Голицына О.Л., Максимов Н.В. Информационные системы

Подождите немного. Документ загружается.

Для оценки динамики эффективности процесса поиска дистрибу-

тивно-статистическими методами необходимо, чтобы все этапы техно-

логии относились к одному (семантическому однородному) пространст-

ву объектов (т.е., задача не должна быть многокритериальной). Иначе

говоря, результаты, получаемые на разных этапах и, соответственно, по

разным поисковым образам, должны относиться к одному исходному

(семантически замкнутому) запросу, который как предмет поиска пред-

ставляет тематически отдельную реальную информационную потреб-

ность пользователя. То есть, в этом случае оценивается эффективность

уже поискового образа запроса, а повышение эффективности поискового

процесса основывается на последовательном повышении эффективности

ПОЗа по отношению к предшествующему варианту (которая может оп-

ределяться на основе, например, корреляционного анализа подмножеств

, T

, … T

} и { D

, D

, … D

}, введенных в гл. 4).

Для реальных запросов, которые практически являются многоас-

пектными и включают несколько подтем, общий результат будет полу-

чен последовательностью фактически самостоятельных (завершенных с

точки зрения получения и

оценки результатов) вышеописанных много-

этапных процессов поиска, каждый из которых должен быть выполнен

для каждой подтемы и аспекта. То есть, как это представлено на рис.

7.5, каждому отдельному элементу тематически-аспектной декомпози-

ции запроса, представляющей информационную потребность как семан-

тически значимый объект поиска на

логическом уровне, соответствует

отдельный

физический процесс поиска и результат. При этом в реальных

ИПС результаты поиска по отдельным этапам

последовательно фикси-

руются в протоколе, позволяющем отобразить ход процесса и, возмож-

но, на следующих этапах обратиться к ранее полученным результатам.

Однако изолированность объекта поиска и, соответственно, ре-

зультатов, предопределенная требованием оцениваемости, на практике

трудно достижима: множество документов, выданных при поиске по од-

ному аспекту, обычно содержит документы, относящиеся и к другим ас-

пектам. И, кроме того, в многоэтапном процессе развития запроса поль-

зователь, получая значимый или просто интересный документ, но отно-

сящийся к другому аспекту, обычно переключает внимание именно на

него и, соответственно, выходит за пределы тематически замкнутого

пространства, что нарушает требование однородности и снижает эффек-

тивность поиска.

Это означает, что представление процесса поиска на физическом

уровне (последовательность получения результата, зафиксированная в

протоколе в виде интерфейсных объектов) не будет соответствовать по-

следовательности на логическом уровне. Для обеспечения соответствия

вводится промежуточный

интерфейсный уровень представления про-

цесса поиска. Объекты этого уровня (и характер их представления, на-

пример, упорядочение) структурно будут соответствовать логическому

уровню, и каждый из них будет представлять (объединять) элементы

(ПОЗы, словники, результаты поиска), относящиеся к соответствующе-

му предмету поиска, но физически полученные, возможно, на разных

этапах.

Рис. 7.5. Уровневая модель поискового процесса

Тем самым, на передний план выдвигается проблема организации

взаимодействия пользователя с системой в процессе поиска.

И если для процесса в целом (с точки зрения конечного пользовате-

ля) мы имеем всего два типа основных операционных объектов – запрос

(как пользовательское представление ИПП) и документ (как семантически

целостный ответ или его часть, сформированный системой – отображение

запроса в пространство документов), то с точки зрения организации про-

цесса взаимодействия интерфейс системы должен иметь разнообразные

объекты. При этом разнообразие типов объектов пользовательского интер-

фейса определяется «развитостью» технологических и процедурных воз-

можностей системы. Для случая обобщенной схемы, технологически обес-

печивающей снятие информационной неопределенности всех типов, таки-

ми объектами являются:

- тезаурусы, обеспечивающие ориентацию пользователя в предмет-

ной области;

- словари поисковой системы, используемые для формирования по-

искового выражения;

- тематические словники, представляющие информативную лексику

предметной области.

Интерфейсный уровень

------------ -

Процесс

поиска по

аспекту 1

Процесс

поиска по

аспекту 2

Процесс

поиска по

аспекту i

Логический уровень

Физический уровень

Эти объекты, являясь технологически вспомогательными, использу-

ются на разных этапах поиска и обеспечивают возможность более или ме-

нее адекватного выражения информационной потребности пользователя.

При этом для отражения индивидуальных особенностей ИПП, они, как ин-

терфейсные объекты, не могут быть эффективно использованы, поскольку,

в следствие усредненной природы, представляют ПрО в целом.

