网络搜索引擎原理-007.Introduction to Xapian
搜索引擎工作原理
搜索引擎工作原理搜索引擎是一种通过收集、存储、索引和呈现互联网上的信息来帮助用户找到所需信息的工具。
它们使用复杂的算法和技术来分析和组织互联网上的海量数据，并根据用户的查询提供相关的搜索结果。
下面将详细介绍搜索引擎的工作原理。
1. 网络爬虫搜索引擎的第一步是使用网络爬虫（也称为蜘蛛或机器人）来浏览互联网上的网页。
网络爬虫从一个初始的网址开始，然后按照链接逐个访问其他网页，并将这些网页的内容下载下来。
爬虫会遵循互联网上的链接，以便尽可能地覆盖更多的网页。
爬虫还会更新已经被索引的网页，以便获取最新的信息。
2. 网页索引一旦爬虫下载了网页的内容，搜索引擎会将这些内容存储在一个被称为索引的数据库中。
索引是搜索引擎的核心组成部分，它包含了关键词、网页的URL、摘要和其他相关信息。
索引使得搜索引擎能够快速地找到相关的网页，并根据用户的查询返回相关的搜索结果。
为了建立索引，搜索引擎会对网页的内容进行分析和处理。
它们会将网页的文本提取出来，并去除HTML标签和其他噪音。
然后，搜索引擎会对文本进行分词，将文本划分为单词或短语。
这些单词或短语被称为关键词，它们是搜索引擎用来匹配用户查询的重要依据。
3. 搜索算法搜索引擎使用复杂的算法来确定哪些网页与用户的查询最相关。
这些算法会考虑多个因素，例如关键词的出现频率、关键词的位置、网页的质量和权威性等。
搜索引擎还会使用一些技术来过滤垃圾信息和欺诈性网页，以提供高质量的搜索结果。
4. 搜索结果排名搜索引擎会根据算法的结果对搜索结果进行排名。
排名决定了搜索结果在搜索引擎页面上的显示顺序。
通常，排名靠前的搜索结果被认为是最相关的。
搜索引擎会根据用户的查询和网页的相关性对搜索结果进行排序，并将最相关的结果显示在前几页。
5. 用户体验和反馈搜索引擎还会考虑用户的体验和反馈来不断改进搜索结果的质量。
它们会收集用户的点击行为、停留时间和搜索历史等信息，并根据这些信息来优化搜索结果的排序和相关性。
网络搜索引擎工作原理
网络搜索引擎工作原理网络搜索引擎是如何运作的？这是很多人都感兴趣的问题。
随着互联网的迅猛发展，搜索引擎在我们的日常生活中扮演着重要的角色，我们几乎每天都要使用搜索引擎来获取各种信息。
那么，搜索引擎是如何找到我们需要的信息的呢？本文将深入探讨网络搜索引擎的工作原理。
一、数据收集与建立索引搜索引擎的第一步是收集互联网上的信息。
搜索引擎会通过爬虫程序，按照一定的规则自动地浏览互联网上的网页，收集网页上的文本、图片、视频以及其他相关信息。
爬虫程序会递归地从一个页面跳转到另一个页面，不断地扩展搜索引擎的索引范围。
收集到的数据需要经过整理和处理，然后建立索引。
索引是由一系列关键词和相应的网页链接组成的数据库，类似于一本关键词目录。
当我们在搜索引擎上输入关键词时，搜索引擎会根据索引中的关键词找到相关的网页链接，以便后续的搜索。
二、关键词匹配与排序当用户输入关键词进行搜索时，搜索引擎会根据输入的关键词从索引中找到相关的网页链接。
搜索引擎会通过算法对这些网页进行排序，以便将最相关的网页排在前面，提供给用户最有价值的搜索结果。
关键词匹配是搜索引擎中的一个重要环节。
搜索引擎会根据用户输入的关键词在索引中找到包含这些关键词的网页链接。
在匹配时，搜索引擎会考虑关键词的权重、位置和频率等因素，以确定一个网页的相关性和排序。
排序算法是搜索引擎的核心之一。
搜索引擎会使用各种复杂的算法来确定网页的排名，以满足用户的需求。
其中，PageRank算法是当前广泛使用的排名算法之一，它通过计算网页的链接数量和质量来评估网页的权重。
三、搜索结果展示搜索引擎在搜索结果页面中展示匹配用户输入关键词的相关网页链接。
搜索结果一般分为有机搜索结果和广告搜索结果两部分。
