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        一種基于標(biāo)簽體系的多用途快速檢索算法的研究

        2021-09-06 06:04:18周雅琳
        科海故事博覽·下旬刊 2021年5期
        關(guān)鍵詞:高職院校圖書館資源管理

        摘 要 “標(biāo)簽體系+檢索算法”是人們在進行資源管理,例如圖書館的館藏資源管理、電子商務(wù)中商品管理、客戶資源管理等資源管理工作中一種通用的解決問題的思路。本文介紹一種基于標(biāo)簽體系的快速檢索算法,該算法可一定程度上解決多標(biāo)簽體系的場景下,對高維數(shù)據(jù)進行多關(guān)鍵字組合搜索引起的數(shù)據(jù)庫進行大量關(guān)聯(lián)運算的問題,提高檢索效率,該算法和標(biāo)簽體系結(jié)合和形成一套高效的“標(biāo)簽體系+檢索算法”解決方案,可應(yīng)用于多種資源管理的場景。

        關(guān)鍵詞 標(biāo)簽體系 檢索算法 高維數(shù)據(jù)索引 資源管理 高職院校圖書館

        中圖分類號:TP312 文獻標(biāo)識碼:A 文章編號:1007-0745(2021)05-0057-02

        1 背景概述

        “標(biāo)簽體系+檢索算法”是人們在進行資源管理,例如圖書館的館藏資源管理、電子商務(wù)中商品管理、客戶資源管理等資源管理工作中一種通用的解決問題的思路。本文介紹一種基于標(biāo)簽體系的快速檢索算法,該算法可一定程度上解決多標(biāo)簽體系的場景下,對高維數(shù)據(jù)進行多關(guān)鍵字組合搜索引起的數(shù)據(jù)庫進行大量關(guān)聯(lián)運算的問題,提高檢索效率,該算法和標(biāo)簽體系結(jié)合和形成一套高效的“標(biāo)簽體系+檢索算法”解決方案,可應(yīng)用于多種資源管理的場景。在我們的前期論文《高職院校圖書館信息系統(tǒng)中的標(biāo)簽管理功能探討》[1]已對這一算法應(yīng)用于高職院校圖書館的館藏資源管理進行探討,本文從另一角度進行更高抽象程度的梳理和探討,以期待讀者對這一解決方案和算法有更深的理解,能將這一解決方案和算法應(yīng)用于更多的場景。

        2 算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

        這一算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)是我們在2003年一份數(shù)據(jù)挖掘課程研究報告《一種基于神經(jīng)生物學(xué)原理的多維數(shù)據(jù)索引算法》中提出的:公比為2的等比數(shù)列有一個重要的特性:數(shù)列中兩個任意不完全相同的子列,兩個子列各自的元素之和必定不相等,這一特性可用于高效的多維數(shù)據(jù)索引算法的實現(xiàn);選擇公比為2是為了各子列的元素和數(shù)盡量小,從而使算法能支持更多的維數(shù)和索引值。[2]

        3 算法數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的證明

        這里證明算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ),即證明數(shù)學(xué)命題:公比為2的等比數(shù)列,對于數(shù)列中任意兩個不完全相同的子列,兩個子列各自的元素之和必定不相等,這個命題在文獻[2]中已給出嚴(yán)格證明,這里整理一個相對容易理解的證明過程如下:

        (1)設(shè)有公比為2等比數(shù)列的子列A(a1,a2,a3,a4,a5),公比為2等比數(shù)列的子列B(b1,b2,b3,b4,b5),兩個子列不完全相同,不妨設(shè)從右往左逐個比對,第一對不同的元素是a3和b3,且a3

        (2)設(shè)有公比為2等比數(shù)列的子列A1(1,2,4,8,...,a3),則子列A1的元素和大于或者等于子列A的子列A2(a1,a2,a3)的元素和。

        (3)根據(jù)公比為2等比數(shù)列的性質(zhì),即使在b3最小、也就是b3=2*a3的情況下,也有子列A1的元素和等于b3-1,從而得出在各種情況下,子列A1的元素和都小于b3,因此各種情況下,子列A2的所有元素和都小于b3,進而小于b1+b2+b3。

