AI(学习笔记第二课) 使用langchain进行AI开发

• 创建python开发环境（pycharm community版）并连接deepseek
• 结合ollama构造知识向量库

学习内容：

• 创建python开发环境并连接deepseek
• 结合ollama构造知识向量库，进行Retrieval-Augmented Generation (RAG)

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1. 使用背景

• pycharm已经是非常主流的python IDE，在开发工作是经常使用，这里通过pycharm进行python的AI开发。pycharm community版是开源的开发IDE，所以在开发中选择使用pycharm。
• ollama也是AI开发的开源大模型，可以从ollama得到很多的大模型，这里大模型采用ollama。
• 知识向量库是RAG Retrieval-Augmented Generation的基础，可以使用知识向量库给AI提供公司内部的数据文件，让其可以拥有AI的分析基础数据。
• langchain是一个AI开发平台，使用langchain，能够简化和规范AI开发的流程。

2.创建python（pycharm community版）开发环境并连接deepseek

2.1 创建python（pycharm community版）开发环境

这里在windows上安装，所以选择windows版。

• pycharm windows
• 选择pycharm community版
  

2.2 创建python工程

这里，默认使用python venv环境，进行虚拟环境的设定。之后创建src代码文件夹。
同时，创建langchain_deepseek.py文件进行AI的入门测试。

2.3 写入初始python的AI代码

from langchain_openai import ChatOpenAI
from langchain.prompts import ChatPromptTemplate
from langchain.schema import HumanMessage

# 配置 DeepSeek API（deepseek 兼容 OpenAI）
llm = ChatOpenAI(
    api_key = 'your own deepseek key',
    base_url = 'https://api.deepseek.com/v1',
    model='deepseek-chat'# 或其他 DeepSeek 模型
)

# 直接调用
response = llm.invoke("你好，DeepSeek！")
print(response.content)

# 使用 PromptTemplate
prompt = ChatPromptTemplate.from_messages([
    ("system", "你是一个专业的AI助手"),
    ("user", "{question}")
])
chain = prompt | llm
result = chain.invoke({"question": '请解释机器学习的基本概念'})
print(result.content)

• 这里langchain没有直接专用deepseek的包，所以使用langchain_openai。
• 这里，调用ChatPromptTemplate.from_messages的时候，有两种prompt。
  • system --系统提示词一般指在整个AI应用中不变化的部分，作为系统提示词。
  • user --用户提示词一般指在整个AI应用中根据用户提示的，变化的提示词。

2.4 使用pycharm导入必要的包进入venv

2.5 使用langchain导入必要的包

python -m pip install langchain-openai langchain langchain-core

2.6 执行AI的langchain代码

可以看出，这里已经采用langchain连接上deepseek进行AI对话了。

3. 结合ollama构造知识向量库并进行RAG

3.1 构建本地的ollama服务

3.1.1 构建ollama的LLM大模型完全通过deepseek.com就可以查询到。

• http://deepseek.com
• 如何在windows上安装ollama 使用自然语言进行AI对话

3.1.2 在 Windows 上安装 Ollama 的步骤如下：

• 1. 下载 Ollama
  • 访问 Ollama 的官方 GitHub 发布页面：Ollama Releases
  • 找到最新的 Windows 版本（通常是 .exe 安装文件），例如 OllamaSetup.exe，然后下载。
• 2. 运行安装程序
  • 双击下载的 OllamaSetup.exe 文件。
  • 按照安装向导的提示完成安装（通常只需点击“下一步”即可）。
• 3. 验证安装
  • 安装完成后，Ollama 应该会自动启动。
  • 打开 命令提示符（CMD） 或 PowerShell，运行以下命令检查是否安装成功：

