Поколения компьютеров - история развития вычислительной техники. Компьютеры последнего поколения

Компьютеры пятого поколения | Наука

Компьютер пятого поколения PIM/m-1, один из немогих, увидевших свет

Компью́теры пя́того поколе́ния (яп. 第五世代コンピュータ) — широкомасштабная правительственная программа в Японии по развитию компьютерной индустрии и искусственного интеллекта, предпринятая в 1980-е годы. Целью программы было создание «эпохального компьютера» с производительностью суперкомпьютера и мощными функциями искусственного интеллекта. Начало разработок — 1982, конец разработок — 1992, стоимость разработок — 57 млрд ¥ (порядка 500 млн $).

Возникновение проекта Править

К моменту начала проекта Япония не являлась лидером в области компьютерных технологий, хотя достигла большого успеха в реализации компьютеров и приборов, беря за основу американские или английские разработки. Министерство Международной Торговли и Промышленности Японии (MITI) решило форсировать прорыв Японии в лидеры, и с 70-х годов министерство стало строить прогнозы о будущем компьютеров, поручив Японскому Центру Развития Обработки Информации (JIPDEC) указать несколько наиболее перспективных направлений для будущих разработок, а в 1979 был предложен трёхлетний контракт для более глубоких исследований, подключая промышленные и академические организации. Именно в это время и появился термин «компьютеры пятого поколения».

Этот термин должен был подчеркнуть, что Япония планирует совершить новый качественный скачок в развитии вычислительной техники. Первым поколением считались ламповые компьютеры, вторым — транзисторные, третьим — компьютеры на интегральных схемах, а четвёртым — с использованием микропроцессоров. В то время как предыдущие поколения совершенствовались за счёт увеличения количества элементов на единицу площади (миниатюризации), компьютеры пятого поколения должны были для достижения сверхпроизводительности интегрировать огромное количество процессоров.

Задачи исследования Править

Главные направления исследований были следующими:

Технологии логических заключений (inference) для обработки знаний
Технологии для работы со сверхбольшими базами данных и базами знаний

Рабочие станции с высокой производительностью
Компьютерные технологии с распределёнными функциями
Суперкомпьютеры для научных вычислений

Речь шла о компьютере с параллельными процессорами, работающим с данными, хранящимися в обширной базе данных, а не в файловой системе. При этом, доступ к данным должен был осуществляться с помощью языка логического программирования. Предполагалось, что прототип машины будет обладать производительностью между 100 млн и 1 млрд LIPS, где LIPS — это логическое заключение в секунду. К тому времени типовые рабочие станции были способны на производительность около 100 тысяч LIPS.

Ход разработок представлялся так, что компьютерный интеллект, набирая мощность, начинает изменять сам себя, и целью было создать такую компьютерную среду, которая сама начнёт производить следующую, причём принципы, на которых будет построен окончательный компьютер, были заранее неизвестны, эти принципы предстояло выработать в процессе эксплуатации начальных компьютеров.

Далее, для резкого увеличения производительности, предлагалось постепенно заменять программные решения аппаратными, поэтому не делалось резкого разделения между задачами для программной и аппаратной базы.

Ожидалось добиться существенного прорыва в области решения прикладных задач искусственного интеллекта. В частности, должны были быть решены следующие задачи:

печатная машинка, работающая под-диктовку, которая сразу устранила бы проблему ввода иероглифического текста, которая в то время стояла в Японии очень остро
автоматический портативный переводчик с языка на язык (разумеется, непосредственно с голоса), который сразу бы устранил языковый барьер японских предпринимателей на международной арене
автоматическое реферирование статей, поиск смысла и категоризация
другие задачи распознавания образов — поиск характерных признаков, дешифровка, анализ дефектов и т. п.

От суперкомпьютеров ожидалось эффективное решение задач массивного моделирования, в первую очередь в аэро- и гидродинамике.

Эту программу предполагалось реализовать за 10 лет, три года для начальных исследований и разработок, четыре года для построения отдельных подсистем, и последние четыре года для завершения всей прототипной системы. В 1982 правительство Японии решило дополнительно поддержать проект, и основало Институт Компьютерной Технологии Нового Поколения (ICOT), объединив для этого инвестиции различных японских компьютерных фирм.

Международный резонанс Править

Вера в будущее параллельных вычислений была в то время настолько глубокой, что проект «компьютеров пятого поколения» был принят в компьютерном мире очень серьёзно. После того, как Япония в 70-е годы заняла передовые позиции в бытовой электронике, и в 80-е стала выходить в лидеры в автомобильной промышленности, японцы приобрели репутацию непобедимых. Проекты в области параллельной обработки данных тут же начали разрабатывать в США — в Корпорации по Микроэлектронике и Компьютерной Технологии (MCC), в Великобритании — в фирме Олви (Alvey), и в Европе в рамках Европейской Стратегической Программы Исследований в области Информационных Технологий (ESPRIT).

Параллельный суперкомпьютер МАРС в СССР Править

В СССР также начались исследования параллельных архитектур программирования, для этого в 1985 году было создано ВНТК СТАРТ, которому за три года удалось создать процессор «Кронос» и прототипный мультипроцессорный компьютер МАРС.

