LlamaIndex を使って Python でIBM Cloud Object Storage データに自然言語でクエリを実行する方法

CData Python Connector for IBM Cloud Object Storage を使用して、IBM Cloud Object Storage からリアルタイムデータへのクエリを開始しましょう。LlamaIndex と AI の力を活用して、複雑な SQL クエリを書くことなく、シンプルな自然言語でインサイトを取得できます。意思決定を強化するリアルタイムデータアクセスのメリットを享受しながら、既存の Python アプリケーションと簡単に統合できます。

CData Python Connector は、組み込みの最適化されたデータ処理により、Python でリアルタイムのIBM Cloud Object Storage のデータを操作する際に比類のないパフォーマンスを提供します。Python から複雑な SQL クエリを発行すると、ドライバーはフィルターや集計などのサポートされた SQL 操作を直接 IBM Cloud Object Storage にプッシュし、埋め込み SQL エンジンを使用してサポートされていない操作（多くの場合 SQL 関数や JOIN 操作）をクライアント側で処理します。

トレンド分析、レポート作成、データの可視化など、CData Python Connector を使用すれば、リアルタイムのデータソースの可能性を最大限に活用できます。

概要

LlamaIndex を使用して、CData Python Connector forIBM Cloud Object Storage のデータでリアルタイムデータにクエリを実行する方法の概要です：

• ロギング、データベース接続、NLP に必要な Python、CData、LlamaIndex モジュールをインポートします。
• アプリケーションからの API リクエストを認証するための OpenAI API キーを取得します。
• CData Python Connector を使用してリアルタイムのIBM Cloud Object Storage のデータに接続します。
• OpenAI を初期化し、自然言語クエリを処理するための SQLDatabase と NLSQLTableQueryEngine のインスタンスを作成します。
• クエリエンジンと特定のデータベースインスタンスを作成します。
• 自然言語クエリ（例：「最も稼いでいる従業員は誰ですか？」）を実行して、データベースから構造化されたレスポンスを取得します。
• 取得したデータを分析してインサイトを得て、データドリブンな意思決定に役立てます。

必要なモジュールのインポート

CData、データベース接続、自然言語クエリに必要なモジュールをインポートします。

import os
import logging
import sys

# ロギングの設定
logging.basicConfig(stream=sys.stdout, level=logging.INFO, force=True)
logging.getLogger().addHandler(logging.StreamHandler(stream=sys.stdout))

# CData と LlamaIndex に必要なモジュールをインポート
import cdata.ibmcloudobjectstorage as mod
from sqlalchemy import create_engine
from llama_index.core.query_engine import NLSQLTableQueryEngine
from llama_index.core import SQLDatabase
from llama_index.llms.openai import OpenAI

OpenAI API キーの設定

OpenAI の言語モデルを使用するには、API キーを環境変数として設定する必要があります。システムの環境変数で OpenAI API キーが利用可能であることを確認してください。

# 環境変数から OpenAI API キーを取得
OPENAI_API_KEY = os.environ["OPENAI_API_KEY"]

''または、コード内で直接 API キーを追加することもできます（ただし、セキュリティリスクのため、本番環境ではこの方法は推奨されません）：''

# API キーを直接設定（本番使用には非推奨）
OPENAI_API_KEY = "your-api-key-here"

データベース接続の作成

次に、必要な接続プロパティを含む接続文字列を使用して、CData Connector で IBM Cloud Object Storage への接続を確立します。

Cloud Object Storage 接続プロパティの取得・設定方法

Cloud Object Storage に接続する前に、Cloud Object Storage インスタンスを登録してCloud Object Storage API キーとCRN を取得していきます。

Cloud Object Storage の新規インスタンスの登録

IBM Cloud アカウントにCloud Object Storage がまだない場合は、以下の手順に従ってアカウントにSQL Query のインスタンスをインストールできます。

1. IBM Cloud アカウントにログインします。
2. Cloud Object Storage ページに移動して、インスタンス名を指定して「作成」をクリックします。Cloud Object Storage の新規インスタンスにリダイレクトされます。

API キー

API キーは以下の手順で取得できます。

1. まずは、IBM Cloud アカウントにログインします。
2. API キーページに移動します。
3. 中央右隅のIBM Cloud APIキーの作成 をクリックして、新しいAPI キーを作成します。
4. ポップアップウィンドウが表示されたら、API キーの名前を指定して作成をクリックします。ダッシュボードからはアクセスできなくなるため、API Key を控えておきましょう。

Cloud Object Storage CRN

デフォルトでは、CData 製品はCloud Object Storage CRN を自動で取得します。ただし、複数のアカウントがある場合は、CloudObjectStorageCRN を明示的に指定する必要があります。この値は、次の2つの方法で取得できます。

• Services ビューをクエリする。これにより、IBM Cloud Object Storage インスタンスとそれぞれのCRN がリストされます。
• IBM Cloud で直接CRN を見つける。これを行うには、IBM Cloud のダッシュボードに移動します。リソースリストで、ストレージからCloud Object Storage リソースを選択してCRN を取得します。

IBM Cloud Object Storage への接続

これで準備は完了です。以下の接続プロパティを設定してください。

• InitiateOAuth：GETANDREFRESH に設定。InitiateOAuth を使うと、OAuth 認証を繰り返す必要がなく、さらに自動でアクセストークンを設定できます。
• ApiKey：セットアップ中に控えたAPI キーを指定。
• CloudObjectStorageCRN（オプション）：控えておいたCloud Object Storage のCRN に設定。Cloud Object Storage アカウントが複数ある場合のみ設定する必要があります。

プロパティを設定したら、これで接続設定は完了です。

IBM Cloud Object Storage への接続

# CData Python Connector for IBM Cloud Object Storage を使用してデータベースエンジンを作成
engine = create_engine("cdata_ibmcloudobjectstorage_2:///?User=ApiKey=myApiKey;CloudObjectStorageCRN=MyInstanceCRN;Region=myRegion;OAuthClientId=MyOAuthClientId;OAuthClientSecret=myOAuthClientSecret;")

OpenAI インスタンスの初期化

OpenAI 言語モデルのインスタンスを作成します。ここで、temperature やモデルバージョンなどのパラメータを指定できます。

# OpenAI 言語モデルインスタンスを初期化
llm = OpenAI(temperature=0.0, model="gpt-3.5-turbo")

データベースとクエリエンジンの設定

SQL データベースとクエリエンジンを設定します。NLSQLTableQueryEngine を使用すると、SQL データベースに対して自然言語クエリを実行できます。

# SQL データベースインスタンスを作成
sql_db = SQLDatabase(engine)  # すべてのテーブルを含む

# 自然言語 SQL クエリ用のクエリエンジンを初期化
query_engine = NLSQLTableQueryEngine(sql_database=sql_db)

クエリの実行

これで、リアルタイムのデータソースに対して自然言語クエリを実行できます。この例では、最も稼いでいる従業員上位 2 名をクエリします。

# クエリ文字列を定義
query_str = "Who are the top earning employees?"

# クエリエンジンからレスポンスを取得
response = query_engine.query(query_str)

# レスポンスを出力
print(response)

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