一文理解上下文工程(Context Engineering):是什么、怎么用、与提示词工程和RAG的关系

一文理解上下文工程(Context Engineering):是什么、怎么用、与提示词工程和RAG的关系

上下文工程(Context Engineering)是人工智能领域新兴的系统性方法论,通过动态构建、管理和优化大型语言模型(LLM)的上下文信息,提升其任务执行的准确性和可靠性。

定义与核心概念

上下文工程的核心是通过动态整合多源信息(如指令、外部知识、工具调用反馈等),为模型提供精准的上下文环境。与传统提示工程(Prompt Engineering)相比,它更强调系统化设计而非静态指令优化,被视为LLM应用的“操作系统级能力”。‌‌1‌

我们可以用一个简单的比喻来理解它和提示词工程的关系:

提示词工程 (Prompt Engineering): 就像是教会我们如何向一个知识渊博但没有特定背景的“超级大脑”(LLM)“问对问题”。

上下文工程 (Context Engineering): 则是负责在问这个问题之前,先把相关的“参考资料”、“背景信息”或“开卷考试的小抄”准备好,一并递给这个“超级大脑”,让它依据这些材料来回答问题。

它的核心不再仅仅是优化那个“问题本身”(Prompt),而是工程化地管理和优化喂给模型的“信息背景”(Context)。

上下文工程是指在大型语言模型(LLM)或一组 LLM 代理执行任务时,决定它们应看到的确切信息的实践。这包括展示哪些数据、如何组织这些数据以及如何构建这些数据。

我们将语境分为四个主要部分:

信息(I):传递给模型的事实、文件或中间结果。

状态(S):模型需要了解的关于当前会话的信息,比如到目前为止的对话内容或任务的结构。

工具(T):模型可以访问的外部系统,例如应用程序编程接口(API)或数据源。

格式(F):所有内容的呈现方式——提示模板、指令或响应格式。

通过像对待代码版本控制、测试、衡量和改进那样对待这些片段,我们能够使 LLM 输出在各种用例中更具可预测性和可靠性。

技术演进与发展脉络

  1. 技术迭代路径
    • 提示工程(Prompt Engineering):通过优化指令模板引导模型行为。
    • 检索增强生成(RAG):引入外部知识库扩展模型认知边界。
    • 上下文工程:整合记忆管理、动态检索和多模态数据处理,形成闭环系统。‌‌3‌‌4
  2. 关键突破
    • 解决上下文窗口的容量限制(如Claude Code的递归摘要策略)。
    • 跨模态信息融合(如自动驾驶中激光雷达与视觉数据的对齐)。‌‌5

核心策略与应用场景

  • 筛选(Curate):通过优先级排序过滤冗余信息(如Git-Context-Controller的版本控制系统)。
  • 持久化(Persist):建立短期/长期记忆机制(如医疗场景的病历动态关联)。
  • 隔离(Isolate):防止跨任务上下文污染(如Shopify订单处理的沙箱环境)。‌‌

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上下文工程价值

  • 上下文工程优化了大型语言模型(LLM)的“上下文窗口”,以提高任务的准确性和效率,超越了传统的提示工程,实现了自主、多步骤的任务管理。
  • 人工智能代理的关键组件包括模型、工具、知识和记忆、音频和语音处理、防护栏以及编排系统,所有这些都通过上下文工程实现协调。
  • 上下文工程中的技术,如上下文编写、选择、压缩和隔离,确保人工智能系统能够有效地处理相关且可操作的数据,以完成复杂任务。
  • 上下文工程的应用涵盖客户服务、销售、编程、医疗保健和教育等行业,增强了人工智能的适应性,并提供了更准确的结果。
  • 上下文工程师在设计和实施结构化提示方面发挥着关键作用,使人工智能系统能够在复杂的环境中自主且高效地运行。

优化上下文的六个原则

随着系统从一次性提示发展到长时间运行的工作流,上下文成为一个关键的工程界面。这些原则指导如何为LLM和基于代理的系统设计和管理上下文。

原则重要性示例技术
1.突出性优于体量更多token不意味更多价值——信号质量比数据量更重要显著性评分 + 蓄水池采样,仅保留统计上“有价值”的分块
2.结构先行模型和工具处理结构化输入比非结构化文本更可靠使用规范的世界状态对象;通过差异日志追踪变更
3.层级结构优于平面缓冲有效召回发生在多层细节中——而非固定顺序基于分层记忆转换器实现多分辨率记忆系统
4.惰性召回在信息实际需要前不支付上下文成本使用指针ID配合按需检索技术(RAG)
5.确定性溯源无法追溯则无法调试——来源追踪至关重要为记忆更新应用“思想git”式哈希提交
6.上下文-工具协同设计信息应塑造为可用形态而非单纯存储——工具需要可操作的输入在数据载荷中嵌入工具签名,使模型知晓如何响应

每个原则都将上下文设计推向更精简、更可解释、更符合模型行为和下游动作的系统。

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