П’яте покоління комп’ютерів

Размещено на http://www.allbest.ru/

Міністерство культури України

Київський національний університет культури і мистецтв

Факультет менеджменту та економіки

Кафедра комп'ютерних наук

Реферат

"П'яте покоління комп'ютерів"

Виконав: Калипова В.В.

Перевірила: Матвієнко О.В.

Київ-2012

Зміст

• Вступ
• Розділ 1. Перехід до ЕОМ п'ятого покоління
• Розділ 2. Проект ЕОМ п'ятого покоління
• Розділ 3. Суперкомп'ютери
• Висновки

Список літератури

Вступ

Перехід до п'ятого покоління ЕОМ вже почався. Він полягає в якісному переході від обробки даних до обробки знань і в підвищенні основних параметрів ЕОМ. Основний упор буде зроблений на "інтелектуальність".

На сьогоднішній день реальний "інтелект", демонстрований найскладнішими нейронними мережами, знаходиться нижче рівня дощового хробака, однак, як би не були обмежені можливості нейронних мереж сьогодні, безліч революційних відкриттів, можуть бути не за горами.

Основні вимоги до комп'ютерів 5-го покоління:

1. Створення розвиненого людино-машинного інтерфейсу (розпізнавання мови, образів);

2. Розвиток логічного програмування для створення баз знань і систем штучного інтелекту;

3. Створення нових технологій у виробництві обчислювальної техніки;

4. Створення нових архітектур комп'ютерів та обчислювальних комплексів.

Розділ 1. Перехід до ЕОМ п'ятого покоління

Перехід до комп'ютерів п'ятого покоління передбачав перехід до нових архітектур, орієнтованим на створення штучного інтелекту.

Вважалося, що архітектура комп'ютерів п'ятого покоління буде містити два основні блоки. Один з них - власне комп'ютер, в якому зв'язок з користувачем здійснює блок, званий "інтелектуальним інтерфейсом". Завдання інтерфейсу - зрозуміти текст, написаний на природній мові або мова, і викладене таким чином умову задачі перевести в працюючу програму.

Нові технічні можливості обчислювальної техніки повинні були розширити коло вирішуваних завдань і дозволити перейти до завдань створення штучного інтелекту. В якості однієї з необхідних для створення штучного інтелекту складових є бази знань (бази даних) по різних напрямах науки і техніки. Для створення і використання баз даних потрібна висока швидкодія обчислювальної системи і великий обсяг пам'яті. Універсальні комп'ютери здатні виробляти високошвидкісні обчислення, але не придатні для виконання з високою швидкістю операцій порівняння і сортування великих обсягів записів, що зберігаються зазвичай на магнітних дисках. Для створення програм, що забезпечують заповнення, оновлення баз даних і роботу з ними, були створені спеціальні об'єктно-орієнтовані та логічні мови програмування, що забезпечують найбільші можливості в порівнянні зі звичайними процедурними мовами. Структура цих мов потребує переходу від традиційної фон-неймановской архітектури комп'ютера до архітектур, враховує вимоги завдань створення штучного інтелекту.

Розділ 2. Проект ЕОМ п'ятого покоління

Для багатьох з нас у пам'яті зі старих фантастичних фільмів відклалося враження, що комп'ютери п'ятого покоління - це наше саме світле майбутнє. А зараз навіть багато на моє запитання про комп'ютери п'ятого покоління відповідають щось типу "Та ні, у мене вдома четверочка стоїть". Найчастіше люди дійсно плутають черговий пентіум з поколінням в комп'ютерній індустрії. Насправді ситуація в світі інша: комп'ютери п'ятого покоління є і причому досить давно. інтерфейс комп'ютер програмування

У 1982 році, в Японії почалася розробка супер епохального комп'ютера - Комп'ютера п'ятого покоління. Метою проекту - було створення комп'ютера, який міг вирішувати надскладні завдання за найкоротші проміжки часу, керувати великими системами і володіти високорозвиненим штучним інтелектом (аж до того, що комп'ютер повинен був писати програми сам для себе).

На самому початку роботи проекту Японія ще не володіла сучасної технологічної міццю, якою володіє зараз і основні комп'ютерні розробки грунтувалися на комп'ютерах заокеанських виробників.

Для довідки:

I Покоління - Лампові ЕОМ.

II покоління - Транзисторні.

III покоління - ЕОМ, засновані на інтегральних схемах.

IV покоління - комп'ютери, засновані на мікропроцесорах.

На думку Японських вчених комп'ютери п'ятого покоління повинні володіти не мікро-складової (адже основне прагнення останніх 20 років - мініатюризація комп'ютерних систем), комп'ютери нового покоління повинні будуватися за принципом поєднання величезної кількості процесорів.