В отличие от японцев, задача интеграции огромного числа процессоров и реализация распределённых баз знаний на базе языков типа Пролог не ставилась, речь шла об архитектуре, поддерживающей язык высокого уровня типа Модула-2 и параллельные вычисления. Поэтому проект нельзя назвать пятым поколением в японской терминологии.

В 1988 проект был успешно завершён, но не был востребован и не получил продолжения по причине Перестройки и невыгодной для отечественной компьютерной индустрии рыночной ситуации. «Успех» заключался в частичной реализации прототипной архитектуры (в основном, аппаратных средств), однако подобный японскому «большой скачок» в области программирования, баз данных и искусственного интеллекта в рамках этого проекта даже не планировался.

Трудности реализации Править

Последующие десять лет проект «компьютеров пятого поколения» стал испытывать ряд трудностей разного типа.

Первая проблема заключалась в том, что язык Пролог, выбранный за основу проекта, не поддерживал параллельных вычислений, и пришлось разрабатывать собственный язык, способный работать в мультипроцессорной среде. Это оказалось трудным — было предложено несколько языков, каждый из которых обладал собственными ограничениями.

Другая проблема возникла с производительностью процессоров. Оказалось, что технологии 80-х годов быстро перескочили те барьеры, которые перед началом проекта считались «очевидными» и непреодолимыми. А запараллеливание многих процессоров не вызывало ожидаемого резкого скачка производительности. Получилось так, что рабочие станции, созданные в рамках проекта успешно достигли и даже превзошли требуемые мощности, но к этому времени появились коммерческие компьютеры, которые были ещё мощнее.

Помимо этого, проект «Компьютеры пятого поколения» оказался ошибочным с точки зрения технологии производства программного обеспечения. Ещё в период разработки этого проекта фирма Apple разработала графический интерфейс (GUI). А позднее появился Интернет, и возникла новая концепция распределения и хранения данных, при этом интернетовские поисковые машины привели к новому качеству хранения и доступа разнородной информации. Надежды на развитие логического программирования, питаемые в проекте «Компьютеры пятого поколения» оказались иллюзорными, преимущественно по причине ограниченности ресурсов и ненадёжности технологий.

Идея саморазвития системы, по которой система сама должна менять свои внутренние правила и параметры, оказалась непродуктивной — система, переходя через определённую точку, скатывалась в состояние потери надёжности и утраты цельности, резко «глупела» и становилась неадекватной.

Идея широкомасштабной замены программных средств аппаратными оказалась в корне неверной, развитие компьютерной индустрии пошло по противоположному пути, совершенствуя программные средства при более простых, но стандартных аппаратных. Проект был ограничен категориями мышления 1970-х годов и не смог провести чёткого разграничения функций программной и аппаратной части компьютеров.

С любых точек зрения проект можно считать абсолютным провалом. За десять лет на разработки было истрачено более 50 млрд ¥, и программа завершилась, не достигнув цели. Рабочие станции так и не вышли на рынок, потому что однопроцессорные системы других фирм превосходили их по параметрам, программные системы так и не заработали, появление Интернета сделало все идеи проекта безнадёжно устаревшими.

Неудачи проекта объясняются сочетанием целого ряда объективных и субъективных факторов.

ошибочная оценка тенденций развития компьютеров — перспективы развития аппаратных средств были катастрофически недооценены, а перспективы искусственного интеллекта были волюнтаристски переоценены, многие из планируемых задач искусственного интеллекта так и не нашли эффективного коммерческого решения до сих пор, в то время как мощность компьютеров несоизмеримо выросла.

ошибочная стратегия, связанная с разделением задач, решаемых программно и аппаратно, проявившееся в стремлении к постепенной замене программных средств аппаратными, что привело к излишнему усложнению аппаратных средств
отсутствие опыта и глубинного понимания специфики задач искусственного интеллекта с надёжной на то, что авось увеличение производительности и неведомые базовые принципы системы приведут к её самоорганизации,
трудности, выявившиеся по мере исследования реального ускорения, которое получает система логического программирования при запараллеливании процессоров. Проблема состоит в том, что в многопроцессорной системе резко увеличиваются затраты на коммуникацию между отдельными процессорами, которые практически нивелируют выгоду от параллелизации операций, отчего с какого-то момента добавление новых процессоров почти не улучшает производительности системы

ошибочный выбор языков типа Лисп и Пролог для создания базы знаний и манипулирования данными. В 1980-е годы эти системы программирования пользовались популярностью для САПР и экспертных систем, однако эксплуатация показала, что приложения оказываются малонадёжными и плохо отлаживаемыми по сравнению с системами, разработанными обычными технологиями, отчего от этих идей пришлось отказаться. Кроме того, трудность вызвала реализация «параллельного Пролога», которая так и не была успешно решена
низкий общий уровень технологии программирования того времени и диалоговых средств (что ярко выявилось в 1990-е годы)
чрезмерная рекламная кампания проекта «национального престижа» в сочетании с волюнтаризмом и некомпетентностью высших должностных лиц, не позволяющая адекватно оценивать состояние проекта в процессе его реализации

