關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵詞查詢結(jié)果動(dòng)態(tài)優(yōu)化

鄭燕玲

摘 要

關(guān)鍵詞查詢可以幫助用戶更快捷的獲取相關(guān)信息資料，并且隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的容量以及涵蓋范圍逐漸擴(kuò)大，尤其是一些優(yōu)化算法在數(shù)據(jù)庫(kù)中的應(yīng)用可以加快用戶查詢提取資料的速度和準(zhǔn)確性。動(dòng)態(tài)優(yōu)化算法的應(yīng)用對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)鍵詞查詢有重要意義，更好地應(yīng)用優(yōu)化算是技術(shù)和只是發(fā)展記不得研究目標(biāo)。

【關(guān)鍵詞】關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù) 蟻群優(yōu)化算法 動(dòng)態(tài)查詢 關(guān)鍵詞

1 蟻群優(yōu)化算法

1.1 螞蟻優(yōu)化算法的起源和原理

蟻群優(yōu)化原理起源于上世紀(jì)的仿生學(xué)，主要是受自然界螞蟻搜尋食物的過(guò)程和行為受到啟發(fā)而研究創(chuàng)造出的智能優(yōu)化算法。蟻群算法的基本原理是：螞蟻在尋找食物時(shí)并沒(méi)有確切信息而是隨即進(jìn)行的，當(dāng)某一只螞蟻找到食物時(shí)會(huì)留下關(guān)于食物信息的信息素，其他螞蟻會(huì)根據(jù)信息素的濃度確定最近食物信息，然后進(jìn)行搜集搬運(yùn)食物的覓食過(guò)程創(chuàng)造發(fā)展的。螞蟻算法經(jīng)過(guò)不斷演化發(fā)展，目前是一種可以運(yùn)用在多方面的優(yōu)化算法。螞蟻算法的最大特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)就是利用簡(jiǎn)單集合的信息實(shí)現(xiàn)實(shí)際操作中的最優(yōu)化解決辦法。在螞蟻算法誕生之初曾被用來(lái)解決旅行商問(wèn)題（traveling salesman problem，簡(jiǎn)稱 TSP），而且效果顯著。后來(lái)經(jīng)過(guò)不斷發(fā)展研究，螞蟻算法衍生了更多的應(yīng)用研究結(jié)果，并且螞蟻算法經(jīng)過(guò)專業(yè)人員的不斷改進(jìn)也形成了新的最優(yōu)化算法，就是目前應(yīng)用在生產(chǎn)生活各個(gè)領(lǐng)域的螞蟻優(yōu)化算法（ant colony optimization，一般簡(jiǎn)稱 ACO）。這種螞蟻優(yōu)化算法主要應(yīng)用在解決復(fù)雜問(wèn)題方面。主要是因?yàn)槲浵亙?yōu)化算法的正反饋性，就是螞蟻在尋找食物途中可以收集信息也可以搜集環(huán)境的反饋信息，然后將兩方面的信息結(jié)合選擇最優(yōu)化的覓食之路。這種正反饋性可以充分幫助用戶對(duì)信息或者環(huán)境的兩面認(rèn)識(shí)，便于用戶選擇最優(yōu)化解決方案。另一個(gè)螞蟻優(yōu)化算法的特性是可以用于分布式環(huán)境中。因?yàn)槲浵佉捠尺^(guò)程完全沒(méi)有任何信息開(kāi)始的，到最后能夠最快最多的找到食物，螞蟻算法的作用效果顯著。

1.2 蟻群優(yōu)化算法在求解關(guān)鍵詞查詢問(wèn)題中的應(yīng)用

實(shí)際上可以將關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的關(guān)鍵詞查詢問(wèn)題轉(zhuǎn)化成一個(gè)Steiner 樹的問(wèn)題。經(jīng)過(guò)多方研究證明螞蟻優(yōu)化算法對(duì)解決Steiner樹問(wèn)題具有高效性。但是目前的相關(guān)研究主要是單純的解決Steiner樹問(wèn)題，并沒(méi)有對(duì)其進(jìn)行延伸性研究和探索。因此，用螞蟻優(yōu)化算法解決關(guān)鍵詞查詢問(wèn)題還要進(jìn)行進(jìn)一步深入研究。運(yùn)用用蟻群優(yōu)化算法求解關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵詞查詢問(wèn)題的基本原理是：多只螞蟻的不斷溝通與合作，找到包含所有關(guān)鍵詞的 Steiner 樹。要得出關(guān)鍵詞查詢結(jié)果的最優(yōu)化答案，就要找出最小的一棵Steiner 樹；還有一種情況是如果top-k 關(guān)鍵詞查詢，就找出代價(jià)最小的前 k 棵 Steiner 樹。簡(jiǎn)單點(diǎn)說(shuō)就是覆蓋清除法：不斷根據(jù)關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢得出結(jié)果，不斷縮小結(jié)果范圍，直至得出最優(yōu)化答案。螞蟻優(yōu)化算法優(yōu)化工程如圖1所示。