有机搜索结果是根据用户输入的关键词和搜索引擎的排序算法得出的，它们是根据网页的相关性进行排序的。
而广告搜索结果则是一些广告主根据关键词向搜索引擎投放的广告。
搜索结果页面通常会显示若干条网页链接，以及每个链接的标题和简介。
搜索引擎的工作原理
搜索引擎的工作原理搜索引擎是一种用于在互联网上搜索信息的工具。
它通过采集、索引和排序互联网上的网页内容，为用户提供相关的搜索结果。
搜索引擎的工作原理可以简单地分为三个步骤：抓取网页、建立索引和提供搜索结果。
1. 抓取网页搜索引擎通过网络爬虫（也称为蜘蛛或者机器人）来抓取互联网上的网页。
网络爬虫会按照一定的规则从一个网页转到另一个网页，将网页的内容下载下来。
爬虫会根据网页中的链接不断地跳转到其他网页，形成一个爬行路径，以获取尽可能多的网页内容。
2. 建立索引抓取下来的网页内容会被搜索引擎进行处理和分析，以建立一个庞大的网页索引。
索引是一种结构化的数据存储方式，它会记录每一个网页的关键信息，如标题、摘要、URL和关键词等。
搜索引擎会对网页内容进行分词处理，将关键词和对应的网页进行关联。
这样，当用户搜索关键词时，搜索引擎可以快速地找到相关的网页。
3. 提供搜索结果当用户输入关键词进行搜索时，搜索引擎会根据用户的需求从建立的索引中匹配相关的网页。
搜索引擎会根据一系列的算法，对匹配的网页进行排序，并将最相关的网页展示给用户。
排序算法会考虑多个因素，如关键词的浮现频率、网页的权重和链接的质量等。
搜索引擎还会提供一些搜索结果的过滤选项，如时间范围、文件类型和地域等，以满足用户的个性化需求。
搜索引擎的工作原理虽然看似简单，但实际上暗地里涉及了复杂的技术和算法。
为了提高搜索结果的质量和准确性，搜索引擎公司会不断地改进和优化搜索引擎的工作原理。
他们会利用机器学习和人工智能等技术，不断提升搜索引擎的智能化水平，以更好地满足用户的搜索需求。
搜索引擎的工作原理
搜索引擎的工作原理搜索引擎是一种用于匡助用户在互联网上查找信息的工具。
它通过采集、索引和排序互联网上的网页内容，以便用户能够通过关键词搜索来获取相关的信息。
搜索引擎的工作原理可以分为以下几个步骤：1. 网页抓取：搜索引擎通过网络爬虫程序（也称为蜘蛛）自动抓取互联网上的网页内容。
网络爬虫会按照一定的规则遍历网页，并将网页的内容下载到搜索引擎的数据库中。
2. 网页索引：搜索引擎将抓取到的网页内容进行索引处理，以便能够快速地检索和呈现相关的结果。
索引是一个包含关键词和网页地址的数据库，它可以匡助搜索引擎快速找到相关的网页。
3. 关键词分析：当用户输入关键词进行搜索时，搜索引擎会对用户输入的关键词进行分析。
关键词分析的目的是理解用户的意图，并根据用户的意图提供相关的搜索结果。
4. 搜索算法：搜索引擎使用一系列复杂的算法来确定哪些网页与用户的搜索意图最相关。
这些算法会根据网页的内容、关键词的浮现频率、网页的权威性等因素来评估网页的相关性，并将最相关的网页排在搜索结果的前面。
5. 搜索结果呈现：搜索引擎会根据算法的评估结果，将最相关的网页呈现给用户。
搜索结果通常以列表的形式展示，每一个搜索结果都包含了网页的标题、描述和网址等信息，以便用户能够快速浏览和选择合适的结果。
除了以上的基本原理，搜索引擎还会考虑用户的搜索历史、地理位置和其他个性化因素来提供更加精准的搜索结果。
此外，搜索引擎还会不断地更新索引和算法，以适应互联网上不断变化的内容和用户需求。
总结起来，搜索引擎的工作原理包括网页抓取、网页索引、关键词分析、搜索算法和搜索结果呈现等步骤。
通过这些步骤，搜索引擎能够匡助用户快速、准确地找到他们所需的信息。
搜索引擎工作原理
搜索引擎工作原理搜索引擎是我们在日常生活中经常使用的工具之一，它能够帮助我们快速找到所需的信息。
