第四章计算机信息检索

第四章计算机信息检索

随着计算机和因特网的普及利用，人类开发利用信息资源的环境

发生了前所未有的变化，新信息、新知识爆炸式的增长，形成了人们

对信息的多方式、多学科、多媒介的不同方位的需求，以往传统的信

息检索模式面临着非常严峻的挑战。计算机技术和信息检索技术的结

合，使信息检索更加网络化和智能化，比传统的信息检索更方便、更

快捷、也更全面。依赖计算机和电信技术的服务来进行信息传递的计

算机信息检索系统已经成为信息时代的一个重要标志。当今社会，传

统的手工检索方式已经不能满足人们对信息的搜集和需求U因此，计

算机信息检索成为信息检索的发展方向和重要手段。人们可以在家里

或者办公室等任何有网络的地方查找所需的文献信息资料，了解学科

专业领域的最前沿动态和发展方向，查看最新的资讯信息。

计算机信息检索已经成为信息时代大学生必须掌握的一种技能，

也是大学生适应社会发展，实现终生学习的前提条件。

第一节计算机信息检索基础

计算机信息检索的实质就是由计算机将输入的检索策略与系统

中存储的文献特征标识以及逻辑组配关系进行匹配、类比的过程，需

要人、机协同作用来完成。

一、计算机信息检索发展概述

计•算机信息检索的发展，与计算机技术、数字化技术、存储技术、

网络通信技术的发展紧密联系在一起。自20世纪50年代计算机开始

应用于信息检索，迄今已经经历了四个发展阶段。

（一）脱机检索阶段（20世纪50年代中期到60年代中期）

脱机检索是利用单台计算机的输入输出装置进行检索的系统，用

磁带作为存储介质，并且为连续的顺序检索方式，适合大批量的定题

信息检索。脱机检索由专职检索人员统一处理，用户不必直接使用计

算机，只需将检索提问单交给专职检索人员。

自1946年2月世界上第一台电子计算机问世以来，人们一直设

想利用计算机查找文献。进入50年代后，在计算机应用领域“穿孔

卡片”和“穿孔纸带”数据录入技术及设备相继出现，以它们作为存

贮文摘、检索词和查询提问式的媒介，使得计算机开始在文献检索领

域中得到了应用。1954年，美国海军兵器中心首先采用1BM-701型

计算机建立了世界上第一个科技文献检索系统，实现了单元词组配检

索，检索逻辑只采用“逻辑与”，检索结果只是文献号，1958年，

美国通用电器公司将其加以改进，输出结果增加了题名、作者和文献

摘要等项目。1964年，美国化学文摘服务社建立了文献处理自动化

系统，使编制文摘的大部分工作实现了计算机化，以后又实现了计算

机检索。同年，美国国立医学图书馆建立了计算机数据库，即医学文

献分析与检索系统，不仅可以进行逻辑“或”、“与”、“非”等运

算，而且还可以从多种途径检索文献。

这一阶段脱机检索的方式特点是，不对一个检索提问立即作出回

答，而是集中大批提问后进行处理，且进行处理的时间较长，人机不

能对话，因此，检索效率往往不够理想。但是，脱机检索中的定题服

务对于科技人员却非常有用，定题服务能根据用户的要求，先把用户

的提问登记入档，存入计算机中形成一个提问档，每当新的数据进入

数据库时，就对这批数据进行处理，将符合用户提问的最新文献提交

给用户，可使用户随时了解课题的进展情况。

（二）联机检索阶段（20世纪60年代中期到20世纪70年代中

期）

联机检索是指用户利用计算机终端设备通过通信线路，从大型商

业数据库中检索出所需文献信息的过程。具有检索范围广、速度快和

检索功能强等特点。联机检索系统是一台主机带多个终端的计算机信

息检索系统，它具有分时操作能力，能够使许多相互独立的终端同时

进行检索。这种检索是用户使用计算机终端设备通过通讯线路，直接

与主机对话，用户可输入提问表达式并马上得到答案。在联机检索过