Источники на японском языке Править

「第五世代コンピュータの計画」渕一博、廣瀬健（著）、海鳴社、1984年、ISBNなし。
「第五世代コンピュータ」村上国男、内田俊一（著）（『国産コンピュータはこうして作られた』p225～240、共立出版、1985年、ISBN 4320022785）
『日本のコンピュータ発達史』情報処理学会（編）、オーム社、1998年、ISBN 4274078647
高橋茂(著)、『コンピュータクロニクル』、オーム社、1996年、ISBN 4274023192

Edward A.Feigenbaum and Pamela McCorduck, The Fifth Generation: Aritficial Intelligence and Japan's Computer Challenge to the World, Michael Joseph, 1983. ISBN 0-7181-2401-4
Ehud Shapiro. The family of concurrent logic programming languages ACM Computing Surveys. September 1989.
Carl Hewitt and Gul Agha. Guarded Horn clause languages: are they deductive and Logical? International Conference on Fifth Generation Computer Systems, Ohmsha 1988. Tokyo.
Shunichi Uchida and Kazuhiro Fuchi Proceedings of the FGCS Project Evaluation Workshop Institute for New Generation Computer Technology (ICOT). 1992.

en:Fifth generation computer es:Quinta generación de computadoras ja:第五世代コンピュータ pl:Komputer piątej generacji pt:Computação da quinta geração sl:Računalnik pete generacije

Страница 0 - краткая статья
Страница 1 - энциклопедическая статья
Разное - на страницах: 2 , 3 , 4 , 5
Прошу вносить вашу информацию в «Компьютеры пятого поколения 1», чтобы сохранить ее

Поколения компьютеров - история развития вычислительной техники

В короткой истории компьютерной техники выделяют несколько периодов на основе того, какие основные элементы использовались для изготовления компьютера. Временное деление на периоды в определенной степени условно, т.к. когда еще выпускались компьютеры старого поколения, новое поколение начинало набирать обороты.

Можно выделить общие тенденции развития компьютеров:

Увеличение количества элементов на единицу площади.
Уменьшение размеров.
Увеличение скорости работы.
Снижение стоимости.
Развитие программных средств, с одной стороны, и упрощение, стандартизация аппаратных – с другой.

Нулевое поколение. Механические вычислители

Предпосылки к появлению компьютера формировались, наверное, с древних времен, однако нередко обзор начинают со счетной машины Блеза Паскаля, которую он сконструировал в 1642 г. Эта машина могла выполнять лишь операции сложения и вычитания. В 70-х годах того же века Готфрид Вильгельм Лейбниц построил машину, умеющую выполнять операции не только сложения и вычитания, но и умножения и деления.

В XIX веке большой вклад в будущее развитие вычислительной техники сделал Чарльз Бэббидж. Его разностная машина, хотя и умела только складывать и вычитать, зато результаты вычислений выдавливались на медной пластине (аналог средств ввода-вывода информации). В дальнейшем описанная Бэббиджем аналитическая машина должна была выполнять все четыре основные математические операции. Аналитическая машина состояла из памяти, вычислительного механизма и устройств ввода-вывода (прямо таки компьютер … только механический), а главное могла выполнять различные алгоритмы (в зависимости от того, какая перфокарта находилась в устройстве ввода). Программы для аналитической машины писала Ада Ловлейс (первый известный программист). На самом деле машина не была реализована в то время из-за технических и финансовых сложностей. Мир отставал от хода мыслей Бэббиджа.

В XX веке автоматические счетные машины конструировали Конрад Зус, Джорж Стибитс, Джон Атанасов. Машина последнего включала, можно сказать, прототип ОЗУ, а также использовала бинарную арифметику. Релейные компьютеры Говарда Айкена: «Марк I» и «Марк II» были схожи по архитектуре с аналитической машиной Бэббиджа.

Первое поколение. Компьютеры на электронных лампах (194х-1955)

Быстродействие: несколько десятков тысяч операций в секунду.

Особенности:

Поскольку лампы имеют существенные размеры и их тысячи, то машины имели огромные размеры.
Поскольку ламп много и они имеют свойство перегорать, то часто компьютер простаивал из-за поиска и замены вышедшей из строя лампы.
Лампы выделяют большое количество тепла, следовательно, вычислительные машины требуют специальные мощные охладительные системы.

Примеры компьютеров:

Колоссус – секретная разработка британского правительства (в разработке принимал участие Алан Тьюринг). Это первый в мире электронный компьютер, хотя и не оказавший влияние на развитие компьютерной техники (из-за своей секретности), но помог победить во Второй мировой войне.

Эниак. Создатели: Джон Моушли и Дж. Преспер Экерт. Вес машины 30 тонн. Минусы: использование десятичной системы счисления; множество переключателей и кабелей.

Эдсак. Достижение: первая машина с программой в памяти.

Whirlwind I. Слова малой длины, работа в реальном времени.

Компьютер 701 (и последующие модели) фирмы IBM. Первый компьютер, лидирующий на рынке в течение 10 лет.

Второе поколение. Компьютеры на транзисторах (1955-1965)

Быстродействие: сотни тысяч операций в секунду.

По сравнению с электронными лампами использование транзисторов позволило уменьшить размеры вычислительной техники, повысить надежность, увеличить скорость работы (до 1 млн. операций в секунду) и почти свести на нет теплоотдачу. Развиваются способы хранения информации: широко используется магнитная лента, позже появляются диски. В этот период была замечена первая компьютерная игра.

