Магистр ДонНТУ Татолов Евгений Робертович Магистр Донецкого национального технического университета
Татолов Евгений Робертович
Факультет компьютерных наук и технологий (КНТ)
Кафедра компьютерной инженерии (КИ)
Специальность «Системное программирование»
Научный руководитель к.т.н., доц. каф. КИ Зеленёва Ирина Яковлевна
Консультант к.т.н., доц. каф. КИ Цололо Сергей Алексеевич
Тема магистерской работы
«Разработка и исследование подхода к унификации синтеза автоматов Мура в базисе FPGA»


Анализ тематической информационной ситуации в Интернет

Деятельность – единственный путь к знанию
Б. Шоу

Цель и процедура исследования

Целью данного исследования является поиск, оценка и анализ информации по теме магистерской работы в мультиязычной Web-среде, а также определение эффективности наиболее популярных поисковых систем Интернет в задачах тематического научного обзора.

Ход выполнения исследования:

  1. Формулирование на основе тематической терминологической базы поисковых запросов и представление их на трех языках: русском, украинском и английском.
  2. Проведение двух отстоящих во времени процедур поиска по множеству разработанных запросов при помощи следующих поисковых систем: Google (google.com.ua), Yandex (yandex.ua), Rambler (rambler.ru), Yahoo (yahoo.com), Meta (meta.ua), Bing (msn.com), Google Академия (scholar.google.com).
  3. Анализ полученных данных на однородность, определение наиболее успешных запросов, оценка совокупных языковых результатов.
  4. Определение абсолютного и относительного отклонения в полученных данных, выявление запросов с существенно изменившимся количеством результатов, поиск аномалий.

Анализ результатов поиска от 22.04.2011

В табл. 1 показаны результаты тематического поиска, проведенного 22 апреля 2011 года. Для каждой из указанных поисковых систем осуществлено 27 запросов: по 7 на английском, русском и украинском языках.


Таблица 1 – Результаты Интернет-поиска (22.04.2011)
Запрос Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Разработка и исследование подхода к унификации синтеза автоматов Мура в базисе FPGA 34 28000 0 12 0 0 1
Розробка та дослідження підходу до уніфікації синтезу автоматів Мура в базисі FPGA 7 252 0 0 0 0 0
Development and research an approach to the unification of synthesis of Moore FSM on FPGA 510 51000 0 6160 0 449 28
Конечный автомат Мура 49800 196000 19000 13700 4800 32200 765
Кінцевий автомат Мура 1090 2743 155 17 135 64 20
Moore FSM 837000 46000 2000 106000 134 102000 6430
Минимизация состояний конечного автомата 17800 213000 15000 12600 2100 31500 1580
Мінімізація станів кінцевого автомата 2220 2743 240 5 179 5 61
State reduction of FSM 1480000 84000 1194 73000 70 69300 20300
Кодирование состояний конечного автомата 16600 170000 21000 16800 2200 46900 1350
Кодування станів кінцевого автомата 3670 3473 244 10 139 11 108
State assignment of FSM 1270000 67000 1196 9520 65 47700 10700
Реализация автомата Мура на FPGA 8260 800 268 1750 62 259 82
Реалізація автомата Мура на FPGA 2180 78 19 111 18 5 82
Implementation of Moore FSM on FPGA 121000 5078 11 6540 4 6350 1060
Реализация автомата Мура на ПЗУ 35400 1716 482 271 75 481 62
Реалізація автомата Мура на ПЗП 6710 79 21 6 4 6 62
Implementation of Moore FSM on ROM 121000 7966 3 5220 1 7880 644
Оптимизация автомата Мура 102000 35000 1953 3130 1800 7560 231
Оптимізація автомата Мура 70200 1285 148 47 107 97 224
Optimization of Moore FSM 297000 10000 51 16500 13 28100 2250
Описание конечного автомата на Verilog 1400 2090 1441 2610 77 736 72
Опис кінцевого автомата на Verilog 176 525 27 125 11 1 3
Describing of FSM in Verilog 78500 14000 68 4630 7 5200 4050
Синтез с использованием Verilog и FPGA 42200 2240 2000 1800 118 828 113
Синтез з використанням Verilog та FPGA 155 365 24 53 20 10 11
Synthesis using Verilog and FPGA 391000 70000 1672 127000 55 147000 10200
Всего 4955912 1015433 68217 407617 12194 534642 60489