然而，由于其复杂的工作原理，很多人并不清楚搜索引擎是如何实现这一功能的。
本文将深入介绍搜索引擎的工作原理，以帮助读者更好地了解这一技术。
一、搜索引擎的概述搜索引擎是一种以关键词搜索为基础的信息检索系统。
它通过自动化程序（即“蜘蛛”或“爬虫”）对互联网上的网站进行持续的抓取和索引，然后根据用户的搜索关键词，展示与之相关的网页或其他资源。
简单来说，搜索引擎的目标是根据用户的需求，提供最相关和最有价值的信息。
二、爬虫的工作原理爬虫是搜索引擎的核心组成部分，它负责抓取互联网上的网页并提取其中的信息。
爬虫程序首先从一个种子URL开始，通过URL解析获取网页内容，并在页面中查找超链接。
一旦发现新的链接，爬虫就会将其添加到待抓取队列中，然后继续抓取其他页面。
这个过程会一直持续下去，直到抓取队列为空。
爬虫在抓取过程中还会注意一些规则，例如robots.txt文件。
这个文件位于网站的根目录下，用于指示搜索引擎哪些页面可以被抓取，哪些页面不应该被抓取。
三、索引的建立当爬虫抓取到一个网页后，搜索引擎会将其存储在索引中。
索引是搜索引擎的另一个核心组成部分，它将网页的内容和相关信息进行结构化存储，以便后续的搜索和排名。
索引的建立过程可以分为三个步骤：分词、建立倒排索引和权重计算。
首先，搜索引擎会将网页的内容进行分词，将文章划分为一个个词语。
然后，根据这些词语进行倒排索引的建立。
倒排索引是指建立一个词语到包含该词语的网页的映射关系。
最后，搜索引擎会根据一些算法和规则，对每个词语的重要性进行权重计算，以确定网页的排名。
四、搜索的过程当用户输入关键词进行搜索后，搜索引擎会根据索引进行检索，并返回与关键词相关的网页列表。
搜索的过程主要分为两个步骤：查询处理和排序。
查询处理是指将用户输入的关键词进行处理，例如分词、去除停用词和词形还原等，以便更准确地进行检索。
搜索引擎的原理是
搜索引擎的原理是
搜索引擎的原理是通过收集和组织互联网上的信息，然后根据用户的搜索关键词来匹配和排名搜索结果。
首先，搜索引擎会使用网络爬虫程序（也称为蜘蛛或机器人）来自动浏览互联网上的网页。
爬虫程序会从一个网页开始，然后通过页面上的链接跳转到其他页面，并将这些页面的内容下载到搜索引擎的数据库中。
这个过程称为爬行。
接下来，搜索引擎会对收集到的网页进行索引。
索引是一个结构化的数据库，其中存储了每个网页的关键信息，如标题、URL、摘要和内容标签等。
通过索引，搜索引擎可以快速地查找和检索网页，以便根据用户的搜索查询返回相关的结果。
当用户输入一个搜索关键词时，搜索引擎会根据索引中的信息来匹配相关的网页。
它会比较关键词与网页标题、正文和其他标签的相似度，并根据算法对搜索结果进行排序。
常见的算法包括PageRank和TF-IDF等。
在返回搜索结果时，搜索引擎会根据搜索查询的相关性和网页的质量来排名结果。
相关性指的是搜索查询与网页内容的匹配程度，而质量则涉及到网页的可信度、权威性、受欢迎程度等因素。
在确保搜索结果的多样性的情况下，搜索引擎会尽可能地提供最相关和有用的结果给用户。
此外，搜索引擎还会根据用户的搜索历史、地理位置和其他个性化因素来调整搜索结果，以提
供更加个性化的搜索体验。
总之，搜索引擎的原理是通过爬行、索引和排序等步骤来收集和组织互联网上的内容，并根据用户的搜索查询来返回最相关和有用的搜索结果。
标题的重要性在搜索引擎的算法中扮演着重要的角色，但是搜索引擎也会考虑其他因素来提供更全面、准确和个性化的搜索结果。
搜索引擎的工作原理是什么
搜索引擎的工作原理是什么
搜索引擎的工作原理是通过爬虫程序（也叫网络蜘蛛或网络爬虫）对互联网上的网页进行自动收集和索引，并根据用户的搜索关键词呈现最相关的搜索结果。
首先，搜索引擎的爬虫程序会从一个初始网页（通常称为种子URL）开始，然后根据该网页上的链接递归地爬取其他网页。
