110 高普考普通考試 圖書資訊管理 資訊系統與資訊檢索概要 考古題詳解

110 年・高普考・普通考試・圖書資訊管理
試題代碼 資訊系統與資訊檢索概要

第 一 題20 分

依照下表「甲與乙檢索資料結果表」,就精確率(precision ratio)、回現率(recall ratio)、精確率補充(complement of precision)及回現率補充(complement of recall)等四個方向說明,並分別計算甲及乙的精確率、回現率、精確率補充及回現率補充。(20 分)

相關數目:甲相關數目:乙不相關數目:甲不相關數目:乙
檢索到資料80702030
未檢索到資料2002030

並就甲及乙檢索者比較其檢索品質。(5 分)

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核心觀念

本題考查資訊檢索的混淆矩陣,以及精確率、回現率與兩者補充值的計算。

  • 精確率(precision):檢索到的資料中,相關資料所占比例,衡量檢索結果的準確程度。
  • 回現率(recall):所有相關資料中,實際被檢索到的比例,衡量相關資料的涵蓋程度。
  • 精確率補充:1−精確率1-\text{精確率},代表檢索到的資料中不相關資料所占比例。
  • 回現率補充:1−回現率1-\text{回現率},代表所有相關資料中未被檢索到的比例。

解題方法

先將題表對應到四種情形:

相關不相關
檢索到真陽性(相關且檢索到)假陽性(不相關但檢索到)
未檢索到假陰性(相關但未檢索到)真陰性(不相關且未檢索到)

因此,甲的真陽性為 8080、假陽性為 2020、假陰性為 2020;乙的真陽性為 7070、假陽性為 3030、假陰性為 00。

計算公式如下:

精確率=檢索到的相關資料檢索到的全部資料\text{精確率}=\frac{\text{檢索到的相關資料}}{\text{檢索到的全部資料}} 回現率=檢索到的相關資料全部相關資料\text{回現率}=\frac{\text{檢索到的相關資料}}{\text{全部相關資料}} 精確率補充=1−精確率=檢索到的不相關資料檢索到的全部資料\text{精確率補充}=1-\text{精確率} =\frac{\text{檢索到的不相關資料}}{\text{檢索到的全部資料}} 回現率補充=1−回現率=未檢索到的相關資料全部相關資料\text{回現率補充}=1-\text{回現率} =\frac{\text{未檢索到的相關資料}}{\text{全部相關資料}}

甲的計算:

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第 二 題15 分

資訊系統很強調使用者經驗(user experience),一般在衡量(measure)使用者經驗可從二種觀點上來看。一是績效表現(performance),另一個是滿意程度(satisfaction)。請就績效表現來探討。

(一) 任務成功(task success)是最被廣泛運用在績效表現衡量測度(metric)。請闡述並舉例二元成功(binary success)。(15 分)

(二) 請再舉出二個績效表現衡量的測度並加以說明。(10 分)

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核心觀念

使用者經驗(user experience, UX)的衡量,常分為績效表現與滿意程度兩個面向。績效表現著重使用者是否完成任務、完成任務所需時間,以及操作過程中的錯誤情形;滿意程度則著重使用者對使用過程或結果的主觀感受。

本題第一小題考查以任務成功(task success)衡量績效表現,並要求說明二元成功(binary success)。第二小題則須另舉兩種績效表現測度,說明其衡量方式與意義。

(一)二元成功(binary success)

二元成功是將每位使用者執行一項任務的結果,依事先訂定的成功標準,記錄為兩種狀態:

  • 成功:符合任務完成標準,記為 1。
  • 失敗:未符合任務完成標準,記為 0。

將所有使用者的結果彙整後,可計算任務成功率:

任務成功率=成功完成任務的人數執行該任務的總人數×100%\text{任務成功率} = \frac{\text{成功完成任務的人數}}{\text{執行該任務的總人數}} \times 100\%

例如,圖書館網站要求使用者「找出一本指定書籍的可借館藏地點」。若使用者能找到正確館藏地點,即記為成功;若未找到、找到錯誤地點,或在規定時間內未完成,則記為失敗。假設 20 位受測者中有 16 位成功,任務成功率為:

1620×100%=80%\frac{16}{20}\times 100\%=80\%

使用二元成功時,研究者須先明確界定任務目標與成功判準,並以一致標準評分,才能比較不同介面、不同版本或不同使用者群體的任務完成情形。此測度簡單易懂,適合呈現任務是否完成;但它只記錄成功或失敗,無法反映完成品質、所花時間、錯誤次數,或使用者是否需要協助。因此,實務上常搭配其他績效測度一併分析。

(二)其他兩種績效表現測度

1. 任務完成時間(time on task)

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第 三 題15 分

闡述概念為基礎(concept based)技術檢索的方式。(15 分)

並說明其優點、限制與改善的方法。(10 分)

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核心觀念

「概念為基礎(concept-based)檢索」是以人為描述的語意概念作為檢索依據。用於影像檢索時,系統不直接比對影像的像素或色彩,而是先以文字描述影像內容,例如主題、人物、地點、事件、物件及其關係,再依使用者的文字查詢尋找相關影像。