        (4)綜合(1)(2)(3),易得子列A的所有元素和小于子列B的所有元素和,子列A和子列B各自的元素之和不相等。

        (5)綜上所述,問題得以證明。

        4 數(shù)據(jù)庫設(shè)計要點

        在數(shù)據(jù)庫設(shè)計時,有這樣一個“索引和數(shù)表”,每條記錄的結(jié)構(gòu)是:(記錄ID,資源ID,索引和數(shù));在數(shù)據(jù)庫中有一個“標(biāo)簽基本信息表”,每條記錄的結(jié)構(gòu)是:(標(biāo)簽ID、標(biāo)簽種類、標(biāo)簽值、標(biāo)簽索引值)。

        5 算法的關(guān)鍵步驟

        (1)在設(shè)置標(biāo)簽體系的時候,每類標(biāo)簽的每一個標(biāo)簽值,例如文獻[1]中提及的圖書館圖書標(biāo)簽體系中,2019年入館教育標(biāo)簽體系中的“建筑工程技術(shù)”專業(yè)標(biāo)簽,在數(shù)據(jù)庫中有這樣一條記錄與其對應(yīng)(“標(biāo)簽ID1”、“2019年入館教育”、“建筑工程技術(shù)”、“32”),其中32為公比為2的等比數(shù)列中的第6個數(shù),標(biāo)簽體系中的每一條標(biāo)簽的記錄中的“標(biāo)簽索引值”都和等比數(shù)列中的某一個數(shù)形成一一對應(yīng)關(guān)系。

        (2)以文獻[1]中提及的圖書館圖書的標(biāo)簽管理為例,在為圖書打標(biāo)簽的時候,系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)庫中,為這本圖書加入一條或多條“索引和數(shù)表”記錄,結(jié)構(gòu)為(記錄ID,圖書ID,索引和數(shù)),例如,假設(shè)“圖書ID1”已經(jīng)有索引值為“1”、“4”的兩個標(biāo)簽,在打索引值為“32”的標(biāo)簽的時候,系統(tǒng)會在“索引和數(shù)表”中加入(“記錄ID101”、“圖書ID1”、“32”),(“記錄ID102”、“圖書ID1”、“33”),(“記錄ID103”、“圖書ID1”、“36”),(“記錄ID104”、“圖書ID1”、“37”)四條記錄,分別代表標(biāo)簽“1”、“4”、“32”可能出現(xiàn)的四種新組合;每本圖書搭每一個標(biāo)簽都執(zhí)行上述算法步驟。

        (3)以文獻[1]中提及的圖書館圖書的標(biāo)簽管理為例,在取消某一標(biāo)簽時,參考上述過程易設(shè)計出從“索引和數(shù)表”減少相關(guān)記錄的算法步驟。

        (4)以文獻[1]中提及的圖書館圖書的標(biāo)簽管理為例,在檢索圖書時,系統(tǒng)根據(jù)用戶所選擇的標(biāo)簽,計算出“目標(biāo)索引和數(shù)”,采用計算出的“目標(biāo)索引和數(shù)”查找“索引和數(shù)表”中“索引和數(shù)”值和“目標(biāo)索引和數(shù)”相等的記錄,查找到的記錄對應(yīng)的圖書就是符合標(biāo)簽組合要求的圖書,這一算法過程只需查詢一次數(shù)據(jù)庫的表,就可以快速檢索出符合用戶標(biāo)簽要求的圖書。

        6 算法性能提升的重要原因

        以文獻[1]中提及的圖書館圖書的標(biāo)簽管理為例,從上述算法關(guān)鍵步驟可以看出,算法搜索性能提升的重要原因是在查找符合多標(biāo)簽組合要求的圖書時,這一算法只需查詢一次數(shù)據(jù)庫的一張表,可以快速檢索出符合用戶標(biāo)簽要求的圖書,避免了數(shù)據(jù)庫進行多次大量的關(guān)聯(lián)運算;這一優(yōu)勢在圖書總量大、標(biāo)簽體系復(fù)雜豐富的情況下特別明顯。

        從算法運行效率的時空分布情況看,算法是采用“打標(biāo)簽和取消標(biāo)簽時多花一點運算時間”換取“大量讀者進行各種多標(biāo)簽組合檢索檢索時的高效率”的做法,對于實際業(yè)務(wù)情況來說,這種做法是合理的,有明顯的效益。

        7 算法應(yīng)用場景探討

        在上述介紹算法過程中,為了方便讀者理解,我們以圖書館中,館藏圖書的管理作為例子,實際上很多涉及資源管理的場景都可以用上述高效的“標(biāo)簽體系+檢索算法”的解決方案,例如圖書館的館藏資源管理、電子商務(wù)中的商品管理、客戶資源管理等資源管理工作等。