爬虫会记录每个被访问的网页，并从中提取出网页内容、标题、关键词、链接等信息。
接下来，将这些信息存储在搜索引擎的索引数据库中。
索引数据库是一个结构化的数据库，其中包含了许多网页的关键词和链接信息。
搜索引擎使用复杂的算法将这些网页按照相关性进行排序，以便在用户进行搜索时能够快速呈现最相关的搜索结果。
当用户输入搜索关键词后，搜索引擎会根据关键词在索引数据库中进行匹配，并找出最相关的网页。
相关性的评估通常是基于关键词的频率、位置、网页的权重（例如，网页被其他高权威网页引用的次数）等因素进行计算。
最后，搜索引擎会将根据相关性排序的搜索结果呈现给用户。
搜索结果页面通常会显示页面的标题、简要摘要和链接，用户可以点击链接查看完整的网页内容。
总之，搜索引擎的工作原理是通过爬虫程序收集和索引网页信
息，利用复杂的算法计算搜索结果的相关性，并将最相关的搜索结果呈现给用户。
搜索引擎工作原理
搜索引擎工作原理搜索引擎是一种通过采集、存储、索引和呈现互联网上的信息来匡助用户找到所需信息的工具。
它们使用复杂的算法和技术来分析和组织互联网上的海量数据，并根据用户的查询提供相关的搜索结果。
下面将详细介绍搜索引擎的工作原理。
1. 网络爬虫搜索引擎的第一步是使用网络爬虫（也称为蜘蛛或者机器人）来浏览互联网上的网页。
网络爬虫从一个初始的网址开始，然后按照链接逐个访问其他网页，并将这些网页的内容下载下来。
爬虫会遵循互联网上的链接，以便尽可能地覆盖更多的网页。
爬虫还会更新已经被索引的网页，以便获取最新的信息。
2. 网页索引一旦爬虫下载了网页的内容，搜索引擎会将这些内容存储在一个被称为索引的数据库中。
索引是搜索引擎的核心组成部份，它包含了关键词、网页的URL、摘要和其他相关信息。
索引使得搜索引擎能够快速地找到相关的网页，并根据用户的查询返回相关的搜索结果。
为了建立索引，搜索引擎会对网页的内容进行分析和处理。
它们会将网页的文本提取出来，并去除HTML标签和其他噪音。
然后，搜索引擎会对文本进行分词，将文本划分为单词或者短语。
这些单词或者短语被称为关键词，它们是搜索引擎用来匹配用户查询的重要依据。
3. 搜索算法搜索引擎使用复杂的算法来确定哪些网页与用户的查询最相关。
这些算法会考虑多个因素，例如关键词的浮现频率、关键词的位置、网页的质量和权威性等。
搜索引擎还会使用一些技术来过滤垃圾信息和欺诈性网页，以提供高质量的搜索结果。
4. 搜索结果排名搜索引擎会根据算法的结果对搜索结果进行排名。
排名决定了搜索结果在搜索引擎页面上的显示顺序。
通常，排名靠前的搜索结果被认为是最相关的。
搜索引擎会根据用户的查询和网页的相关性对搜索结果进行排序，并将最相关的结果显示在前几页。
5. 用户体验和反馈搜索引擎还会考虑用户的体验和反馈来不断改进搜索结果的质量。
它们会采集用户的点击行为、停留时间和搜索历史等信息，并根据这些信息来优化搜索结果的排序和相关性。
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Xapian简介
陈光 (chenguang@)
信息与通信工程学院
典型应用场景
本地存储了大量文本数据（本地或采集） 需要独立的搜索引擎 不仅仅是全文索引 需要数据库的各种复杂搜索
– – – –
高性能 多条件 排序 统计 比如tag
支持多值字段查询
–
产品的选择
搜索Search
关系数据库
文件
索引 数据库 NoSQL数据库 异步、实时 各种数据源 Web 应用
Xapian特性
Ranked probabilistic search —— 重要词汇 Relevance feedback —— 相关的文档 Phrase and proximity searching
继续用数据库本身索引 lucene solr Xapian SphinxSearch
