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Mientras que los motores de búsqueda convencionales clasificaban los resultados contando cuántas veces aparecían los términos de búsqueda en la página, ellos teorizaron sobre un sistema mejor que analizaba las relaciones entre los sitios web[27]. Llamaron a este algoritmo PageRank; determinaba la relevancia de un sitio web por el número de páginas y la importancia de aquellas páginas que enlazaban de vuelta al sitio original[28][29] Page le contó sus ideas a Hassan, que empezó a escribir el código para implementar las ideas de Page[23].

Otras críticas son el supuesto uso indebido y manipulación de los resultados de búsqueda, el uso de la propiedad intelectual de otras personas, la preocupación de que la recopilación de datos pueda violar la privacidad de las personas y el consumo de energía de sus servidores, así como la preocupación por cuestiones empresariales tradicionales como el monopolio, la restricción del comercio, las prácticas anticompetitivas y la infracción de patentes.

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Page consideró varios temas para su tesis doctoral, pero finalmente se decantó por la World Wide Web, que, aunque crecía a mediados de los noventa, seguía siendo poco más que una curiosidad. Page decidió centrar su atención en la estructura de enlaces de la Web. ¿Se preguntaba si era posible utilizar los enlaces entre páginas web para clasificar su importancia relativa? Y, si esto era posible, ¿podría desarrollar un algoritmo (un conjunto de reglas matemáticas) para contar y calificar todos los enlaces inversos de la Web?

En 1996, Page ya estaba metido de lleno en el proyecto, pero la complejidad de las matemáticas resultó ser todo un reto. Se puso en contacto con Brin, el estudiante de posgrado que presentó a Page por primera vez al campus de Stanford. Brin empezó a trabajar con Page para perfeccionar y desarrollar las matemáticas, de modo que los enlaces que apuntaban a un sitio pudieran clasificarse según su importancia. Bautizaron el algoritmo resultante como PageRank y lo introdujeron en BackRub, un motor de búsqueda que empezó a rastrear la Web, empezando por la página principal de Stanford y desde ahí hacia fuera, a través de los 10 millones de páginas en línea que existían en aquel momento.

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En la búsqueda de un tema para su tesis, Page había estado considerando, entre otras cosas, explorar las propiedades matemáticas de la World Wide Web, entendiendo su estructura de enlaces como un enorme grafo[7]. [Su supervisor, Terry Winograd, le animó a escoger esta idea (que Page recordó más tarde como «el mejor consejo que he recibido nunca»[8]) y Page se centró en el problema de averiguar qué páginas web enlazan con una determinada página, partiendo de la consideración de que el número y la naturaleza de tales backlinks era información valiosa sobre esa página (pensando en el papel de las citas en las publicaciones académicas)[7] Page le contó sus ideas a Hassan, que empezó a escribir el código para poner en práctica las ideas de Page[3].

El proyecto de investigación recibió el apodo de «BackRub», y pronto se le unió Brin, que contaba con el apoyo de una beca de posgrado de la National Science Foundation[9]. Ambos se habían conocido en el verano de 1995, cuando Page formaba parte de un grupo de posibles nuevos estudiantes a los que Brin se había ofrecido voluntario para dar una vuelta por el campus y la cercana San Francisco[7]. Tanto Brin como Page estaban trabajando en el Stanford Digital Library Project (SDLP). El objetivo del SDLP era «desarrollar las tecnologías habilitadoras para una biblioteca digital única, integrada y universal» y estaba financiado a través de la National Science Foundation, entre otras agencias federales[9][10][11][12] Brin y Page también formaban parte de un equipo de investigación informática de la Universidad de Stanford que recibió financiación de Massive Digital Data Systems (MDDS), un programa gestionado para la Agencia Central de Inteligencia (CIA) y la Agencia de Seguridad Nacional (NSA) por grandes contratistas de inteligencia y militares[13].

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En 1995, Page y Brin se conocieron en la Universidad de Stanford cuando estudiaban informática. En enero de 1996, ambos empezaron a colaborar en la creación de un programa para un motor de búsqueda llamado Backrub, por su capacidad para analizar los vínculos de retroceso. El proyecto dio lugar a un artículo de investigación muy popular titulado «The Anatomy of a Large-Scale Hypertextual Web Search Engine».

Este motor de búsqueda era único en el sentido de que utilizaba una tecnología desarrollada por ellos llamada PageRank, que determinaba la relevancia de un sitio web teniendo en cuenta el número de páginas, junto con la importancia de las mismas, que enlazaban de vuelta al sitio original. En aquella época, los motores de búsqueda clasificaban los resultados en función de la frecuencia con la que aparecía un término de búsqueda en una página web.