天网中英文搜索引擎技术报告国际互连网（Internet）这一个全球性的计算机网络在九十年代得到了迅速的发展，连入的主机数以几乎每年翻一翻的速度增长，并已将它的影响扩大到信息化社会的各个角落。

Internet上丰富的信息资源和便捷的通信手段是其吸引用户的主要因素。

WWW（World Wide Web)是目前Internet上使用最广泛的信息服务之一。

它利用超文本制标语言HTML(Hypertext Markup Language)描述超文本和超媒体信息，将分布在网络中各个节点上的文字、声音、图形、图象、视频等多媒体信息有机地联系和组织起来，用户可用友好、方便、多样的界面存取信息，因而在Internet上得到了迅速的发展，已成为人们发布和共享信息的重要工具。

除此之外，Internet上还提供News, Email, Ftp, Telnet, Gopher等多种服务。

WWW信息量的增加，给人们带来一个新的问题，即如何在庞大的ＷＷＷ信息网内找到自己所需要的信息．解决这个问题的途径是建立WWW搜索引擎，即用一定方法发现WWW信息，生成ＷＷＷ资源索引，并为用户提供检索和查询服务．ＷＷＷ搜索擎已成为人们争相研究开发的热点．近年来，国外已先后有一些此类系统（例如Yahoo！，AltaVista，HotBot,MetaCrawler等）在Internet上运行．在我国，由于信息网络的带宽较窄、中文信息占较大比例、大部分用户习惯使用中文、对中文检索需求很大等原因，使得这些搜索引擎不能完全满足用户的需要．在这种情况下，我们设计开发了一个大型、高效的分布式中英文信息发现和资源索引检索服务系统—“天网(WebGather)”中英文搜索引擎，取得了很好的效果．一、系统结构本系统主要由WWW信息存取和分析子系统、WWW信息收集控制子系统、News收集分析子系统、资源索引数据库、信息检索子系统、管理和监控子系统等几个部分组成。

各个部分的功能如下：1、WWW信息存取和分析子系统根据WWW信息收集控制子系统提供的URL和相关信息，使用HTTP协议，在Internet上获取相关资源，并能就对方主机返回的不同状态码作出相应处理。

对取回的Web页面(主要是HTML格式)进行分析，自动对中文编码进行识别和转化，对中文信息进行分词、提取页面的标题、关键词、摘要以及其中的超链（HyperLink）。

将分析的结果通过扩展SOIF接口提交给信息收集控制子系统。

2、WWW信息收集控制子系统根据配置文件运用自然语言理解和知识获取技术、引导信息收集系统优先访问特定知识领域和特定地域范围内的信息，向HTML存取分析进程发送需访问的URL 及相关信息，接收其发回的访问和分析结果。

将相应的数据存入信息数据库中。

并对信息收集的频度和流量加以控制。

3、News收集分析子系统使用NNTP协议访问News Server，收集所关心的Newsgroup（在配置文件里配置）中的文章。

并进行分析，提取文章的摘要、标题、关键词。

将这些信息存入信息数据库中。

4、资源索引数据库存储收集到的WWW和News信息，以及分析的结果。

并对其重新进行基于词的分级优化索引，以加快查询速度．5、信息检索子系统提供基于WWW方式的信息检索服务。

用户通过任何标准的WWW浏览器直接访问。

检索系统可以支持在一次检索中使用多个检索词(中、英文），并支持检索词之间的逻辑关系（与、或）。

还可以指定查询的范围：WWW、News，和方式（精确、模糊）。

检索结果以HTML形式返回给用户。

各项结果的标题与它所对应的URL用超链连接起来。

用户只需在浏览器中点中检索结果项的标题，就能马上取得相应页面的实际内容。

命中的URL页面按它与用户检索关键词的关联程度排序，使用户的检索更有效率。

本系统还支持在上一次返回的结果中进行查询。

6、管理和监控子系统提供系统配置，启动、停止、监控、统计等管理功能。

图1 WebGather系统总体结构示意图信息收集控制子系统与WWW存取分析进程以及NEWS存取分析子系统之间的信息交互是通过TCP Socket连接来实现的，因此各子系统可以分布运行于网络中不同的主机上。

二、技术特征本系统有以下技术特征：1、信息收集符合Internet的相关协议和标准。

因为本系统收集的主要是Internet上的信息，所以在设计开发时把对有关协议和标准的支持作为一个重要的目标。

主要包括：（1）HTTP协议HTTP为WWW所使用的超文本信息传输协议。

目前使用的主要有1.0和1.1版本。

本系统在实现中可以通过与WWW SERVER的协商判断其所支持的HTTP协议版本，并自动选用相应版本的协议进行访问。

因而做到了较好的兼容性和适应性。

（2）MIMEWWW的超媒体信息在传输过程中使用MIME进行信息的表示和封装。

本系统可以自动识别和处理MIME格式的信息。

（3）HTML语言HTML为WWW所使用的超文本制标语言，是国际标准ISO8879:1986 SGML（Standard Generalized Markup Language）的一个应用。