Первый компьютер на транзисторах TX стал прототипом для компьютеров ветки PDP фирмы DEC, которые можно считать родоначальниками компьютерной промышленности, т.к появилось явление массовой продажи машин. DEC выпускает первый миникомпьютер (размером со шкаф). Зафиксировано появление дисплея.

Фирма IBM также активно трудится, производя уже транзисторные версии своих компьютеров.

Компьютер 6600 фирмы CDC, который разработал Сеймур Крей, имел преимущество над другими компьютерами того времени – это его быстродействие, которое достигалось за счет параллельного выполнения команд.

Третье поколение. Компьютеры на интегральных схемах (1965-1980)

Быстродействие: миллионы операций в секунду.

Интегральная схема представляет собой электронную схему, вытравленную на кремниевом кристалле. На такой схеме умещаются тысячи транзисторов. Следовательно, компьютеры этого поколения были вынуждены стать еще мельче, быстрее и дешевле.

Последнее свойство позволяло компьютерам проникать в различные сферы деятельности человека. Из-за этого они становились более специализированными (т.е. имелись различные вычислительные машины под различные задачи).

Появилась проблема совместимости выпускаемых моделей (программного обеспечения под них). Впервые большое внимание совместимости уделила компания IBM.

Было реализовано мультипрограммирование (это когда в памяти находится несколько выполняемых программ, что дает эффект экономии ресурсов процессора).

Дальнейшее развитие миникомпьютеров (PDP-11).

Четвертое поколение. Компьютеры на больших (и сверхбольших) интегральных схемах (1980-…)

Быстродействие: сотни миллионов операций в секунду.

Появилась возможность размещать на одном кристалле не одну интегральную схему, а тысячи. Быстродействие компьютеров увеличилось значительно. Компьютеры продолжали дешеветь и теперь их покупали даже отдельные личности, что ознаменовало так называемую эру персональных компьютеров. Но отдельная личность чаще всего не была профессиональным программистом. Следовательно, потребовалось развитие программного обеспечения, чтобы личность могла использовать компьютер в соответствие со своей фантазией.

В конце 70-х – начале 80-х популярностью пользовался компьютера Apple, разработанный Стивом Джобсом и Стивом Возняком. Позднее в массовое производство был запущен персональный компьютер IBM PC на процессоре Intel.

Позднее появились суперскалярные процессоры, способные выполнять множество команд одновременно, а также 64-разрядные компьютеры.

Пятое поколение?

Сюда относят неудавшийся проект Японии (хорошо описан в Википедии). Другие источники относят к пятому поколению вычислительных машин так называемые невидимые компьютеры (микроконтроллеры, встраиваемые в бытовую технику, машины и др.) или карманные компьютеры.

Также существует мнение, что к пятому поколению следует относить компьютеры с двухядерными процессорами. С этой точки зрения пятое поколение началось примерно с 2005 года.

inf1.info

На пороге пятого поколения вычислительной техники: какие изменения ждут завтрашние ПК

Любой учебник информатики начинается с перечисления поколений вычислительной техники. ЭВМ первого поколения были основаны на электронных лампах. Их сменили вычислительные машины второго поколения, сделанные из транзисторов. Интегральные микросхемы позволили построить компьютеры третьего, а микропроцессоры – четвёртого поколения. На этом компьютерная история неожиданно обрывается, а мы зависаем в странной атемпоральности, где ничего не происходит. Прошло три с лишним десятилетия, но пятое поколение так и не наступило.

Это особенно странно на фоне того, что происходит в последнее время. Положение вещей в компьютерной индустрии меняется быстрее и значительнее, чем когда-либо в прошлом. Привычные способы классификации вычислительных устройств постепенно утрачивают связь с реальностью. Даже незыблемость позиций Microsoft или Intel начала вызывать сомнения.

У меня есть гипотеза, объясняющая, что случилось. Тридцать лет четвёртого поколения усыпили нашу бдительность. В действительности мы стоим на пороге пятого поколения и не замечаем этого – отвыкли.

Самый очевидный признак смены поколений – иная элементная база – подвёл нас. В этот раз элементная база не изменится. Впрочем, она никогда не была единственным признаком, отличающим одно поколение от другого. Есть и другие.

В вычислительных устройствах, появляющихся в последние годы, прослеживаются общие черты, совершенно нехарактерные для компьютеров последних тридцати лет. Другие приоритеты, другой подход к безопасности, другой подход к интерфейсам, другой подход к многозадачности, другой подход к приложениям, другое всё.

Безопасность

Модель безопасности досталась современным персональным компьютерам в наследство от многопользовательских вычислительных машин семидесятых годов. Многопользовательских в самом буквальном смысле этого слова: одна ЭВМ обслуживала терминалы, за которыми одновременно работало множество пользователей. За порядком следил системный администратор, имеющий, в отличие от пользователей, доступ к любому файлу и любой программе.

Сейчас подавляющее большинство компьютеров использует только один человек, причём, как правило, без помощи сисадмина. Главная опасность для компьютера – это не люди, а программы. Устанавливая приложения, пользователь может лишь надеяться, что они делают именно то, что нужно. А если нет? Любая программа имеет доступ ко всем данным пользователя и к любым аппаратным ресурсам. Она может делать с компьютером почти всё, что угодно. Ограничить её практически невозможно.

