Рецензент:

кандидат экономических наук, доцент кафедры «Предпринимательство и маркетинг» ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК»

Н.А. Лебедева

А. В. Артемов, кандидат технических наук, доцент кафедры «Электроника, вычислительная техника и информационная безопасность» ФГБОУ ВПО «Госуниверситет – УНПК»

Лекция 1
Принципы организации и поиска информации в интернете

Поиск информации в Интернете проводится двумя основными способами – с помощью каталогов (их еще называют директориями) и с помощью поисковых машин.

Директории обеспечивают контекстный поиск для структурированного просмотра, тогда как поисковые машины, как следует из их названия, контекста не обеспечивают, однако позволяют находить конкретные слова или фразы. Директории можно уподобить оглавлению книги, а поисковые машины – предметному указателю.

Часто поисковые системы объединяют в себе как поисковую машину, так и директории. Это хорошо видно на примере первой страницы Яндекса, где под поисковой строкой размещается список директорий, которые позволяют пользователю уточнять запрос по мере продвижения в глубь каждой из них.

Ввиду того, что принцип организации директорий понятен каждому, кто пользовался библиотечным каталогом – а среди читателей таких, смеем полагать, подавляющее большинство, – мы не будем подробно останавливаться на технике работы с директориями и уделим больше внимания работе с поисковыми машинами. В завершении же разговора о каталогах приведем пример «цепочки», по которой осуществляется поиск каталоге Яндекса: Бизнес > Реклама > Реклама в Интернете.

Все поисковые машины работают по одному и тому же алгоритму и основаны на одних тех же принципах. Различия между ними возникают лишь на уровне технической реализации этих принципов в работе.

Чтобы понять принцип работы поисковой машины, попробуем разделить вопрос на две части: на чем основан поиск и как он реализован.

На чем основан поиск Все поисковые машины базируются на трех основных операторах, лежащих в основе Булевой алгебры (ее также называют Булевой логикой или Boolean). Это логические операторы «И», «ИЛИ» и «НЕ». Работают они следующим образом.

1. Логическое «И». Если между двумя словами в запросе стоит оператор «И», то в результате поиска будут найдены лишь те документы, в которых содержатся оба слова.

Так, например, по запросу собака И кошка будет найден документ, содержащий предложение «собака гналась за кошкой», документов же, состоящих из текста «кошка отдыхала» или «корм для собак», мы не увидим.

2. Логическое «ИЛИ». Если между словами стоит оператор «ИЛИ», то результатом поиска станут документы, в которых содержится хотя бы одно из этих слов. Если мы не сделаем специальных ограничительных оговорок, то материалы, в которых оба эти слова присутствуют, также будут найдены.

По запросу собака ИЛИ кошка мы получим документы, исключенные в прошлом запросе и содержащие текст «кошка отдыхала» или «корм для собак», а также материал с предложением «собака гналась за кошкой».

3. Логическое «НЕ». Если два предыдущих оператора описывали те слова, которые вы хотите включить в запрос, то оператор «НЕ» слова из запроса исключает.

Пользователи, впервые сталкивающиеся с операторами запросов, нередко высказывают удивление: мол, не проще ли и вовсе не включать ненужное слово в запрос? Зачем вводить дополнительный оператор? Увы, нет. Не проще. На самом деле, чтобы понять важность логического оператора «НЕ», имеет смысл вспомнить, что наш запрос не создает в Интернете ничего нового. Мы лишь выуживаем то, что нам нужно, из имеющегося огромного, но все же конечного массива. При этом необходимо отсечь информационный мусор. Его-то мы и отсекаем с помощью оператора «НЕ». К сожалению, не нам решать, увидим ли мы этот мусор в выдаче. Так, например, по запросу сведений о коньке крыши неизменно появляется информационный мусор в виде документов о Коньке-Горбунке, фигурном катании, хоккее, лошадях и т. п. Без логического «НЕ» тут никак не обойтись.

Давайте рассмотрим примеры работы логического оператора «НЕ». По запросу собака НЕ кошка будет найден документ, содержащий текст «корм для собак», а вот документы со словами «кошка отдыхала» или «собака гналась за кошкой», и даже «корма для собак и кошек» из выдачи будут исключены.