程中，用户可一面与计算机对话，一面修改提问式，直到得到满意答

案。

此阶段是从60年代中期到70年代初。由于计算机分时技术的

发展，通信技术的改进，以及计算机网络的初步形成和检索软件包

的建立，用户可以通过检索终端设备与检索系统中心计算机进行人

机对话，从而实现对远距离之外的数据库进行检索的目的，即实现

了联机信息检索。这个时期，由于计算机处理功能的加强，数据存

贮容量的扩大和磁盘机的应用，为建立大型的文献数据库创造了条

件。例如美国的DIALOG系统（DIALOG对话系统）、ORBIT系统（书

目情报分析联机检索系统）、BRS系统（存贮和信息检索系统）、欧

洲的ESA-1RS系统（欧洲航天局信息检索系统）等都是在此时期开

始研制并逐步发展起来的，并且均在国内或组织范围内得到实际应

用。可以说，联机检索是科技信息工作、计算机、通讯技术三结合

的产物，它标志着70年代计算机检索的水平。

（三）光盘检索阶段（20世纪70年代中期到20世纪80年代末）

光盘检索指应用计算机及激光技术在光盘上存取信息的方式，提

供廉价方便的信息检索途径，分单机方式和光盘网络方式。用户使用

带有光盘驱动器的计算机检索光盘上所存储的信息。许多常用的联机

数据库有相应的光盘产品。

光盘数据库检索阶段真正发展是在20世纪70年代，它是单机信

息检索系统的一种，解决了单机检索系统数据库存储量少的问题。也

是目前应用比较广泛的一种检索方式，在信息检索领域应用的光盘主

要还是只读光盘。

（四）网络化检索阶段（20世纪90年代初至今）

网络检索是指通过各种Internet网络搜索引擎进行文献检索的

过程。网络化信息检索系统同联机检索系统的主机和用户终端的主从

关系不同，客户和服务器是同等关系，只要遵守共同协议，一个服务

器可被多个客户访问，一个客户也可以访问多个服务器。Internet

就是该系统的典型。

此阶段由于电话网、电传网、公共数据通信网都可为情报检索传

输数据。特别是卫星通信技术的应用，使通信网络更加现代化，也使

信息检索系统更加国际化，信息用户可借助国际通讯网络直接与检索

系统联机，从而实现不受地域限制的国际联机信息检索。尤其是世界

各大检索系统纷纷进入各种通信网络，每个系统的计算机成为网络上

的节点，每个节点联接多个检索终端，各节点之间以通信线路彼此相

连，网络上的任何一个终端都可联机检索所有数据库的数据。这种联

机信息系统网络的实现，使人们可以在很短的时间内查遍世界各国的

信息资料，使信息资源共享成为可能。

可以说，联机网络和检索终端几乎遍及世界所有国家和地区，使

得国际联机信息检索的发展达到了相当高的水平，开展商业性国际联

机检索服务的大机构已达200余家，像美国的DIALOG信息公司已成

为全世界最为著名的联机检索服务机构。计算机信息检索的实现，大

大方便和加速了信息资源的交流和利用，并对社会经济的发展和人们

的科研方式产生了深刻的影响，从而也极大地促进了科技的进步。

二、国际著名联机检索系统介绍

随着信息时代的发展，网络联机检索系统成为信息检索的主要工

具。国际联机检索是用户利用检索系统的终端设备，通过国际通讯网

络与国际联机检索系统的中央机连接，从检索系统的数据库中查找所

需的文献信息。国际联机检索系统主要由检索终端(Terminal)、通讯

系统(CommunicationSystem)、联机检索中心(Centerfor

InternationalOnlineRetrievalSystem)三大部分构成。常用的检

索终端是配有通讯软件的微机。检索的过程和结果由屏幕显示或打印

输出。

(一)美国DIALOG系统