数据库自身索引
典型——Mysql
fulltext索引性能不佳、功能不强 多值属性(比如tag)很难做索引 每次查询的时候，只能利用一个索引
– –
组合查询，需要建立很多多列索引 太多索引导致索引膨胀，性能降低
Xapian-backend存储格式
flint ：1.0 ——以块的形式来存储，默认每块是8K， 理论上每一个文件最大可以达到2048GB chert : 1.2 数据库更小，但搜索更快
Brass ：更好的支持replication (开发中) Remote：远端的数据库
Xapian的python接口
相关性：enquire.set_sort_by_relevance()
– –
默认是按Rank算法计算BM25 可使用BoolWeight，采用进索引顺序，快速
配合enquire.set_docid_order
按照其他属性排序:
enquire.set_sort_by_value() value必须统一为可排序的字符串 – enquire.set_sort_by_value_then_relevance() std::string Xapian::Document::serialise() const Serialise document into a string. – enquire.set_sort_by_relevance_then_value() – 自定义算法
Xapian缓存提速
没有特殊的缓存控制 全靠操作系统对硬盘读写的缓存
Xapian分库查询
索引数据量太大，如何可扩展？
– – –
更新慢
搜索慢 伸缩性小
按不同维度分拆成多个索引
– –
按照不同栏目 不同的类型的数据
轻松支持多库搜索
–
Add_database
Xapian分布式搜索
Import xapian database = xapian.WritableDatabase('test/', xapian.DB_CREATE_OR_OPEN) #创建文档对象并修改 doc = xapian.Document() doc.set_data(―你相信2012预言吗？”) doc.add_posting(―你”, 1) doc.add_posting(―相信”, 2) doc.add_posting(―2012”, 4) doc.add_posting(―预言”, 8) doc.add_value(0, ―20121221‖) doc.add_value(1, ―2012”) # 添加并写入数据库 database.add_document(doc) mit()
Full range of structured boolean search operators
("stock NOT market", etc)
stemming of search terms —— 近似词 Wildcard —— 任意匹配(xap*) Synonyms —— 同义词 Facet search —— 分面搜索
各种复杂的应用
Xapian vs. Sphinx
Xapian 25年历史 C++ 嵌入式 写慢但读很快 无统计功能 利用磁盘存储结构 适合构建搜索引擎
Sphinx 起步2003年 C++ 服务器 和mysql整合好 提供SQL API 索引推荐在内存中 适合更复杂应用
类Google搜索
– –
paas site: –Service 直接简便！
qp = xapian.QueryParser() qp.set_database(database) query = qp.parse_query(query_string)
Xapian排序
Xapian多索引字段
内部只有一个索引
– – –
使用前缀解决 Xappy采用固定2个字母做字段前缀 例如： Title:2012 -> TT2012
