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Abstract

Google hat im Oktober wieder neue Funktionen vorgestellt. Die bedeutendste davon ist die Desktopsuche (http://desktop.google.com), die EMails, Office-Dokumente und bereits besuchte Webseiten durchsucht. - Auf der deutschen Google-Seite wurden neue Shortcuts integriert. Schließlich gibt es in den "Google Labs" eine neue Suche per SMS.

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Abstract

Nutzerstudien haben gezeigt, dass in der Regel nur die erste Seite der von WWW Suchmaschinen ausgegebenen Trefferlisten Beachtung findet. Dies unterstreicht die Bedeutung des automatischen Rankings durch die Suchmaschinen: Dokumente, die es nicht auf eine Top-Position der Trefferliste schaffen, finden keine oder wenigstens nur eine geringe Beachtung. Alle bedeutenden Suchmaschinen setzen deshalb als einen wesentlichen Faktor des Rankings linktopologische Verfahren ein. Diese bewerten die Qualität von Webseiten anhand ihrer Verlinkungsstruktur, wobei nicht nur die Zahl der eingehenden Links als Votum gewertet wird, sondern auch die Reputation der verweisenden Seite. Die wichtigsten linktopologischen Ansätze werden erläutert. Dabei wird insbesondere auf die Frage eingegangen, ob bestimmte Arten von Webseiten bevorzugt werden bzw. welche das sind.

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Abstract

Eine Suchmaschine (auch: Web-Suchmaschine, Universalsuchmaschine) ist ein Computersystem, das Inhalte aus dem World Wide Web (WWW) mittels Crawling erfasst und über eine Benutzerschnittstelle durchsuchbar macht, wobei die Ergebnisse in einer nach systemseitig angenommener Relevanz geordneten Darstellung aufgeführt werden. Dies bedeutet, dass Suchmaschinen im Gegensatz zu anderen Informationssystemen nicht auf einem klar abgegrenzten Datenbestand aufbauen, sondern diesen aus den verstreut vorliegenden Dokumenten des WWW zusammenstellen. Dieser Datenbestand wird über eine Benutzerschnittstelle zugänglich gemacht, die so gestaltet ist, dass die Suchmaschine von Laien problemlos genutzt werden kann. Die zu einer Suchanfrage ausgegebenen Treffer werden so sortiert, dass den Nutzenden die aus Systemsicht relevantesten Dokumente zuerst angezeigt werden. Dabei handelt es sich um komplexe Bewertungsverfahren, denen zahlreiche Annahmen über die Relevanz von Dokumenten in Bezug auf Suchanfragen zugrunde liegen.