DIALOG系统是目前世界上最早和最强大的综合性国际联机检索

系统，也是目前运作最成功的联机商业数据库系统之一，它拥有80

多个国家约10万多个终端用户，主机系统位于美国加利福尼亚州的

PALOALTO市。DIALOG拥有近600个联机数据库，其内容涉及40多

个语种和占世界发行总量的60%的6万多种期刊。DIALOG是世界最著

名的商用联机数据库系统之一，它的服务是收费服务。

DIALOG学科覆盖面广,儿乎涉及全部学科范围包括综合性科学、

自然科学、应用科学和工艺学，社会科学和人文科学，时事报道和商

业经济等。其数据来源于各种不同的图书、报纸、杂志期刊、技术报

告、会议论文、专著、专利、标准、报表、目录、手册等上的信息。

其数据形式包括：文献的题录和文摘；数值型统计表、商业财政数据

等；名录字典型-手册、指南、名录等；全文型论文、报告、新闻报

道的全文等。

DIALOG的近600个数据库中，有许多极具代表性的和常用的数

据库，著名的数据库如CA（化学文摘）、INSPEC（英国科学文摘）、

MEDLINE（医学文献数据库）、MATHSCI（数学文献数据库）、BA（生

物学文摘）、NTIS（美国政府报告）等都加入到DIALOG系统中；还

有著名的几大检索数据库，如SCI（科学引文索引）、EI（工程索引）、

ISTP（科技会议录索引）、SSCI（社会科学引文索引）、AHCI（艺术

与人文科学引文索引）等也都可从DIALOG系统中检索；再有世界著

名的DERWENT专利数据库以及美国专利、欧洲专利、日本专利等数据

库也都可在DIALOG中查询。DIALOG更有一些全文数据库，如IAC的

计算机全文库、《纽约时报》和《华盛顿邮报》等的全文库等。

（二）法国QUESTEL-ORBIT系统

QUESTEL-ORBIT系统是法国著名的联机检索系统。最初由

QUESTEL公司经营，1994年QUESTEL系统与美国著名的ORBIT（Online

RetrievalofBibliographicInformationTime-shared）系统合并，

后改名为QUESTEL-ORBIT。两大系统合并之前，QUESTEL系统已经是

世界上较大的联机检索系统，拥有40多个数据库，文献量达2000多

万篇，涉及自然科学和社会科学的各个领域和专业。

ORBIT系统是美国系统发展公司与美国国防部共同开发的世界上

第二大检索系统，1965年在美国实现联机检索，1974年发展成为国

际联机检索系统。ORBIT提供的检索服务涉及科学、技术、专利、化

学、能源、市场、公司、财政等多个方面，拥有200多个数据库，2000

多台终端，3.5万用户。该系统主要服务用户是化学、环境科学、安

全科学、化工与专利文献，它是世界上检索专利、商标最好的联机检

索系统之一，而且全天24小时提供服务。

合并后的QUESTEL-ORBIT系统，融合了两大系统的数据库资源。

该系统成为世界上最具权威性的知识产权信息供应商，是世界上唯一

能提供英语和法语双语服务的信息服务公司，也是世界第四大电信公

司一一法国电信集团的子公司。该系统目前拥有250个数据库，上亿

篇文献，占世界机存文献的25%该系统在专利、商标、化学、科学

技术、商业和新闻等的联机服务，被公认为世界领先的联机检索系统。

（三）欧洲IESATRS系统

ESA-IRS系统（EuropeSpaceAgencyInformationRetrieval

System）是欧洲最大的联机情报检索系统，由欧洲航天局情报检索服

务中心负责运营。总部设在意大利罗马附近的弗拉斯卡蒂系统于1973

年建成，开始只用NASA文档进行服务，以后几经更新和扩大，发展

