Автоматизированные поисковые системы

Введение

Современный этап развития цивилизации характеризуется переходом наиболее развитой части человечества от индустриального общества к информационному. Одним из наиболее ярких явлений этого процесса является возникновение и развития глобальной информационной компьютерной сети.

В данной контрольной работе рассматриваются теоретические основы информационного поиска, классификация и разновидности информационно поисковых систем. Представлен материал по применяемым в настоящее время информационно - поисковым каталогом полнотекстовыми и гипертекстовым поисковым системам.

При появлении сети Интернет проблема поиска становилась более актуальной. Интернет - всемирная компьютерная сеть, представляющая собой единую информационную среду и позволяющая получить информацию в любое время. Но с другой стороны в Интернете храниться очень много полезной информации, но для поиска её требуется затрачивать много времени. Эта проблема послужила поводом к появлению поисковых машин. В данной работе будут рассмотрены поисковые машины в Интернете.

1. Понятие автоматизированных информационных поисковых систем

Автоматизированная поисковая система - система, состоящая из персонала и комплекса средств автоматизации его деятельности, реализующая информационную технологию выполнения установленных функций.

Опыт и практика создания систем в различных сферах деятельности позволяет дать более широкое и универсальное определение, которое полнее отражает все аспекты их сущности.

Под информационной системой в дальнейшем понимается - организованная совокупность программно - технических и других вспомогательных средств, технологических процессов и функционально - определённых групп работников, обеспечивающих сбор, представление и накопление информационных ресурсов в определённой предметной области, поиск и выдачу сведений, необходимых для удовлетворения информационных потребностей установленного контингента пользователей - абонентов системы.

1.1 Особенности автоматизированных поисковых систем

В работе поисковый процесс представлен четырьмя стадиями:

1. формулировка (происходит до начала поиска);

2. действие (начинающийся поиск);

3. обзор результатов (результат, который пользователь видит после поиска);

4. усовершенствование (после обзора результатов и перед возвращением к поиску с иной формулировкой той же потребности).

Более удобная нелинейная схема поиска информации состоит из следующих этапов:

1. Фиксация информационной потребности на естественном языке;

2. Выбор поисковых сервисов сети и формализация записи информационной потребности на конкретных информационно-поисковых языках (ИПЯ);

3. Выполнение созданных запросов;

4. Предварительная обработка полученных списков ссылок на документы;

5. Обращение по выбранным адресам за искомыми документами;

6. Предварительный просмотр содержимого найденных документов;

7. Сохранение релевантных документов для последующего изучения;

8. Извлечение из релевантных документов ссылок для расширения запроса;

9. Изучение всего массива сохраненных документов;

10. Если информационная потребность не полностью удовлетворена, то возврат к первому этапу.

Процесс поиска имеет чрезвычайно глубокий дидактический аспект - так, установлено что применение диалоговых информационных систем приводит к формированию у рядовых пользователей такого стиля информационно-поисковой деятельности, который обычно свойственен наиболее выдающимся ученым.

В большинстве случаев информационная потребность возникает после изучения какой-либо новой информации, полученной пользователем. Часто возникает ситуация, когда пользователь уже обладает некоторым массивом документов по искомой тематике. Предлагается использовать эти документы для автоматизированного составления поискового запроса с помощью специализированной системы управления документами (СУД).

1.2 Структура сети

Как известно, наиболее простой способ расширения информационного поиска в сети Интернет применен в метапоисковых системах и заключается в увеличении количества используемых первичных ИПС. Этот механизм должен быть реализован в любой разрабатываемой системе. Задача распределения ресурсов поисковой системы по различным ИПС глобальной сети должна решаться адаптивно, на основании учета доли ссылок признанных релевантными во время предыдущих сеансов поиска.

Второй блок автоматизированной поисковой системы отправляет созданный запрос и осуществляет сортировку и отбор полученных ссылок, после чего обращается по выбранным адресам и получает из сети некоторое множество документов, также содержащих гиперссылки.

Обработка результатов поиска.

После получения в результате поиска в сети некоторого множества документов, среди них необходимо выделить наиболее релевантные. Наличие “сообществ” не облегчает эту задачу. Можно выделить следующие несколько классов наиболее частых ситуаций.