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Abstract

Die vorliegende Arbeit setzt auf einer eher technischen Ebene an und bietet die Grundlagen für das Verständnis der Funktionsweise und der Defizite von Web-Suchmaschinen. Während zum klassischen Information Retrieval eine breite Auswahl an Literatur vorliegt, gibt es bisher kein Werk, welches eine umfassende Darstellung des Web Information Retrieval mit seinen Unterscheidungen und Besonderheiten gegenüber dem "klassischen" Information Retrieval bietet. Monographien zum Thema Suchmaschinen behandeln vor allem deren Suchfunktionen oder konzentrieren sich allein auf algorithmische Aspekte des Web Information Retrieval. Die Forschungslitertaur liegt zum überwältigenden Teil nur in englischer Sprache vor; die Forschung selbst findet zu einem großen Teil in den USA statt. Aus diesem Grund werden Spezifika anderer Sprachen als des Englischen sowie Besonderheiten auf nationaler oder gar kontinentaler Ebene vernachlässigt. Die Konsequenzen, die sich aus den Besonderheiten des Web Information Re¬trieval ergeben, wurden bisher nur unzureichend erkannt. Suchmaschinen orientieren sich noch stark am klassischen Information Retrieval, wenn auch teils eigene Rankingkriterien gefunden wurden, vor allem die Ergänzung der klassischen Faktoren durch eine Art der Qualitätsbewertung der indexierten Dokumente. Die Arbeit soll aufzeigen, welche Schritte nötig sind, um Web Information Retrieval vor allem auch in Hinblick auf die Charakteristika der Suchmaschinen-Nutzer effektiv zu gestalten. Die Verfahren des klassischen Information Retrieval versagen hier, da sie einerseits von einer gepflegten Dokumentenkollektion, andererseits von einem geschulten Nutzer ausgehen. Suchmaschinen haben mit Problemen des sog. Index-Spamming zu kämpfen: Hierbei werden (oft in kommerziellem Interesse) inhaltlich wertlose Dokumente erstellt, die in den Trefferlisten der Suchmaschinen auf den vorderen Rängen angezeigt werden sollen, um Nutzer auf eine bestimmte Webseite zu lenken. Zwar existieren Verfahren, die ein solches Spamming verhindern sollen, allerdings können auch diese das Problem lediglich eindämmen, nicht aber verhindern. Das Problem ließe sich wenigstens zum Teil durch die Nutzer lösen, wenn diese gezielte Suchanfragen stellen würden, die solche irrelevanten Treffer ausschließen würden. Allerdings zeigt die Nutzerforschung einheitlich, dass das Wissen der Nutzer über die von ihnen verwendeten Suchmaschinen ausgesprochen gering ist; dies gilt sowohl für ihre Kenntnisse der Funktionsweise der Suchmaschinen als auch die Kenntnis der Suchfunktionen.
Die Arbeit konzentriert sich neben der Darstellung des Forschungsstands im Bereich des Web Information Retrieval auf einen nutzerzentrierten Ansatz des Aufbaus von Suchmaschinen, der sich aus dem Retrieval in klassischen Datenbanken herleitet. Als zentral für eine erfolgreiche Recherche wird dabei die Möglichkeit der gezielten Beschränkung der Recherche durch den Nutzer gesehen; die wichtigsten Faktoren sind hierbei die Einschränkung nach Aktualität, Qualität und die verbesserte Dokumentauswahl aufgrund einer erweiterten Dokumentrepräsentation. Alle drei Möglichkeiten sind in bisher verfügbaren Suchmaschinen nicht zufrieden stellend implementiert. Ein Problem bei der Bearbeitung des Themas ergab sich aus der Tatsache, dass die Forschung im Bereich Web Information Retrieval zu einem großen Teil bei den Anbietern selbst stattfindet, die darauf bedacht sind, ihre Erkenntnisse nicht zu veröffentlichen und damit der Konkurrenz zu überlassen. Viele Forschungsergebnisse können daher nur anhand der fertiggestellten Anwendungen rekonstruiert werden; hilfreich waren in manchen Fällen auch die von den Suchmaschinenbetreibern angemeldeten Patente, die für die vorliegende Arbeit ausgewertet wurden. Insgesamt zeigt sich, dass eine neue Form des Information Retrieval entstanden ist. Ziele des klassischen Information Retrieval wie die Vollständigkeit der Treffermenge verlieren ob der schieren Masse der zurückgegebenen Treffer an Bedeutung; dafür werden Faktoren der Qualitätsbewertung der Dokumente immer wichtiger. Das Web Information Retrieval setzt auf dem klassischen Information Retrieval auf und erweitert dieses wo nötig. Das Ziel bleibt aber weitgehend das gleiche: Dem Nutzer die für die Befriedigung seines Informationsbedürfnisses besten Ergebnisse zu liefern. Neben der Informationswissenschaft findet die Information-Retrieval-Forschung hauptsächlich in der Informatik statt. Der informationswissenschaftlichen Forschung kommt die Aufgabe zu, den stark technik-zentrierten Ansatz der Informatik um einen "Blick fürs Ganze" zu erweitern und insbesondere die Bedürfnisse der Nutzer in ihren Ansatz einzubinden. Aufgrund der enormen Bedeutung des Web Information Retrieval, welches in den klassischen informationswissenschaftlichen Bereich fällt, ergibt sich für die Informationswissenschaft auch die Chance, sich in diesem Thema gegenüber anderen Disziplinen zu profilieren. Zum Aufbau der Arbeit Die Arbeit lässt sich grob in zwei Hauptteile gliedern: Der erste Teil (Kap. 2-10) beschreibt den Bereich Web Information Retrieval mit allen seinen Besonderheiten in Abgrenzung zum klassischen Information Retrieval; der zweite Teil (Kap. 11-13) stellt anhand der Ergebnisse des ersten Teils einen nutzerzentrierten Ansatz der Rechercheverfeinerung in mehreren Schritten vor.