迅速。由于创建时间较晚，吸收了其他系统的优点，所以它的检索功

能很强，对话简单，操作方便。该系统拥有数据库120多个，多数为

文献数据库。内容涉及航空航天、宇宙学、天文学、天体物理、环境

与污染、自然科学、工程技术、医学、商业等领域。该系统有近半数

的数据库与DIALOG系统的重复，但对欧洲的文献收录较全，可弥补

DIALOG系统之不足。

ESA-IRS拥有的数据库中，虽有近半数与DIALOG系统相重复，

14%与ORBIT重复,10%与BRS重复,25%与DATA-STAR重复，但也有

自己所独有的数据库，如PROCE-DATA（原材料价格数据库）、DATALINE

（金融数据库）、报道英国制造业情况的INDUSTRIALMARKET

LOCATIONS（工业市场信息）、介绍经济和开发方面情况的INFOMATBIS

（商业信息）、提供欧洲国家公司财政信息的NEWSLINE/NEXTLINE（公

司金融文档）等，与这些系统的数据库可以相互补充。

（四）STN系统

STN系统创建于1983年，提供完全的科技信息领域的在线服务。

它是由美国化学文摘社CAS、德国卡尔斯鲁厄专业信息中心

FIZ-Karlsruha和日本科技情报中心JICST共同合作经营的跨国网络

数据公司，是世界著名的国际联机检索系统之一。该系统目前有200

多个（还在不断增加）数据库，涉及化学、工程、生命科学、生物技

术、专利、数学、物理、商业等各基础学科领域和综合技术应用领域,

每个数据库都是本专业领域内的权威数据库。例如，美国石油文献及

专利AP利IT/APIPAT、生物学文摘BI0SIS、化学文摘CA、英联邦农

业文摘CAB、食品科技文献FSTA.国际建筑数据库ICONDA,英国科

学文摘INSPEC、日本科技速报JICST、美国医学文摘MEDLINE、金属

文摘MEDTADEX、科学引文索引SCI、世界专利索引DERWENT等等。

STN系统的在线用户通过因特网就可以随时随地进行200多个科

技领域数据库的在线查询，灵活方便。用户可以按照自己的兴趣选择

需要的数据库或查询本专业领域的热门专题，还可以通过文章题目、

作者名、关键词、专利发明人、公司名等来查询所关注的信息。例如,

用户可以通过化学物质名称、分子式、甚至化学物质结构来查询或鉴

定新物质，而且因为STN是世界上第一个实现图形检索的系统，只需

下载STN的图形软件就可以轻松绘出所有的化学图形。当用户检索到

感兴趣的文献，还可以通过FIZAutoDoc/Chemport订购原始文献。

如果原始文献是电子出版物，可以直接链接其编辑部的网站，免费获

取原文，否则STN系统会选择恰当的文献供应商，由供应商为用户寄

发所需出版物。STN系统打破国际联机检索中独家经营的常规，采用

分布式主机形式，主机分别位于德国的卡尔斯鲁厄、美国的哥伦布、

日本的东京，目前拥有二百多个数据库。

三、计算机信息检索原理与检索技术

（一）计算机信息检索原理

计算机信息检索系统包括硬件和软件两大部分。硬件一般包括计

算机的输入设备、运算器、存储器、控制器及输出设备五个部分C在

联机检索系统中，还包括通讯线路、调制解调器以及控制装置。软件

主要有系统软件和应用软件，是控制计算机完成各种作业的一系列指

令。随着网络环境的完善和发展，计算机信息系统重点由以下五部分

组成：检索终端、通信网络、中心计算机、数据库和信息检索软件及

其他外部设备。

计算机检索过程就是字符串匹配和逻辑运算的过程。若两者一致

或部分一致，并符合给定的逻辑运算条件即为命中，然后将命中的结

果输出给用户。基本程序可表示为：用户提问f匹配运算f数据库f

命中结果。计算机检索的基本步骤为：分析检索课题，确定检索单元;