Для этого на промежуточном интерфейсном уровне можно использо-

вать иерархически организованные структуры, отражающие пользователь-

ское видение системы понятий предметной области. Причем, каждый такой

объект представляет как общепринятое, так и индивидуальное видение

ПрО. Интегральность такого представления достигается за счет того, что

оно реализуется объектами как уровня ресурсов (подборками документов,

ссылками на ассоциированные ресурсы и т.д.), так и уровня терминологии

(тезаурусами, рубрикаторами, словниками)

При таком подходе информационная система может помимо стан-

дартных и расширенных поисковых возможностей иметь средства система-

тизации информационных массивов, формирования и развития компонен-

тов лингвистического обеспечения, а также оценки и анализа результатов

поиска. Такими средствами, ориентирующими пользователя в предметной

области в части терминологии, могут быть:

- автоматическое формирование наборов терминов для расширения

запроса;

- терминологические таблицы, организованные в виде семантиче-

ских сетей, каждому узлу в которых сопоставлен некоторый набор доку-

ментов;

- средства автоматизированного ведения пользовательских мини-

тезаурусов и тематических рубрикаторов и др.

7.5.3.2. Роль системы в процессе взаимодействия

Сложность разработки представления интерфейсных инструмен-

тов в целом заключается в том, что неизвестно, каким образом пользо-

ватели будут воспринимать объекты, систематизированные и сгруппи-

рованные разработчиком в соответствии с его, разработчиком, понима-

нием. Основой для прогнозирования возможных реакций и действий

пользователя является выявление типичности поведения пользователей.

Процесс взаимодействия можно рассматривать на трех уровнях:

глобальном, тематическом и отдельного шага

Глобальная структура процесса взаимодействия зависит от цели

ОД, состояния предметной области и будет определять стратегию поис-

ка. Тематическая структура зависит от характера отдельных задач, их

проработанности, политематичности и будет определять характер нави-

гации – последовательности выполнения отдельных поисков информа-

ции по различным направлениям. Структура шага соответствует отдель-

В контексте ОД этому соответствуют следующие этапы: определение цели, выделение задач и под-

задач, решение задач.

ной технологии нахождения документов по отдельному запросу и будет

определяться набором средств, доступных пользователю (их наличием в

интерфейсе, а также готовностью пользователя к их применению) .

Развитые АИС могут иметь несколько интерфейсных решений.

Применительно к случаю категорий пользователей можно рассматри-

вать:

интерфейс конечного пользователя, обеспечивающий выбор

объектов и методов из предлагаемого (чаще всего фиксированного) на-

бора;

интерфейс системного администратора, обеспечивающий не

только расширенный набор средств, но и позволяющий изменять или

создавать новые интерфейсные объекты или сценарии.

По типу диалога (в зависимости от степени активности сторон)

можно выделить три уровня системной активности:

диалог в режиме “запрос-ответ”, когда в ответ на запрос (объ-

ект единственного типа) система формирует ответ, включающий объек-

ты, возможно, другого, но также единственного типа;

режим информационно-советующих систем, когда помимо

прямого ответа на запрос система формирует или обеспечивает доступ к

справочной или оценочной информации;

режим симметричного (равноправного) диалога, т.е. с активной

ролью системы.

При этом активность системы по отношению к пользователю мо-

жет реализовываться различными путями:

− непосредственным вмешательством в процесс через изменение

параметров процедур, например, изменением порога выдачи или сцена-

рия поиска;

− построением прямых или косвенных оценок параметров выдачи

(показателей эффективности поиска);

− генерацией технологических объектов, являющихся дополни-

тельными или альтернативными по отношению к тем, которые получены

пользователем (например, построение словников при реформулирова-

нии запроса по обратной связи).

Это позволяет компенсировать односторонность представления

пользователя о способе выражения (обозначения) предмета поиска и та-

ким образом уйти от ситуации конкурирования (за “наилучший” запрос)

различных способов выражения запроса к состоянию целенаправленного

сочетания альтернатив.

Особенностью поисковых моделей человеко-машинного взаимо-

действия является различие принципов (основания) «системности».