SGML 是一种定义结构化标准语言的语言。

HTML就是用SGML定义的一种非专利性质的Hypertext 的标注语言。

HTML语言的版本从最初的1.0、2.0一直发展到3.2。

最近又推出HTML 4.0（97年12月）。

本系统遵循HTML 3.2标准，并对Netscape和Microsoft使用的一些扩展Tag提供支持。

（4）WWW Robots 标准本系统在进行WWW信息的自动收集时，实际上使用的是WWW 机器人方式．然而出于某些原因，一些WWW 服务器的管理员或拥有者不希望他们的信息被WWW机器人访问．ROBOT Exclusion标准提出了一种方法来满足这种需要．它规定在WWW 服务器的“/robots．txt”文件可以限制WWW机器人对该WWW服务器的访问，并定义了这个文件的格式和含义．此标准无强制性，由WWW机器人自愿遵守．本系统在实现中遵循了这一标准．（5）NNTP协议NNTP是网络新闻传输协议。

该协议规定了一套利用可靠的、流式传输来在Internet上发送和阅读新闻的方法。

本系统在访问和收集News信息时完全遵守这一协议。

2、实用、高效的信息分析方法Internet上的Web信息主要是使用HTML语言书写的Web页面。

为了对这些信息进行识别和监控，首先必须对它们加以分析，提取其摘要和关键词。

由于网络上的信息非常丰富，内容多种多样，没有统一的规范和组织，因而准确、有效地分析这些信息十分困难。

本系统主要根据HTML中不同的Tag区分页面中各个部分信息内容在文章中的重要性和所处的位置，并结合使用中文分词、词频统计和一定的自然语言理解技术，智能化地提取该页面的关键词和摘要。

另外，因为这些信息十分不规范，存在很多的字词和语法结构错误，本系统在分析器的设计上针对这一点专门考虑了各种意外和错误处理，尽量忽略和容忍文档中的这些错误。

经过系统运行中对网上几十万页面信息分析的考验，本系统所使用的信息分析方法是较为实用和高效的，基本上能满足用户的需要。

3、高度智能性和适应性的信息发现方法我们在本系统中主要使用程序方式自动收集WWW信息，即WWW机器人方式。

在该方式中，有一个能自动在WWW网中获取信息并进行漫游的程序根据HTML 文档中的超链，自动收集和索引WWW信息．这种方式速度快、基本不需人工干预。

我们对WWW信息的收集是从一个可配置的起始的URL集合出发，根据这些URL指向的HTML页面中的超链来不断发现和访问新的URL。

用户也可在系统的运行过程中不断加入自己感兴趣的URL。

在本系统中，我们采用了一种独特的“加权的启发式搜索算法”控制WWW信息资源的收集。

管理员可对系统进行灵活的配制，运用自然语言理解和知识获取技术、引导信息收集系统优先访问特定知识领域和特定地域范围内的信息，并对信息收集的频度和流量加以限制，以便在尽可能少的占用网络资源的情况下，取得用户较为满意的效果。

算法的主要思想如下：(1)管理员可配置一些与特定领域相关的导向词及其权值，引导收集系统根据分析的结果优先访问与该领域相关的WWW信息．(2)管理员可配置一些应特别关注的敏感词，凡是出现这些敏感词的页面及这些页面中的超链所指向的页面都以最高优先权被访问。

这些页面记录在专门的数据库中。

(3)管理员可为在不同域（Domain）中的WWW服务器配置权值，控制访问的WWW服务器的范围．如提高“．cn”域的权值可将大部分的访问控制在国内．(4)使用启发式函数计算URL的权值．一个已访问过的URL的权值是根据下列因素来计算的：．导向词在文档中出现的加权频率．该URL被其它URL引用的次数一个未访问的URL的预测权值根据以下因素来计算：．该URL所在的域．该URL被其他URL引用的次数．引用该URL的URL的权值(5)在待访问URL中选择一个预测权值最高的URL进行访问．另外，本系统还可对News信息自动进行收集，并能识别出不同信息源之间的相互引用（如WWW与NEWS)，使其信息得到充分利用。

4、中文信息处理技术处理中文信息首先需要能自动对中文信息进行识别，即判断一篇文章中是否包含中文信息。

Internet是一个全球性网络，上面的中文信息使用多种编码．本系统主要支持最为常用的GB（大陆、新加坡）、BIG5（台湾、港澳）、HZ（海外）三种中文编码．本系统可以自动识别这些中文编码，并统一将所有中文信息转换成GB 编码，以进行进一步的分析和处理。

中文信息处理与英文存在很大不同，这是因为中文信息处理具有很多自己的特点，例如汉语缺乏严格意义上的形态标志和形态变化；现代汉语中由两个及两个以上的汉字组成的合成词占优势；词的同形异类(多类词)现象十分普遍；汉语信息是按句连写；汉语句子中语序灵活等。

上述特点使中文信息的词语切分(切词)成为汉语信息处理的第一道关口，也是建立中文信息发现和检索系统的关键性技术之一。

我们使用以带词类标记的词典为基础、以切词与标注相结合的方法处理中文信息，较好地解决了汉语的切词问题。

5、可伸缩的分布式结构本系统主要由信息收集子系统和信息检索子系统两部分组成。

这两个子系统之间既相互联系，又相互独立，可以分布在不同的主机上分别运行。

而信息收集子系统又由一个信息收集控制进程和多个信息收集进程组成，它们之间使用TCP连接以扩展的SOIF格式进行收集的信息的交换和控制。

管理员可根据实际情况，通过配置文件将信息收集系统、信息检索系统以及信息收集和控制进程自由分布和组合，以达到减少网络流量，分担服务器负载，加快信息收集和检索的目的。

此外系统管理员可以在源程序中配置信息收集进程的最大数目。