选择数据库；编写提问单元并转换为用户泥问档，计算机自动检索，

输出检索结果，评价检索结果。计算机检索实质上就是匹配运算，与

人工检索的原理基本相同。用户根据需要把要检索的问题变成计算机

可识别的检索式，指示计算机对数据库中的各个文档进行查询，挑选

出与要求相匹配的文献资料。

（二）计算机信息检索技术

计算机信息检索技术是用户信息需求和文献信息集合之间的匹

配比较技术。由于信息检索提问式是用户需求和信息集合之间匹配的

依据，所以计算机检索技术的实质是信息检索提问式的构造技术。计

算机信息基本的检索技术包括布尔逻辑检索、截词检索、词位限定检

索、限制检索。

1布尔逻辑检索

布尔逻辑组配检索是现行计算机检索的基本技术，它利用布尔逻

辑运算符表示两个检索词之间的逻辑关系，常用的布尔逻辑运算符

有：逻辑与（AND）、逻辑或（OR）、逻辑非（NOT）。检索词通过这

些逻辑运算符组配成检索提问式，计算机根据输入的检索提问式与系

统中的数据进行匹配，当两者相符时则结果命中，自动输出搜索的文

献信息。对A、B两个检索词来说，其逻辑与、逻辑或、逻辑非的含

义用图表示如下。

⑴逻辑与（AND/*）

逻辑与用于交叉概念或限定关系的组配，实现检索词概念范围的

交集,可以缩小检索范围，提高检索结果的精确率。用“AND”或“*”

表示。检索提问式为：AANDB（或者A*B）。该检索式是指检出的

信息中必须同时含有“A”和两个检索词。从分析课题，构建逻

辑检索式的角度而言，该逻辑运算符也是提高检索效率的重要途径之

一，尤其适用于高级检索。

AandBAorBAnotB

⑵逻辑或（0R/+）

逻辑或用十组配具有同义或同族概念的检索词。用“OR”或“+”