Content

Inhalt: 1 Einleitung 2 Forschungsumfeld 2.1 Suchmaschinen-Markt 2.2 Formen der Suche im WWW 2.3 Aufbau algorithmischer Suchmaschinen 2.4 Abfragesprachen 2.5 Arten von Suchanfragen 2.6 Nutzerstudien 2.7 Forschungsbereiche 3 Die Größe des Web und seine Abdeckung durch Suchmaschinen 3.1 Die Größe des indexierbaren Web 3.2 Die Struktur des Web 3.3 Crawling 3.4 Aktualität der Suchmaschinen 3.5 Das Invisible Web 4 Strukturinformationen 4.1 Strukturierungsgrad von Dokumenten 4.2 Strukturinformationen in den im Web gängigen Dokumenten 4.3 Trennung von Navigation, Layout und Inhalt 4.4 Repräsentation der Dokumente in den Datenbanken der Suchmaschinen 5 Klassische Verfahren des Information Retrieval und ihre Anwendung bei WWW-Suchmaschinen 5.1 Unterschiede zwischen klassischem Information Retrieval und Web Information Retrieval 5.2 Kontrolliertes Vokabular 5.3 Kriterien für die Aufnahme in den Datenbestand 5.4 Modelle des Information Retrieval 6 Ranking 6.1 Rankingfaktoren 6.2 Messbarkeit von Relevanz 6.3 Grundsätzliche Probleme des Relevance Ranking in Suchmaschinen
7 Informationsstatistische und informationslinguistische Verfahren 7.1 Textstatistische Verfahren 7.2 Nutzungsstatistische Verfahren 7.3 Informationslinguistische Verfahren 8 Linktopologische Rankingverfahren 8.1 Grundlagen linktopologischer Rankingverfahren: Science Citation Indexing 8.2 PageRank 8.3 Kleinbergs HITS 8.4 Hilltop 8.5 Evaluierung linktopologischer Verfahren 8.6 Problembereiche linktopologischer Rankingverfahren 8.7 Fazit linktopologische Verfahren 9 Retrievaltests 9.1 Aufbau und Nutzen von Retrievaltests 9.2 Aufbau und Ergebnisse ausgewählter Retrievaltests 9.3 Kritik an Retrievaltests 10 Verfahren der intuitiven Benutzerführung 10.1 Relevance Feedback 10.2 Vorschläge zur Erweiterung und Einschränkung der Suchanfrage 10.3 Klassifikation und Thesaurus 10.4 Clusterbildung 11 Aktualität 11.1 Bedeutung der Beschränkung nach der Aktualität der Dokumente 11.2 Funktionsfähigkeit der Datumsbeschränkung in Suchmaschinen 11.3 Möglichkeiten der Ermittlung von Datumsangaben in Web-Dokumenten 11.4 Aktualitätsfaktoren im Ranking 11.5 Spezialisierte Suchmaschinen für Nachrichten 11.6 Auswahl der gewünschten Aktualität durch den Nutzer 12 Qualität 12.1 Bedeutung der Beschränkung nach der Qualität der Dokumente 12.2 Qualitätsbeschränkungen bei der Recherche in Datenbank-Hosts 12.3 Identifizierung von Top-Quellen im WWW 12.4 Manuelle Einbindung von Top-Quellen 12.5 Automatisierte Einbindung von Invisible-Web-Quellen 12.6 Einbindung von Web-Verzeichnissen in Suchmaschinen 13 Verbesserung der Dokumentrepräsentation 13.1 Beschränkung auf den Inhaltsteil der Dokumente 13.2 Erweiterungen der Dokumentrepräsentation 13.3 Ersatz für die Nicht-Verwendbarkeit generischer Top-Level-Domains 13.4 Aufbereitung der Suchergebnisse in den Trefferlisten 14 Fazit und Ausblick 15 Literaturverzeichnis

