搜索引擎的学问主要体现在以下几个方面:
1. 索引技术
搜索引擎通过爬虫(Spider)自动抓取网页内容,建立倒排索引(Inverted Index),将词语映射到包含它的文档。高效的索引结构(如B树、哈希表)和分布式存储(如Google的BigTable)是关键。中文还需处理分词问题,比如基于词典或统计模型(如N-gram、HMM)的分词算法。
2. 排序算法
核心是PageRank(基于链接分析)和TF-IDF(词频-逆文档频率),现代引擎结合BERT等预训练模型理解语义。点击率、停留时间等用户行为数据也会影响排序。为对抗垃圾链接,Google引入SpamBrain等AI反作弊系统。
3. 查询处理
包括拼写纠正(如Levenshtein距离)、同义词扩展(WordNet)、意图识别(分类为导航、问答等类型)。聚合多个数据源的垂直搜索(如知识图谱)能直接返回结构化答案。
4. 性能优化
采用分布式计算(MapReduce)、缓存(Redis)和CDN加速响应。Elasticsearch等开源方案支持近实时搜索,通过分片(Sharding)提升吞吐量。
5. 中文特殊处理
需应对简繁转换、拼音匹配和新词发现(如网络用语)。百度等引擎会结合用户画像进行地域化排序,并识别广告与自然结果。
6. 隐私与法规
欧盟GDPR要求删除“被遗忘权”相关结果,搜索引擎需平衡公共利益与个人隐私。在中国还需遵守《网络安全法》的内容审核要求。
7. 前沿方向
跨模态搜索(图文/视频)、语音搜索的ASR技术,以及AIGC生成摘要均为研究热点。Google的MUM模型可多语言理解复杂查询。
搜索技术的发展始终围绕精度、速度、覆盖率三大核心指标,背后涉及计算机科学、语言学、心理学等多学科交叉。
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