例如,一張照片可標註「臺北市、街景、夜間、下雨、行人」等概念。使用者查詢「雨夜的城市街景」時,系統便可利用這些概念及其語意關係找出相符影像。這類方法常使用標題、摘要、關鍵詞、主題標目、分類表、同義詞表或本體等描述資料。

其基本流程為:

影像蒐集→人工或半自動描述→建立概念索引→解析使用者查詢→比對概念並排序→呈現結果\text{影像蒐集} \rightarrow \text{人工或半自動描述} \rightarrow \text{建立概念索引} \rightarrow \text{解析使用者查詢} \rightarrow \text{比對概念並排序} \rightarrow \text{呈現結果}

解題方法

作答時先說明檢索依據是「影像的文字描述與語意概念」,再依序交代如何建立索引、如何處理查詢、如何比對結果。最後從語意表達、索引品質、成本及檢索效果等面向,整理優點、限制與改善方法。

一、檢索方式

  1. 描述影像:由編目人員或自動化工具為影像加上標題、摘要、關鍵詞、主題標目、分類號等中繼資料。
  2. 組織概念:運用控制詞彙、同義詞表、分類表或本體,建立概念間的關係,例如「汽車」與「車輛」的上下位關係,或「臺北」與「臺灣」的地理關係。
  3. 處理查詢:將使用者輸入的自然語言或關鍵詞轉換成概念,並處理同義詞、詞形變化及詞義歧異。
  4. 比對與排序:比對查詢概念與影像描述中的概念,可採布林比對或相關性排序;若系統有概念權重,亦可依概念的重要性排列結果。
  5. 呈現結果:顯示符合概念的影像及其描述資料,供使用者檢視、縮小或擴大查詢範圍。

優點

  1. 可用語意描述查詢:使用者能以「海邊日落」等有意義的概念搜尋,不必提供影像檔案或指定色彩、紋理等低階特徵。
  2. 適合主題與情境檢索:可搜尋人物、地點、事件、用途等語意內容;對於難以單靠像素特徵表達的抽象主題,文字描述較有幫助。
  3. 可處理詞彙差異:若索引使用同義詞或概念關係,同一概念即使以不同詞語表達,仍有機會找出相關影像。
  4. 結果較容易理解:檢索依據是可讀的標題、主題標目或關鍵詞,使用者能掌握影像為何被檢出,也較容易修正查詢。
  5. 可沿用圖書館編目資源:圖書館既有的主題標目、分類表與權威檔,可協助影像描述與概念控制。
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第 四 題10 分

(一) 請說明分區組合(block building)檢索,並以主題甲、主題乙及主題丙為例。(10 分)

(二) 請說明主題層面配對(pairwise facets)檢索,並以主題甲、主題乙及主題丙為例。(10 分)

(三) 試比較分區組合檢索與主題層面配對檢索。(5 分)

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核心觀念

分區組合檢索適用於包含多個概念的主題。先將檢索問題拆成數個主題層面(facets),各層面內列出同義詞、近義詞、相關詞或不同表達方式;再以布林運算組合:

  • 同一層面內用 OR(聯集),擴大該概念的涵蓋範圍。
  • 不同層面間用 AND(交集),要求檢索結果同時涉及各概念。

解題方法與例子

設資料庫中,主題甲、乙、丙各有一組代表詞:

  • 甲層面:甲、甲的同義詞甲₁
  • 乙層面:乙、乙的同義詞乙₁
  • 丙層面:丙、丙的同義詞丙₁

先在各概念內合併詞彙,再交集:

(甲 OR 甲1) AND (乙 OR 乙1) AND (丙 OR 丙1)(\text{甲 OR 甲}_{1})\ \text{AND}\ (\text{乙 OR 乙}_{1})\ \text{AND}\ (\text{丙 OR 丙}_{1})

例如,一筆資料只要包含甲層面任一詞、乙層面任一詞及丙層面任一詞,即符合檢索條件。實際操作時,可先分別檢索並保存三個層面的結果集,再用 AND 組合;若結果過少,應檢查各層面是否漏列常用詞,或確認三個概念是否都必須同時出現。

解題技巧與常見陷阱

記住「層面內 OR、層面間 AND」:OR 負責納入同一概念的不同說法,AND 負責限定資料須涵蓋多個概念。若把同義詞彼此用 AND,會不合理地要求資料同時出現同義詞;若把不同層面用 OR,結果範圍則會大幅放寬。


(二)主題層面配對(pairwise facets)檢索

核心觀念

主題層面配對檢索也先把需求分成多個主題層面,但不要求每筆結果同時符合所有層面,而是把層面兩兩配對,以 AND 取交集,再將各組交集以 OR 聯集。它用來放寬多概念檢索條件,避免所有層面一次交集造成結果過少。

解題方法與例子

以主題甲、乙、丙為三個層面,分別組成三對:

  1. 甲與乙:甲 AND 乙
  2. 甲與丙:甲 AND 丙
  3. 乙與丙:乙 AND 丙

再將三組結果聯集:

(甲 AND 乙) OR (甲 AND 丙) OR (乙 AND 丙)(\text{甲 AND 乙})\ \text{OR}\ (\text{甲 AND 丙})\ \text{OR}\ (\text{乙 AND 丙})

因此,符合檢索條件的資料只須至少包含三個層面中的任意兩個。若每個層面本身包含同義詞,則先在層面內用 OR 展開,再進行上述配對,例如:

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