1. Отсутствие в исследуемом сегменте сети искомой информации. В этом случае следует перейти к другому сегменту, т. е. обычно исследовать ресурсы, созданные на других языках.

2. Найденные “сообщества” содержат информацию не по требуемой тематике, а главным образом по другим, близким к искомой.

3. Обнаружено слишком большое количество информационных ресурсов.

В последних двух случаях необходимо осуществить автоматический перебор всех найденных документов и определить степень близости их к исходному запросу.

Во многих случаях поиска в новой области, когда общий уровень пользователя недостаточно высок, желательно осуществлять фильтрацию выдаваемой информации по стилю текста так, чтобы начальное ознакомление с материалом происходило с использованием популярных и научно-популярных текстов.

Для уменьшения объема рассматриваемых материалов следует также осуществить фильтрацию результатов поиска по типу источников. Так очевидно, что документы, расположенные на научных сайтах, на коммерческих, или на серверах СМИ будут существенно различаться по своему характеру.

2. Структура работы автоматизированных систем

Работа поискового указателя происходит в три этапа, из которых два первых являются подготовительными и незаметны для пользователя. Сначала поисковый указатель собирает информацию из World Wide Web. Для этого используют специальные программы, аналогичные браузеры. Они способны скопировать заданную Web-страницу на сервер поискового указателя, просмотреть ее, найти все гипетэссылки, которые на ней имеют те ресурсы, которые найдены там, снова разыскать имеющиеся в них гиперссылки и т. д. Подобные программы называют червяками, пауками, гусеницами, краулерами, спайдерами и другими подобными именами. Каждый поисковый указатель эксплуатирует для этой цели свою уникальную программу, которую нередко сам и разрабатывает. Многие современные поисковые системы родились из экспериментальных проектов, связанных с разработкой и внедрением автоматических программ, занимающихся мониторингом Сети. Теоретически, при удачном входе спайдер способен прочесать все Web-пространство за одно погружение, но на это надо очень много времени, а ему еще необходимо периодически возвращаться к ранее посещенным ресурсам, чтобы контролировать происходящие там изменения и выявлять «мертвые» ссылки, т. е. потерявшие актуальность.

После копирования разысканных Web-ресурсов на сервер поисковой системы начинается второй этап работы -- индексация. В ходе индексации создаются специальные базы данных, с помощью которых можно установить, где и когда в Интернете встречалось, то или иное слово. Считайте, что индексированная база данных -- это своего рода словарь. Она необходима для того, чтобы поисковая система могла очень быстро отвечать на запросы пользователей. Современные системы способны выдавать ответы за доли секунды, но если не подготовить индексы заранее, то обработка одного запроса будет продолжаться часами.

На третьем этапе происходит обработка запроса клиента и выдача ему результатов поиска в виде списка гиперссылок. Допустим, клиент хочет узнать, где в Интернете имеются Web-страницы, на которых упоминается известный голландский механик, оптик и математик Христиан Гюйгенс. Он вводит слово Гюйгенс в поле набора ключевых слов и нажимает кнопку. Найти (Search). По своим базам указателей поисковая система в доли секунды разыскивает подходящие Web-ресурсы и формирует страницу результатов поиска, на которой рекомендации представлены в виде гиперссылок. Далее клиент может пользоваться этими ссылками для перехода к интересующим его ресурсам.

Все это выглядит достаточно просто, но на самом деле здесь есть проблемы. Основная проблема современного Интернета связана с изобилием Web-страниц. Достаточно ввести в поле поиска такое простое слово, как, например, футбол, и российская поисковая система выдаст несколько тысяч ссылок, сгруппировав их по 10-20 штук на отображаемой странице.

Несколько тысяч -- это еще не так много, потому что зарубежная поисковая система в аналогичной ситуации выдала бы сотни тысяч ссылок. Попробуйте найти среди них нужную! Впрочем, для рядового потребителя совершенно все равно, выдадут ему тысячу результатов поиска или миллион. Как правило, клиенты просматривают не более 50 ссылок, стоящих первыми, и что там делается дальше, мало кого беспокоит. Однако клиентов очень и очень беспокоит качество самых первых ссылок. Клиенты не любят, когда в первом десятке встречаются ссылки, утратившие актуальность, их раздражает, когда подряд идут ссылки на соседние файлы одного и того же сервера. Самый же плохой вариант -- когда подряд идут несколько ссылок, ведущих к одному и тому же ресурсу, но находящемуся на разных серверах.

