Ten artykuł od 2011-02 wymaga uzupełnienia źródeł podanych informacji. Informacje nieweryfikowalne potrafią zostać zakwestionowane oraz usunięte. Aby uczynić artykuł weryfikowalnym, trzeba podać przypisy do materiałów opublikowanych w wiarygodnych źródłach.

Heurystyka (gr. heuresis – odnaleźć, odkryć, heureka – znalazłem) - w informatyce metoda znajdowania rozwiązań, dla której nie ma gwarancji znalezienia rozwiązania optymalnego, a wielokrotnie nawet prawidłowego. Rozwiązań tych używa się np. wtedy, kiedy pełny algorytm jest z przyczyn technicznych zbyt kosztowny albo kiedy jest nieznany (np. przy przewidywaniu pogody albo przy wykrywaniu poniektórych zagrożeń komputerowych, takich jak wirusy albo robaki). Metody używa się też wielokrotnie do znajdowania rozwiązań przybliżonych, na podstawie których później wylicza się ostateczny rezultat pełnym algorytmem. To ostatnie zastosowanie szczególnie dotyczy przypadków, kiedy heurystyka jest wykorzystywana do nakierowywania pełnego algorytmu ku optymalnemu rozwiązaniu, aby zmniejszyć czas działania programu w typowym przypadku bez poświęcania jakości rozwiązania (np. algorytm A*).

Wyszukiwaniem informacji nazywamy proces przeszukiwania określonego zbioru dokumentów odnoszących się do tematu czy przedmiotu wskazanego w zapytaniu albo zawierających konieczne dla użytkownika fakty. Proces ten nie stał się jednak precyzyjnie oraz skończenie określony przez wzory, normy czy algorytmy oraz w dużej mierze ma za podstawę na heurystykach w tym wypadku definiowanych jako zbiór reguł oraz wskazówek, które mogą, lecz nie muszą, prowadzić do właściwego rozwiązania.

Algorytm a heurystyka

Zasadnicza różnica pomiędzy postępowaniem algorytmicznym a heurystycznym opiera się na tym, że pierwsze podejście stale daje rozwiązanie (choć czas oczekiwania na rozwiązanie bywa nawet nieskończenie długi), z tym że podejście twórcze bywa zawodne. Z uwagi na to metody algorytmiczne stosowane są najczęściej w przypadku zbadanych, znanych już problemów, heurystyczne natomiast wszędzie tam, gdzie algorytmy nie wystarczają do rozwiązania zadania, gdzie wymagane są uzupełnienia, poszukiwane nowe metody oraz sposoby odnajdywania odpowiedzi czy rozwiązania zapytań.

Heurystyka informacyjna dotyczy tego, jak szybko oraz efektywnie wyszukać dokładnie tę informację, której użytkownik potrzebuje oraz tego, z jakich narzędzi, pamięci albo sprzętów służących do procesu poszukiwawczego będzie korzystał. Optymalne dotarcie do rozwiązania wyznacza szybkość oraz cenę dostępu do właściwego wyniku, czyli odnalezienie dokumentów relewantnych przy minimalnej liczbie operacji w procesie wyszukiwania.

Dwie naczelne zasady heurystyki informacyjnej to:

1. zasada wyczerpania (kompletności)
2. zasada właściwego doboru materiału (relewantności)

Pożądany stopień trafności oraz kompletności zależy w dużej mierze od przeznaczenia wykorzystania informacji, tzn. do czego informacja jest w rzeczywistości potrzebna. Nie stale użytkownikowi zależy w jednakowym stopniu na osiągnięciu dużej trafności oraz kompletności wyszukiwania, tym bardziej, że podniesienie jednego wskaźnika powoduje z reguły obniżenie drugiego, tj. zwiększenie trafności obniża kompletność oraz odwrotnie. Przy ustalaniu zdolności potrzeb informacyjnych pamiętać należy, że istotną cechą relewantności jest jej subiektywny charakter, jest to jednak podstawowa cecha każdej informacji, która nie może istnieć bez odbiorcy.