АИПС – кибернетическая система, целенаправленно созданная и имею-

щая детерминированную структуру, причем ее поведение (динамика)

оценивается с точки зрения устойчивости. Субъект поиска (система по-

требления информации) - саморазвивающаяся, синергетическая система,

самоорганизация которой основана на противоречии, и часто приводит к

структурной реорганизации, а целостность определяется свойствами, не

сводящимися к сумме свойств составляющих ее элементов. Эта особен-

ность определяет различие в уровне требований к адаптивным возмож-

ностям взаимодействующих систем и организации диалога. Профессио-

нальному пользователю система должна предоставить набор средств,

обеспечивающий адаптацию через настройку (целенаправленный выбор

конфигурации и параметров самим пользователем). В других случаях

система должна предлагать набор типовых стратегий и технологий по-

иска, выбор которых может производиться как пользователем, так и сис-

темой на основании диагностики поведения пользователя.

Таким образом, интерфейсные решения определяются:

− размерностью пространства отображения (одномерного - стро-

ка, двумерного - рабочий стол экрана, многомерного, использующего

псевдотрехмерные изображения, цветовые и фоновые выделения);

− реактивностью системы, зависящей от средств обмена между

терминалом пользователя и процессором, реализующим функции систе-

мы (режим удаленного терминала, полный диалог в режиме реального

времени, режим пакетного обмена).

Роль системы на основных этапах поиска представлены в таблице

7.3.

Таблица 7.3.

Этап поиска Роль

системы

Определение (локализация и формали-

зация)

темы запроса и идентификация

ресурса

Обеспечение метаинформи-

рования о тематике, наполне-

нии, структуре и методах дос-

тупа к выбранному ресурсу

Формирование, а также структурное и

лексическое адаптирование

выраже-

ния запроса

Предоставление вспомога-

тельных информационных

объектов (словарей, тезауру-

сов, шаблонов и т.д.)

Отбор документов по критерию, по

возможности адекватному степени не-

определенности информационной по-

требности

Предоставление выбора ме-

ханизма поиска или, напри-

мер, автоматическое расши-

рение лексики запроса

Формирование и управление выдачей

найденных документов

Обеспечение масштабирова-

ния (форматирования) про-

странства представления вы-

данных документов, а также

сортировки и, возможно,

ранжирования по некоторому

формальному критерию соот-

ветствия

Оценка результатов поиска с точки

зрения полноты удовлетворения ин-

формационной потребности (т.е. за-

вершение поискового процесса) или их

соответствия цели поиска и степени ос-

воения информационного ресурса по

теме запроса

Количественная оценка дина-

мики выдач и обеспечение

возможности выборочного

обращения к результатам от-

дельных этапов процесса по-

иска

Развитие запроса по технологии «ре-

формулирования по обратной связи по

релевантности» или использование

других ресурсов, например, ассоцииро-

ванных баз данных вторичной или

справочной информации

Адекватное информирование

о возможностях развития за-

проса и средствах оценки ре-

зультата

Интерфейс системы, являясь той операционной средой, которая

может обеспечить решение двойственной задачи (получение результата

и нахождение средств его получения), должен удовлетворять следую-

щим требованиям:

Организация пространства по принципу однородности;

Предоставление информации для оценки результата;

3) Возможность отслеживания и изменения "траектории движе-

ния";

Возможность планирования «навигации» (подсказки к даль-

нейшим действиям);

Наличие информации для оценки степени завершенности про-

цесса;

Соответственно, оптимизационная задача процесса поиска – при

временных ограничениях максимизировать показатели выдачи и полу-

чить максимальную (субъективную) уверенность в качестве поиска,

предоставляя пользователю в процессе диалога альтернативные направ-

ления, а также количественные и качественные оценки их соответствия

запросу.

Обобщенная схема поиска, приведенная на рис. 7.6, представлена

на примере АИПС IRBIS, которая имеет следующие основные интер-

фейсные блоки

интерфейс формирования запроса,

интерфейс поискового модуля,

интерфейс обработки результата и развития поиска.

Примеры реализации интерфейсов подготовки и развития запроса приведены в гл. 8.

Протокол

Поиск по статистически – значимым терминам и словосочетаниям

Словарь

Поиск по статистически – значимым терминам

Запрос

Док-ты

Индексы

Корзина

Диалоговые средства подготовки запроса

Темы

Зап

осы

Контекстно–значимые термины

Поиск по контекстно – значимым терминам

Статистически–значимые термины

Реформулирование запроса по

обратной связи

Статистически–значимые словосочетания

Модификация выражения

Словарь

Просмотр

словаря

Запрос по

образцу

Запрос с редакти-

рованием

Запрос по

шагам

Логическое выражение

запроса

Поиск

Идентиф-ры

результата

Документ

Поиск

аналогов

Просмотр

ок

ментов

маркирование

Протокол

Просмотр

отокола

маркирование

Выделенные

результаты

Построение

словника

Просмотр

словника

маркирование

Эвристиче-

ский

поиск

Контекстный

поиск

Кластеры

те

минов

Рис. 7.6. Обоб

енная технологическая схема поиска

Интерфейсы формирования запроса, особенно значимые при на-

чальном входе в информационное пространство базы, подразделяются

на «вербальные» и «кластерные».

