Содержание к диссертации
Классификация и обобщенная структура ИР 12
Показатели эффективности использования ИР 17
Разработка математической модели процесса адаптации ИР 44
Определение показателей эффективности алгоритма адаптации ИР ...54
Алгоритмизация процесса адаптации ИР 56
Глава 3. Исследование и оценка эффективности алгоритма адаптации ИР ...64
Верификация алгоритма моделирования поведения пользователей 68
Выводы по главе 3 85
Глава 4. Программная реализация и верификация алгоритма адаптации PIP. 87
Анализ результатов экспериментального исследования алгоритма адаптации PIP 102
Выводы по главе 4 103
Приложение 1. Акты внедрения результатов диссертационной работы 117
Приложение 2. Фрагменты листинга программ некоторых модулей
разработанной системы 120
Приложение 3. Результаты исследования прогностической силы алгоритма рекомендации 130
Используемые сокращения
Введение к работе
Актуальность темы исследования. Развитие информационных и телекоммуникационных технологий привело к значительному увеличению объема информации, опубликованной в сети Интернет. Согласно исследованиям компании Cisco к 2010 году ежемесячный объем информации, передаваемый в сети Интернет, возрастет до 21,47 экзабайт в месяц, из которых 7,23 экзабайт приходится на загрузку файлов и электронных страниц [1]. При этом исследования компании IDC показывают, что общий мировой объем цифровой информации составит 966 экзабайт [2].
Рост объема информации в сети Интернет приводит к возникновению проблемы когнитивной перегруженности и дезориентации конечных пользователей [3], связанной с повышением сложности поиска необходимой информации, размещенной на Интернет-ресурсах (ИР).
Одним из возможных путей решения данной проблемы является автоматическая адаптация навигационной структуры ИР, позволяющая уменьшить время поиска необходимой информации посредством добавления в навигационную структуру электронных страниц релевантных текущим потребностям пользователей.
Однако в настоящее время сегмент адаптивных ИР развит слабо [4]. Согласно известным данным лишь 31% ИР обладают адаптивными возможностями, из которых только 3% ИР производят адаптацию с учетом предпочтений пользователей. Причины возникновения данной ситуации связаны с малой изученностью проблемы в области объекта исследования, а также в недостатке моделей и алгоритмов адаптации навигационной структуры Интернет-ресурсов.
Исследованию проблемы поиска информации, в том числе и в сети Интернет, посвящено большое количество работ отечественных ученых Ландэ Д.В. [5, 6], Байкова В.Д. [7], Барсегяна A.A. и Куприянова М.С. [8, 9, 10], Гасанова Э.Э. [11, 12], Кудрявцева В.Б. [12] и др. Среди исследований проблемы адаптации навигационной структуры ИР своей проработанностью выделяются диссертационные работы на соискание кандидатской степени Зайцева И.Б., Целых A.A. и Майкевич Н.В. Однако применение разработанных данными авторами моделей и алгоритмов возможно лишь для узкого класса Интернет-ресурсов. Кроме того, мало внимания уделяется аспекту практического применения разработанных методик.
С учетом вышеизложенного задача создания универсальных моделей и алгоритмов адаптации навигационной структуры, применимых для широкого класса ИР, является актуальной и имеет научную и практическую значимость. При этом особую важность имеют вопросы, связанные с практическим применением разработанных алгоритмов и их интеграцией с существующими ИР.
Объект и предмет исследования. Объектом исследования данной работы являются Интернет-ресурсы, пользователи которых могут испытывать когнитивную перегруженность вследствие большого объема информации, размещенной на ресурсе. Предметом исследования и разработки являются модели и алгоритмы адаптации навигационной структуры Интернет-ресурса в соответствии с потребностями пользователей.
Цель и задачи исследования. Целью работы является анализ и разработка моделей и алгоритмов адаптации и управления навигационной структурой Интернет-ресурсов, способных уменьшить время, затрачиваемое пользователями на поиск необходимой информации, а также увеличить число конверсии с целью повышения экономической эффективности ИР.
Для достижения указанной цели в диссертации необходимо решить следующие задачи:
провести анализ существующих методов и алгоритмов адаптации ИР;
определить основные показатели эффективности работы алгоритма адаптации и управления навигационной структурой ИР;
создать математические модели, необходимые для разработки алгоритма адаптации и управления навигационной структурой ИР;
провести анализ и оценку эффективности разработанного алгоритма адаптации и управления навигационной структурой ИР;
разработать структуру программных модулей и выполнить программную реализацию алгоритма адаптации и управления навигационной структурой ИР;
осуществить экспериментальную верификацию программной реализации алгоритма адаптации и управления навигационной структурой ИР.