Przykład

W szczególności metody heurystyczne są stosowane kiedy nie jest znany algorytm rozwiązujący ogólny problem, ale chcemy rozwiązać pewną mniejszą klasę problemów zawartych w ogólny, o pewnych specyficznych cechach. Przykładem może tu być, problem komiwojażera - znaleźć trasę pomiędzy miastami, przechodzącą przez wszystkie miasta oraz będąc przy tym najkrótszą możliwą taka trasą. Ogólnie postawiony problem jest NP-trudny, oraz wydaje się że nie istnieje algorytm działający wiele szybciej niż algorytm typu brute-force, sprawdzający wszystkie możliwości, co limituje jego zastosowanie do grafów o małej wielkości (rzędu 15 miast). Jednakże pożytki jakie by dało znalezienie takiego algorytmu w praktyce powoduje że szuka się rozwiązań tego dylematu wystarczająco blisko rozwiązania, co dopuszcza zwiększyć liczbę miast (miejsc) znacznie. Takimi heurezami bywa dla przykładu użycie takich znanych faktów, jak:

1. miasta oraz drogi leżą na płaszczyźnie (w przypadku ogólnego dylematu nie jest to prawda, nie każdy graf jest planarny,
2. miasta są rozłożone mniej więcej równomiernie na pewnym obszarze,
3. miasta posiadają tendencję do klastrowania (miasta skupiają się grupy. Co sugeruje, żeby rozwiązać problem komiwojażera dla klastrów w całości, używając dróg szybkiego ruchu, a następnie mniejsze oraz niezależne problemy komiwojażera w klastrach),
4. da się szybko oszacować odległość pomiędzy dowolnymi miastami, poprzez długość w linii prostej,
5. wydaje się że trasa nie powinny się krzyżować samą ze sobą,
6. na pewno niepożądane jest, aby trasa zawierała odcinki, które posiadają charakter jazdy "tam oraz z powrotem", szczególnie na duże odległości,
7. powinniśmy zacząć podróż na brzegu obszaru oraz starać się go okrążać systematycznie, nie zaś przemieszczać się chaotycznie,
8. i inne które być może w ogólności nie są prawdziwe, ale zaledwie mamy przekonanie że pomogą rozwiązać problem,
9. często pomaga sprawdzenie kilku przypadkowych kombinacji oraz wybieranie ich najlepszych cech (zobacz algorytm genetyczny)

Wiele z takich heurez da się znaleźć poprzez obserwację jak ludzie rozwiązują problem (w sposób przybliżony) "ręcznie" - wystarczy wydrukować wiele kopii wielorakich map oraz przeprowadzić eksperymenty na ludziach, obserwując sposób w jaki łączą oni miasta ołówkiem (czy poprawiają trasy), albo poruszają gałkami ocznymi. Eksperymenty takie też pozwalają znaleźć przypadki kiedy heurezy nie działają, oraz pozwalają na oszacowanie czasu ile zajmuje znalezienie rozwiązania.

Innym przykładem, bywa użycie heurezy w celu optymalizacji najczęstszych przypadków z jakimi będzie borykał się program (popartych najczęściej wcześniejszym profilowanem). Umożliwia to na podstawie jakiegoś kryterium (np. rozmiar wejścia), rozwiązywanie kilkoma algorytmami do wyboru, oraz w razie niemożności rozwiązania algorytmem specyficznym, powrót do ogólnego algorytmem zapasowym, który wiadomo że zwróci poprawny wynik.

Strategia wyszukiwawcza

Dwie wymienione wyżej zasady obligują do przyjęcia określonej, optymalnej strategii wyszukiwawczej, tzn. takiego formułowania instrukcji wyszukiwawczej oraz ustalania kolejności poszukiwań, aby zidentyfikować maksymalną liczbę relewantnych dokumentów pochodnych istniejących w zbiorze przy minimalnej liczbie operacji identyfikowania, czyli przekształcania zbioru. Inaczej mówiąc, jest to plan układu oraz kolejności stawiania pytań przez przeszukującego w trakcie realizacji określonego zapotrzebowania na informację.

Zgodnie z 4 podstawowymi heurystykami wyszukiwania informacji należy:

1. wybraną strategię traktować jako hipotezę, próbę odgadnięcia sposobu zaindeksowania poszukiwanego tematu,
2. początkowo uzyskane wyniki przeglądać pod kątem odnalezienia innych niż przyjęte możliwości wyszukiwawcze,
3. wykorzystywać wszelkie alternatywne strategie wyszukiwania,
4. nie zakładać, iż dane w bazie danych są indeksowane w sposób optymalny dla użytkownika.

Z pojęciem strategii wyszukiwawczej związek posiadają inne pojęcia:

• Kwerenda informacyjna – pytanie w języku naturalnym skierowane do systemu informacyjnego w celu otrzymania potrzebnej informacji. Jest to inaczej zapytanie informacyjne.
• Instrukcja wyszukiwawcza – treść zapytania informacyjnego użytkownika wyrażona w języku informacyjnym w celu wyszukania ze zbioru informacyjnego dokumentów relewantnych. Inaczej mówiąc, instrukcję wyszukiwawczą pytania stanowi tekst języka informacyjno-wyszukiwawczego wyspecjalizowany w funkcji wyszukiwawczej odwzorowującej treść zapytania informacyjnego.
• Charakterystyka wyszukiwawcza – opis dokumentu wyrażony w języku informacyjnym, charakteryzujący podstawową treść dokumentów albo inne cechy konieczne do odszukania tych dokumentów wedle instrukcji wyszukiwawczej.

