40、网页数据可视化与相关变化检测

网页数据可视化与相关变化检测

在当今信息爆炸的时代，网页数据的可视化以及对这些数据变化的检测和表示变得至关重要。下面将详细介绍网页数据可视化的相关操作符，以及如何检测和表示网页文档中的相关变化。

网页数据可视化操作符

网页扩展（Web Expand）

网页扩展操作允许我们基于图集合创建网页元组，并返回原始网页表。其查询语法如下：

⟨WQL⟩::=
EXPAND ⟨graph set name⟩
WITH SCHEMA ⟨schema name⟩
TO ⟨web table name⟩

具体解释如下：
- EXPAND ⟨graph set name⟩ ：对图集合 ⟨graph set name⟩ 执行网页扩展操作。
- WITH SCHEMA ⟨schema name⟩ ：指定从图集合 ⟨graph set name⟩ 中创建满足模式 ⟨schema name⟩ 的网页元组。
- TO ⟨web table name⟩ ：指定返回原始网页表 ⟨web table name⟩ 。

例如，对 Coalesce Side-effects 图集合执行网页扩展操作的查询如下：

EXPAND
Coalesce Side-effects
WITH SCHEMA Side-effects schema
TO
Side-effects

此查询将返回原始网页表 Side-effects 。

网页打包（Web Pack）

网页打包操作符根据相似标准对网页表中的网页元组进行分组。用户可以明确指定节点类型标识符和打包标准，支持的标准包括：
- 主机名 ：包含指定节点类型标识符且主机名相同的网页元组被打包在一起。
- 域名 ：包含指定节点类型标识符且域名相同（如 .com , .edu , .org , .gov , .net , .mil 等）的网页元组被分组在一起。
- 关键字内容 ：包含用户指定关键字的指定节点类型标识符实例的网页元组被分组在一起。需要注意的是，基于关键字的打包可能会导致打包后的网页表中包含重复的网页元组。

网页打包操作的查询语法如下：

⟨WQL⟩::=
PACK ⟨web table name⟩
ON ⟨node type identifier⟩
[OR ⟨pack condition⟩]
[AS ⟨web table name⟩]

具体解释如下：
- PACK ⟨web table name⟩ ：对网页表 ⟨web table name⟩ 执行网页打包操作。
- ON ⟨node type identifier⟩ ：对节点类型标识符 ⟨node type identifier⟩ 执行网页打包操作。
- FOR ⟨pack condition⟩ ：指定网页打包操作的打包条件，支持的条件包括主机名、域名和关键字集合。
- AS ⟨web table name⟩ ：将网页打包操作后创建的网页表存储在 ⟨graph set name⟩ 中。

例如，对 Side-effects 网页表中节点类型标识符 d 包含关键字 “Beta Carotene” 或 “Letrozole” 的网页元组进行分组的查询如下：

PACK Side-effects
ON
d
FOR
"beta carotene" OR "letrozole"
AS
Pack Side-effects

查询结果会将包含关键字的网页元组显示在顶部，其余网页元组推到下方。

网页解包（Web Unpack）

网页解包操作是网页打包操作的逆操作。当打包基于关键字集合时，网页打包操作可能会创建重复的网页元组，网页解包操作会移除这些重复的网页元组并返回原始网页表。其查询语法如下：

⟨WQL⟩::=
UNPACK ⟨packed table name⟩
TO ⟨web table name⟩

具体解释如下：
- UNPACK ⟨packed table name⟩ ：对打包后的表 ⟨packed table name⟩ 执行网页解包操作。
- TO ⟨web table name⟩ ：指定返回原始网页表 ⟨web table name⟩ 。

例如，对 Pack Side-effects 执行网页解包操作的查询如下：

UNPACK Pack Side-effects
TO
Side-effects

此查询将从 Pack Side-effects 中消除重复的网页元组。

网页排序（Web Sort）

网页排序操作符根据给定条件对网页元组进行排序，支持的排序条件包括：
- 每个网页元组中的节点总数。
- 每个网页元组中指定链接类型（本地、全局或内部）的总数。

网页排序操作的查询语法如下：

⟨WQL⟩::=
SORT ⟨web table name⟩
ON ⟨sort condition⟩
[AS ⟨sorted table name⟩]
ORDER BY ⟨ordering type⟩

具体解释如下：
- SORT ⟨web table name⟩ ：对网页表 ⟨web table name⟩ 执行网页排序操作。
- ON ⟨sort condition⟩ ：基于排序条件 ⟨sort condition⟩ 执行网页排序操作，支持的排序条件包括节点总数、本地链接类型总数、全局链接类型总数和内部链接类型总数。
- AS ⟨sorted table name⟩ ：将排序后的网页表存储在 ⟨sorted table name⟩ 中。
- ORDER BY ⟨ordering type⟩ ：指定排序后的网页元组的排序方法，支持升序（ asc ）和降序（ desc ）。