Первые являются процедурно ориентированными средствами,

обеспечивающими формирование на ИПЯ логического выражения той

или иной сложности, что предполагает предварительную

структуриза-

цию на семантическом уровне и лексическую адаптацию запроса. Пред-

ставленные в системе процедурные интерфейсы – конструкторы запроса

«по образцу», «по шагам» и редактор запроса, являются типовыми ре-

шениями с различным уровнем дружественности

. Эта группа является

практически полной с точки зрения степеней свободы выбора операци-

онных объектов для случая спецификации запроса в виде обобщенного

логического выражения. Характер ограничений на уровне компонентов

составного выражения отбора (логической связки выражений для от-

дельных областей поиска) отражен в таблице 7.4.

Таблица 7.4

Компоненты выражения

Конструктор

«по образцу»

Конструктор

«по шагам»

Редактор

запроса

Ограничения на условие

поиска

Фиксировано шаб-

лоном. Оператор

фиксирован (обыч-

но И)

Линейное выра-

жение без вложен-

ности

Скобочное выра-

жение любой

сложности

Имя поля

Фиксировано

или ограниченный

выбор

Выбор из списка Скобочное выра-

жение любой

сложности

Область

поиска

Оператор

Нет или фиксирован

(обычно ИЛИ)

Выбор из списка Любой

Оператор отбора Фиксирован Выбор из списка Любой

Вы-

раж.

Нет

Термин или пред-

шествующее вы-

ражение

Скобочное выра-

жение любой

сложности

Опе-

ранд

Тер-

мин

Выбор из списка

или ввод

Выбор из списка

Скобочное выра-

жение любой

сложности с опе-

раторами усечения

Операнд-

значение

отбора

Оператор фиксирован (обыч-

но ИЛИ) или ввод

Выбор из списка Любой

Это противоречит практически и «идеологически» значимому требованию не заставлять человека

обрабатывать вводимые данные вне системы [Коутс1990] и на практике приводит к низкой эффек-

тивности поиска.

Здесь «дружественность» сводится исключительно к снижению уровня требований к подготовлен-

ности пользователя за счет снижения синтаксической сложности выражения.

Интерфейсы формирования запроса, основанные на «кластерных»

методах, используют операционные объекты с разным уровнем отраже-

ния информационного содержания базы:

− на «атомарном» уровне - это в основном инвертированные фор-

мы (словари, индексы) или документы БД, представляемые в физиче-

ской последовательности;

− на уровне тематическом - это структуризации с иерархической

или линейной упорядоченностью через тематические рубрикации или

типовые запросы;

− на уровне частных запросов - это коллекции выражений запро-

сов и сохраняемые запросы (выражения и соответствующие результаты

поиска).

Интерфейс поискового модуля

обеспечивает выбор и управление

механизмом отбора документов по сформированному условию поиска,

включая:

− предобработку выражения: нормализацию или автоматическое

усечение терминов, лексическое расширение выражения, связывание с

предыдущими или уточняющими условиями;

− выбор метода отбора (критерия смыслового соответствия) – бу-

лев или нечеткий поиск, определение порога выдачи;

− постобработку результата – сортировку, ранжирование или кла-

стеризацию найденных документов по содержанию или вычисляемым

показателям.

Интерфейсные средства обработки результата и развития

поиска

использует два типа операционных объектов – отдельные доку-

менты и коллекции документов. Особенностью предложенной схемы

является функциональное подобие интерфейсных блоков и то, что по-

мимо функций обработки материала документов (печать, редактирова-

ние, сортировка, вывод в файл и т.д.), система предоставляет средства

развития процесса поиска либо путем модификации выражения, либо

путем реформулирования запроса по обратной связи по релевантности.

Модификация выражения запроса является методически достаточ-

но простой операцией - выражение редактируется переносом в него ста-

тистически или контекстно значимых терминов из словников или доку-

ментов.

Поиск путем реформулирования запроса на основе лексики доку-

ментов, релевантность которых подтверждена пользователем, реализу-

ется двумя типами поисковых технологий: непосредственным использо-

ванием лексики отдельного документа или на основе терминов, стати-

стически взвешенных на множестве документов.

Приведенные кластерные технологии являются эвристическими в

том смысле, что в результате процесса поиска формируется одна или не-