Клиент вправе ожидать, что самыми первыми будут стоять наиболее полезные ссылки. Вот здесь и возникает проблема. Человек легко отличает полезный ресурс от бесполезного, но как объяснить это программе?! Поэтому лучшие поисковые системы проявляют чудеса искусственного интеллекта в попытке отсортировать найденные ссылки по качественности их ресурсов. И делать это они должны быстро -- клиент не любит ждать.

Строго говоря, все поисковые системы черпают исходную информацию из одного и того же Web-пространства, поэтому исходные базы данных у них могут быть относительно похожи. И лишь на третьем этапе, при выдаче результатов поиска, каждая поисковая система начинает проявлять свои лучшие (или худшие) индивидуальные черты. Операция сортировки полученных результатов называется ранжированием. Каждой найденной Web-странице система присваивает какой-то рейтинг, который должен отражать качество материала. Но качество -- понятие субъективное, а программе нужны объективные критерии, которые можно выразить числами, пригодными для сравнения.

Высокие рейтинги получают Web-страницы, у которых ключевое слово, использованное в запросе, входит в заголовок. Уровень рейтинга повышается, если это слово встречается на Web-странице несколько раз, но не слишком часто. Благоприятно влияет на рейтинг вхождение нужного слова в первые 5-6 абзацев текста -- они считаются самыми важными при индексации. По этой причине опытные Web-мастера избегают давать в начале своих страниц таблицы. Для поисковой системы каждая ячейка таблицы выглядит, как абзац, и потому содержательный основной текст как бы далеко отодвигается назад (хотя на экране это и не заметно) и перестает играть решающую роль для поисковой системы.

Очень хорошо, если ключевые слова, использованные в запросе, входят в альтернативный текст, сопровождающий иллюстрации. Для поисковой системы это верный признак того, что данная страница точно соответствует запросу. Еще одним признаком качества Web-страницы является тот факт, что на нее есть ссылки с каких-то других Web-страниц. Чем их больше, тем лучше. Значит, эта Web-страница популярна и обладает высоким показателем цитирования. Самые совершенные поисковые системы следят за уровнем цитирования зарегистрированных ими Web-страниц и учитывают его при ранжировании.

Создатели Web-страниц всегда заинтересованы в том, чтобы их просматривало больше людей, поэтому они специально готовят страницы так, чтобы поисковые системы давали им высокий рейтинг. Хорошая, грамотная работа Web-мастера способна значительно поднять посещаемость Web-страницы, однако есть и такие «мастера», которые пытаются обмануть поисковые системы и придать своим Web-страницам значимость, которой в них на самом деле нет. Они многократно повторяют на Web-странице какие-то слова или группы слов, а для того чтобы те не попадались на глаза читателю, либо делают их исключительно мелким шрифтом, либо применяют цвет текста, совпадающий с цветом фона. За такие «хитрости» поисковая система может и наказать Web-страницу, присвоив ей штрафной отрицательный рейтинг.

Из поисковых указателей в России сегодня действуют три «кита» (есть и более мелкие системы, но мы останавливаться на них не будем). Это «Рамблер» (www.rambler.ru), «Яндекс» (www.yandex.ru) и «Апорт2000» (www.aport.ru).

Исторически наиболее популярной поисковой системой является «Рамблер». Она начала работать раньше других и долгое время лидировала по размеру поискового указателя и качеству услуг поиска. Увы, сегодня эти достижения в прошлом. Несмотря на то, что размер поискового указателя «Рамблер» примерно равен 12 миллионам Web-страниц, он давно толком не обновлялся и выдает устаревшие результаты. Сегодня «Рамблер» -это популярный портал, лучшая в России классификационно-рейтинговая система плюс рекламная площадка. Традиционно эта система держит первое место в России по посещаемости и имеет хорошие доходы от рекламы. Но в развитие средств поиска средства, как мы покажем ниже, не вкладываются.

