数据分析实战 45 讲
陈旸
清华大学计算机博士
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第二模块:数据分析算法篇 (20讲)
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数据分析实战 45 讲
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32丨PageRank(上):搞懂Google的PageRank算法

应用领域
算法模型
算法原理
PageRank算法

该思维导图由 AI 生成,仅供参考

互联网发展到现在,搜索引擎已经非常好用,基本上输入关键词,都能找到匹配的内容,质量还不错。但在 1998 年之前,搜索引擎的体验并不好。早期的搜索引擎,会遇到下面的两类问题:
返回结果质量不高:搜索结果不考虑网页的质量,而是通过时间顺序进行检索;
容易被人钻空子:搜索引擎是基于检索词进行检索的,页面中检索词出现的频次越高,匹配度越高,这样就会出现网页作弊的情况。有些网页为了增加搜索引擎的排名,故意增加某个检索词的频率。
基于这些缺陷,当时 Google 的创始人拉里·佩奇提出了 PageRank 算法,目的就是要找到优质的网页,这样 Google 的排序结果不仅能找到用户想要的内容,而且还会从众多网页中筛选出权重高的呈现给用户。
Google 的两位创始人都是斯坦福大学的博士生,他们提出的 PageRank 算法受到了论文影响力因子的评价启发。当一篇论文被引用的次数越多,证明这篇论文的影响力越大。正是这个想法解决了当时网页检索质量不高的问题。

PageRank 的简化模型

我们先来看下 PageRank 是如何计算的。
我假设一共有 4 个网页 A、B、C、D。它们之间的链接信息如图所示:
这里有两个概念你需要了解一下。
出链指的是链接出去的链接。入链指的是链接进来的链接。比如图中 A 有 2 个入链,3 个出链。
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PageRank算法是Google搜索引擎的重要技术之一,旨在解决早期搜索引擎返回结果质量不高和易被人钻空子的问题。该算法通过计算网页的影响力来筛选出优质网页,使搜索结果更符合用户需求。文章介绍了PageRank的简化模型和随机浏览模型,以及在社交影响力评估中的应用。通过模拟计算和数学定理,阐述了PageRank算法的收敛性和稳定性。此外,文章还探讨了PageRank在社交网络、微博影响力评估和公司经营能力评估等领域的应用。总之,PageRank算法的思想为我们提供了很多启发,不仅在搜索引擎领域有重要意义,也在社交网络和商业领域有着广泛的应用。

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全部留言(21)

  • 最新
  • 精选
  • 滨滨
    pagerank算法就是通过你的邻居的影响力来评判你的影响力,当然然无法通过邻居来访问你,并不代表你没有影响力,因为可以直接访问你,所以引入阻尼因子的概念。现实生活中,顾客比较多的店铺质量比较好,但是要看看顾客是不是托。

    编辑回复: 这个应用例子也很有趣,让顾客来投票。

    2019-04-14
    2
    25
  • third
    复习感悟: 1.PageRank算法,有点像 海纳百川有容乃大(网页影响力=所有入链集合的页面的加权影响力之和) 像我汇聚的东西,越多,我就越厉害。 2.随机访问模型 有点像下雨。 海洋除了有河流流经,还有雨水,但是下雨是随机的(网页影响力=阻尼影响力+所有入链集合页面的加权影响力之和)

    编辑回复: 这个比喻不错~ 河流之间是有入链和出链的,但是也可能遇到等级泄露和等级沉没的问题,下雨就类似是随机浏览模型,给每个节点提供补充。

    2019-02-26
    17
  • third
    作业 1.原理 1)基础:网页影响力=所有入链集合的页面的加权影响力之和 2)拉里佩奇加入随机访问模型,即有概率用户通过输入网址访问 网页影响力=阻尼影响力+所有入链集合页面的加权影响力之和 2.应用场景: 评估某个新行业怎么样,通过计算涌入这个行业的人的智力和数量。 如果这个行业,正在有大量的聪明人涌入,说明这是一个正在上升的行业。 作业及问题 转移矩阵 第一列是A的出链的概率 A0B1/3C1/3D1/3 第二列是B的的出链的概率 A1/2B0C0D1/2 第三列是C的出链概率 A1B0C0D0 第四列是D的出链概率 A0B1/2C1/2D0 等级泄露的转移矩阵应该是 M=[0 0 1/2 0] [1 0 0 0] [0 0 1/2 0] [0 1 0 0] 还是 M=[0 0 0 1/2] [1 0 0 0 ] [0 0 0 1/2] [0 1 0 0 ] 假设概率相同,都为1/4 进行第一次转移之后,会发现,后面的 W1=[1/8] [1/4] [1/8] [1/4] 总和已经小于1了,在不断转移的过程中,会使得所有PR为0 等级沉没的转移矩阵怎么写? M=[0 0 1 0] [1 0 0 0] [0 0 0 0] [0 1 0 0]