На рис. 1 показаны результаты анализа эффективности поисковых систем. Видно, что наибольшее количество ресурсов было найдено с использованием Google (70,25%), Yandex (14,39%) и Bing (7,58%). Из остальных систем только Yahoo (5,78%) смогла превысить однопроцентный барьер. Крайне низкие результаты поиска показали системы общего назначения Rambler (0,97%) и Meta (0,17%), ориентированные, соответственно, на русскоязычный и украиноязычный контент. Узкоспециализированная Google Академия (0,86%) смогла опередить Meta и вплотную приблизиться к Rambler, несмотря на свою научно-исследовательскую направленность.


Анализ эффективности поисковых систем (22.04.2011)
Рисунок 1 – Анализ эффективности поисковых систем (22.04.2011)


С точки зрения языковой принадлежности (рис. 2), наиболее информативными оказались запросы, сформулированные на английском языке (81,96%). Эффективность русскоязычных (16,62%) и украиноязычных (1,43%) запросов существенно ниже. Очевидно, таким языковым распределением информации и объясняются крайне низкие результаты Rambler и Meta, а также лидирующие позиции Google, Bing, Yahoo.


Анализ эффективности запросов по языковой принадлежности (22.04.2011)
Рисунок 2 – Анализ эффективности запросов по языковой принадлежности (22.04.2011)


Табл. 2 показывает минимальное, максимальное и среднее количество результатов, найденных с помощью каждой поисковой системы. Как и ожидалось, наилучшие средние результаты показала система Google (183552 результата), в 4,88 раза опередившая Yandex (37609 результатов). Вновь обращают на себя внимание низкие результаты Rambler (2527 результатов) и Meta (452 результата). Показатель Google Академии (2240 результатов) свидетельствует о широком научном интересе к тематике магистерской работы, значительном количестве специализированных книг, монографий, статей, материалов.


Таблица 2 – Анализ количества ресурсов, найденных с помощью поисковых систем (22.04.2011)
Параметр Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Минимальное количество 7 78 0 0 0 0 0
Максимальное количество 1480000 213000 21000 127000 4800 147000 20300
Среднее количество 183552 37609 2527 15097 452 19802 2240

Наибольшее количество результатов среди запросов на английском языке дал запрос «State reduction of FSM» (1480000 результатов, Google), на русском языке – «Минимизация состояний конечного автомата» (213000 результатов, Yandex), на украинском языке – «Оптимізація автомата Мура» (70200 результатов, Google).

Анализ результатов поиска от 25.05.2011

В табл. 3 показаны результаты тематического поиска, проведенного 25 мая 2011 года. Как и ранее, для каждой из поисковых систем осуществлено 27 запросов: по 7 на английском, русском и украинском языках.