Potrzeby informacyjne użytkownika

Służenie pomocą użytkownikom w odnajdywaniu informacji jest celem działalności informacyjnej. W procesie przepływu informacji pełni ona funkcję pośrednika pomiędzy źródłem a odbiorcą. Przekazuje informacje albo dokumenty z informacjami w nich zawartymi użytkownikom, a od nich przyjmują dezyderaty wyrażające ich potrzeby informacyjne. Użytkownikiem bywa osoba albo instytucja. Może być nim student przystępujący do egzaminu, początkujący pracownik naukowy albo zaawansowany badacz, naukowiec albo praktyk. Każdy z nich będzie posiadać inne zapotrzebowania informacyjne, albowiem każdy z nich potrzebuje informacji w innym celu oraz na innym poziomie.

Aby w pełni oraz skutecznie zaspokoić te zindywidualizowane zapotrzebowania informacyjne, centralnym punktem zainteresowania placówek oraz serwisów informacyjnych powinien być użytkownik ze swoimi wciąż zmieniającymi się potrzebami. Należy pamiętać, że nawet najlepiej, najpełniej, najtrafniej oraz najbardziej atrakcyjnie przygotowana informacja nie ma znaczenia, nim nie trafi do właściwego odbiorcy oraz zanim odbiorca nie przekształci się w użytkownika, wykorzystując otrzymane informacje. Potrzeby informacyjne są wielkościami dynamicznymi, zmieniającymi się oraz zróżnicowanymi, zależnymi od wielu czynników subiektywnych oraz obiektywnych.

• Czynniki subiektywne związane są z osobowością użytkownika, jego wiekiem, uzdolnieniami, poziomem oraz rodzajem wykształcenia, znajomością języków obcych, doświadczeniem, zainteresowaniami itp.
• Czynniki obiektywne to pomiędzy innymi odmiana oraz charakter pracy, pełnione funkcje, przeznaczenie wykorzystania informacji.

Użytkowników da się podzielić wedle wielu kryteriów: wedle rodzajów wykształcenia, wykonywanego zawodu (zajęcia), zajmowanych stanowisk (pełnionych funkcji), przygotowania do samodzielnego prowadzenia wyszukiwań, wieku, poziomu wykształcenia itd. Tak więc znajomość potrzeb informacyjnych odbiorców ma istotne znaczenie dla efektywności działalności informacyjnej. Od trafnego określenia tych potrzeb zależy w dużej mierze znalezienie właściwych możliwości ich zaspokojenia.

Skuteczność wyszukiwania informacji

Skuteczność efektów procesu poszukiwania da się zmierzyć przy pomocy następujących wskaźników określających:

• kompletność odpowiedzi – wskazuje największą liczbę odpowiedzi z określonej bazy danych, które pasują do zapytania. Wskaźnik ten obliczany jest na podstawie ilorazu; liczby odpowiedzi spełniających kryterium wyszukiwania oraz liczby dokumentów istniejących w bazie danych × 100%;
• dokładność wyszukiwania – wskazuje stopień, w jakim wyświetlone wyniki pasują do zapytania. Dokładność obliczana jest na podstawie stosunku liczby wyników spełniających kryteria wyszukiwania do liczby wszystkich odpowiedzi × 100%;
• odpad – określany na podstawie ilorazu liczby wyników nie spełniających kryteriów wyszukiwania oraz liczby dokumentów z bazy danych nie pasujących do zapytania × 100%;
• trafność – ten wskaźnik wyznacza stopień, w jakim dokument dotyczy interesującego tematu. Kryterium to wyznaczane jest przez użytkownika.

Rodzaje poszukiwań

Dwie podstawowe metody wyszukiwania to:

• wyszukiwanie faktograficzne – kiedy poszukujemy konkretnego dokumentu o znanym autorze albo tytule (tj. chcemy ustalić jego lokalizację albo przynajmniej dowiedzieć się, czy jest w danym zbiorze), czy też obiektem poszukiwania są informacje na określony temat w niezidentyfikowanych jeszcze dokumentach. W sytuacji pierwszej trzeba sięgnąć do zbioru wyszukiwawczego, np. do katalogu w bibliotece.