2 確保關(guān)鍵詞查詢結(jié)果動(dòng)態(tài)化的概念漂移原理

2.1 概念漂移的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)

一般的關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中進(jìn)行關(guān)鍵詞查詢結(jié)果基于蟻群優(yōu)化算法的 ACOKS 算法是可以解決基本的關(guān)鍵詞查詢問(wèn)題，但是這種算法有一個(gè)棉線的不足就是：無(wú)法解決查詢結(jié)果的動(dòng)態(tài)優(yōu)化問(wèn)題。因此，在 ACOKS 算法的基礎(chǔ)上，需要研究探索出利用概念漂移理論的優(yōu)化算法，即ACOKS*，確保關(guān)鍵詞查詢結(jié)果的動(dòng)態(tài)優(yōu)化，提高查詢結(jié)果的準(zhǔn)確性和有效性。目前，概念漂移理論的相關(guān)研究成果已經(jīng)廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域中。比如在一些大型的零售商場(chǎng)中，概念漂移理論可以幫助商場(chǎng)對(duì)顧客的購(gòu)買行為進(jìn)行分析研究，并且能夠確保及時(shí)發(fā)現(xiàn)顧客購(gòu)買行為的變化及時(shí)更正數(shù)據(jù)模型，確保商場(chǎng)對(duì)顧客的興趣喜好有充分了解，方便商場(chǎng)的零售和宣傳工作的定位。

2.2 概念漂移的基本原理及應(yīng)用

概念漂移可以根據(jù)字面意思理解：就是指數(shù)據(jù)的分布會(huì)隨著時(shí)間發(fā)生變化。這些變化會(huì)使在舊數(shù)據(jù)上建立的模型不再適用新的數(shù)據(jù)特性，因此，必須對(duì)模型進(jìn)行更新和調(diào)整。利用概念漂移的這種動(dòng)態(tài)性可以對(duì)關(guān)鍵詞查詢結(jié)果動(dòng)態(tài)化進(jìn)行應(yīng)用的原理就是：利用概念漂移理論及時(shí)發(fā)現(xiàn)用戶興趣的突變，然后根據(jù)這種興趣突變優(yōu)化查詢結(jié)果。其實(shí)就是在螞蟻優(yōu)化算法的查詢結(jié)果的基礎(chǔ)上根據(jù)變化的源頭進(jìn)行結(jié)果變化，讓這種變化結(jié)果更加符合用戶需求。這種概念漂移算法的應(yīng)用過(guò)程十分簡(jiǎn)單：

（1）利用概念漂移理論確定用戶的興趣變化。

（2）對(duì) ACOKS 算法做簡(jiǎn)單改進(jìn)就能得出新的ACOKS*算法。

（3）根據(jù)新的算法輸出符合用戶預(yù)期的查詢結(jié)果。

所以，經(jīng)過(guò)分析可以發(fā)現(xiàn)，關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵詞查詢結(jié)果的動(dòng)態(tài)優(yōu)化需要兩種優(yōu)化算法的結(jié)合才能實(shí)現(xiàn)最佳動(dòng)態(tài)優(yōu)化目標(biāo)。這兩種算法在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中關(guān)鍵詞查詢應(yīng)用可以有效解決用戶的查詢需求，方便用戶在龐大而復(fù)雜的數(shù)據(jù)庫(kù)中迅速提取獲得所需信息和資料。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，其實(shí)在關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中使用的優(yōu)化算法除了幫助用戶方便快捷地獲取相關(guān)資料的同時(shí)，還可以對(duì)關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的資料進(jìn)行一定的分類和整理工作，并且可以根據(jù)整理和分類需求剔除重復(fù)的舊模型數(shù)據(jù)，可以有效地避免關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)的重復(fù)數(shù)據(jù)生成。優(yōu)化算法的應(yīng)用是多方面的，也是不斷發(fā)展的，相關(guān)的優(yōu)化算法研究人員必須時(shí)刻跟緊社會(huì)技術(shù)發(fā)展以及社會(huì)需求變化，對(duì)優(yōu)化算法做出更多的研究結(jié)果，確保優(yōu)化算法在社會(huì)生產(chǎn)生活的有效應(yīng)用。

參考文獻(xiàn)

[1]林子雨，鄒權(quán)，賴永炫等.關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)中的關(guān)鍵詞查詢結(jié)果動(dòng)態(tài)優(yōu)化[J].軟件學(xué)報(bào)，2014，25（03）：528-546.

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