5 Suchmaschinen Page Rank. Page Rank. Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS Suchmaschinen Page Rank
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- Etta Richter
- vor 6 Jahren
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1 Page Rank Google versucht die Bedeutung von Seiten durch den sogenannten Page Rank zu ermitteln. A C Page Rank basiert auf der Verweisstruktur des Webs. Das Web wird als großer gerichteter Graph betrachtet. B Ein Verweis zu einer Seite hin wird als Backlink bezeichnet, ein Verweis zu einer Seite als Forward Link. Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS Dokumente, auf die viele Verweise zeigen, werden als wichtig erachtet und sollen eine hohe Bewertung erhalten. Bei Page Rank werden die Veweise zusätzlich gewichtet. In die Gewichtung geht die Bedeutung der Seite und die in ihr enthaltene Anzahl an Verweisen ein. Definition 5.1. [Simplified Page Rank] Es sei eine Web-Seite, die Menge der Seiten, auf die verweist und die Menge der Seiten, die auf verweisen. Weiterhin gelte. Dann ist der simplified Page Rank definiert durch: Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
2 Eine Seite bekommt ihren Page Rank durch die Backlinks. 3 Der Wert der mit einem Backlink!#"$ für verbunden ist, ist der Page Rank von! geteilt durch die Anzahl der Forward Links von! Der Page Rank für eine Seite ergibt sich dann durch die Summe der Werte für alle Backlinks. 3 3 Der Page Rank kann durch einen Faktor linear skaliert werden. Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS A 0.4 B In dieser Form kann Page Rank interpretiert werden als ein sogenannter Random Walk auf einem gerichteten Graphen (Random Surfer Modell) C 0.4 Man befindet sich jeweils an einem Knoten und folgt mit gleicher Wahrscheinlichkeit einem der Links dieses Knotens. Der Page Rank entspricht dann der Grenzverteilung der Besuchswahrscheinlichkeiten. Naiver Ansatz zur Berechnung des Page Ranks: Simulation Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
3 D Es sei! eine quadratische Matrix mit!&%(' ( ) +,' falls Link von Seite - nach Seite. existiert / sonst Betrachtet man den Page Rank als Vektor, so besteht die Berechnung des Page Ranks in der Lösung der Gleichung!& D.h. ist ein Eigenvektor der Matrix! zum Eigenwert. Geht man weiterhin von einem idealisierten Random Surfer Modell, gilt 0 und beschreibt eine Wahrscheinlichkeitsverteilung. Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS Die Gleichung!& löst man interativ. Man beginnt mit einem Startvektor 21 und bildet solange 2%435!&2% bis 6 2% % :;=<. Die Konvergenz ist hierbei erheblich schneller als bei der Simulation. Nach 20 Iteration für das Beispiel: >!2 > ONP /@?BAC/C/C/CDFE /GA /@? JICICK ILMI@ /@?BAC/C/C/CDFE /GA DCDCDCDCDGDCH DCDCDCDCDCDGDCD DCDCDCDCDGDCH Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
4 Probleme des Simplified Page Rank: Das Web ist kein gerichteter Graph der stark zusammenhängend ist. D.h., es kann Subgraphen geben, aus denen es kein Entkommen gibt. Diese Subgraphen würden Rank akkumulieren, aber keinen weitergeben (Rank Sink). Beispiel: A B C Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS Es gibt Seiten, die keine Links beinhalten. A B C Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
5 5 S E Man löst diese Probleme, in dem man den gerichteten Graph auf künstliche Weise stark zusammenhängend macht. Für das Random-Surfer-Modell: Man stellt sich vor, daß der Surfer mit einer gewissen (kleinen) Wahrscheinlichkeit nicht einem der Links folgt, sondern zufällig irgendeine Web-Seite auf Basis einer gegebenen Verteilung auswählt. Definition 5.2. [Page Rank] Es sei Q ein Vektor mit Wahrscheinlichkeiten für die Auswahl einer Webseite. Dann ergibt sich der Page Rank R(u) als Lösung der Gleichung 7 RQ Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS mit :,T 6. Bemerkungen: In Matrixschreibweise:!US 7 RQ V 1R Damit reduziert sich das Problem wieder auf die Eigenvektor- bzw. Fixpunktberechnung. Wie wählt man Q und? Google: Q gleichförmig, 0 /@? K. Konvergenz? Google: ca. 52 Iteration für 322 Mio. Links und 24 Mio. Webseiten. Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
6 Konvergenz ist schnell obwohl der Graph relativ dünn besetzt ist! Warum? Hypothese: Das Web als Graph hat einen hohen Ausbreitungsgrad. Der kürzeste Weg zwischen zwei beliebigen Knoten hat (falls existent) eine sehr geringe Länge. Ähnliche Phänomene: Erdös-Zahl, Beziehungen in menschlichen Netzwerken Information Retrieval und Text Mining FH Bonn-Rhein-Sieg, SS
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