§ 4.2. Информационные ресурсы и сервисы Интернета

Интернет ценят не за провода и серверы, а за то, что через них можно получить. Всё, что хранится в Сети и открыто её пользователям, — тексты, рисунки, звукозаписи, видео, программы, базы данных — называют информационными ресурсами Интернета. А услуги, которые Сеть оказывает людям, — найти нужную страницу, переслать письмо, сохранить файл, поговорить с товарищем из другого города — называют сервисами. Ресурсы и сервисы дают возможность копить и распространять информацию, общаться и работать сообща. В этом параграфе разберём главные из них и научимся решать задачи о поисковых запросах и адресах документов.

Всемирная паутина. Самый известный сервис Интернета — Всемирная паутина, по-английски World Wide Web, сокращённо WWW. С её помощью пользователь получает доступ к информационным ресурсам, которые хранятся на компьютерах в самых разных уголках Земли: сидя дома, можно читать страницу, лежащую на сервере на другом континенте. Паутину составляют веб-страницы — документы, которые показывает браузер, — и веб-сайты, то есть наборы страниц, связанных общей темой и общим адресом. Страницы устроены как гипертекст: в текст встроены гиперссылки, и щелчок по ссылке переносит читателя в другое место документа или на другую страницу, где бы та ни хранилась. Если кроме текста в документе есть рисунки, звук и видео, а ссылками служат и они, документ называют гипермедийным. Как раз ссылки, протянутые от страницы к странице через весь земной шар, и дали сервису название «паутина».

Придумал WWW британский учёный Тим Бернерс-Ли, крупный специалист в области информационных технологий. Официально паутина родилась в конце 80-х годов XX века, и с тех пор она сильно изменилась. В её истории выделяют несколько этапов.

Web 1.0 — время статических сайтов. Страница хранилась на сервере в готовом виде и не менялась, пока её не переделает автор; посетитель мог только читать и рассматривать. Мультимедийных элементов было мало, и самых простых, а видео не было вовсе.

Web 2.0 — эпоха динамических сайтов. Наполняют их во многом сами посетители: выкладывают свои тексты, снимки и ролики, пишут комментарии, общаются друг с другом прямо на сайте. Страница такого сайта не лежит на сервере целиком заранее: сервер собирает её в момент обращения, отдельно для каждого пользователя. Графики, музыки и видео стало очень много. Сегодня большая часть паутины устроена именно так. Обратная сторона медали: публиковать может каждый, и рядом с полезными материалами в Сети оказывается много неточных и просто плохих.

Web 3.0 — ставка на качество: за наполнением сайтов следят профессионалы, сведения на страницах анализирует искусственный интеллект, всё чаще встречается трёхмерная графика, а к Сети подключаются не только компьютеры, но и бытовые вещи — так называемый Интернет вещей.

Web 4.0 — завтрашний день. Человек будет разговаривать с паутиной голосом, как с живым собеседником; материалы станут использовать виртуальную и дополненную реальность; устройства и программы с искусственным интеллектом начнут сами угадывать, что нужно владельцу. Обратная сторона и здесь есть: Сеть сможет отслеживать каждое действие пользователя и все его данные.

Путешествовать по паутине вы давно умеете: открываете браузер, набираете адрес или переходите по гиперссылкам. А если адрес неизвестен, обращаетесь к поисковой системе и вводите ключевые слова.

Язык поисковых запросов. Запрос может состоять не из одного ключевого слова, а из нескольких, связанных знаками логических операций. Знак | обозначает операцию ИЛИ: найти страницы, где есть хотя бы одно из слов. Знак & обозначает операцию И: найти страницы, где встречаются все слова сразу. Скобки, как в арифметике, показывают, какое действие выполнять первым.

О запросах удобно рассуждать с помощью множеств. Пусть K — множество страниц, которые поисковый сервер находит по запросу «комета», A — по запросу «астероид», П — по запросу «планета». Операции ИЛИ соответствует объединение множеств, его обозначают знаком ∪: запрос «комета | астероид» находит множество K ∪ A — страницы, на которых есть хотя бы одно из двух слов. Операции И соответствует пересечение множеств со знаком ∩: запрос «комета & астероид» находит множество K ∩ A — страницы, где встречаются оба слова. Множества изображают кругами; такие схемы называют диаграммами Эйлера — Венна, или кругами Эйлера. Исходные множества K, A и П называют базовыми, а из них операциями объединения и пересечения получают новые. На рисунке 1 закрашены множества, которые находят четыре разных запроса.

Схема сразу показывает, какое множество входит в другое целиком. Число элементов множества называют его мощностью. Пересечение двух множеств — часть каждого из них, поэтому его мощность не больше мощности каждого. Объединение, наоборот, содержит оба множества и по мощности не меньше любого из них. Значит, запрос с & найдёт не больше страниц, чем запрос с одним из его слов, а запрос с | — не меньше.

Пример. Даны запросы: 1) комета & астероид; 2) комета | астероид | планета; 3) комета; 4) комета & астероид & планета. Требуется расставить их номера так, чтобы число найденных страниц не убывало.

Решение. Каждая страница, найденная по запросу 4, содержит все три слова, поэтому её найдёт и запрос 1. Каждая страница запроса 1 содержит слово «комета» — её найдёт и запрос 3. А любая страница со словом «комета» попадёт и в результат запроса 2. Множества вложены одно в другое, как матрёшки, и меньшее стоит первым.

Ответ: 4, 1, 3, 2.

Строго говоря, вложенные множества могут и совпасть по мощности: например, если слово «комета» встречается только на страницах, где есть и «астероид». Поэтому говорят «не больше» и «не меньше», а порядок называют неубывающим.

Множества позволяют не только сравнивать запросы, но и точно считать. Если сложить мощности множеств X и Y, страницы их пересечения окажутся посчитаны дважды: один раз в X и ещё раз в Y. Чтобы каждая страница объединения учитывалась один раз, мощность пересечения вычитают:

|X ∪ Y| = |X| + |Y| − |X ∩ Y|.

Вертикальные черты вокруг имени множества обозначают его мощность. В задачах о поиске формулу читают так: по запросу «X | Y» найдётся столько страниц, сколько по запросам «X» и «Y» вместе, без страниц запроса «X & Y». В таких задачах всегда оговаривают, что запросы отправлены почти в один момент и за это время страницы в Сети не менялись.

Дано: по запросу «комета» поисковый сервер нашёл 430 тыс. страниц, по запросу «комета & астероид» — 150 тыс., по запросу «комета | астероид» — 760 тыс. Требуется найти, сколько тысяч страниц найдёт запрос «астероид» и на скольких тысячах страниц слово «комета» есть, а слова «астероид» нет.

Решение. Подставим известные числа в формулу: 760 = 430 + |A| − 150. Отсюда |A| = 760 − 430 + 150 = 480. Для второго вопроса посмотрим на два пересекающихся круга. Их объединение состоит из трёх частей без общих страниц: слева — «комета» без «астероида», посередине — оба слова, справа — «астероид» без «кометы». Левая часть — всё объединение без круга A: 760 − 480 = 280.