        7.1 算法在圖書館館藏資源管理中的應(yīng)用

        在圖書館的館藏資源管理中,主要可能用到的標(biāo)簽體系有:A行業(yè)分類標(biāo)簽體系;B入館教育標(biāo)簽體系等。綜合考慮各標(biāo)簽體系隨時間的變化情況,結(jié)合上述算法,可形成一套高效的用于圖書館館藏資源管理的解決方案。具體的結(jié)合詳細(xì)方法可參考文獻[1]中所述。這一解決方案在圖書館特色館藏建設(shè)管理、參考咨詢業(yè)務(wù)改進、入館教育改進等業(yè)務(wù)工作中有重要用途[3-5]。

        7.2 算法在商品管理中的應(yīng)用

        在電子商務(wù)的商品管理中,主要可能用到的標(biāo)簽體系有:A商品用途標(biāo)簽體系;B商品品牌標(biāo)簽體系;C商品生產(chǎn)信息標(biāo)簽體系;D商品存儲信息標(biāo)簽體系;E商品銷售情況標(biāo)簽體系等。綜合考慮各標(biāo)簽體系隨時間的變化情況,結(jié)合上述算法,可形成一套高效的用于電子商務(wù)中商品管理的解決方案。

        7.3 算法在客戶資源管理中的應(yīng)用

        當(dāng)前,在新一代信息技術(shù)不斷發(fā)展的情況下,數(shù)字經(jīng)濟空前活躍,數(shù)字化轉(zhuǎn)型升級已成為各企業(yè)面臨的一個重要工程;在數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作中,對企業(yè)相關(guān)的各類客戶通過客戶信息系統(tǒng)進行管理和分類,掌握精準(zhǔn)的客戶畫像,從而支撐實現(xiàn)“精準(zhǔn)地把產(chǎn)品和服務(wù)銷售給需要的客戶”是一項重要的工作;在完成這一項重要工作的過程中,“標(biāo)簽體系+檢索算法”是一個重要的工作工具。各企業(yè)可根據(jù)自身業(yè)務(wù)和客戶群的特點,設(shè)計符合自身情況的標(biāo)簽體系,結(jié)合上述算法,實現(xiàn)對客戶的高效管理和對目標(biāo)客戶的精準(zhǔn)查找,助力自身數(shù)字化轉(zhuǎn)型工作的進步。

        7.4 算法在其他應(yīng)用場景中的應(yīng)用

        除了上述三類舉例的應(yīng)用場景,本文提出的解決方案在各類資源管理類的場景中都有用武之地,有相對廣闊的應(yīng)用前景。

        8 結(jié)語及工作展望

        綜上所述,本文在綜合總結(jié)前期工作的基礎(chǔ)上,提出了一種基于標(biāo)簽體系的多用途快速索引算法,介紹了算法的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)、算法數(shù)學(xué)基礎(chǔ)的證明過程、算法實現(xiàn)過程中數(shù)據(jù)庫的設(shè)計要點、算法的關(guān)鍵步驟、算法性能提升的重要原因、探討了算法的應(yīng)用場景。本文提出的算法和標(biāo)簽體系結(jié)合,形成一套“標(biāo)簽體系+檢索算法”的解決方案,一定程度上解決多標(biāo)簽體系的場景下,對高維數(shù)據(jù)進行多關(guān)鍵字組合搜索引起的數(shù)據(jù)庫進行大量關(guān)聯(lián)運算的問題,提高檢索效率,可用于多種資源管理場景;下一步工作可進一步拓展應(yīng)用場景,讓算法發(fā)揮更大作用。

        參考文獻:

        [1] 周雅琳.高職院校圖書館信息系統(tǒng)中的標(biāo)簽管理功能探討[J].科學(xué)與財富,2020,11:3.

        [2] 謝勤.一種基于神經(jīng)生物學(xué)原理的多維數(shù)據(jù)索引算法[Z].數(shù)據(jù)挖掘課程研究報告,2003.

        [3] 周雅琳,謝勤.高職院校圖書館效益提升思路研究[J].知識經(jīng)濟,2016,388(08):164.

        [4] 周雅琳,謝勤.淺談如何提高高職院校圖書館參考咨詢服務(wù)[J].卷宗,2016,06(02):38.

        [5] 周雅琳.高職院校圖書館新生入館教育內(nèi)容體系改進方案研究—以廣東建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例[J].廣東教育(職教),2020,08:25-26.

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