例如，对 Cancer 网页表按节点总数降序排序的查询如下：

SORT
Cancer
ON
node
ORDER BY desc

检测和表示相关网页变化

背景和需求

网页提供了大量的异构信息，并且这些信息随时可能以任何方式发生变化。检测和表示这些变化是一个具有挑战性的问题，因为网页信息源是自主的，传统的数据库变更检测方法并不适用。此外，这些信息源通常不以外部用户可访问的格式跟踪历史信息。

我们提出了一种使用网页代数操作符（网页连接和外部网页连接）来检测和表示与用户查询相关的网页文档变化（网页增量）的机制。这种机制对于不同类型的网页用户都有很大的价值，例如网站管理员、电子商务网站的客户、竞争情报分析师、网页挖掘应用程序的开发者以及无线用户等。

工作概述

这项工作具有以下四个关键特征：
- 相关网页增量 ：专注于检测与用户查询相关的网页增量，而不是任意的网页增量。
- 相互链接的网页文档变化 ：关注给定一组相互链接的网页文档的旧版本和新版本之间的相关变化，包括网页文档的添加、删除、内容修改以及这些修改后的文档与其他相关文档之间的关系。
- 网页代数操作符 ：使用一组网页代数操作符来检测和表示相关网页增量，这些操作符应用于一系列网页数据快照以推断变化。
- 静态网页 ：不考虑不提供最后修改日期的网页文档（如通用网关接口脚本的输出）进行变更检测。

为了检测网页增量，我们将旧版本和新版本的数据分别存储在两个网页表中，然后使用网页连接和外部网页连接操作符对这些输入网页表进行操作，创建一组网页表。最后，通过进一步操作这些连接和外部连接后的网页表，创建一组增量网页表，这些增量网页表封装了网页中发生的变化，如网页文档的添加、修改或删除。

下面是检测和表示网页增量的流程：

graph LR
    A[获取旧版本和新版本的网页数据] --> B[将数据存储在两个网页表中]
    B --> C[使用网页连接和外部网页连接操作符操作输入网页表]
    C --> D[创建一组网页表]
    D --> E[进一步操作连接和外部连接后的网页表]
    E --> F[创建增量网页表]

相关工具和方法的比较

在检测网页变化方面，已经有一些相关的工具和方法，下面对它们进行简要介绍和比较。

URL - minder

URL - minder 作为一项服务在网页上运行，当网页发生变化时会发送电子邮件通知。然而，通过表单显式发送 URL 来跟踪变化的方式在需要跟踪大量 URL 时非常繁琐，不太可行。

AT&T Internet Difference Engine (AIDE)

AIDE 是一个用于查找和显示万维网页面变化的系统。它提供了一些工具，如 HtmlDiff 用于突出显示页面版本之间的变化，并提供图形界面来查看页面之间的关系。 AIDE 还支持对页面及其子页面进行递归跟踪和差异比较。

WebGUIDE

WebGUIDE 是一个支持递归文档比较的工具，它结合了 Ciao 和 AIDE 的功能。用户可以探索两个日期之间页面的差异，差异会自动计算并汇总在一个新的 HTML 页面中，链接结构的差异通过图形表示。 WebGUIDE 允许用户对特定类型的增量进行查询。

然而， AIDE 和 WebGUIDE 存在一些局限性：
- 指定一组 URL 来跟踪变化在 URL 数量较多时不可行。
- 递归规范具有限制性，它会选择指定文档的所有子页面，而用户可能只对其中一些链接感兴趣。
- 显示文档中的所有变化，而用户可能只对部分变化感兴趣，因此需要能够对这些变化进行查询而不是浏览来找到相关变化。

其他相关研究

还有一些其他的相关研究，如对有序树和无序树的变化检测问题的研究，以及使用快照 - 增量方法来表示半结构化数据中的变化。例如， DOEM 模型用于表示半结构化数据中的变化，并提供了一种查询这些变化的语言 Chorel 。但 DOEM 并非专门为网页设计，且未区分表示文档与其部分之间连接的图边和表示从一个网页文档到另一个网页文档的超链接的图边。

我们的方法与这些现有方法不同，我们专门针对查找与用户查询相关的一组超链接网页文档的变化，并且可以轻松扩展以检测和表示网页文档的内部结构和内容的变化。

综上所述，网页数据的可视化和变化检测是网页数据管理中的重要环节。通过使用各种网页数据可视化操作符，我们可以更好地呈现和分析网页数据。而通过检测和表示相关网页增量的机制，我们可以及时了解网页信息的变化，为不同类型的用户提供有价值的信息。在实际应用中，我们可以根据具体需求选择合适的工具和方法，以满足不同的业务场景。