Традиционные методы усиления безопасности, перенесённые на несвойственную им почву, отдают некоторым безумием. Взять хотя бы требование вводить администраторский пароль перед выполнением потенциально опасных действий – это же раздвоение личности! И не очень удачное: некомпетентный пользователь не становится умнее, если заставить его ввести пароль администратора. Авторы вредоносных программ это прекрасно знают и используют.

Чем будет отличаться модель безопасности, придуманная с учётом того, как используют компьютеры сейчас, а не сорок лет назад? Во-первых, она будет основана на понимании, что пользователь один, а сисадмины встречаются только в сказках (и крупных корпорациях). Во-вторых, любое приложение, включая дружественное, должно считаться потенциальным врагом. То, что пользователь его установил, не значит, что приложению можно доверить любые произвольные данные или аппаратные ресурсы.

Именно на этом строится защита безопасности в мобильных устройствах, использующих Android и iOS. Приложения запускаются в изолированных “песочницах” и неспособны повлиять на то, что находится за их пределами. Каждый чих требует отдельного разрешения (в Android разрешения выдаются при установке программы, в iOS запрашиваются по мере её работы, но суть от этого не меняется).

Распределение ресурсов

Как и устаревшая модель безопасности, принятый порядок распределения ресурсов – это ещё один реликт семидесятых годов. Запущенные процессы делят процессорные циклы, доступ к сети и прочие возможности компьютера так, будто между ними не больше разницы, чем между пользователями, которые сидят за терминалами ЕС ЭВМ. А это, как мы понимаем, давно не так.

Современный персональный компьютер – это театр с одним зрителем. Если ресурсы ограничены, то, распределяя их, машина обязана руководствоваться единственной целью: сделать так, чтобы все доступные возможности были направлены на то, чем пользователь сейчас занят. Что бы ни происходило за кулисами, представление не должно прекращаться ни на минуту.

Пример такого подхода – на этот раз не по возвышенным идеологическим соображениям, а вынужденно – это опять-таки мобильные устройства последних лет. Им поневоле приходится беречь процессорные циклы: мало того, что их едва хватает на жизнь, так они ещё и тратят батарею. Виртуальная память с бесконечным свопом – тоже непозволительная роскошь для смартфонов и планшетов.

Выход, который нашли разработчики Android, iOS и Windows RT, известен. Запуск и выключение программ теперь контролирует сама система. Неактивные приложения могут быть выгружены из памяти в любой момент, чтобы освободить ресурсы для той задачи, с которой работает пользователь. Разработчики должны сами позаботиться о том, чтобы пользователь ничего не заметил, и использовать для работы в фоне специальные программные интерфейсы.

Хотя результат далёк от идеала, он всё же впечатляет. Мобильные устройства ухитряются реагировать на команды пользователя (или хотя бы создавать иллюзию реакции) шустрее, чем многократно более мощные персональные компьютеры.

Работа с данными

В основе любой современной мобильной платформы лежит одна из операционных систем, которая используется на обычных персональных компьютерах, – Linux, BSD или даже Windows. Разница – в дополнительном уровне абстракции, снимающем с пользователя заботы о частностях.

Одна из таких частностей – это файлы. Строить многоуровневую иерархию каталогов и раскладывать по ним документы – это задача, которая была по силам инженерам или учёным, работавшим с вычислительными машинами в прошлом. Однако она превышает и потребности, и возможности сотен миллионов неспециалистов, использующих компьютеры теперь. Это подтвердит каждый, кто видел ПК, хотя бы пару месяцев истязавшийся далёким от техники человеком.

В недрах iOS или Android по-прежнему есть файлы, однако они скрыты от пользователя. Доступ и обмен ими отдан на откуп приложениям. Текстовый редактор найдёт, покажет и откроет текстовые документы, которые редактировались с его помощью, а не отправит пользователя в путешествие по всему диску. Музыкальный плеер продемонстрирует фонотеку и позаботится о том, чтобы музыка не оказалась перемешана с фильмами и книгами, – для них есть свои программы. Немного жаль лишаться иерархии каталогов, но приличный поиск и богатые метаданные её неплохо заменяют.

Приятный побочный эффект подобного подхода – исчезновение раздражающего понятия “несохранённый файл”. Заставлять пользователя вручную сохранять данные – ещё один атавизм, сохранившийся с тех грустных времён, когда диски были маленькими и очень медленными. Сейчас большинства типов документов можно сохранять и восстанавливать за долю секунды – и не просто так, а во всех возможных версиях. Так почему бы не делать это?

Новое железо

Аппаратная основа компьютеров тоже меняется, и хотя эти изменения кажутся менее существенными, для порядка их тоже стоит перечислить.

Главное отличие, из которого вытекает всё остальное, – изменение приоритетов. Если в прошлом главным показателем была производительность, то теперь фокус переместился на энергопотребление.

В Intel ухитрились проворонить момент, когда это произошло, и до сих пор за это расплачиваются. Инициативу перехватила британская компания ARM, разрабатывающая схемы процессоров, которые могут дорабатывать и использовать другие производители (тут прослеживается занятная аналогия с Google, который эксплуатирует похожую модель при разработке Android). Процессоры ARM с самого начала стоили многократно дешевле, чем процессоры Intel, и при этом потребляли меньше энергии. Для того чтобы соперничать с процессорами Intel на равных, им недоставало производительности.

