Módulo 1 — Algoritmos de Indexación & Geometría

Búsqueda Vectorial & Estructuras de Datos

Exploración en profundidad de los algoritmos de Búsqueda Aproximada de Vecinos Más Cercanos (ANN), grafos HNSW, partición por clústeres IVF, árboles KD-Tree, KNN exacto, producto punto $N \times D$ y centroides geométricos.

Búsqueda Vectorial

Búsqueda Vectorial (Vector Search)

Localización de datos basada en similitud semántica en un espacio multidimensional usando vectores de características.

2D Vector Space
Intuición Gráfica:

"Imagina una constelación 3D de estrellas donde cada estrella representa un documento. Las palabras con significados similares (ej. "perro" y "canino") están ubicadas muy cerca unas de otras en el espacio."

EmbeddingsANNSimilitud Coseno
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

KNN (K-Nearest Neighbors)

Búsqueda exacta de los K vecinos más cercanos evaluando exhaustivamente todos los vectores del espacio.

2D Vector Space
Intuición Gráfica:

"Para encontrar los 3 vecinos más cercanos a tu casa, mides con una regla la distancia a TODAS las casas de la ciudad una por una."

K-NearestExhaustive SearchExact Matching
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

KD-Tree (k-dimensional Tree)

Estructura de datos en árbol de partición espacial para organizar puntos en espacios de baja dimensionalidad.

KD-Tree (k-dimensional Tree)
Intuición Gráfica:

"Partir una hoja de papel verticalmente, luego horizontalmente, creando cuadrantes organizados como un mapa de carpetas."

Tree StructureSpatial PartitioningLow Dimensions
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

HNSW (Hierarchical Navigable Small World)

Grafo jerárquico multicapa para búsqueda rápida y aproximada de vecinos más cercanos (ANN).

Layer 2 (Expressway)
Layer 1 (Regional)
Layer 0 (Fine Nodes)
Intuición Gráfica:

"Tomar un avión a otra ciudad (capa superior), un taxi al barrio correcto (capa media) y caminar hasta la puerta adecuada (capa inferior)."

Graph IndexANNHigh Performance
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

IVF (Inverted File Index)

Partición del espacio vectorial mediante clústeres (K-Means) para reducir el alcance de búsqueda.

Voronoi Centroids
Intuición Gráfica:

"Organizar los libros de una biblioteca en secciones temáticas y revisar únicamente el estante de "Inteligencia Artificial" en lugar de toda la biblioteca."

CentroidsClusteringFAISS
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

Centroide

El centro de masa o promedio geométrico de un conjunto de vectores en un clúster.

2D Vector Space
Intuición Gráfica:

"La capital o punto céntrico que representa a toda una región geográfica."

K-MeansGeometryClustering
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

Producto Punto (Dot Product) N x D

Operación algebraica fundamental entre vectores para medir alineación y magnitud en N consultas de D dimensiones.

A · B = ||A|| ||B|| cos(θ)
Matrix [N × D] @ [D × M]
Intuición Gráfica:

"Superponer dos flechas: si apuntan exactamente a la misma dirección, el resultado multiplica sus fuerzas; si son perpendiculares, el resultado es cero."

Linear AlgebraGPU AccelerationMatrix Multiplication
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

Benchmark & Rendimiento de Índices

Proceso de evaluación cuantitativa del balance entre latencia (QPS) y precisión (Recall@K) en índices de búsqueda.

Benchmark & Rendimiento de Índices
Intuición Gráfica:

"Probar un vehículo en una pista de carreras para medir velocidad máxima vs consumo de combustible."

LatencyQPSRecall@K
Explicación Completa & Código
Búsqueda Vectorial

Nprobe (IVF Search Radius)

Número de clústeres Voronoi a examinar durante una consulta en índices de tipo IVF.

Nprobe (IVF Search Radius)
Intuición Gráfica:

"Si buscas a alguien en un hotel de 100 habitaciones organizadas en 10 bloques (clústeres), nprobe=2 significa que solo abrirás las puertas de los 2 bloques más probables."

IVFFAISSVoronoi
Explicación Completa & Código