MCP協議與AI Agent開發：標準、應用與實現

目    錄

第 1 章  大模型原理及MCP開發基礎 1

1.1  大模型概述 1

1.1.1  從統計語言模型到Transformer架構 1

1.1.2  GPT系列大模型簡介 2

1.1.3  DeepSeek系列大模型簡介 5

1.1.4  其他主流大模型簡介 8

1.2  Transformer模型架構詳解 10

1.2.1  自註意力機制 10

1.2.2  多頭註意力與殘差連接 11

1.2.3  位置編碼與序列建模 14

1.2.4  編碼器－解碼器結構 16

1.3  LLM的輸入輸出機制與上下文表示 19

1.3.1  Tokenization與BPE 19

1.3.2  Prompt與上下文緩存 21

1.3.3  上下文窗口限制與擴展 22

1.3.4  KV Cache技術 23

1.4  LLM在應用中的典型接口模式 25

1.4.1  Completion與Chat模型API接口 25

1.4.2  流式響應協議 26

1.4.3  函數調用 27

1.5  DeepSeek開發基礎 28

1.5.1  DeepSeek API調用規範 28

1.5.2  API基礎開發模式 29

1.6  本章小結 33

第 2 章  MCP的基本原理 34

2.1  MCP概述 34

2.1.1  MCP定義 34

2.1.2  MCP與傳統Prompt工程的區別 38

2.1.3  MCP的上下文模型 40

2.1.4  MCP對多輪任務與狀態保持的支持 43

2.2  MCP上下文結構與層級劃分 44

2.2.1  上下文對象數據結構定義 45

2.2.2  Prompt單元與上下文邊界管理 47

2.2.3  動態上下文鏈 49

2.2.4  多模型之間的上下文共享機制 51

2.3  MCP的狀態管理與中間態控制 53

2.3.1  狀態快照與恢復機制 53

2.3.2  執行中斷與延遲執行 58

2.3.3  狀態變更通知與訂閱模式 61

2.3.4  內部狀態同步與外部事件綁定 64

2.4  MCP與語義執行模型 65

2.4.1  MCP語義單元映射 65

2.4.2  插件式語義節點擴展設計 66

2.5  本章小結 68

第 3 章  MCP協議標準與規範體系 69

3.1  協議消息結構設計 69

3.1.1  請求結構字段說明 69

3.1.2  響應結構與異常處理 72

3.1.3  系統元信息與上下文元數據定義 75

3.1.4  JSON數據標準 78

3.2  交互協議與狀態碼體系 80

3.2.1  請求生命周期 81

3.2.2  成功與失敗的錯誤碼表設計 82

3.2.3  多步對話狀態標識 84

3.2.4  流控制字段 85

3.3  上下文管理策略與限制規則 88

3.3.1  上下文最大長度限制與自動裁剪機制 88

3.3.2  上下文緩存設計 89

3.4  安全性與權限控制 91

3.4.1  上下文隔離權限邊界模型 91

3.4.2  Token與身份認證機制 92

3.4.3  加密傳輸與數據隱私規範 94

3.5  本章小結 96

第 4 章  MCP與大模型的互聯機制 97

4.1  上下文註入機制與Prompt協商策略 97

4.1.1  MCP上下文註入流程 97

4.1.2  Prompt Merge與順序策略 103

4.1.3  Prompt插槽式語義填充設計 108

4.2  多模態上下文註入 113

4.2.1  圖像上下文的封裝與映射 113

4.2.2  表格結構信息的Prompt合成方式 117

4.2.3  文檔嵌入的預處理與載入 122

4.3  響應解碼與上下文返回 127

4.3.1  Token流的中間態解碼策略 127

4.3.2  響應結構中的上下文提示註入 130

4.4  與模型推理引擎的接口對接 134

4.4.1  DeepSeek推理服務接口協議 134

4.4.2  KV Cache與MCP上下文對齊策略 139