Нарастить производительность ARM оказалось гораздо проще, чем понизить энергопотребление x86. Для решения этой задачи в Intel было создано специальное подразделение, которое получило небывало широкие полномочия, но всё не впрок. Его продукт – платформа Medfield – пока не оказал заметного влияния на рынок, а ARM тем временем полностью занял гигантский рынок планшетов и смартфонов и уже покушается на ноутбуки.

Параллельно происходит медленный, но неотвратимый переход с жёстких дисков на твердотельные накопители. Его несколько тормозит относительно высокая стоимость флэш, но это ненадолго. Флэш дешевеет на глазах, и через пару лет вопрос цены будет окончательно снят. Третий процесс, вписывающийся в тот же ряд, – постепенная гибель физических носителей данных. DVD, вопреки ожиданиям, заменил интернет, а не более ёмкие диски Blu-Ray.

Всего лишь мобильные устройства?

Как можно говорить о новом поколении компьютеров, если в примерах фигурируют преимущественно мобильные устройства? Или автор имеет в виду, что компьютеры следующего поколения – это ограниченные планшеты наподобие iPad, лишённые клавиатуры и мыши и непригодные для “серьёзной работы”?

Разумеется, нет. Ограничения мобильных устройств стали идеальной питательной средой для развития этих тенденций, но одними айпадами дело не ограничится. Наработки, впервые испытанные в iOS и Android, в какой-то форме проникнут и в более традиционные ПК. Собственно говоря, этот процесс уже начался: элементы перечисленных идей появляются в OS X и некоторых вариантах Linux, не говоря уже о Windows 8.

Нужно осознать, что многие особенности, прослеживающиеся в современных мобильных устройствах, – это не досадное искажение привычного подхода, а нечто совершенно новое. Повернуть вспять и обойтись без них не выйдет. Это, возможно, не самый приятный вывод, но ничего не поделаешь: надо привыкать. Смена поколений редко бывает безболезненной.

www.computerra.ru

Поколения компьютеров

I поколение компьютеров

Появились в 1946 году. К особенностям этих компьютеров относится применение вакуумно-ламповой технологии. Для ввода-вывода данных использовались перфоленты и перфокарты , магнитные ленты и печатающие устройства. В компьютерах первого поколения была реализована концепция хранимой программы. Компьютеры данного поколения сумели зарекомендовать себя в прогнозировании погоды , энергетических задач , Задач военного характера и других сложнейших операциях.

II поколение компьютеров

Появились в 1955 году. В них вместо ламп использовались транзисторы. Они стали более надежными, быстродействие их повысилось, потребление энергии уменьшилось. С появлением памяти на магнитных сердечниках цикл ее работы уменьшился до десятков микросекунд. Главный принцип структуры - централизация. Для компьютеров этого поколения характерно использование первых языков программирования высокого уровня, которые получили свое развитие в компьютерах следующего поколения.

III поколение компьютеров

Появились в 1964 году. Они проектировались на основе интегральных схем малой степени интеграции. Появились операционные системы , которые стали брать на себя задачи управления памятью , устройствами ввода-вывода и другими ресурсами ; стало возможным мультипрограммирование. В начале 60-х гг. группой разработчиков фирмы IBM был введен термин "архитектура компьютера". К концу 60-х гг. появились мини-компьютеры. Экономичность мини-компьютеров быстро расширила сферу их применения : управление, передача данных , автоматизация научных экспериментов и т. д. В рамках рассматриваемого поколения в 1971 году появился первый микропроцессор, как неожиданный результат работы фирмы Intel над схемами калькуляторов.

IV поколение компьютеров

Появились в 1975 г. с изобретением больших и сверхбольших интегральных схем. В компьютерах этого поколения стали использоваться быстродействующие системы памяти на интегральных схемах емкостью несколько мегабайт. Появление в середине 70-х первых персональных компьютеров предоставило индивидуальному пользователю такие же вычислительные ресурсы, какими в 60-е годы обладали большие компьютеры. К концу 80-х четко определилось существование двух классов компьютеров, определяющих развитие компьютерного мира:

суперкомпьютеров , имеющих многопроцессорную архитектуру и использующих принципы параллелизма, и персональных компьютеров .

V поколение компьютеров

Появились в 1990 г. Главный упор при создании компьютеров сделан на их "интеллектуальность". Внимание акцентируется на архитектуре, ориентированной на обработку знаний. Обработка знаний - это одна из областей практического применения искусственного интеллекта, предполагающая использование и обработку компьютером знаний, которыми владеет человек для решения проблем и принятия решений.

www.examen.ru

Поколения компьютеров

До середины 80-х годов процесс эволюции вычислительной техники принято делить на поколения.

1-е поколение (1945-1954 гг.) – время становления машин с фон-неймановской архитектурой. Машины этого поколения работали на ламповой элементарной базе, из-за чего поглощали огромное количество энергии и были очень ненадежны. С их помощью решались научные задачи. Программы для этих машин можно было составлять не на машинном языке, а на языке ассемблера.