    编辑回复: 应用场景这个举例很有趣,回答你的问题: 对应文章中的例子,等级泄露的转移矩阵: M=[0 0 0 1/2]       [1 0 0 0 ]      [0 0 0 1/2]      [0 1 0 0 ] 等级沉没的转移矩阵 M=[0 0 1/2 1]       [1 0 0 0 ]      [0 0 0 0]      [0 1 1/2 0 ]

    2019-02-25
    9
  • 李沛欣
    有人的地方,就有入世和出世 有网络和地方,就有入链和出链 入世的人,链接的大牛越多,越有影响力, 对网站而言,链接出去的网页越多,说明网站影响力越大,但是越多链接进来你这里的网页,也直接影响到网站的价值。 出链太多,如同出世一样,耗散内力,排名等级越来越低,最终江湖再见。 入链太多,就可能成为流量黑洞,如同涉世太深的人一样走火入魔。 谷歌创始人拉里佩奇则力图破解等级泄露和等级沉没困境,创造了随机浏览模型。

    编辑回复: 这个总结和分析很不错。当遇到了一些问题,有时候不是直接解决它,而是跳脱出来提出了“随机浏览模型”反而把之前的等级泄露和等级沉没问题解决了。

    2019-03-01
    6
  • Ling
    其实提出阻尼系数,还是为了解决某些网站明明存在大量出链(入链),但是影响力却非常大的情形。比如说 www.hao123.com 一样的导航网页,这种网页就完全是导航页,存在极其多出链;还有各种搜索引擎,比如 www.baidu.com、www.google.com 这种网站,基本不存在出链,但是入链可能非常多。这两种网站的影响力其实非常大。

    作者回复: 更符合人们实际浏览网页的场景

    2019-11-21
    4
  • S.Mona
    PageRank和机器学习和数据分析的关系是怎样的?

    作者回复: PageRank是基于图论的影响力模型,也是机器学习,数据分析的10大算法之一。机器学习和数据分析 很多时候概念有重叠,两者都是用数据解决问题,使用到很多模型,比如PageRank

    2019-10-16
    3
  • 白夜
    1.把影响力转化为每日使用时间考虑。 在感兴趣的人或事身上投入了相对多的时间。对其相关的人事物也会投入一定的时间。 那个人或事,被关注的越多,它的影响力/受众也就越大。而每个人的时间有限,一般来说最多与150人保持联系,相当于最多有150个出链。 其中,一部分人,没人关注,只有出链没有入链,他们就需要社会最低限度的关照,这个就是社会福利(阻尼)。 2.矩阵以前学了一直不知道在哪里可以应用,今天学了用处感觉还蛮爽的。

    编辑回复: 矩阵在推导的过程中还是有用的,现在很多函数都封装好了,可以直接使用,所以矩阵接触的就少了。自己能跑通了确实会比较爽。

    2019-02-25
    3
  • 王彬成
    一、学完今天的内容,你不妨说说 PageRank 的算法原理? 1、PageRank 的算法原理核心思想: -如果一个网页被很多其他网页链接到的话说明这个网页比较重要,也就是PageRank值会相对较高; -如果一个PageRank值很高的网页链接到一个其他的网页,那么被链接到的网页的PageRank值会相应地因此而提高。 2、公式 PR(u)=PR(v1)/N1+PR(v2)/N2+…… 其中PR(u), PR(v1) 为页面影响力。N1, N2是v1, v2页面对应的出链总数。 3、算法过程 1)给每个页面分配相同的PR值,比如PR(u)=PR(v1)=PR(v2)=……=1 2)按照每个页面的PR影响力计算公式,给每个页面的PR值重新计算一遍 3)重复步骤2,迭代结束的收敛条件:比如上次迭代结果与本次迭代结果小于某个误差,我们结束程序运行;或者比如还可以设置最大循环次数。 二、你还能说一些 PageRank 都有哪些应用场景吗? 引用链接:https://36kr.com/p/214680.html 1、研究某段时间最重要的文学作品 2、研究与遗传有关的肿瘤基因 3、图书馆图书推荐

    编辑回复: 最有影响力的文学作品,肿瘤基因,图书推荐 这几个场景不错。

    2019-02-25
    3
  • 梁智行
    用网络科学来理解算法就是,网页的影响力(中心度),体现在:很多人说这网页好(度中心度),说这网页好的网页也要好(特征向量中心度),就好像一个人牛不牛逼,首先他自己要很牛逼,然后很多人说他牛逼,最后说他很牛逼的人也要很牛逼。

    作者回复: 同学理解的很透彻!

    2020-05-05
    2
  • FeiFei
    PageRank原理: 通过聚合入链和出链的权重,来判断自身的排序。 因为可能没有入链或者外链,因此加入阻尼因子d,来将这种情况规避。

    作者回复: 对 阻尼因子是为了避免Rank Leak, Rank Sink的情况

    2019-08-27
    2
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