Методы исследования. Для решения вышеперечисленных задач были использованы теоретико-графовые и теоретико-вероятностные методы, методы математической статистики и бинарной классификации, а также методы имитационного моделирования сложных систем.
Научная новизна. Научная новизна работы заключается в получении следующих новых научных результатов:
проведена формализация задачи адаптации ИР методом сведения к многокритериальной оптимизации целевой функции;
предложен алгоритм проведения адаптации навигационной структуры ИР на основе кластеризации историй посещений ИР и добавления в навигационную структуру электронных страниц с наибольшим индексом предпочтения;
разработана методика имитационного моделирования поведения пользователей ИР с применением таблицы вероятностей переходов между электронными страницами ИР, основанных на смеси цепей Маркова;
разработана методика определения эффективности работы алгоритма адаптации и управления навигационной структурой
формализованное представление задачи адаптации ИР;
формализованное представление модели пользователя в случае навигационной адаптации ИР;
имитационная модель поведения пользователя ИР;
программная реализация разработанных алгоритмов.
результаты анализа проблемы разработки методов и алгоритмов адаптации PIP;
формализация задачи адаптации PIP;
алгоритм навигационной адаптации PIP;
модель имитации поведения пользователей PIP;
результаты верификации работы алгоритма;
результаты реализации предложенных моделей и алгоритмов.
Тринадцатая Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2006» - г. Москва, МИЭТ, 2006 г.
Девятнадцатая Всероссийская научно-техническая конференция «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» - г. Нижний Новгород, ННИМЦ «Диалог», 2006 г.
Международная научно-практическая конференция «Новые информационные технологии в образовании », г. Екатеринбург, ГОУ ВПО «Российский государственный профессионально- педагогический университет», 2007 г.
Восьмая Всероссийская научно-техническая конференция «Теоретические и прикладные вопросы современных информационных технологий» - г. Улан-Удэ, ГОУ ВПО «Восточно-Сибирский государственный технологический университет», 2007 г.
Четырнадцатая Всероссийская межвузовская научно-техническая конференция студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика - 2007» - г. Москва, МИЭТ, 2007 г.
Всероссийская межвузовская научно-практическая конференция «Актуальные проблемы информатизации. Развитие информационной инфраструктуры, технологий и систем» - г. Москва, МИЭТ, 2007 г.
обоснование необходимости навигационной адаптации ИР;
формализация задачи адаптации ИР;
разработка алгоритма навигационной адаптации ИР;
разработка методики имитационного моделирования поведения пользователей ИР;
реализация разработанного алгоритма навигационной адаптации ИР.
ИР, заключающаяся в проведении ROC-анализа алгоритма рекомендации и вычисления прогностической силы алгоритма;
5) разработана структура программных модулей, реализующих адаптацию навигационной структуры ИР, которая обеспечивает возможность интеграции сторонних модулей обработки журналов веб-сервера.
Практическая значимость работы. Самостоятельное практическое значение имеют:
Основные положения, выводы и рекомендации диссертации
ориентированы на широкое применение в информационно-поисковых системах, системах Интернет-страхования, а также системах электронной коммерции: В2В, В2С, B2G.
Достоверность полученных результатов и выводов подтверждена научной обоснованностью основных полученных теоретических выводов и положений, а также высокой корреляцией результатов имитационного моделирования с полученными экспериментальными данными.
Реализация и внедрение результатов работы. Все работы по реализации и внедрению результатов диссертационного исследования проводились при непосредственном участии автора. Результаты работы использованы ЗАО "БонаСорс" при создании системы навигационной адаптации ИР «КАИР». Интеграция системы «КАИР» с веб-сервисом «Wild Apricot» позволила уменьшить когнитивную перегруженность пользователей ИР, относящихся к области приборостроения, в среднем на 12%. Ряд полученных результатов также используется при проведении лекционных и практических занятий по курсам "Интернет-программирование" и "Базы данных" в Московском государственном институте электронной техники (техническом университете).
Внедрение результатов диссертационной работы подтверждено соответствующими актами, копии которых приведены в приложении 1.
На защиту выносятся:
Апробация работы. Основные результаты исследований представлены
на 6 международных, всероссийских и межвузовских научных конференциях:
Публикации. Основные результаты диссертации представлены в 12 работах, опубликованных в центральных журналах, сборниках и вузовских изданиях России.
Личный вклад автора. Все результаты получены автором лично. Главными из них являются:
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложений. Работа содержит 116 страниц основного текста, 30 рисунков, 15 таблиц, список литературы из 111 наименований и 3 приложения. Приложения содержат листинги программ, копии документов о внедрении и использовании, результаты имитационного моделирования поведения пользователей ИР.
Похожие диссертации на Анализ и разработка моделей и алгоритмов адаптации и управления навигационной структурой интернет-ресурсов