Таблица 3 – Результаты Интернет-поиска (25.05.2011)
Запрос Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Разработка и исследование подхода к унификации синтеза автоматов Мура в базисе FPGA 25 12000 0 12 0 0 1
Розробка та дослідження підходу до уніфікації синтезу автоматів Мура в базисі FPGA 6 259 0 0 0 0 0
Development and research an approach to the unification of synthesis of Moore FSM on FPGA 1100 61000 0 6550 0 458 29
Конечный автомат Мура 56000 173000 18000 15100 4900 33200 793
Кінцевий автомат Мура 1190 2836 173 17 128 58 21
Moore FSM 551000 58000 1990 101000 127 101000 6540
Минимизация состояний конечного автомата 27500 220000 15000 13400 2000 35500 1630
Мінімізація станів кінцевого автомата 2710 2550 255 34 175 325 64
State reduction of FSM 1450000 90000 1184 75900 67 72300 20200
Кодирование состояний конечного автомата 26500 172000 20000 17600 2300 59400 1390
Кодування станів кінцевого автомата 4410 3073 251 115 149 474 121
State assignment of FSM 1220000 72000 1151 10000 638 60400 10800
Реализация автомата Мура на FPGA 6570 1121 225 1790 72 255 84
Реалізація автомата Мура на FPGA 985 234 17 204 18 5 84
Implementation of Moore FSM on FPGA 114000 7391 14 7440 4 6720 1090
Реализация автомата Мура на ПЗУ 17300 3308 454 265 73 479 67
Реалізація автомата Мура на ПЗП 2610 90 21 6 6 6 67
Implementation of Moore FSM on ROM 113000 9212 3 5620 0 8020 647
Оптимизация автомата Мура 82400 32000 1809 3830 2900 9700 236
Оптимізація автомата Мура 57100 1396 143 47 108 95 228
Optimization of Moore FSM 277000 11000 52 17800 20 28100 2300
Описание конечного автомата на Verilog 5200 2272 1131 6590 78 722 72
Опис кінцевого автомата на Verilog 108 582 22 101 11 1 3
Describing of FSM in Verilog 95400 13000 85 5210 9 5040 4120
Синтез с использованием Verilog и FPGA 48300 6557 1816 1840 126 532 112
Синтез з використанням Verilog та FPGA 124 1947 21 57 22 10 12
Synthesis using Verilog and FPGA 467000 68000 1563 217000 55 172000 10400
Всего 4627538 1024828 65380 507528 13986 594800 61111

На рис. 3 показаны результаты анализа эффективности поисковых систем. Вновь наибольшее количество результатов было получено с помощью Google (67,11%), Yandex (14,86%) и Bing (8,63%). Как и в предыдущем поиске, из остальных систем только Yahoo (7,36%) смогла превысить показатель в 1%. Обращает на себя внимание, что, по сравнению с поиском от 22.04.11, эффективность Google уменьшилась на 3,14%, Yandex – осталась практически неизменной (+0,47%), Bing – возросла на 1,05%, Yahoo – возросла на 1,58% (лучший результат).


Анализ эффективности поисковых систем (25.05.2011)
Рисунок 3 – Анализ эффективности поисковых систем (25.05.2011)


В целом, наиболее эффективной поисковой системой оказалась Google, которая опередила Yandex в 4,88 раза (22.04.11) и 4,52 раза (25.05.11). Именно Google, а также Yandex и Bing позволили провести наиболее успешный, всесторонний мультиязычный поиск.

Языковое распределение результатов осталось практически неизменным (рис. 4). Наиболее результативными оказались англоязычные запросы (81,82%). Показатели русскоязычных (16,93%) и украиноязычных (1,25%) запросов существенно ниже.


Анализ эффективности запросов по языковой принадлежности (25.05.2011)
Рисунок 4 – Анализ эффективности запросов по языковой принадлежности (25.05.2011)


Табл. 4 показывает минимальное, максимальное и среднее количество результатов, найденных с помощью каждой поисковой системы. Неожиданно, средний показатель Google уменьшился на 12162 результата, в то время как Yandex (+348 результатов) сохранил свои позиции, а Bing (+2228 результатов) и Yahoo (+3700 результатов) значительно улучшили свои характеристики. Среднее количество ресурсов, полученных с использованием Google Академии (+23 результата), осталось практически неизменным, что объясняется значительно меньшей динамикой обновления научно-образовательных ресурсов по сравнению с другими Web-источниками.