表示。检索提问式为：AORB（或A+B）o该检索式表示让系统查

找含有检索词A、B之一，或同时包括检索词A和检索词B的信息。

其基本作用是扩大检索范围，增加命中的文献量，提高文献的查全率。

⑶逻辑非（NOT/—）

逻辑非用于连接排除关系的检索词，即排除不需要的和影响检索

结果的概念。用“NOT”或“一”号表示。检索提问式为：ANOTB（或

A-B）o该检索式表示检索含有检索词A而不含检索词B的信息，即

将包含检索词B的信息集合排除掉。其作用是缩小检索范围，但并不

一定能提高文献命中的准确性，一般只起到减少文献输出量的作用。

检索中逻辑算符使用是最频繁的，逻辑算符使用的技巧决定检索

结果的满意程度。用布尔逻辑表达检索要求，除要掌握检索课题的相

关因素外，还应在布尔算符对检索结果的影响方面引起注意。另外，

对同一个布尔逻辑提问式来说，不同的运算次序会有不同的检索结

果。

2截词检索

截词检索是预防漏检提高查全率的一种常用检索技术，大多数系

统都提供截词检索的功能。截词是指在检索词的合适位置进行截断，

然后使用截词符进行处理，这样既可节省输入的字符数目，又可达到

较高的查全率。尤其在西文检索系统中，使用截词符处理自由词，对

提高查全率的效果非常显著。

截词检索就是用截断的词的一个局部进行的检索，并认为凡满足

这个词局部中的所有字符（串）的文献，都为命中的文献。不同的系

统所用的截词符也不同，常用的有？、*等。按截断的位置来分，截词

可有后截断、前截断、中截断三种类型。按所截断的字符数目来分，

分为有限截词（即一个截词符只代表一个字符）和无限截词（一个截

词符可代表多个字符）。需要说明的是并不是所有的搜索引擎都支持

这种技术。举例说明：

⑴后截断（即前方一致）：如检索式为comput?则检索结果会输

出computer,computers,computing等。

⑵前截断(即后方一致)：如检索式为?comput6r则检索结果会

输出minicomputer,microcomputer等。

⑶中截断(即中间一致)：如检索式?comput?则检索结果会输

出minicomputer,microcomputers等。

3词位限定检索

词位限定检索技术用于确定两个检索词之间的位置关系，大部分

通用检索系统均提供该功能。不同的检索系统有不同的词位限定算

符。词位限定可以是相邻若干词，或者在同一句中等。例如DIALOG

系统所用的位置算符如下：

⑴A(nW)BA、B两词相隔n词且前后次序不变符合检出要求

⑵A(nN)BA、B两词相隔n词且前后次序不限符合检出要求

⑶A(s)BA、B两词只要在同一字段中就符合检出要求

4限制检索

限制检索泛指检索系统中提供的缩小或约束检索结果的检索方

法。限制检索的方式很多，其中最主要的限制检索技术是通过限制检

索词在命中结果记录中出现的位置(主要指记录的不同字段位置)来

实现的，这种限制检索被称为字段检索。在检索系统中对检索词出现

的字段做一些限制，其作用是使检索出的文献信息达到一定专指度。

对于文献型数据库检索服务系统来说，数据库的一条文献记录通

常设置有几十个不同字段。这些字段一般可以分为两大类：表达文献

内容特征的主题字段和表达文献外部特征的非主题字段。主题字段包

括有：标题、主题词、关键词、文摘、分类号等；非主题字段包括有:

作者、作者工作单位、文献类型、出版者等。通过对字段条件的限

定，实现特定的检索。

四、实训案例

实训案例一查找“APEC蓝”的相关资料，总结此次事件中治理

空气污染的有效措施有哪些，写出具体检索步骤。

步骤1利用360导航的综合搜索栏，直接输入关键词：APEC蓝

（图4.1）,点击“好搜一下”，搜索结果如图4.2所示。

步骤2点击第一个搜索结果“APEC蓝好搜百科”查看其网页内

容。

步骤3点击其他搜索结果，将你认为有参考价值的网页进行保

存。

步骤4通过分类导航功能，如“新闻”、“网页”、“图片”、

“视频”、“贴吧”等，查看其他分类信息。图4.3为点击“图片

后搜索的结果。

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步骤5对相关内容进行总结（具体内容不再列出）。

实训案例二利用百度的高级搜索，检索excel制图技巧方面的

网页，学习使用布尔逻辑检索技术。

1、逻辑与

步骤1在百度的简单搜索栏中，输入：excel制图技巧，不含空

格，查到相关结果约2,800,000个,如图4.4。

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步骤2点击网页的右上角“设置”菜单的“高级搜索”，进入

到百度的高级搜索界面，如图4.5所示。

结论：在百度的简单搜索栏直接输入不含有空格的关键词，相当

于在百度的高级搜索的“包含以下全部的关键词”一栏输入。

步骤3在高级搜索栏的“包含以下全部的关键词”一栏输入：

excel制图技巧（空格隔开），如图4.6,点击“百度一下”，搜

索结果为486,000个，如图4.7所示。

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结论：关键词间用空格隔开，相当于逻辑“与”，可以大大缩小

椅索范围。

2、逻辑“或”

步骤1在高级搜索界面的“包含以下任意一个关键词”一栏,

输入“excel制图技巧”（如图4.8）,点击“百度一下”，如图

所示4.9。

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结论：显示“百度为您找到相关结果约41,900,000个”，相当

于在简单搜索界面输入“（excel|制图|技巧）”，表示逻辑或。

3、逻辑“非”

步骤1在高级搜索界面“包含以下全部的关键词”栏中，输入

“excel制图技巧”，在“不包括以下关键词”栏中，输入“手机制

图”，如图4.10所示，点击“百度一下”得到相关结果约290,000

个，如图4.IK

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