    ollama --version
    

    如果返回版本号，说明安装成功。**
• 4. 运行 Ollama
  • 在终端运行：

    ollama run llama2
    

    这会下载并运行 llama2 模型（首次运行需要下载模型，可能需要一些时间）。
• 5. （可选）设置环境变量
  • 如果 ollama 命令无法识别，可能需要手动将 Ollama 的安装路径添加到系统环境变量 PATH 中：
    1. 右键“此电脑” > “属性” > “高级系统设置” > “环境变量”。
    2. 在 PATH 变量中添加 Ollama 的安装路径（默认可能是 C:\Program Files\Ollama）。
• 6. 更新 Ollama
  • 如果有新版本，可以重新下载安装包覆盖安装，或运行：

    ollama update
    

• 常见问题
  权限问题：如果安装失败，尝试以管理员身份运行安装程序。
  防火墙阻止：确保 Ollama 可以访问网络（下载模型需要联网）。
  GPU 支持：Ollama 默认使用 CPU，如需 GPU 加速，确保已安装 NVIDIA 驱动并支持 CUDA。
  现在你应该可以在 Windows 上使用 Ollama 运行各种大语言模型了！ 🎉

3.1.3 验证ollama的启动情况

这里，使用mac机器进行安装，IP为192.168.2.208。http://192.168.2.208:11434
出现下图，就表示正常已经LLM大模型在本地进行正常动作了。

3.2 使用langchain测试本地的ollama服务

3.2.1 测试代码

from langchain_community.llms import Ollama
from langchain.chains import LLMChain
from langchain.prompts import ChatPromptTemplate
import warnings
warnings.filterwarnings("ignore", category=DeprecationWarning)

# 初始化Ollama模型
llm = Ollama(model="deepseek-r1:1.5b",
             base_url="http://192.168.2.208:11434")

# 创建提示模板
prompt = ChatPromptTemplate.from_template(
    "用简单的语言解释以下概念: {concept}"
)

# 创建链
chain = LLMChain(llm=llm, prompt=prompt)

# 运行链
concept = "llamaIndex"
result = chain.run(concept=concept)
print(result)

注意，同时安装必要的python package

3.2.2 执行代码

3.3 进行RAG Retrieval Argumented测试

3.3.1 知之为知之，不知AI知

使用LangChain构建向量数据库与Ollama集成@deepseek.com，问问AI会得到你想要的答案。
为什么不用自己构建的ollama，因为自己构建的本地机器性能太差，大模型查询一下耗时太长。

3.3.2 测试代码

import warnings
warnings.filterwarnings("ignore", category=DeprecationWarning)
from langchain.document_loaders.pdf import PyMuPDFLoader

from langchain.text_splitter import RecursiveCharacterTextSplitter
from langchain.vectorstores import Chroma

from langchain.embeddings import OllamaEmbeddings
from langchain.vectorstores import Chroma
from langchain.embeddings import OllamaEmbeddings

from langchain.llms import Ollama
from langchain.chains import RetrievalQA

try:
    # 创建文档loader，这里使用pdf loader
    # langchain提供了大量的loader
    loader = PyMuPDFLoader(
        file_path="../test_pdf/test.pdf",
        mode="single",
        pages_delimiter="")
    documents = loader.load()

    # 对文档进行分割
    text_splitter = RecursiveCharacterTextSplitter(
       chunk_size=1000,
       chunk_overlap=200
    )
    splits = text_splitter.split_documents(documents)

    # 使用Ollama的嵌入模型
    embeddings = OllamaEmbeddings(model="llama2")
    # 创建向量数据库,文档指定为上面的分割结果splits
    vectorstore = Chroma.from_documents(
        documents=splits,
        embedding=embeddings,
        persist_directory="../chroma/chroma_db"
    )
    # 使用chat大模型，指定在retriever中回答提问(人类的自然语言)
    llm = Ollama(model="llama2")
    qa_chain = RetrievalQA.from_chain_type(
        llm,
        retriever=vectorstore.as_retriever(),
        chain_type="stuff"  # 简单文档拼接方式
    )
    query = "文档中提到了哪些重要概念？"
    result = qa_chain({"query": query})
    print(result["result"])

except Exception as e:
    error_msg = f"执行错误: {e}"
    print(error_msg)  # Continue 会捕获控制台输出

3.3.3 执行代码

TODO（继续检证）