4.5  本章小結 143

第 5 章  MCP開發環境與工具鏈 144

5.1  開發接口與SDK概覽 144

5.1.1  MCP官方SDK使用指南 144

5.1.2  HTTP API與WebSocket接口封裝 147

5.1.3  Python客戶端基礎封裝 149

5.1.4  客戶端與服務端協同開發 152

5.2  本地調試與Mock函數測試 154

5.2.1  本地模擬器部署方式 154

5.2.2  調試時的日誌抓取與分析 156

5.2.3  Mock函數與Prompt響應測試 159

5.3  本章小結 161

第 6 章  MCP應用開發進階 162

6.1  面向任務的上下文組織結構 162

6.1.1  子任務嵌套與嵌套上下文定義 162

6.1.2  上下文轉移中的語義保持機制 164

6.1.3  面向任務的動態上下文調度 170

6.2  模塊化上下文組件設計 175

6.2.1  Prompt模板與上下文模板的分離 175

6.2.2  可復用的任務模塊與參數註入 177

6.2.3  上下文組件的註冊與組合 183

6.2.4  Prompt Block的條件拼接 184

6.3  狀態驅動的MCP控制流程 186

6.3.1  基於狀態機的上下文控制流建模 187

6.3.2  多狀態響應協同調度模式 189

6.3.3  並發任務中的狀態隔離 189

6.4  本章小結 191

第 7 章  小試牛刀：構建基於MCP的智能郵件處理系統 192

7.1  系統架構設計 192

7.1.1  智能郵件處理系統結構劃分 192

7.1.2  MCP應用開發流程 194

7.1.3  系統開發任務劃分（按文件） 196

7.2  主要模塊開發 197

7.2.1  系統入口與主控制器 197

7.2.2  上下文對象與Prompt模板定義 200

7.2.3  工具註冊模塊（MCP Tool） 202

7.2.4  客戶端與服務端配置 205

7.2.5  任務狀態管理與流程控制 207

7.2.6  日誌與調試支持 209

7.2.7  系統配置與環境定義 212

7.3  系統集成 214

7.4  用戶交互與MCP接口集成 215

7.4.1  前端與MCP接口的通信規範 215

7.4.2  流式交互反饋機制 219

7.5  本章小結 223

第 8 章  MCP與多模態大模型集成 224

8.1  圖像輸入與視覺上下文註入 224

8.1.1  圖像編碼與MCP封裝接口 224

8.1.2  視覺描述生成 226

8.1.3  圖像推理結果 229

8.1.4  圖像片段與多輪問答上下文保持 231

8.2  音頻與語音輸入處理 234

8.2.1  自動語言識別模型與文本上下文對齊 234

8.2.2  音頻片段的語義編碼方式 236

8.3  表格型數據與文檔結構的上下文封裝 239

8.3.1  表格信息的結構化Prompt插入 239

8.3.2  文檔段落抽取與摘要上下文生成 242

8.4  本章小結 244

第 9 章  開發進階：復合智能體開發實戰 245

9.1  項目一：人格共創AI劇本工坊 245

9.1.1  多角色協同/劇情狀態控制與驅動方式/劇情決策/情緒驅動生成 245

9.1.2  項目架構拆解（由模塊到文件） 247

9.1.3  模塊實現 249

9.1.4  項目總結 264

9.2  項目二：自演化智能議程會議系統 264

9.2.1  多Agent觀點建模/動態語義議題演化/協議主持調度 265

9.2.2  項目架構拆解（由模塊到文件） 266

9.2.3  模塊實現 267

9.2.4  項目總結 276

9.3  項目三：深夢編導器——連續夢境腳本生成器 277

9.3.1  多輪感官輸入/隱喻引導Prompt構造/意象鏈式結構生成 277

9.3.2  項目架構拆解（由模塊到文件） 278

9.3.3  模塊實現 280

9.3.4  項目總結 290

9.4  本章小結 290