Самый большой указатель лежит в основе системы «Яндекс» -примерно 27 миллионов Web-страниц, но дело не только в размере. Это не просто указатель на ресурсы, а указатель на самые актуальные ресурсы. По уровню актуальности «Яндекс» сегодня -- безусловный лидер.

Система «Апорт» выигрывает на третьем этапе: в момент представления информации клиенту. Она не стремится к созданию самого большого указателя автоматическими средствами, а вместо этого широко использует информацию из каталога @Rus, проходящую ручную обработку. Поэтому система выдает не так много результатов, как ее ближайшие конкуренты, но зато эти результаты, как правило, точны и наглядно представлены.

3. Характеристика автоматизированных поисковых систем

Начиная поиск чего-либо в Internet и, имея минимум информации, а так же пытаясь ограничить потери времени, для получения наиболее общей информации возможно обращение к следующей базе данных.

База данных: предмет ведет к Межсетевым ресурсам, построенным библиотекарями.

Содержание: Свыше 2,500 связей с Internet ресурсами, кратко аннотируемыми, с указанными предметными заголовками.

Поиск: Поиски могут быть ограничены названием ресурса, описанием его, или с указанными предметными заголовками.

Результаты: Результаты показаны в алфавитном порядке названиями ресурса.

Адрес: http://sunsite.berkeley.edu/InternetInd ex/

Частота Модернизации: ежедневно

Например,

Yahoo!

Yahoo! - самая известная поисковая машина. Её сайты разбиты по категориям и ключевым словам. Она содержит полезную информацию на своей домашней странице. Может подключаться к другим поисковым машинам

Базы данных: в ведении находится служба поиска Internet-ресурсов, новостей, карт, рекламных информаций, спортивная информация, бизнес, номера телефонов, персональные WWW-страницы, и e-mail-адреса (отдельная база данных).

Содержание: Основная директория содержит: адреса (URLs) для Internet-ресурсов и краткое описание для этих связей.

Поиск: Все Yahoo страницы предлагают не только простое поисковое окно, но и опции для этого поиска, а так же поиск Usenet или Email-адреса. Поиск может ограничиваться указанием определённого промежутка времени. Boolean операторы (и, или) и последовательный поиск также поддержаны. Отметим: если поиск в Yahoo! не привёл к положительному результату, то процесс поиска автоматически переходит на Alta Vista, которая продолжает поиск, и в случае положительных результатов автоматически возвращает найденную информацию в Yahoo!.

Если Yahoo! не может установить связь достаточно быстро с Alta Vista, то в этом случае Yahoo! будет обеспечивать страницу связи с набором инструментов поиска. После того как одна из этих связей выбирается, ключевые слова передаются к поисковой машине на ваше усмотрение.

Средством, облегчающим поиск, является наличие “tip search”(TS) - поиск с помощью “намека”: Yahoo! Является подчиненным справочником, что означает, что система не имеет так много страниц, как поисковые машины, однако задание наиболее общих ключевых слов позволит найти необходимую тему на странице высокого уровня (первая страница, которая возникает перед пользователем при посещении сайта) для организации или компании.

Результаты: Связи отображаются в соответствии с очерёдностью задаваемых слов последовательностью поиска наряду с их описательным текстом и подчиненной иерархией.

Адрес: http://www.yahoo.com/

Частота Модернизации: ежедневно

Alta Vista

Alta Vista поддерживает поиск по ключевому набору слов и для определения языка конкретной страницы использует методы искусственного интеллекта. Пользователи могут настроить опции поиска и выбирать тип поиска - сложный или упрощенный, а также воспользоваться различными способами предоставления информации. В отличие от машин, которые индексируют только ключевые слова, она индексирует весь текст, что позволяет осуществлять полный поиск. Однако из - за этого пользователь может просто утонуть в информации.

Базы данных: Расположенные по всему миру WWW-страницы и Usenet News (новости).

Содержание: 31 миллион WWW-страниц (на май 1997 г.) и полный текст более чем 14,000 newsgroups обновленный в реальном масштабе времени.