2-е поколение (1955-1964 гг.). Смену поколений определило изобретение в 1948 г. транзисторов, которые смогли заменить в компьютерах электронные лампы. Компьютеры, основанные на транзисторах, были в сотни раз меньше ламповых компьютеров такой же производительности. Единственная часть компьютера, где транзисторы не смогли заменить электронные лампы – это блоки памяти, но там вместо ламп стали использовать изобретенные к тому времени схемы памяти на магнитных сердечниках. Появились языки высокого уровня Fortran, Algol, Cobol. Для эффективного управления ресурсами машины стали использоваться операционные системы.

3-е поколение (1965-1970 гг.). Смена поколений обусловлена использованием вместо транзисторов в различных узлах ЭВМ интегральные микросхемы различной степени интеграции. В 1958 г. Джек Килби придумал, как на одной пластине полупроводника получить несколько транзисторов. В 1959 г. Роберт Нойс (будущий основатель фирмы Intel) изобрел более совершенный метод, позволивший создавать на одной пластине и транзисторы, и все необходимые соединения между ними. Полученные электронные схемы стали называться интегральными схемами, или чипами. В дальнейшем количество транзисторов, которые удавалось разместить на единицу площади интегральной схемы, увеличивалось приблизительно вдвое каждый год. В том же году был сделан еще один важный шаг на пути к персональному компьютеру – Маршиан Эдвард Хофф из фирмы Intel сконструировал интегральную схему, аналогичную по своим функциям центральному процессору большой ЭВМ. Так появился первый микропроцессор. Микросхемы позволяли разместить десятки элементов на одной пластине размером в несколько сантиметров. Это не только повысило производительность ЭВМ, но и снизило их габариты и стоимость. Появились сравнительно недорогие и малогабаритные мини-ЭВМ. Увеличение мощности сделало возможным одновременное выполнение нескольких программ на одной ЭВМ. Создаются пакеты прикладных программ. Создаются семейства ЭВМ, то есть машины становятся совместимыми снизу вверх на программно-аппаратном уровне. Примерами таких семейств была серия IBM System 360 и наш отечественный аналог – ЕС ЭВМ.

4-е поколение (1970-1984 гг.). В 70-е годы активно ведутся работы по созданию больших и сверхбольших интегральных схем (БИС и СБИС), которые позволили разместить на одном кристалле десятки тысяч элементов. Это повлекло дальнейшее снижение размеров и стоимости ЭВМ. В начале 70-х годов фирмой Intel был выпущен микропроцессор i4004, который представлял собой 4-разрядное параллельное вычислительной устройство, мог производить четыре основные арифметические операции и применялся поначалу только в карманных калькуляторах. Если до этого в мире вычислительной техники были только три направления (суперЭВМ, большие ЭВМ и мини-ЭВМ), то теперь к ним прибавилось еще одно – микропроцессорное. В общем случае под процессором понимают функциональный блок ЭВМ, предназначенный для логической и арифметической обработки информации на основе принципа микропрограммного управления. По аппаратной реализации процессоры можно разделить на микропроцессоры (полностью интегрирующие все функции процессора) и процессоры с малой и средней интеграцией. Конструктивно это выражается в том, что микропроцессоры реализуют все функции процессора на одном кристалле, а процессоры других типов реализуют их путем соединения большого количества микросхем. В 1972 г. был разработан 8-разрядный микропроцессор i8008. Этот микропроцессор имел довольно развитую систему команд и умел делить числа. Именно он был использован при создании персонального компьютера Альтаир, для которого Билл Гейтс написал один из своих первых интерпретаторов языка Basic. Именно с этого момента следует вести отсчет 5-го поколения.

5-е поколение можно назвать микропроцессорным. В 1976 г. фирма Intel закончила разработку 16-разрядного микропроцессора i8086. В 1982 г. был создан i80286, который представлял собой улучшенный вариант i8086. Первые компьютеры на базе этого микропроцессора появились в 1984 г. В 1985 году фирма Intel представила первый 32-разрядный микропроцессор i80386. Вскоре появился и i80486. C 1993 г. стали выпускаться микропроцессоры Intel Pentium. Вскоре появились и микропроцессоры Pentium Pro, Pentium II, Pentium III, Pentium IV.

studfiles.net

Компьютеры пятого поколения. Информационно-вычислительные системы. informatik-m.ru

В настоящее время насчитывается огромное количество различных групп и классов компьютеров. И, тем не менее, насчитывают лишь пять поколений компьютеров. Первые четыре поколения имеют вполне четкую характеристику и характеризуются рядом критериев. Основным из них является элементная база. В первом поколении использовались электронные лампы. Второе поколение основывалось на транзисторах. Третье поколение характеризовалось интегральными микросхемами, а четвертое поколение ознаменовалось появлением микропроцессоров (сверхбольших интегральных схем).

компьютеры пятого поколения

Особенностью пятого поколения стало то, что оно до сих пор явно так и не появилось. Все ожидали, что пройдет некоторое количество лет и на смену четвертому придут компьютеры пятого поколения. Однако прошло четыре десятка лет с момента появления микропроцессоров и персональных компьютеров, однако, заветного пятого поколения так и не появилось. Традиционная админ панель, характерная для четвертого поколения до сих пор в действии. Несмотря на совершенствование компьютеров, появление портативных мощных вычислительных устройств и развитие программного обеспечения с элементами интеллектуальности, это все еще не компьютеры пятого поколения.