Часто встречается чуть более сложный вариант написания запроса, который содержит все или почти все вышеперечисленные операторы. В этом случае лучше пользоваться таким элементом, как круглые скоби. Скобки позволяют отделять однотипные слова запроса от остальных. Кроме того, самому составителю при этом визуально гораздо удобнее различать отдельные фрагменты запроса. Мы не будем чересчур теоретизировать о скобках, а просто продемонстрируем работу указанного элемента на конкретных примерах. На наш взгляд, так будет понятнее, как и для чего используются скобки. Так, запрос пушистые И (собаки ИЛИ кошки) позволит получить документы, относящиеся как к пушистым собакам, так и к пушистым кошкам – по отдельности или вместе. Скобки при этом «раскрываются» по обычным арифметическим правилам вынесения за скобку общего множителя (для тех, кто не любит математику, поспешим сказать, что болеше углубляться в нее мы не будем). А вот запрос пушистые И (собаки ИЛИ кошки) НЕ (собаки И кошки) выдаст документы, в которых написано про пушистых собак или пушистых кошек, но не будет содержать текстов, где одновременно будут упомянуты и кошки, и собаки.

Еще раз повторимся, все поисковые машины сегодня работают на основе анализа этих трех операторов, хотя нюансы их написания в разных поисковых машинах могут отличаться.

Как поиск реализован. Каждая полноценная поисковая машина располагает собственным штатом роботов, или пауков. Их еще называют краулерами (crawlers) и спайдерами (spiders,). Это программы, которые перескакивают со страницы на страницу и сканируют находящиеся на них тексты, не вникая при этом в их содержание. После чего сбрасывают документы на серверы своих хозяев и идут к следующим страницам. Как паук определяет, куда ему пойти? Он находит так называемую гиперссылку (ту самую, при наведении на которую курсор приобретает вид раскрытой ладони, и при клике по которой происходит переход на другую страницу) и идет по ней. Вот почему, если на страницу не ведет ни одна ссылка, паук на нее тоже не придет. Исключение составляет ситуация, когда владелец страницы вручную сообщит о ней поисковой машине, заполнив специальную форму на сайте поисковой машины.

На сервере поисковой машины текст разбивается на отдельные слова, каждому из которых присваиваются координаты, после чего они заносятся в таблицу сервера вместе со ссылкой на тот адрес в Интернете, по которому текст размещался в момент посещения его пауком. Сам по себе поисковик представляет собой большую локальную сеть, состоящую из мощных компьютеров с огромным объемом дисковой памяти. Эти машины разделены на подгруппы (так называемые кластеры), между которыми распределяется информация, собранная пауками.

Когда поисковая система получает запрос, она ищет ответ именно в своей таблице, а не в Интернете. При этом важно понять, как паук решает, с какой частотой ему следует посещать ту или иную страницу. Выглядит этот алгоритм приблизительно следующим образом. Поработав со страницей, паук возвращается на нее, ну, например, через две недели. И если видит, что никаких изменений не произошло, он планирует следующее посещение через более длительный период – скажем, через месяц. А если и тогда не обнаружит ничего нового, то наведается сюда еще позже, месяца через полтора-два. Вот почему нередко бывает так, что поисковая машина по запросу результат выдает, а попытка перейти на страницу по полученной ссылке безрезультатна – вероятнее всего, никакой страницы уже просто не существует на прежнем месте, но паук на нее давно не заходил, и, соответственно, поисковая система о ее удалении не знает. Весь комплекс процессов, описанных выше, называется индексацией.

История развития поисковых машин

История эволюции поисковых машин наиболее полно, на наш взгляд, представлена в книге признанных экспертов в области невидимого интернета Криса Шермана и Гарри Прайса «Невидимый Интернет».

До середины 1960-х годов компьютеров было немного. Изолированные друг от друга, они не могли обмениваться информацией.

В 1962 г. профессор Ликлайдер (Licklider) из ведущего технического вуза США – Массачусетского Технологического института – сформулировал концепцию глобальной компьютерной сети «Galactic Network». Идея начала воплощаться в жизнь сотрудником американского министерства обороны Ларри Робертсом (Larry Robberts), который через четыре года после публикации статьи профессора предложил объединить отдельные компьютеры министерства в сеть, описанную Ликлайдером. Таковы предпосылки возникновения сети «ARPANET», которая затем превратилась в то, что сегодня величают Интернетом.

Первый узел «ARPANET» появился в 1969 г., и следующие несколько лет к нему подключались университеты и различные контрагенты, работавшие по заказам военного ведомства США. В 1973 г. американское министерство обороны инициировало новую программу, предполагавшую обеспечивать надежную связь компьютеров между собой с помощью очень большого числа различных соединений. Целью такого решения было повышение устойчивости системы к попыткам массированно нарушить электронные средства коммуникации. Поскольку все это происходило во времена «холодной войны», речь шла об устойчивости к устрашающим последствиям, которыми грозило стратегическое ядерное противостояние.

