伙伴。 优秀的提示词模板是 AI 时代“代码即文档,文档即代码”理念在人机协作层面的体现。 一、优秀提示词模板的核心特征一个卓越的提示词模板,如同高质量的软件架构,具备以下关键特征: 明确的角色与目标 (Clear Role & Objective):AI 被赋予清晰的身份(如“首席软件架构师”、“精英提示工程师”)和单义的任务目标。 严谨的硬约束 (Rigorous Hard Constraints):使用强制性语言(“必须”、“不得”、“禁止”)定义输出格式、内容、行为边界,确保可判定性。 结构化输出规范 (Structured Output Specification):通过 Markdown、JSON、...
多轮对话与上下文记忆详解
在构建基于大型语言模型 (LLM) 的交互式应用时,仅仅能够进行单次问答是远远不够的。为了实现自然、流畅且富有意义的交流,我们需要让 LLM 能够进行多轮对话,并且记住并理解对话的先前内容,即拥有上下文记忆 (Context Memory)。这使得 LLM 能够在理解历史信息的基础上对新问题做出连贯且相关的响应。 核心思想:多轮对话要求 LLM “记住”之前的交流内容,并通过各种 “记忆策略” (例如拼接、总结、检索) 来将相关上下文传递给每次新的模型调用,从而实现连贯且智能的交互。 一、什么是多轮对话 (Multi-turn Conversation)多轮对话 指的是用户与 AI 之间的一系列相互关联、彼此依赖的交流轮次。与单轮对话(一次提问,一次回答,对话结束)不同,多轮对话中的每一次交互都会受到先前对话内容的影响,并且会为后续对话提供新的上下文。 特点: 连续性:多个请求和响应构成一个逻辑流,而非孤立的事件。 上下文依赖:用户后续的提问或指令常常省略先前已经提及的信息,需要 AI 自动关联。 共同状态维护:用户和 AI 在对话过程中逐渐建立起对某个主题或任务的共...
对话模型与非对话模型详解
在大型语言模型 (LLM) 的领域中,”对话模型” (Chat Models) 和 “非对话模型” (或称为 “文本模型” Text Models) 是两种基本但又有所区别的模型范式,它们在设计、训练数据、输入/输出格式以及最佳应用场景上存在差异。理解这两种模型的区别是有效利用 LLM 进行开发的关键。 核心思想:对话模型优化用于多轮、上下文感知的交互,通过消息列表进行输入输出;非对话模型则擅长单次、直接的文本指令处理,通过字符串进行输入输出。 一、非对话模型 (Text Models / LLMs)非对话模型是早期和传统的大型语言模型形式,它们通常设计为接收一个单一的字符串作为输入(通常称为 “prompt”),并生成一个单一的字符串作为输出。虽然这些模型也能在一定程度上处理对话,但通常需要通过在单次 Prompt 中手动构建对话历史来模拟。 1.1 特点 字符串输入/输出:输入是一个字符串,输出也是一个字符串。 输入示例:"把以下文本总结一下:[文本内容]" 输出示例:"这是一段总结后的文本。" ...
大语言模型参数详解:规模、类型与意义
参数 (Parameters) 是大型语言模型 (Large Language Models, LLMs) 的核心组成部分,它们是模型在训练过程中从海量数据中学习到的数值权重和偏置。这些参数共同构成了模型的“知识”和“理解”能力。参数的规模,尤其是数量,是衡量一个 LLM 大小的关键指标,并直接影响其性能、能力边界以及所需的计算资源。 核心思想:LLMs 的“智能”并非来自于明确的编程规则,而是通过在海量数据上优化数亿甚至数万亿个可学习参数而涌现。这些参数以分布式形式存储了语言的语法、语义、事实知识和世界常识。 一、什么是大语言模型参数?在神经网络的上下文中,参数是指模型在训练过程中需要学习和调整的所有权重 (weights) 和偏置 (biases)。它们是连接神经元之间强度的数值表示,决定了模型的输入如何被转换、处理并最终生成输出。 权重 (Weights):定义了输入特征(或前一层神经元的输出)对当前神经元输出的贡献程度。一个较大的权重意味着该输入特征对结果有更强的影响。 偏置 (Biases):是一种加性项,允许激活函数在不依赖任何输入的情况下被激活。它相当于调...
大型语言模型中的Token详解:数据、处理与意义
Token 是大型语言模型 (Large Language Models, LLMs) 处理文本的基本单位。它不是传统意义上的“词”,而是模型将人类可读的文字序列(如句子、段落)切分、编码并最终用于学习和生成文本的离散符号表示。理解 Token 的概念对于深入了解 LLMs 的工作原理、能力边界以及成本核算至关重要。 核心思想:LLMs 不直接处理原始文本,而是将其分解为一系列经过特殊编码的 Token。这些 Token 构成了模型输入和输出的最小单元,并直接影响模型的性能、效率和成本。 一、什么是 Token?在自然语言处理 (NLP) 领域,尤其是在 LLMs 中,Token 是指模型进行训练和推理时所使用的文本片段。它可能是: 一个完整的词 (Word):例如 “cat”, “run”。 一个词的一部分 (Subword):例如 “un”, “believe”, “able” 组合成 “unbelievable”。 一个标点符号 (Punctuation):例如 “.”, “,”, “!”。 一个特殊符号或控制字符 (Special Token):例如 [CLS]...
大型语言模型如何理解人类文字:从Token到语义表征
大型语言模型 (Large Language Models, LLMs) 在处理和生成人类语言方面展现出了前所未有的能力,这引发了一个核心问题:它们是如何“理解”人类文字的?这种理解并非传统意义上的认知或意识,而是通过对海量文本数据中统计模式和语义关联的深度学习,构建出高度复杂的语言表征。 核心思想:LLMs 将人类语言转化为高维数学向量,并通过 Transformer 架构中的注意力机制,捕捉词语、句子乃至篇章间的复杂关联,从而在统计层面模拟人类对语言的理解和生成。 一、基础构建模块:从文本到向量LLMs 的“理解”始于将人类可读的文字转化为机器可处理的数值形式。这一过程主要依赖于分词 (Tokenization) 和词嵌入 (Word Embeddings)。 1.1 分词 (Tokenization)分词是将连续的文本序列切分成有意义的最小单位——Token 的过程。Token 可以是一个词、一个子词 (subword) 甚至一个字符。 词级别分词 (Word-level Tokenization):以空格或标点符号为界,将文本切分为词。简单直观,但词汇量庞大,且...
