信息检索原理-第六章

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用户接口

• 用户接口概述
  • 含义
    • 定义
      • 用户接口又称用户界面，是用户使用计算机系统的综合操作 环境，它由人、计算机硬件和软件三者结合而成，承担用户与系统之间的交流功能， 是两者之间实现通信不可缺少的模块。
    • 流程模块
      • ①识别用户。只用于需要付费的系统。系统为自己的客户提供账号或是对客户的 IP 地址建立允许机制，以此来保证只有付费用户才能使用。 ②接收提问。负责接收用户输入的检索词。有三种界面形式:命令行方式、菜单选 择方式以及视窗方式。 ③提问校验。对用户输入的检索词进行校验，包括语法检查以及用词检查等。 ④转化问题。对用户提出的原始提问式进行解释，转化成便于计算机处理的 目标提问式。 ⑤检索。检索是进行匹配选择的过程，将转化后的提问式与数据库中的记录进行比 较，选出满足要求的记录。 ⑥输出结果。系统在结果输出时，不是简单地将匹配的记录罗列出来，而是对于结 果按照相关性大小进行排序后输出，常用的方法是计算权值法。
  • 特征
    • ①支持多种类型的用户:用户接口为多种用户类型提供服务，针对不同用户，提供 不同的访问权限和服务。 ②支持多种用户认证方式:用户接口支持多种用户认证方式，常见的有 IP 认证、IP ＋用户名/密码认证、用户名/密码认证、统一认证等。 ③支持灵活的机构管理:用户接口可设置多级机构，实现对复杂组织机构的管理。 ④支持灵活的用户授权管理:用户接口支持多种用户管理，采用角色对用户进行授 权管理，对一个用户可分配多个角色；用户接口为统一认证中心提供一组可用的 角色；支持分级授权，下级管理员可以在相应的权限范围内完成管理工作。 ⑤支持灵活的用户信息管理:能对收费用户和注册用户的档案进行建立和管理，支 持黑名单用户管理。 ⑥支持对收费用户的计费:用户接口对收费用户进行账户管理和计费，根据账户情 况向用户发出费用通知。
  • 功能
    • ①自动登录功能。信息检索时，向某个数据库系统申请注册、登录是一项琐碎而细 致的操作，稍有不慎，就会是注册失败。所以这种功能一般为各种接口所必备。 ②访问多个数据库的功能。 ③数据库选择功能。目前，随着可供检索的数据库数量日益增多，数据库的变化又 十分频繁，使得数据库的选择问题日益复杂起来。普遍使用的技术是利用菜单先 显示主题目录，然后提供每个主题的数据库概括。 ④帮助功能。用户在检索过程中可能遇到各种问题，希望系统能给予必要的帮助和 指导。帮助功能参差不齐，大致可分为三级:特定上下文求助、有关系统命令的 求助以及详细的文件资料。 ⑤检索式构造功能。构造检索式实际上是一种主动帮助功能，属于高级的智力劳动， 一般较难实现自动化。目前的用户接口一般采用菜单选择或命令交互式对话来构 造检索式。 ⑥查询扩展。指的是用户接口通过利用已经建立好的词典库或知识库来进行查询词 条扩展，以提高信息检索系统的查全率和查准率。在对用户的初始查询特征词进 行适当分析后，查询扩展将具有相同概念属性的特征词加入初始化查询词中，形 成更加丰富的用户查询。 ⑦相关反馈功能。用户直接进入到检索的循环中去，发挥计算机难以胜任的工作， 即用户依据可查询结果做出相关与否的判定，选出内容重要的文档或文档部分， 反馈模块根据用户提供的相关和不相关信息，利用机器学习方法进行处理反馈， 即修改查询条件，增查询词，重新决定或修改查询词的权重，使用修改后的查询 条件进行新的查询。 ⑧下载和上传功能。随着全球互联网的发展，信息检索系统用户接口的这个功能变 得非常便利可行，并得到了广泛的应用。 ⑨用户视图定义功能。一个良好的用户接口应该能以比较恰当的形式将信息显示给 用户。另外，系统还应该能允许用户在一定程度上自行定义显示方式以满足特殊 需要。 ⑩后处理功能。后处理是指下载完数据和完成检索作业后的数据处理和整理工作， 内容包括目录编制、数据统计、去重和排序分析等、 11 自然语言处理功能。自然语言处理技术的深入研究使得信息检索系统向用户提供 自然语言查询接口成为可能。