W razie niepowodzenia, jeśli okaże się że w danym zbiorze nie ma poszukiwanego dokumentu, da się skorzystać z katalogów centralnych, zawierających informacje o zbiorach większej liczby bibliotek. Jeżeli dokument nie jest dostępny na terenie kraju, trzeba poszukiwać go przez zagraniczne drukowane katalogi czołowych bibliotek albo katalogi centralne oraz starać się o sprowadzenie dokumentu za pośrednictwem macierzystej biblioteki w ramach wypożyczeń międzybibliotecznych. Nieco trudniejsze jest wyszukiwanie rzeczowe, na określony temat. Jeżeli posiadają to być informacje ogólne, poszukiwania potrafią się ograniczyć do przejrzenia encyklopedii albo słowników. Jeśli jednak informacja ma być szczegółowa, strategia wyszukiwawcza musi być bardziej skomplikowana. Tak jak w poprzedniej sytuacji warto zajrzeć do encyklopedii albo słowników, albowiem informacje tam zdobyte pozwolą nam umiejscowić przedmiot zainteresowania w systematyce nauk. Poszukiwania trzeba rozpocząć teraz od katalogów rzeczowych. Należy znaleźć termin odzwierciedlający obiekt zainteresowania, ustalić odpowiadające mu hasła oraz odszukać je w katalogu alfabetycznym.

• wyszukiwanie bibliograficzne – poszukiwania w bibliografiach trzeba zacząć od znalezienia odpowiedniej bibliografii specjalnej na dany temat. O bibliografiach specjalnych informują bibliografie bibliografii. Najpierw przeglądamy retrospektywne, następnie bieżące aż do ostatniego rocznika, który ukazał się w druku, natomiast lata nie objęte jeszcze bibliografią bibliografii uzupełniamy na podstawie bieżącej bibliografii narodowej. W wyniku tego otrzymamy całość materiału oraz sprawdzimy, czy oraz jakie bibliografie ukazały się na interesujący nas temat. Jeżeli bibliografia specjalna nie istnieje, poszukiwania prowadzimy poprzez bibliografie ogólne, tj. bibliografie narodowe bieżące oraz retrospektywne. Przeglądanie bibliografii trzeba poprzedzić zorientowaniem się, jaki ma ona zakres tematyczny oraz jaki zasięg chronologiczny oraz zapoznaniem się z aparatem pomocniczym oraz układem bibliografii.

Wskaźniki efektywności działań wyszukiwawczych są konsekwencją zastosowanych sposobów wyszukiwania informacji, z których najbardziej popularne to:

• wyszukiwanie wedle słów kluczowych – odnajdywanie dokumentów zawierających jedno albo parę słów podanych w zapytaniu przez użytkownika;
• wyszukiwanie boolowskie – poszukiwanie dokumentów, które zawierają albo nie zawierają słów podanych w zapytaniu przy użyciu operatorów logicznych (AND, OR, NOT);
• wyszukiwanie koncepcyjne – opiera się na odnajdywaniu dokumentów znaczeniowo związanych z podanym słowem, lecz niekoniecznie użytym w ich tekście;
• szukanie frazy – poszukiwanie dokumentów zawierających ciąg wyrazów albo pełne zdanie wskazane poprzez użycie cudzysłowu;
• szukanie z określeniem sąsiedztwa słów – opiera się na określeniu odległości, w jakiej powinny się znaleźć w dokumencie podane słowa;
• szukanie rozmyte – dzięki zastosowaniu masek, np. *- zastępuje kilkuliterową końcówkę wyrazu, ? – zastępuje jeden znak, wykrywa zbieżność słów np. maskowanie końcówek czy niepoprawne wpisanie wyrazów;
• tezaurus – zbiór synonimów, których da się używać, kiedy wskazane słowa nie są w dokumencie;
• szukanie dokumentów podobnych jest wyszukiwaniem dokumentów podobnych do dokumentów odnalezionych wcześniej;

Jeżeli stosowane rodzaje wyszukiwania informacji nie zapewniają pożądanych efektów, użycie odpowiednich heurystyk może przyczynić się do zwiększenia liczby odwołań albo wzrostu precyzji odpowiedzi. Aby poprawić pierwszy z przytoczonych wyżej wskaźników efektywności działań wyszukiwawczych trzeba stosować reguły, które uwzględniają:

• dodawanie słownictwa specjalistycznego do wyrażeń pochodzących z języka naturalnego;
• wykorzystywanie dodatkowych synonimów połączonych operatorem OR;
• stosowanie terminów ścisłych.