Сама кінцева мета вченим представлялася так:

Первинний комп'ютер під впливом аналізу виконуваних ним завдань буде сам себе вдосконалювати. Причому кінцевий результат і принципи, які будуть закладені в цей комп'ютер заздалегідь невідомі. Принципи планувалося виробляти в процесі первинної роботи початкової роботи первинних комп'ютерів. Крім того, дослідники та розробники мали свої плани з приводу розвитку штучного інтелекту суперкомп'ютера:

1. Обмежити введення тексту. Комп'ютер повинен набирати символи під диктовку. Ця проблема особливо гостро стояла в Японії, де існувала певна складність з набором ієрогліфів.

2. Переклад з будь-якої мови на будь-який інший, що сприяло б усуненню мовного бар'єру на міжнародній арені. І, звичайно ж, все це повинно здійснюватися під диктовку.

3. Пошук сенсу в статтях, категоризація та автоматичне реферування.

4. Також планувалося запровадження багатьох криптографічних, аналізаторскіх, розпізнавальних та дешифровальной функцій.

Все це Японські вчені планували здійснити за 10 років. Їм вдалося отримати підтримку від уряду і в 1982 році керівництво країни заснувало Інститут Комп'ютерної Технології Нового Покоління (ICOT), об'єднавши більшість комп'ютерних компаній Японії.

Очікувалося, що за перші три роки будуть закінчені початкові дослідження і розробки, наступні чотири роки для розробки універсальних підсистем і останні чотири роки для створення прототипу.

У 1992 році стало очевидно - проект комп'ютерів п'ятого покоління - приречений на провал. У фінансовому плані уряд витратив більше ніж 50000000000 Йен, а мета, поставлена на початку, так і не була досягнута. Робочі станції комп'ютера п'ятого покоління так і не побачили світ у зв'язку з тим, що одно процесорні комп'ютери інших фірм обганяли їх за параметрами продуктивності. До того ж поява громадських мереж (Інтернет) рушило всю концепцію первісного проекту. Основними причинами вважається цілий ряд факторів. Основні з них - помилкова оцінка тенденцій розвитку комп'ютерів, відсутність досвіду в розробках подібних технологій, помилковий вибір мов програмування (спочатку була вибрана мова Пролог, які не підтримував паралельне програмування, що в корені не відповідало поставленим спочатку задачам).

Але все-таки для вирішення поставленого завдання пропонувалися наступні напрямки:

1) Розробка простого інтерфейсу, що дозволяє кінцевому користувачеві вести діалог з комп'ютером для вирішення своїх завдань. Подібний інтерфейс може бути організований двома способами: природно-мовним і графічним. Підтримка природно-мовного діалогу - дуже складна і не вирішена поки завдання. Реальним є створення графічного інтерфейсу, що і зроблено в ряді програмних продуктів, наприклад, в ОС Windows'XP. Цей інтерфейс має наочністю, не вимагає спеціальних знань. Однак розробка доступних інтерфейсів вирішує проблему лише наполовину - дозволяє кінцевому користувачеві звертатися до заздалегідь спроектованому програмному забезпеченню, не беручи участь в його розробці;

2) Залучення кінцевого користувача до проектування програмних продуктів. Цей напрямок дозволив б включити замовника безпосередньо в процес створення програм, що в кінцевому підсумку скоротило б час розробки програмних продуктів і, можливо, підвищило б їх якість. Подібна технологія пов'язана з автоформалізаціей професійних знань кінцевого користувача і передбачає два етапи проектування програмних продуктів:

• програмістом створюється "порожня" універсальна програмна оболонка, здатна наповнюватися конкретними знаннями і з їх використанням вирішувати практичні завдання. Наприклад, цю оболонку можна було б заповнити правилами складання квартальних та інших балансів підприємств, і тоді вона могла б вирішувати завдання бухгалтерського обліку. Або можна було внести туди правила зарахування абітурієнтів, які викладені раніше і використані в прикладах;

• кінцевий користувач заповнює створену програмістом програмну оболонку, вводячи в неї знання, носієм яких (в деякій предметній області) він є. Тут може використовуватися зрозумілий інтерфейс. Після цього програмний продукт готовий до експлуатації.

Таким чином, пропонована в проекті ЕОМ п'ятого покоління технологія підготовки прикладних завдань до вирішення на комп'ютері включає два етапи:

1) програміст створює порожню програмну оболонку;

2) замовник (кінцевий користувач) наповнює оболонку знаннями.

Наповнена знаннями кінцевого користувача програмна оболонка готова до вирішення тих прикладних задач, правила вирішення яких вніс у неї кінцевий користувач. Таким чином, починається експлуатація програмного продукту.

Пропонована технологія має багато серйозних проблем, пов'язаних з поданням і маніпулюванням знаннями. Тим не менш, з нею пов'язують прорив в області проектування прикладних програмних продуктів.

Розділ 3. Суперкомп'ютери

До класу суперкомп'ютерів відносять комп'ютери, які мають максимальну на час їх випуску продуктивність, або так звані 5-го комп'ютери покоління.