Таблица 4 – Анализ количества ресурсов, найденных с помощью поисковых систем (25.05.2011)
Параметр Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Минимальное количество 6 90 0 0 0 0 0
Максимальное количество 1450000 220000 20000 217000 4900 172000 20200
Среднее количество 171390 37957 2421 18797 518 22030 2263

Наиболее популярные языковые запросы полностью совпали между собой: англоязычный запрос «State reduction of FSM» (1450000 результатов, Google), русскоязычный запрос «Минимизация состояний конечного автомата» (220000 результатов, Yandex) и украиноязычный запрос «Оптимізація автомата Мура» (57100 результатов, Google).

Сравнительный анализ результатов поиска

В табл. 5 показаны результаты абсолютного изменения в количестве полученных результатов. Видно, что результаты распределились неравномерно: количество ресурсов по одним запросам практически не изменилось, в то время как для других изменилось на сотни тысяч.


Таблица 5 – Абсолютное изменение количества полученных результатов
Запрос Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Разработка и исследование подхода к унификации синтеза автоматов Мура в базисе FPGA –9 –16000 0 0 0 0 0
Розробка та дослідження підходу до уніфікації синтезу автоматів Мура в базисі FPGA –1 7 0 0 0 0 0
Development and research an approach to the unification of synthesis of Moore FSM on FPGA 590 10000 0 390 0 9 1
Конечный автомат Мура 6200 –23000 –1000 1400 100 1000 28
Кінцевий автомат Мура 100 93 18 0 –7 –6 1
Moore FSM –286000 12000 –10 –5000 –7 –1000 110
Минимизация состояний конечного автомата 9700 7000 0 800 –100 4000 50
Мінімізація станів кінцевого автомата 490 –193 15 29 –4 320 3
State reduction of FSM –30000 6000 –10 2900 –3 3000 –100
Кодирование состояний конечного автомата 9900 2000 –1000 800 100 12500 40
Кодування станів кінцевого автомата 740 –400 7 105 10 463 13
State assignment of FSM –50000 5000 –45 480 573 12700 100
Реализация автомата Мура на FPGA –1690 321 –43 40 10 –4 2
Реалізація автомата Мура на FPGA –1195 156 –2 93 0 0 2
Implementation of Moore FSM on FPGA –7000 2313 3 900 0 370 30
Реализация автомата Мура на ПЗУ –18100 1592 –28 –6 –2 –2 5
Реалізація автомата Мура на ПЗП –4100 11 0 0 2 0 5
Implementation of Moore FSM on ROM –8000 1246 0 400 –1 140 3
Оптимизация автомата Мура –19600 –3000 –144 700 1100 2140 5
Оптимізація автомата Мура –13100 111 –5 0 1 –2 4
Optimization of Moore FSM –20000 1000 1 1300 7 0 50
Описание конечного автомата на Verilog 3800 182 –310 3980 1 –14 0
Опис кінцевого автомата на Verilog –68 57 –5 –24 0 0 0
Describing of FSM in Verilog 16900 –1000 17 580 2 –160 70
Синтез с использованием Verilog и FPGA 6100 4317 –184 40 8 –296 –1
Синтез з використанням Verilog та FPGA –31 1582 –3 4 2 0 1
Synthesis using Verilog and FPGA 76000 –2000 –109 90000 0 25000 200
Всего –328374 9395 –2837 99911 1792 60158 622

На рис. 5 показаны результаты суммарного абсолютного количественного изменения полученных результатов для каждой поисковой системы. Видно, что наибольший показатель изменений принадлежит Google, которая уменьшила суммарное количество найденных результатов на 328374, что является наихудшим результатом среди всех поисковых систем. Максимально увеличила количество найденных ресурсов система Yahoo, чей показатель вырос на 99911. На втором месте по приросту количества результатов находится система Bing, которая увеличила свою характеристику на 60158. Менее всего, ожидаемо, изменились результаты поиска на Google Академии (+622 ресурса).


Суммарное изменение количества полученных результатов
Рисунок 5 – Суммарное изменение количества полученных результатов


В табл. 6 показаны результаты относительного изменения в количестве найденных ресурсов. В среднем, каждый запрос изменился на 0,84%, а в максимальной степени изменились результаты в запросе «Мінімізація станів кінцевого автомата» при поиске в системе Bing (6400%), что вызвано крайне низким результатов при поиске от 22.04.11 (5 результатов).