Поиск: Предлагает простой(simple (S)) поиск или (much more advanced (MMS)),т.е. более передовой, способ. S - поиск стоит в основном использовать для общих вопросов, MMS - поиск использует специфический поисковый синтаксис. Для облегчения выполнения процедуры имеется подсказка(Simple Search Help). MMS - поиск, используя булинь(boolean), т.е. с помощью ключевых союзов, используя (and, or, not - (и, или, не)) и простую смежность (near - (около)) позволяет употреблять несколько слов, чередование слов, словосочетание в качестве ключевых для проведения поиска.

TS - поиск: Введением ключа типа: " Ваша Фраза " как первое направление поиска, который будет ограничивать число найденных WWW - документов с заголовками типа " Ваша Фраза ".

Результаты: Предлагает три выбора результатов (но два дают тот же самый результат):

1) "Стандартные"("Standard") - результаты, полученные машиной в виде списка параграфов, резюмируемые ей, с наличием URL - адреса, размером файла и последней датой модернизации. Результаты возвращаются как десять пунктов на экране,

2) "Компактный"("Compact") помещают каждый пункт в одной строке с последней датой модернизации картотеки,

3) "Детальный"("Detailed"), который является таким же самым, как и "Стандартный".

Адрес: http://altavista.digital.com

Частота модернизации: Постоянно WWW-роботом.

4. Проблемы и возможности автоматизированных поисковых систем

Работа многих поисковых машин считается вполне успешной. Однако все современные поисковые системы страдают некоторыми серьёзными недостатками:

1. поиск по ключевым словам даёт слишком много ссылок и многие из них бесполезны.

2. огромное количество поисковых машин с разными пользовательскими интерфейсами порождает проблему когнитивной перегрузки.

3. методы индексирования баз данных, как правило, не связаны с информационным содержанием.

4. часто выдаются ссылки на информацию, которой в Интернете уже давно нет.

5. машины ещё не столь совершены, чтобы понимать естественный язык

в последнее время потребности в интеллектуальной помощи быстро растут. Это привело к появлению интеллектуальных агентов.

Преимущества:

- Обычно интеллектуальные агенты являются основной частью поисковой машины. Для поиска используется искусственный интеллект. Пользователь учит агента, а затем он выходит в Интернет для поиска.

- Интеллектуальные агенты выполняют инструкции от имени пользователя, имеют некоторую самостоятельность. После поиска они оповещают пользователя о результатах. Агенты учатся в результате своей деятельности.

- Интеллектуальность - обучение на основе обратной связи по примерам ошибкам и по средствам взаимодействия с другими агентами.

- Простота использования - можно тренировать агента используя естественный язык.

- Индивидуальный подход - адаптация к предпочтениям пользователей.

- Интегрированность - непрерывное обучение применение уже имеющих знаний к новым ситуациям.

- Автономность - ощущение окружающей среды, и анализ выводов.

Заключение

Рассмотренные мною автоматизированные поисковые машины далеки от совершенства. Считается, что идеальная поисковая машина должна отвечать следующим требованиям:

1. простота в использовании

2. чётко организованный и обновляемый индекс.

3. быстрый поиск в базе данных и быстрое реагирование.

4. надёжность и точность результатов поиска.

Масштабы информационных ресурсов и их количество постоянно расширяется. Становится ясно, что база данных не является совершенной. Интеллектуальные агенты - новое направление лежащее в основе нового поколения поисковых машин, которые могут фильтровать информацию и получать более точный результат. Internet продолжает развиваться с неослабевающей интенсивностью, по сути дела стирая ограничение на распространение и получение информации в мире. Однако в этом информационном океане бывает не очень легко найти необходимый документ, следует также иметь в виду, что в сети наряду с давно действующими серверами возникают новые.

Информационные системы, в которых представлены хранение, и обработка информации осуществляются с помощью вычислительной техники, называют автоматизированными, различные виды деятельности и наиболее буро развивающиеся отраслью индустрии информационных технологий.

Список литературы

1. Васкевич Д. Стратегии клиент/сервер. - К:"Диалектика", 2003

2. Дейт К. Введение в системы баз данных. - К:"Диалектика", 199

3. Н.А. Гайдамакин «Автоматизированные информационные системы, базы и банки данных», М.: «Гелиос», 2002.