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Content

"Alle drei Suchmaschinen werden künftig das neue "Nofollow"-Attribut unterstützen. Dieses kennzeichnet, dass der damit ausgezeichnete Link nicht von Suchmaschinen verfolgt werden soll. Der Hintergrund dafür ist die automatisierte Vermüllung von Gästebüchern, Foren und Weblogs. Bisher werden solche Links ebenso in das Ranking mit einberechnet wie jeder andere Link auch. Die Links sind für die Suchmaschinen von großer Bedeutung, da sie als eine Stimme für eine Seite gezählt werden, d.h. es wird angenommen, dass ein Link eine Empfehlung für diejenige Seite ist, auf die verlinkt wird. Vereinfacht bedeutet dies, dass Suchmaschinen oftverlinkte Seiten auf höheren Rangplätzen zeigen als weniger verlinkte Seiten. Diese Berechnung wird durch automatisch erzeugte Links ad absurdum geführt. Um die Anzahl der Links auf ihre Seiten zu erhöhen, greifen Spammer immer mehr Foren, Gästebücher und Weblogs an und hinterlassen in diesen Hinweise auf ihre Seiten. Mit dem neuen Attribut ist es möglich, sämtliche Links beispielsweise in einem Gästebuch so auszuzeichnen, dass sie von den Suchmaschinen nicht mehr beachtet werden. Die Nicht-Beachtung äußert sich auf mehreren Ebenen: - Die Links werden von den Suchmaschinen nicht mehr verfolgt. Dies bedeutet, dass diejenigen Seiten, auf die verlinkt wird, unter Umständen nicht mehr in den Index der Suchmaschinen aufgenommen werden. Allerdings dürfte dieser Fall in der Praxis nur selten auftauchen, da von nahezu allen Seiten angenommen werden kann, dass sie auch auf konventionelle Weise verlinkt sind. - Die entsprechend ausgezeichneten Links werden nicht in die Kalkulation des Rankings mit einbezogen. Dadurch soll verhindert werden, dass die entsprechend verlinkten Seiten aufgrund ihrer vermeintlichen Popularität auf den vorderen Plätzen der Trefferlisten auftauchen. - Auch die Ankertexte, also der in den meisten Web-Browsern blau unterstrichene Text, wird bei diesen Links nicht ausgewertet Die Ankertexte dienen den Suchmaschinen, den Text der indexierten Dokumente durch weitere Wörter anzureichern, die das Dokument beschreiben, aber nur in externen Dokumenten vorkommen. Letztlich bedeutet das Setzen eines "Nofollow"-Attributs also nicht, dass die Zielseite schlecht beurteilt wird. Zumindest sehen dies die Suchmaschinen-Betreiber nicht vor. Um Links mit dem "Nofollow"-Attribut anzulegen, muss folgende Syntax verwendetwerden: <a href="http://www. server.de/seite.html" rel="nofollow">Ankertext</a>. Gegenüber anderen Links unterscheiden sich diese nur durch das hier hervorgehobene Attribut. Es erscheint wenig sinnvoll, manuell solche Links anzulegen. Sobald man aber den Besuchern einer Website erlaubt, selbst Inhalte mit Links anzulegen, ist der (automatisierte) Einsatz sinnvoll. Auch diese neue Initiative der großen Suchmaschinen wird die Spam-Flut in den Trefferlisten nicht verhindern, wohl aber ein wenig mindern. Bemerkenswert ist die Tatsache, dass die drei großen Suchmaschinen diesmal an einem Strang ziehen: Dies könnte als ein erster Schritt gesehen werden, dass die Suchmaschinen sich tatsächlich als Branche begreifen und die Notwendigkeit erkannt haben, gemeinsame Regeln und Standards zu schaffen. Bleibt die Frage, wieso die vierte der größeren (US-)Suchmaschinen, Ask Jeeves, nicht mit dabei ist. Diese lässt knapp verlauten, dass man in der eigenen Suchmaschine das Problem nicht in dem Maße hätte wie Google oder Yahoo. Man werde ein anderes Verfahren einsetzen, um die Wertigkeit von Links zu berechnen."