Xapian搜索
读写不冲突
– –
支持有限版本的MVCC(多版本并发控制) 如果写过于频繁，就出现读失效(需要reopen)
可以对数据库rebuild提升读性能
查相应的value，进行排序。如
果数据量大，这个过程可能比较 慢。 如需要，把data取出，显示完 整内容
尽量减少第一步的搜索结果量 另外，Sphinx也是这个原理。 只是为了提高性能，把value全部 放入内存了。
Xapian Database
必需
–
– –
Posting list table —— 每个term 包含的documents
Xapian: SWIG（ Simplified Wrapper and Interface Generator）自动生成的接口
底层，功能强，但使用不方便
Xappy：高层的封装
–
–
对多字段场景，使用更简单
太自动化，不灵活
–
–
不是很成熟，跟不上xapian的变化
理解原理即可，不推荐使用
Xapian sample —— 建立索引
索引数据库位于远端的服务器 直接打开远端的数据库 2种方法
–
Prog
Xapian.database(Xapian::Remote::open("ssh", "
xapian-progsrv /var/lib/xapian/data/db1"));
–
服务器
xapian-tcpsrv: --port 33333
Record table —— document关联的document data Term list table —— 每个document包括的所有term
可选
–
position list table —— 每个term出现的位置
–
– –
value table —— 主要用于保存、排序等
Spelling table —— 拼写纠正 synonym table —— 同义字典
Xapian::Database database(Xapian::Remote::open("searchserver", 33333));
Xapian备份
采用原始方式 停止写数据库，拷贝数据库 使用支持快照的文件系统 (LVM - Logical Volume Manager) 无法增量备份
tQ
通常有qfi =1 Score(Q, d ) log
N nt 0.5 ft (k1 1) nt 0.5 ft K
Xapian的BM25（Default: k1=1,k2=1,b=0.5）
(rt 0.5)( N nt R rt 0.5) ft (k1 1) qft (k2 1) Score(Q, d ) log ( R rt 0.5) (nt rt 0.5) ft K qft k2 tQ
Why Xapian?
针对具体应用：灵活 or 速度？ 独立 or 整合？ Sphinx
– –
索引建立靠配置文件 Sphinx的attribute全部在内存里面，不灵活
Xapian更简单可控
–
嵌入式，不需启动服务
–
–
代码量不大
总体结构比较简单
Basis of Xapian
搜索服务
索引 Index
类搜索引擎的简单服务
Xapian performance
非常好 5亿网页，1.5T数据库文件
–
小于1S
Gmane：9千万邮件，单服务器
sphinx
• 最大： 论坛搜索引擎，20亿份文档(50亿?)，2TB(6TB?) • 最忙: , 免费的分类广告站点(美国的top10), 每天5千万请求
Xapian数据压缩
Xapian会有很多预留空间，便于快速修改 可使用xapian-compact工具进行压缩
– – –
数据库变小 搜索会更快 但修改会变慢
仅仅在很少修改的时候做这个
–
地理位置排序 图片相似性排序
BM25排序算法
基本形式 Score(Q, d ) Wt R(t , d )
tQ