  • 组成部分
    • ①面向用户部分。它负责直接与用户交互，也称外部界面。 ②面向系统部分。它负责与系统内部各部分交互，也称为内部界面。 ③转换部分。它负责内部界面与外部界面之间的信息转换。
  • 主要形式
    • 命令语言形式
      • 命令语言形式广泛应用于计算机系统的人机对话，是各类交互式系 统最早使用的一种用户接口，是用户驱动界面的代表。 优点:功能强大、灵活、便于用户组合，熟练用户使用它往往有较高的效率。 缺点:命令系统具有严格的语法和语义且不够形象，对使用者的专业要求较高，需 要进行认真的培训及良好的记忆，因而不便于普及。
    • 菜单选择方式
      • 菜单选择是继命令语言之后出现的一类较为直观并得到广泛应用的 用户接口。 优点:方便使用，减少用户的击键次数，降低击键操作的出错率。 缺点:会占用过多的屏幕空间，要求过快的显示速率，对于熟练用户来说，还可能 出现菜单层次过多及选项复杂的情况，以致影响操作速度等。
    • 表格填充方式
      • 表格填充方式尤其适合各类数据库系统、信息管理系统及数据处理 系统的数据输入。
    • 直接操纵方式
      • 特点是以物理动作或带标记的按钮取代复杂的语法，采用特别的操 作以及目标的连续显示，使用户作用在目标上的效果立即可见，同时还允许快速而 可逆的交互动作。
    • 自然语言的人机对话方式
      • 自然语言查询数据库的优势在于 1）用户只以应用领域的概念访问数据库，无须了解数据库的逻辑和存储结构。 2）用户不需要或者只需要很少的培训就能够直接查询数据库信息，大大减轻 了用户的培训负担。 3）用户可以简单明了地提出查询请求。
• 用户接口的设计
  • 原则
    • 易用性
      • 使用方便是任何类型的设计中都必须遵循的一条通则，是界面设计主要追 求的目标之一。 界面的易用性原则包括以下要求: 1）界面的显示信息要清晰明了、易读易懂，其中应包括控制功能与操作方法的展 现、结果与状态信息的显示、提示以及帮助与错误信息的显示等。 2）界面的用户的操作应该简单方便、直接有效 3）要向用户传递尽量及时而准确的信息，在执行命令中应及时地把运行的状态、 执行的结果显示出来，不要让操作者感到茫然，不知所措。 4）尽量减少用户的负担，在操作过程中，要求用户做出的判断或要求用户记忆的 东西应该尽量少，要尽量用界面的自动与智能来让用户感到轻松。
    • 一致性
      • 必须保证用户界面的一致性，这是最重要的。用户界面的一致性原则包括 以下内容: 1）用语与用词的一致性。系统中各画面的项目名、标签名、功能名、提示语句和 错误信息等要统一；控制与命令的名称皆要尽量与流行软件和环境软件保持一 致，并且与实际应用的业务用户保持一致。 2）操作方法的一致性。特别是采用的诸如回车键、组合键、鼠标等的操作方法的 定义应尽量与操作系统界面上的定义一致，与常用流行软件的做法尽量一致。 3）界面格局的一致性。各画面的设计风格、控件的排列、背景、色彩、文字的字 形、字体等，在同一系统中应保持一致。 4）数据格式的一致性。保持数据的显示与输入的格式一致。 5）系统响应的一致性。系统对相同或类似的操作的响应方式应该一致。相同的信 息应该以相同的方式在相同的位置显示。