网页数据可视化与相关变化检测

不同操作符的对比与总结

为了更清晰地了解各个网页数据可视化操作符的特点和用途，我们可以通过以下表格进行对比：
| 操作符 | 功能 | 语法示例 | 输出结果 |
| — | — | — | — |
| 网页扩展（Web Expand） | 基于图集合创建网页元组并返回原始网页表 | EXPAND Coalesce Side - effects WITH SCHEMA Side - effects schema TO Side - effects | 原始网页表 Side - effects |
| 网页打包（Web Pack） | 根据相似标准对网页元组进行分组 | PACK Side - effects ON d FOR "beta carotene" OR "letrozole" AS Pack Side - effects | 分组后的网页表 Pack Side - effects ，含关键字元组在顶部 |
| 网页解包（Web Unpack） | 移除打包后网页表中的重复元组并返回原始网页表 | UNPACK Pack Side - effects TO Side - effects | 消除重复元组后的原始网页表 Side - effects |
| 网页排序（Web Sort） | 根据给定条件对网页元组进行排序 | SORT Cancer ON node ORDER BY desc | 按节点总数降序排序后的网页表 |

从表格中可以看出，不同的操作符针对网页数据的不同处理需求，各自发挥着独特的作用。网页扩展操作侧重于从图集合生成网页元组，网页打包操作实现了元组的分组，网页解包是打包的逆操作，而网页排序则能根据特定条件对元组进行排序。

检测和表示网页变化的具体应用场景

以下是不同类型用户如何利用检测和表示网页变化的机制的具体场景：
1. 网站管理员 ：网站管理员可以定期使用该机制检测网站页面的变化，确保这些变化符合内容或格式的政策要求。例如，管理员可以设置每 30 天检测一次网站内容，通过查看增量网页表，快速了解哪些页面被添加、修改或删除，而无需详细审查每一个页面。
2. 电子商务网站的客户 ：客户可以关注电子商务网站的变化，例如新产品的上架、服务的更新或拍卖信息的改变。客户可以设置对特定产品类别的监控，当相关页面发生变化时，系统会及时通知客户。
3. 竞争情报分析师 ：分析师可以利用该机制监测竞争对手网站的变化，了解其新的发展方向或产品供应。例如，分析师可以定期检测竞争对手网站的产品页面，分析其产品的更新频率、新功能的推出等信息，从而为公司的市场策略提供参考。
4. 网页挖掘应用程序的开发者 ：开发者可以将该机制作为挖掘信息的基础，通过检测和表示网页增量，发现网页数据中的趋势和模式。例如，开发者可以分析一段时间内网页内容的变化，挖掘用户的兴趣点和行为模式。
5. 无线用户 ：无线用户使用手持设备时，下载或突出显示网页的变化而不是整个网页，可以节省流量和时间。例如，用户可以设置只接收感兴趣页面的变化通知，当页面有变化时，系统会自动下载变化部分并突出显示。

实际操作中的注意事项

在实际使用这些操作符和检测机制时，需要注意以下几点：
1. 数据准确性 ：在进行网页连接和外部网页连接操作时，要确保输入的网页表数据准确无误，否则可能会导致增量网页表中的信息不准确。
2. 性能优化 ：当处理大量网页数据时，操作符的执行可能会消耗较多的时间和资源。可以考虑对数据进行预处理，如筛选出与查询相关的部分数据，以提高操作效率。
3. 关键字匹配 ：在网页打包操作中，基于关键字的打包可能会导致重复元组的出现。在使用时要明确是否允许重复元组，以及如何处理这些重复元组。
4. 排序条件选择 ：在网页排序操作中，要根据实际需求选择合适的排序条件，如节点总数或特定链接类型的总数，以获得符合需求的排序结果。

未来发展趋势

随着网页技术的不断发展，网页数据的可视化和变化检测也将面临新的挑战和机遇。未来可能会出现以下发展趋势：
1. 智能化检测 ：利用人工智能和机器学习技术，实现更智能的网页变化检测。例如，通过训练模型来自动识别网页内容的语义变化，而不仅仅是表面的文本变化。
2. 实时监测 ：对于一些对实时性要求较高的应用场景，如金融市场信息监测，未来可能会实现对网页数据的实时监测和变化检测。
3. 跨平台支持 ：随着移动设备和不同操作系统的广泛使用，未来的网页数据可视化和变化检测机制可能会更好地支持跨平台操作，方便用户在不同设备上使用。
4. 与其他技术的融合 ：可能会与大数据分析、云计算等技术融合，实现更强大的网页数据处理和分析能力。

总之，网页数据的可视化和变化检测是一个不断发展的领域，我们需要不断探索和创新，以满足不同用户的需求和应对不断变化的网页环境。通过合理运用各种操作符和检测机制，我们可以更好地管理和利用网页数据，为用户提供更有价值的信息和服务。