目前,随着互联网的迅猛发展、Web信息的增加,用户要在信息海洋里查找信息,就像大海捞针一样,搜索引擎技术恰好解决了这一难题。然而传统文本检索系统在对数学公式和数学符号的搜索上具有很大的局限性,使得在科学、数学、工程及科技方面无法满足用户对数学公式搜索的需求。与此同时,随着数学内容计算机存储的深化以及浏览器对多种数学表示形式的支持使得基于公式的数学搜索引擎的研究具备了可行性条件。本文在对比研究了现有的一些数学搜索系统的实现方法和技术基础上,主要针对目前数学检索中的两大重点和难点问题展开深入讨论。即如何建立一种通用、有力的数学查询语言以及如何建立一种易于存储和查询的数学内容索引结构。在数学查询语言的建立方面,本文提出了一种基于XML的扩展机制,构建一种符合MathML语言规范的数学查询语言MQL(Math Query Language)。该查询语言通过在MathML语言规范的基础上定义一系列元数据标签来实现查询时的通配符查询表达和组合查询表达。这些标签各自具有相应的属性,这些属性可以细化查询描述,有效增强查询表达力度。在数学内容索引的建立方面,为了同时支持面向数学内容显示结构的查询和面向数学内容语义的查询,本文提出同时为数学内容建立Presentation索引和Content索引。其中,Content索引主要采用抽象树倒排索引结构,Presentation则采用N-grams线性倒排索引结构。此外,论文中还描述了索引建立时公式中各子公式的权值分配方法,以优化查询显示结果,提高搜索引擎查全率和相关度。