Таблица 6 – Относительное изменение количества полученных результатов
Запрос Количество найденных ресурсов
Google Yandex Rambler Yahoo Meta Bing Google
Академия
Разработка и исследование подхода к унификации синтеза автоматов Мура в базисе FPGA –0,26 –0,57 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Розробка та дослідження підходу до уніфікації синтезу автоматів Мура в базисі FPGA –0,14 0,03 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00
Development and research an approach to the unification of synthesis of Moore FSM on FPGA 1,16 0,20 0,00 0,06 0,00 0,02 0,04
Конечный автомат Мура 0,12 –0,12 –0,05 0,10 0,02 0,03 0,04
Кінцевий автомат Мура 0,09 0,03 0,12 0,00 –0,05 –0,09 0,05
Moore FSM –0,34 0,26 –0,01 –0,05 –0,05 –0,01 0,02
Минимизация состояний конечного автомата 0,54 0,03 0,00 0,06 –0,05 0,13 0,03
Мінімізація станів кінцевого автомата 0,22 –0,07 0,06 5,80 –0,02 64,00 0,05
State reduction of FSM –0,02 0,07 –0,01 0,04 –0,04 0,04 0,00
Кодирование состояний конечного автомата 0,60 0,01 –0,05 0,05 0,05 0,27 0,03
Кодування станів кінцевого автомата 0,20 –0,12 0,03 10,50 0,07 42,09 0,12
State assignment of FSM –0,04 0,07 –0,04 0,05 8,82 0,27 0,01
Реализация автомата Мура на FPGA –0,20 0,40 –0,16 0,02 0,16 –0,02 0,02
Реалізація автомата Мура на FPGA –0,55 2,00 –0,11 0,84 0,00 0,00 0,02
Implementation of Moore FSM on FPGA –0,06 0,46 0,27 0,14 0,00 0,06 0,03
Реализация автомата Мура на ПЗУ –0,51 0,93 –0,06 –0,02 –0,03 0,00 0,08
Реалізація автомата Мура на ПЗП –0,61 0,14 0,00 0,00 0,50 0,00 0,08
Implementation of Moore FSM on ROM –0,07 0,16 0,00 0,08 –1,00 0,02 0,00
Оптимизация автомата Мура –0,19 –0,09 –0,07 0,22 0,61 0,28 0,02
Оптимізація автомата Мура –0,19 0,09 –0,03 0,00 0,01 –0,02 0,02
Optimization of Moore FSM –0,07 0,10 0,02 0,08 0,54 0,00 0,02
Описание конечного автомата на Verilog 2,71 0,09 –0,22 1,52 0,01 –0,02 0,00
Опис кінцевого автомата на Verilog –0,39 0,11 –0,19 –0,19 0,00 0,00 0,00
Describing of FSM in Verilog 0,22 –0,07 0,25 0,13 0,29 –0,03 0,02
Синтез с использованием Verilog и FPGA 0,14 1,93 –0,09 0,02 0,07 –0,36 –0,01
Синтез з використанням Verilog та FPGA –0,20 4,33 –0,13 0,08 0,10 0,00 0,09
Synthesis using Verilog and FPGA 0,19 –0,03 –0,07 0,71 0,00 0,17 0,02
Всего 2,36 10,37 –0,52 20,24 10,00 106,82 0,80

Заключение

Проведенный анализ информационной ситуации в тематической области магистерской работы показал явное преимущество поисковой системы Google и англоязычных ресурсов. Подавляющее большинство результатов были получены именно на английском языке, при этом процент украиноязычных материалов крайне низок и составляет до 2%. Другими эффективными средствами поиска информации оказались Yandex, Bing и Yahoo. Система Google Академия проявила себя с позиции нахождения научно-исследовательских книг, монографий и статей, став ценным источником всевозможных публикаций.