2014-02-09
4313
Классические модели и методы в теории БД изначально ориентировались на организацию хранения и обработки детально структурированных данных. Чаще всего эти данные представляли собой числовые значения, описывающие те или иные характеристики информационных объектов. Однако на практике оказалось, что чаще информация представлена не в виде структурированных массивов данных, а в виде простых текстовых документов. Вследствие этого документальные БД (иногда их еще называют полнотекстовыми) сразу выделялись в особый тип баз данных.
Исторически сложилось так, что за системами, ориентированными на работу с текстовыми документами, укоренился термин информационно-поисковые системы (ИПС). Хотя, если быть точнее, их следует называть документальными ИПС (ДИПС), поскольку традиционные СУБД также являются ИПС, только фактографическими (ФИПС). В отличие от традиционных БД, ориентированных на полное и точное представление данных достаточно простой смысловой структуры, документальные БД ориентированы на частичное, приближенное представление данных, имеющих значительно более сложную смысловую структуру, представленных на входе в форме текста.
Основной функцией любой ДИПС является информационное обеспечение потребителей на основе выдачи ответов на их запросы. Осуществление выдачи системой требуемых данных реализуется с помощь главной операции ДИПС-проведения информационного поиска. Информационный поиск является процедурой отыскания документов, содержащих ответ на заданные потребителем вопросы.
Заметим, что в отличие от ФИПС, которые в ответ на запрос потребителя осуществляют выдачу конкретных сведений (фактов), ДИПС в результате проведения информационного поиска предоставляют потребителю совокупность документов, смысловое содержание которых соответствует его запросу.
Информационный поиск в системе проводится на основе поступившего от потребителя запроса на отыскание необходимой ему информации. Потребность человека в определенной информации в процессе его практической деятельности носит название информационной потребности. Под действием получаемой информации информационная потребность людей постоянно изменяется и трансформируется. Вследствие этого ее невозможно однозначно выразить и описать. Однако информационная потребность может быть представлена в виде некоторой последовательности ее частных значений в фиксированные моменты времени. Такое частное значение информационной потребности потребителя в определенные моменты времени, выраженное на естественном языке (ЕЯ), и представляет собой информационный запрос, с которым пользователь обращается к системе.
Однако запрос может быть неправильно сформулирован потребителем и не отражать его истинной информационной потребности в момент обращения к системе. Таким образом, при проведении информационного поиска в системе фактически рассматривается не информационная потребность пользователя, а только информационный запрос, в ответ на который и выдаются те или иные документы системы. Следовательно, реакцию системы необходимо рассматривать не только по отношению к информационной потребности, но по отношению к информационному запросу.
Для выражения данных отношений в теории ДИПС введены два фундаментальных понятия: пертинентность и релевантность. Под пертинентностъю понимается соответствие смыслового содержания документа информационной потребности потребителя. Документы, содержание которых удовлетворяет информационной потребности, называют пертинентными.
Релевантность представляет собой соответствие содержания документа информационному запросу в том виде, в каком он сформулирован, а документы, содержание которых отвечает запросу потребителя, носят название релевантных.
Автоматизация процесса информационного поиска потребовала формализации представления основного смыслового содержания информационного запроса и документов в виде соответственно поискового предписания (ПП) и поисковых образов документов (ПОД). Для записи ПП и ПОД применяются специальные языки, называемые информационно-поисковыми (или просто информационными).
В процессе проведения информационного поиска в ДИПС определяется степень соответствия содержания документов и запроса пользователя путем сопоставления ПОД с ПП. А на основе такого сопоставления принимается решение о выдаче документа (он признается релевантным) или его невыдаче (он считается нерелевантным).
Решение о выдаче или невыдаче документа в ответ на запрос принимается на основе некоторого набора правил, по которому данной ДИПС определяется степень смысловой близости между ПОД и ПП. Такой набор правил получил название критерия смыслового соответствия (КСС). Критерий может задаваться явно или неявно. На самом деле КСС базируется не на ранее введенном понятии релевантности, а на понятии формальной релевантности - соответствии содержания ПОД и ПП.
Фактическая релевантность, понимаемая как смысловое соответствие содержания документа информационному запросу, может быть установлена только человеком в процессе осмысления содержания документа и запроса.
Общая функциональная структура документальных информационно-поисковых систем
В состав типичной ДИПС входят, как правило, четыре основные подсистемы (рис. 5):
1. Подсистема ввода и регистрации.
2. Подсистема обработки.
3. Подсистема хранения.
4. Подсистема поиска.
Рис.5. Общая функциональная структура ДИПС
Текстовые документы, поступающие на вход системы, могут быть представлены как в бумажном, так и в электронном виде (в одном из многочисленных форматов). Поэтому подсистема ввода и регистрации решает следующие основные задачи:
1. создание электронных копий бумажных документов (например, сканирование с последующим распознаванием текста или ввод с клавиатуры);
2. обеспечение подключения к каналам доставки электронных документов;
3. распознавание, а при необходимости и преобразование формата электронных документов;
4. присвоение электронным документам уникальных идентификаторов (регистрация), а также ведение таблицы синхронизации имен (при необходимости сохранения прежних имен).
Все поступающие документы без внесения в них каких-либо изменений направляются в подсистему хранения для сохранения в базе документов. База документов может представлять собой простую совокупность файлов, распределенную по каталогам жесткого диска. Однако такой тип представления базы документов характеризуется двумя недостатками:
1. неэффективным использованием дискового пространства;
2. низкой скоростью доступа при большом количестве файлов.
Поэтому для хранения документов применяют средства сжатия и быстрого поиска информации. В этом случае подсистема хранения представляет собой совокупность стандартных или специализированных средств архивации, СУБД и т.п., обеспечивающих возможность доступа к данным по предъявляемому идентификатору.
Далее документы поступают на вход подсистемы обработки, задачей которой является формирование для каждого документа ПОД, в который заносится информация, необходимая для последующего поиска документа. ПОД сохраняются в индексе. Логически индекс представляет собой таблицу, строки которой соответствуют документам, а столбцы - информационным признакам, на основе которых строится ПОД.
В ячейках таблицы могут храниться либо 1, либо О-в зависимости от наличия или отсутствия данного признака в данном документе. Очевидно, что такая таблица будет сильно разреженной, и хранить все значения не имеет смысла. Поэтому на практике используют свертку таблицы по строкам или столбцам. Такую форму хранения называют прямой или инверсной соответственно. Поскольку при свертке таблицы структура индекса усложняется, для его поддержания могут использоваться средства СУБД.
При поступлении на вход системы запроса пользователя он преобразуется в ПП и передается в подсистему поиска, задачей которой является отыскание в индексе ПОД, удовлетворяющих ПП с точки зрения КСС. Идентификаторы релевантных документов подаются с выхода подсистемы поиска на вход подсистемы хранения, которая осуществляет выдачу пользователю самих релевантных документов.
