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在信息化的時(shí)代，信息爆炸的現(xiàn)象已經(jīng)變得異常嚴(yán)重。面對(duì)如此龐大豐富的信息資源，如何快速地獲取到想要的信息資源，成為了人們急需解決的問題。信息檢索技術(shù)因此成為了當(dāng)前非常熱門的話題。倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息檢索的基礎(chǔ)，其構(gòu)建對(duì)于有效信息檢索系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)至關(guān)重要。
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一、什么是倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)？
倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)是一種面向文本內(nèi)容的索引技術(shù)。其主要特點(diǎn)是將文本中的每個(gè)詞匯看作是一個(gè)“關(guān)鍵字”，對(duì)每個(gè)“關(guān)鍵字”進(jìn)行建立倒排索引，然后記錄每個(gè)“關(guān)鍵字”在文本內(nèi)容中出現(xiàn)的位置和頻率，最終將這些信息存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中。當(dāng)需要檢索某些關(guān)鍵詞相關(guān)內(nèi)容時(shí)，系統(tǒng)通過查詢倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)來獲取相關(guān)文本信息。
二、倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)的優(yōu)勢(shì)
相對(duì)于傳統(tǒng)的順排索引技術(shù)，倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、效率更高
順排索引需要對(duì)每個(gè)文本信息進(jìn)行遍歷，以確定是否包含檢索關(guān)鍵詞，再將符合要求的文本信息返回，這個(gè)過程相對(duì)繁瑣。而倒排索引技術(shù)通過直接查詢索引，定位到每個(gè)關(guān)鍵字所在的文本信息，可以更快速、直接地獲取到文本信息。
2、存儲(chǔ)效率更高
由于順排索引需要記錄每個(gè)文本信息，而倒排索引只需要記錄每個(gè)“關(guān)鍵字”的出現(xiàn)位置和頻率，因此倒排索引在存儲(chǔ)效率方面更具優(yōu)勢(shì)。
3、可擴(kuò)展性更好
倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)可以更加靈活地添加新的文本信息和“關(guān)鍵字”，增加新的“關(guān)鍵字”只需要將其建立倒排索引即可，不需要對(duì)全體文本信息重新建立索引。
三、構(gòu)建倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵步驟
1、預(yù)處理
對(duì)于需要進(jìn)行索引的文本信息，首先需要進(jìn)行預(yù)處理。在預(yù)處理過程中，需要進(jìn)行去掉文本的停用詞、分詞、詞匯規(guī)范化等等操作，使得文本信息更加穩(wěn)定、清晰。
2、建立倒排索引
在完成預(yù)處理之后，需要根據(jù)每個(gè)“關(guān)鍵字”的出現(xiàn)位置以及頻率建立倒排索引。對(duì)于每個(gè)“關(guān)鍵字”而言，需要知道它在哪些文本信息中出現(xiàn)，以及在該文本信息中的位置和出現(xiàn)頻率等等。最終將這一大量的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)中。
3、檢索
在完成倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)的建立之后，需要通過特定的系統(tǒng)查詢倒排索引，以獲取相關(guān)的文本信息。在進(jìn)行查詢時(shí)，需要將用戶輸入的查詢語句進(jìn)行與倒排索引中的“關(guān)鍵字”進(jìn)行匹配，并返回相應(yīng)的匹配結(jié)果。
四、倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)的應(yīng)用
倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)廣泛應(yīng)用于各種類型的信息檢索系統(tǒng)中，如搜索引擎、文檔管理系統(tǒng)等。同時(shí)，它也是一些商業(yè)公司所使用的大數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的重要技術(shù)之一。例如，亞馬遜的商品搜索系統(tǒng)中就采用了倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，并且不斷地通過倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)來提升搜索效率和精度。
倒排索引數(shù)據(jù)庫(kù)作為信息檢索的重要基礎(chǔ)技術(shù)，其建立效率和可擴(kuò)展性優(yōu)勢(shì)都是其他技術(shù)所不可替代的。因此，該技術(shù)在信息化的時(shí)代中將會(huì)持續(xù)發(fā)揮重要影響。
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正向索引（正排索引）
：正排表是以文檔的ID為關(guān)鍵字，表中記錄文檔中每個(gè)字的位置信息，查找時(shí)掃描表中每個(gè)文檔中字的信息直到找出所有包含查詢關(guān)鍵字的文檔。
正排表結(jié)構(gòu)如圖1所示，這種組織方法在建立索引的時(shí)候結(jié)構(gòu)比較簡(jiǎn)單，建立比較方便且易于維護(hù);因?yàn)樗饕腔谖臋n建立的，若是有新的文檔加入，直接為該文檔建立一個(gè)新的索引塊，掛接在原來索引文件的后面。若是有文檔刪除，則直接找到該文檔號(hào)文檔對(duì)應(yīng)的索引信息，將其直接刪除。但是在查詢的時(shí)候需對(duì)所有的文檔進(jìn)行掃描以確保沒有遺漏，這樣就使得檢索時(shí)間大大延長(zhǎng)，檢索效率低下。
盡管
正排表的工作原理非常的簡(jiǎn)單
，但是由于其檢索效率太低，除非在特定情況下，否則實(shí)用性價(jià)值不大。
反向索引（倒排索引）
：倒排表以字或詞為關(guān)鍵字進(jìn)行索引，表中關(guān)鍵字所對(duì)應(yīng)的記錄表項(xiàng)記錄了出現(xiàn)這個(gè)字或詞的所有文檔，一個(gè)表項(xiàng)就是一個(gè)字表段，它記錄該文檔的ID和字符在該文檔中出現(xiàn)的位置情況。
由于每個(gè)字或詞對(duì)應(yīng)的文檔數(shù)量在動(dòng)態(tài)變化，所以倒排表的建立和維護(hù)都較為復(fù)雜，但是在查詢的時(shí)候由于可以一次得到查詢關(guān)鍵字所對(duì)應(yīng)的所有文檔，所以效率高于正排表。在全文檢索中，檢索的快速響應(yīng)是一個(gè)最為關(guān)鍵的性能，而索引建立由于在后臺(tái)進(jìn)行，盡管效率相對(duì)低一些，但不會(huì)影響整個(gè)搜索引擎的效率。 倒排表的結(jié)構(gòu)圖如圖2：
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