Поскольку «ARPANET» представлял собой одну-единственную сеть, что на системном уровне понижало его способность сопротивляться разрушениям, возникла идея создания «сети из сетей», которая теоретически могла бы быть бесконечно большой.

Этот проект и назвали «Internetting», а саму сеть «Internet». По мере того, как количество присоединенных к Интернету машин увеличивалось, объективно назрел вопрос о необходимости инструментов, позволяющих легко находить текст и другие файлы на удаленном компьютере, в идеале – на любом, где бы он ни располагался в Сети.

Доступ к файлам на самых ранних этапах развития Интернета осуществлялся в два этапа, каждый из которых выполнялся вручную: специальные команды вводились с клавиатуры. Кстати, тогда компьютеры могли управляться лишь специалистами, способными вводить команды в соответствующую строку. Графического интерфейса, позволяющего комфортно работать с машиной неподготовленному человеку, еще не изобрели. Так вот первым делом с помощью программы Telnet устанавливалось прямое соединение с компьютером, на котором находится нужный файл. На данном этапе лишь налаживалась связь, ничего и никуда в этот момент еще не передавалось. И только затем с помощью специальной программы – FTP – можно было этот конкретный файл взять. Очевидно, что на поиски нужного документа уходила масса времени: требовалось знать точный адрес компьютера, на котором он находится. Между тем файлов становилось все больше, интерес к ним постоянно рос, и для того, чтобы найти адрес одного из них, обычно приходилось обращаться в дискуссионные группы с просьбой о помощи и в надежде на то, что кто-нибудь из собеседников подскажет заветный адрес, по которому хранится нужная информация.

В результате, стали появляться специальные FTP-серверы, которые представляли собой хранилище файлов, организованных в директории, по принципу хранения информации на персональном компьютере. Такие серверы существуют и по сей день. Первый работоспособный, общедоступный инструмент поиска файлов, хранящихся на FTP-серверах, назывался «Арчи» (Archie) и был создан в 1990 г. группой системных администраторов и студентов старших курсов Университета Мак Джил (McGill) в Монреале. «Арчи» был прототипом сегодняшних поисковых машин, но значительно болеепримитивным и ограниченным в своих возможностях. Он бродил по Интернету, разыскивал файлы на разных FTP-серверах и загружал список директорий каждого найденного сервера на собственный, формируя общий каталог.

Этот каталог затем обрабатывался и хранился в центральной базе данных, внутри которой можно было организовать поиск. Поиск на собственном компьютере к тому моменту существовал уже издавна и, несмотря на то, что тоже требовал ввода команд, трудностей вработе не создавал. Однако без специальной подготовки использовать компьютер полноценно человек не мог. База данных находилась в университете Мак Джилл и обновлялась ежемесячно. В 1991 г. команда Марка Мак Кахилла (Mark McCahill) из Университета Миннесоты создала программу «Голден Гофер» (Golden Gopher – в переводе с английского «золотоискатель» или «старатель»), которая совмещала в себе оба протокола – Telnet и FTP. Все, что нужно было сделать пользователю для получения доступа к нужной информации, – щелкнуть по гиперссылке, приведенной в меню.

Таким образом, впервые в истории вводить какие-либо команды уже не требовалось, так что отныне по ресурсам Интернета люди могли «бродить» и без специальной подготовки.

Программа показывала пользователю последовательно возникающие пошаговые меню, что позволяло ему без проблем идти в глубь базы директорий, все более приближаясь к специфическим документам, которые и составляли цель поиска. Этот алгоритм, по сути, сохранен и сегодня в Каталогах, расположенных в Интернете. Стало возможно получать как текстовые документы, так и графические, и музыкальные, без привязки к какому-то определенному формату. А самое главное, стало в принципе возможно легко найти и получить в Интернете нужную информацию.

Однако проблемы все же оставались. Одна из них, и довольно серьезная, была связана с тем, что компьютеры были построены на разных платформах, которые порой не понимали друг друга. Тут можно провести аналогию с людьми, которые говорят на совершенно разных языках и потому не могут построить более или менее осмысленную беседу. В те времена между собой конкурировали не операционные системы, как сейчас, а производители компьютерного «железа». Сегодня в меньшей степени важно, кто произвел компьютер. Гораздо существеннее, что на нем установлено: Windows, Linux, Mac OS. А тогда именно производители «железа» определяли лицо Интернета.

Объективно назревала идея, согласно которой компьютеры разных платформ должны иметь возможность работать в одном протоколе, позволяющем просматривать страницы вне зависимости от того, на какой конкретно машине эти страницы созданы. Требовалось придумать такой универсальный протокол и сделать его удобным для пользователей.