    • 易学性
      • 易学性的主要内容是使软件具有直观性。功能直观、操作简单、状态明了 的软件才能让用户一学就会
    • 宽容性
      • 所谓宽容性指软件防止用户错误操作的能力和承受用户操作失误的能力。
    • 有效性
      • 界面操作的有效性是指用户能用简单快捷的操作实现对系统的控制或实现 相应的功能。
    • 美观性
      • 美观漂亮是所有软件界面都追求的目标，它取决于设计者的艺术鉴赏力。
    • 针对性
      • 一个大型信息检索系统往往要面向几种不同层次的用户和不同的操作环 境，这就要求界面的设计在维持一致性的同时，对不同层次的用户有不同的针对性。
  • 内容
    • 用户接口需求分析
      • 要设计好的检索系统用户接口，首先就要分析用户目标，知 道应用程序的功能。如果不理解用户目标和应用系统的功能，就不可能设计出一 个好的用户接口。
    • 用户接口使用的便利性
      • :要在保证查全率和查准率的同时进一步简化检索过程。
    • 用户向系统提交的查询方式
      • 用户向系统提交的查询类型依赖于系统采用的是哪 种检索模型。对于查询方式来说，仍然要区分是信息查询方式还是数据查询方式。 信息查询利用的是排序的概念，是一种相似性的匹配，而数据查询并不强调排序 的概念，一般使采用精确的匹配。
    • 查询中的交互性
      • 检索系统应该提供查询的反馈，便用户能够及时了解查询的效果， 为下次查询的形成提供参考。
    • 用户查询接口的简易性和检索能力的矛盾
      • 简易的用户接口易于掌握和使用，但 是缺乏灵活性，有时效率也不高。如果要为用户提供强大的检索功能，接口操作 就会复杂，用户难以掌握。要把握两者之间的关系。
    • 多媒体查询接口的特殊性
      • 对于多媒体来说，因为特殊的视听特性，所以多媒体 信息检索也就与常规的信息检索方式有较大不同，这也会反映到用户的查询接口 上。
  • 对检索过程的启动和支持
    • （1）先在检索过程开始之前，要定义文本数据库，通常这是由数据库管理器 来完成的。文本操作转换了原始文献，生成文献的逻辑视图。 （2）一旦定义好文献的逻辑视图，数据库管理器就为文本建立索引。索引是一个重 要的数据结构，因为通过它可以实现在大量数据中的快速查找。在检索过程中 也许要用到不同的索引结构，但最受欢迎的是倒排文档。通过对检索系统的多 次查询，分期释放定义文本数据库和建立索引的资源。 （3）文献数据库经过标引后，才发生检索过程。用户首先详细说明其需求，随后运 用与文本操作相同的方法对用户需求进行分析和转换。然后，在真正的查询开 始之前，先执行查询操作，为用户需求提供一个系统表达式，接着通过处理查 询获得检出文献。快速查询过程是通过预先建立的索引结构实现的。 （4）在把文献发给用户之前，将根据相关度对检出文献进行排序。随后，用户检查 经过排序的文献集合，查找有用的信息。 信息查询接口的第一个任务就是帮助用户启动检索过程，即帮助用户选择用于下一 步检索的信息源和信息集合。 一般地，检索过程的启动形式有以下三种。 （1）文档集列表选择。文档集列表方式就是向用户罗列出可以检索的文 档集的名字。这种接口的特点是直接、简单，但是过于简单的缺点是对 用户的帮助太少。 （2）浏览。有时，用户开始的查询需求并不明确，因此检索就是以浏览形式启 动的。有三种常用的梗概接口:目录梗概、聚类梗概、关联梗概。 （3）向导。向导形式的接口是为未经过训练的用户提供帮助，帮助用户很快地 构造出各种类型的查询。向导在查询接口中的具体实现形式有以范例式、 文本对话式、图形向导式。