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Content

"Bei der Vielzahl der angebotenen Werkzeuge fällt die Entscheidung schwer. Schließlich braucht man ein solches Tool lediglich, um die auf dem eigenen Rechner vorhandenen Dateien durchsuchbar zu machen. Warum benötigt man überhaupt ein Zusatzprogramm? Die Antwort lautet, dass die gängigen Betriebssysteme mangelhaft sind: Wer die Dateisuche zum Beispiel in Windows einmal benutzt hat, möchte dies am liebsten nie wieder tun. Die Dateien des eigenen Rechners sind nicht indiziert, so dass die gesamte Festplatte bei jeder Suchanfrage durchsucht werden muss. Die Suche dauert lange und erfasst in der Standardeinstellung nur die Dateinamen, nicht den Inhalt der Dateien. Seit längerem haben sowohl Microsoft als auch Apple angekündigt, damit in künftigen Versionen ihrer Betriebssysteme Schluss zu machen. Während der Start der neuen Windows-Version "Longhorn" in weiter Ferne liegt, hat die neueste Version von Apples OS X ("Tiger") mit dem prominent platzierten Suchtool "Spotlight" eine Desktop-Suche integriert. Diese durchsucht schnell Dokumente, Ordner, Kontakte, Lesezeichen und E-Mails. Voraussetzung ist allerdings, dass man für EMails und Internet auch die Apple-eigenen Programme verwendet. Eine Kombination von Desktop- und Web-Suche ist (zumindest bisher) nicht realisiert. Die Anwendung zeigt jedoch, wie sich die Suche direkt ins Betriebssystem integrieren lässt. Ähnliches dürfte von Microsoft zu erwarten sein. Da die Suche in Zukunft zu einem integralen Bestandteil der Arbeitsumgebung wird und damit die Unterschiede zwischen der Suche auf dem eigenen Rechner und der Suche im Web verschwimmen, stellen die in die Betriebssysteme integrierten Suchfunktionen eine Konkurrenz für die Suchmaschinen dar. Diese reagieren, indem sie eigene Suchtools anbieten und damit rechnen, dass sich die Nutzer so an diese gewöhnen, dass sie sie trotz der vorinstallierten Konkurrenz weiter benutzen. Dazu müssen sie allerdings einen Zusatznutzen bieten. Die Einführung der Google-Desktop-Suche (siehe Password 11 /2004) hat diese Art von Suchwerkzeug schlagartig bekannt gemacht. Seitdem hat sich auf dem Markt einiges getan. Nach dem Privatnutzer haben die Anbieter die Unternehmenskunden in den Blick gneommen. So wendet sich eine neue Version des Google-Tools speziell an diese Nutzergruppe. Auch sie ist kostenlos und kann nach vorheriger Registrierung unter http://desktop.google.com/enterprise heruntergeladen werden.

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"Web-Suchmaschinen gibt es seit mittlerweile etwa zehn Jahren. Mit ihnen ist die Informationsrecherche, welche lange Zeit eine Sache für (uns) Experten war, bei Otto Normalverbraucher angekommen. Suchmaschinen haben sich an die Bedürfnisse dieser Nutzerschaft angepasst, was von Expertenseite zu vielerlei Klagen über ihre "Primitivität` geführt hat. Als Chance kann hier aber die Erkenntnis gesehen werden, dass die Nutzer einfache Interfaces und ein gutes Ranking der Suchergebnisse benötigen - auch in fachlichen Anwendungen. Der Durchbruch des Information Retrieval und seiner Bedeutung zeigt sich aber nicht nur durch die breite Nutzerschaft. Das Kernstück von erfolgreichen Suchmaschinen-Unternehmen wie Google und Yahoo! bilden Information-Retrieval-Verfahren - von besonderem Interesse sind dabei stets die von den Firmen geheim gehaltenen Ranking-Algorithmen. Die Forschung im IR-Bereich findet inzwischen zahlreiche namhafte Sponsoren - bei der letzten Jahrestagung der Special Interest Group an Information Retrieval (SIGIR) waren unter anderem Microsoft, IBM und Google mit im Boot. Suchmaschinen-Forschung findet in Deutschland in zahlreichen Hochschulen und Unternehmen statt, dabei ist sie allerdings verstreut und wenig koordiniert. Die zahlreichen auf das Call for Papers für dieses Themenheft der IWP eingegangenen Beiträge zeigen erfreulicherweise ein großes Potenzial für die informationswissenschaftliche Forschung in diesem Bereich. Der erste Beitrag befasst sich mit den Eigenheiten des Web und arbeitet die Unterschiede zwischen klassischem Information Retrieval und Web Information Retrieval heraus. Damit werden die Grundlagen für die Diskussion über Suchmaschinen gelegt. Der zweite Teil des Beitrags gibt einen Überblick der aktuellen Forschungsliteratur mit informationswissenschaftlichem Schwerpunkt und hat zum Ziel, weitere Forschung anzuregen. Thomas Mandl beschreibt in der Darstellung seines AOUAINT-Projekts die unterschiedlichen Ansätze, (Web-)Dokumente nach ihrer Oualität zu beurteilen. Solche Verfahren werden bereits von den bisher bestehenden Suchmaschinen eingesetzt; man denke etwa an das Kernstück von Google, das so genannte PageRank-Verfahren. Allerdings beschränken sich die bisherigen Verfahren nur auf einzelne Aspekte von Qualität. AOUAINT erweitert die Qualitätsbewertung um weitere Faktoren und kann so das Retrieval verbessern.

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Date

20. 1.2015 18:30:22