我们先来看看 RAG 的数据处理与存储部分所涉及到的核心概念

在 RAG 里,数据处理与存储就是在搭建和维护一座“知识书架”。这一步的质量,决定了后续检索和生成的上限。流程大致分为:数据来源 → 解析清洗 → 切块与标注 → 向量化 → 存储与索引管理

一、数据来源与预处理

1. Document Source(资料来源)

RAG 的起点是找到数据源。可能是 PDF 文件、网页内容、企业内部数据库、Markdown 笔记,甚至是 API 接口。数据源的多样性决定了后续解析和标准化的复杂度。

2. Ingestion Pipeline(数据采集与预处理流程)

数据不是一次性导入,而是经过一个流水线:采集 → 解析 → 清洗 → 切块 → 向量化 → 写入。
一个成熟的 pipeline 可以保证资料可持续更新,而不是“导一次就过时”。

3. Parsing(解析)

解析就是把文件变成干净的纯文本。

  • • PDF → 去掉目录、页码、水印。
  • • HTML → 提取正文、丢弃广告。

常用工具:pdfplumberBeautifulSoup

4. Encoding Normalization(编码归一化)

统一成 UTF-8,避免乱码。例如 Windows 下的 GBK 文件若不转换,Embedding 可能直接报错。

5. Unit Normalization(单位归一化)

标准化度量单位,避免语义分歧:

  • • “1k 元” → “1000 元”
  • • “2 hrs” → “2 小时”

二、切块与标注

6. Tokenization(分词)

把文本拆成更小的 token(词或子词),是 Embedding 的前置步骤。

  • • 中文需要分词算法(“自然语言处理” → [“自然语言”, “处理”])。
  • • 英文天然有空格,但现代模型常用 子词分解(“report” → [“re”, “port”])。

分词的意义:降低复杂度、方便建模、提升检索精度。

7. Chunk(切块)

长文档直接处理会遇到:

  • 模型端问题:上下文长度有限、成本高、注意力退化。
  • 数据库端问题:检索粒度过粗、相似度失效、更新效率低。

所以必须把文档拆成更小的 chunk,才能在“模型”和“数据库”之间架桥。

8. Chunking Strategy(切块策略)

  • • 定长切块:按 token 数固定切。
  • • 结构感知切块:按标题/段落/表格边界。
  • • 滑动窗口切块:相邻块重叠,避免语义被截断。

9. Overlap(重叠)

滑动窗口的关键参数。

  • • 例如 500 token 的 chunk,保留 50 token 重叠。
  • • 好处:避免信息“断裂”,提升召回准确率。
  • • 工程实践:chunk = 300–500,overlap = 50–100。

10. Metadata(元数据)

每个 chunk 都会挂载“身份证”:来源文档、时间、部门、版本、权限标签等。

来源可分为:

  • • 文档自带(文件名、路径、更新时间)。
  • • 处理生成(chunk ID、页码、Embedding 版本)。
  • • 算法抽取(关键词、NER 实体、分类标签)。

用途:

  • • 检索过滤(按部门/版本筛选)。
  • • 上下文增强(带有“住宿”标签的块优先匹配“差旅住宿”)。
  • • 权限控制(多租户、ACL)。
  • • 结果溯源(答案里的 [1] 对应哪份文件)。

11. Metadata Schema(元数据结构)

元数据必须统一格式,比如:sourcetimestampdoc_type。否则过滤规则没法稳定运行。

12. Entity Extraction(实体抽取)

识别人名、地点、组织名,例如:“需提交登机牌” → 实体 = {登机牌}。

13. Keyword Extraction(关键词抽取)

提炼关键词,辅助检索。常用工具:KeyBERT、YAKE。

14. NER(命名实体识别)

NLP 的一个子任务,自动识别文本中的人名、地名、机构名等。

15. NLP(自然语言处理)

NLP = 让计算机理解人话的技术集合。
RAG 的很多环节(Parsing、NER、Embedding、Query Rewriting)本质上都在用 NLP 技术。

16. Stopword Removal(停用词移除)

去掉“的、是、在、and、the”等检索意义弱的词。


三、向量化

17. Embedding(向量化)

核心步骤:把文本转换成高维数字向量,例如 [0.12, 0.98, -0.45, ...]

18. Embedding Model(向量模型)

生成向量的模型:

  • • OpenAI Embedding API
  • • BGE 系列(中文友好)
  • • m3e(多语言支持)

19. Vector Dimension(向量维度)

向量长度。常见:384、768、1536。维度越高,表达力越强,但存储/检索成本更高。

20. Vector Normalization(向量归一化)

对向量做长度标准化,保证相似度计算更稳定。


四、存储与检索

21. Vector Database(向量数据库)

存储和检索向量的数据库,支持相似度搜索和元数据过滤。

  • Milvus:开源分布式,工业常用。
  • Weaviate:向量 + 知识图谱。
  • Pinecone:云服务,免运维。
  • Qdrant:Rust 实现,高性能。
  • pgvector:Postgres 扩展,易集成。

22. Elasticsearch / OpenSearch

搜索引擎,本质上做关键词检索,但扩展后可支持“关键词 + 向量混合”。

23. ANN(近似最近邻搜索)

大规模向量检索加速策略,找最相似的 Top-K。

  • • Flat:逐一比对,最准最慢。
  • • HNSW:基于图,精度高、延迟低。
  • • IVF:聚类分桶,速度快但需调参。

五、索引管理

24. Index Rebuild(索引重建)

当 Embedding 模型升级或数据大规模变化时,需要重建索引。

25. Incremental Update(增量更新)

只对新增或修改的文档重建索引,避免全量重算。

26. Cold Start(冷启动)

系统刚上线时,首次建立索引,没有缓存和经验参数,性能可能不稳定。


总结

数据处理与存储,是 RAG 的 基建环节

  • • 从数据源到解析 → 文本干净、格式统一。
  • • 切块与标注 → 提高检索粒度,保证上下文连贯。
  • • 向量化 → 把语言转成计算机可计算的空间表示。
  • • 存储与索引管理 → 让检索既快又稳。

换句话说,这一步决定了“书架”搭建得是否牢靠,直接影响后续 检索质量、生成可信度与系统可维护性

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