Перші суперкомп'ютери з'явилися вже серед комп'ютерів другого покоління (1955 - 1964, див комп'ютери другого покоління), вони були призначені для вирішення складних завдань, які вимагали високої швидкості обчислень. Це LARC фірми UNIVAC, Stretch фірми IBM та "CDC-6600" (сімейство CYBER) фірми Control Data Corporation, в них були застосовані методи паралельної обробки (збільшують число операцій, які виконуються в одиницю часу), конвеєризація команд (коли під час виконання однієї команди другий зчитується з пам'яті і готується до виконання) і паралельна обробка за допомогою процесора складної структури, що складається з матриці процесорів обробки даних і спеціального керуючого процесора, який розподіляє завдання і управляє потоком даних в системі. Комп'ютери, що виконують паралельно кілька програм за допомогою декількох мікропроцесорів, отримали назву мультипроцесорних систем.

Відмінною особливістю суперкомп'ютерів є векторні процесори, оснащені апаратурою для паралельного виконання операцій з багатовимірними цифровими об'єктами - векторами і матрицями. У них вбудовані векторні регістри і паралельний конвеєрний механізм обробки. Якщо на звичайному процесорі програміст виконує операції над кожним компонентом вектора по черзі, то на векторному - видає відразу вектори команди.

Комп'ютери фірми Cray Research стали класикою в області векторно-конвеєрних суперкомп'ютерів. Існує легенда, що перший суперкомп'ютер Cray був зібраний в гаражі, однак цей гараж був розміром 20 х 20 метрів, а плати для нового комп'ютера замовлялися на кращих заводах США.

Комп'ютер Cray-1, робота над яким була закінчена в 1976 році відноситься до класу перших векторних комп'ютерів. До цього класу належать також машини Ілліак-IV, STAR-100, ASC. Продуктивність Cray-1 становила 166 Мфлоп / сек. Комп'ютер був зібраний на інтегральних схемах. Виконував 128 інструкцій. До складу структури комп'ютера Cray-1 входили:

1. Основна пам'ять, об'ємом до 1048576 слів, поділена на 16 незалежних блоків, ємністю 64К слів кожен;

2. Реєстрова пам'ять, що складається з п'яти груп швидких регістрів, призначених для зберігання та перетворення адрес, для зберігання і обробки векторних величин;

3. Функціональні модулі, до складу яких входять 12 паралельно працюючих пристроїв, що служать для виконання арифметичних і логічних операцій над адресами, скалярними і векторними величинами.

4. Пристрій, що виконує функції управління паралельною роботою модулів, блоків та пристроїв центрального процесора;

5. 24 каналу вводу-виводу, організовані в 6 груп з максимальною пропускною здатністю 500000 слів в секунду (2 млн. байт в сек.);

6. Три групи операційних регістрів, безпосередньо пов'язаних з арифметико-логічними пристроями, називаються основними. До них відносяться вісім А-регістрів, що складаються з 24 розрядів кожен. А-регістри пов'язані з двома функціональними модулями, які виконують додавання (віднімання) і множення цілих чисел. Ці операції використовуються головним чином для перетворення адрес, їх базування і індексування. Вони також використовуються для організації лічильників циклів. У ряді випадків А-регістри використовуються для виконання арифметичних операцій над цілими числами.

До середини 80-х років в списку найбільших виробників суперкомп'ютерів у світі були фірми Sperry Univac і Burroughs. Перша відома, зокрема, своїми мейнфреймами UNIVAC-1108 і UNIVAC-1110, які широко використовувалися в університетах і державних організаціях.

Після злиття Sperry Univac і Burroughs об'єднана фірма UNISYS продовжувала підтримувати обидві лінії мейнфреймів зі збереженням сумісності знизу вгору в кожній. Це є яскравим свідченням непорушного правила, який підтримував розвиток мейнфреймів - збереження працездатності раніше розробленого програмного забезпечення.

У світі суперкомп'ютерів відома і компанія Intel. Багатопроцесорні комп'ютери Paragon фірми Intel в сімействі багатопроцесорних структур з розподіленою пам'яттю стали такою ж класикою, як комп'ютери фірми Cray Research в області векторно-конвеєрних суперкомп'ютерів.

Висновок

П'яте покоління створено на основі надвеликих інтегральних схем (НВІС), які відрізняються колосальної щільністю розміщення логічних елементів на кристалі.

Передбачається, що в майбутньому широко пошириться введення інформації в ЕОМ з голосу, спілкування з машиною природною мовою, машинний зір, машинний дотик, створення інтелектуальних роботів і робото-технічних пристроїв.

Список літератури

1. Электронный ресурс НИИ МВС ТРТУ: http://www.mvs.tsure.ru

2. Семененко В.А. и др. Электронные вычислительные машины. - М.: Высш. шк., 1991. - 288 с.

3. Електронний ресурс http://www.sch297.ru/projects/ivt/evm5.html

Размещено на Allbest.ru