На сегодняшний день нет четкого понимания, каким именно критериям должен соответствовать подобный компьютер. Однако есть некоторые общепризнанные принципы, которым он должен соответствовать. Прежде всего, поколение компьютеров характеризуется новой элементной базой. И здесь мнения расходятся. Ряд специалистов считают, что элементы пятого поколения уже реализуются в больших многопроцессорных компьютерах, реализующих принцип параллельных вычислений. Иные специалисты не согласны с ними и утверждают, что лишь при появлении квантовых компьютеров может идти речь о пятом поколении, поскольку лишь они позволят говорить о качественно новом этапе развития вычислительной техники. Следует сказать, что в этом случае пятое поколение уже существует, ведь, по крайней мере, экспериментальные модели квантовых компьютеров существуют. Их возможности действительно на многие порядки превзойдут электронные аналоги. Существует еще одно мнение касательно пятого поколения. Речь идет о графене, на базе которого может быть реализована качественно новая элементная база, нежели на основе кремния.

Второй составляющей компьютеров пятого поколения должен стать интеллектуальный интерфейс, который позволит общаться с таким компьютером буквально на обычном человеческом языке. Возможно, речь может идти и о чем-то большем. В частности, может быть создан суперкомпьютер с искусственным интеллектом на основе моделирования человеческого мозга. В подобном случае он будет способен к самоусовершенствованию и самоорганизации. Следует отметить, что при создании суперкомпьютеров вполне могут использоваться технологии, которые не афишируются и являются для непосвященных не существующими. В этом случае подтвердить или опровергнуть существование пятого поколения компьютеров вряд ли удастся.

Комментариев пока нет!

informatik-m.ru

Презентация "Компьютеры 5-го поколения" | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

Слайд 2

Компьютеры 5 поколения — поколение компьютеров после четвёртого поколения, построенные на сверхбольших интегральных схемах, считалось , что пятое поколение станет базой для создания устройств, способных к имитации мышления. Широкомасштабная правительственная программа в Японии по развитию компьютерной индустрии и искусственного интеллекта была предпринята в 1980-е годы. Целью программы было создание «эпохального компьютера» с производительностью суперкомпьютера и мощными функциями искусственного интеллекта . Начало разработок — 1982. К онец разработок — 1992. С тоимость разработок — 57 млрд. ¥ (порядка 500 млн. $). Программа закончилась провалом.

Слайд 4

Главные направления исследований были следующими: 1)Технологии логических заключений (inference) для обработки знаний. 2)Технологии для работы со сверхбольшими базами данных и базами знаний. 3)Рабочие станции с высокой производительностью. 4)Компьютерные технологии с распределёнными функциями. 5)Суперкомпьютеры для научных вычислений

Слайд 5

Компьютер с параллельными процессорами, работающим с данными, хранящимися в обширной базе данных, а не в файловой системе. При этом, доступ к данным должен был осуществляться с помощью языка логического программирования. Ход разработок представлялся так, что компьютерный интеллект, набирая мощность, начинает изменять сам себя.

Слайд 7

Д олжны были быть решены следующие задачи: 1) печатная машинка, работающая под диктовку, которая сразу устранила бы проблему ввода иероглифического текста, которая в то время стояла в Японии очень остро 2) автоматический портативный переводчик с языка на язык (разумеется, непосредственно с голоса), который сразу бы устранил языковой барьер японских предпринимателей на международной арене 3) автоматическое реферирование статей, поиск смысла и категоризация 4) другие задачи распознавания образов — поиск характерных признаков, дешифровка, анализ дефектов и т. п.

Слайд 8

П рограмму предполагалось реализовать за 11 лет : 3 года для начальных исследований и разработок, 4 года для построения отдельных подсистем, 4 года для завершения всей прототипной системы. В 1982 правительство Японии решило дополнительно поддержать проект и основало Институт компьютерной технологии нового поколения (ICOT), объединив для этого инвестиции различных японских компьютерных фирм.

Слайд 9

С ледующие 10 ле т проект «компьютеров 5 поколения» стал испытывать ряд трудностей разного типа. 1 проблема- язык Пролог , выбранный за основу проекта, не поддерживал параллельных вычислений , пришлось разрабатывать собственный язык. Б ыло предложено несколько языков , которые обладали собственными ограничениями. 2 проблема возникла с производительностью процессоров . Т ехнологии 80-х годов быстро перескочили барьеры « очевидные» и непреодолимые. Р абочие станции успешно достигли и даже превзошли требуемые мощности, но появились коммерческие компьютеры, которые были ещё мощнее.

Слайд 11

П роект « Компьютеры 5 поколения» был ошибочным с точки зрения технологии производства программного обеспечения . Ещё до начала разработки этого проекта фирма Xerox разработала экспериментальный графический интерфейс (GUI). А позднее появился Интернет , возникла новая концепция распределения и хранения данных. Надежды на развитие логического программирования в проекте «Компьютеры 5 поколения», оказались иллюзорными . Идея саморазвития системы, была непродуктивной — система, переходя через определённую точку, скатывалась в состояние потери надёжности и утраты цельности , резко «глупела» и становилась неадекватной .

nsportal.ru