Beshinchi avlod kompyuter tizimlari: Versiyalar orasidagi farq

Vikipediya, ochiq ensiklopediya
Keyingi tahrir →
Kontent oʻchirildi Kontent qoʻshildi
VizualVikimatn
„Fifth Generation Computer Systems“ sahifasi tarjima qilib yaratildi
(Farq yoʻq)

18-Dekabr 2023, 10:36 dagi koʻrinishi

Beshinchi avlod kompyuter tizimlari ( FGCS ; yaponcha: 第五世代コンピュータ 1982 yilda Yaponiya Xalqaro Savdo va Sanoat Vazirligi (MITI) tomonidan ommaviy parallel hisoblash va mantiqiy dasturlashdan foydalangan holda kompyuterlarni yaratish bo'yicha boshlangan 10 yillik tashabbus edi. U superkompyuterga o'xshash unumdorlikka ega "davr yaratuvchi kompyuter" yaratish va sun'iy intellektning kelajakdagi ishlanmalari uchun platforma yaratishni maqsad qilgan. FGCS o'z vaqtidan oldinda edi va uning haddan tashqari ambitsiyalari tijorat muvaffaqiyatsizligiga olib keldi. Biroq, nazariy darajada, loyiha bir vaqtning o'zida mantiqiy dasturlashni rivojlantirishga turtki bo'ldi.

"Beshinchi avlod" atamasi tizimning ilg'or ekanligini anglatish uchun mo'ljallangan edi: Hisoblash texnikasi tarixida kompyuterlarning to'rtta avlodi mavjud edi. Vakuum naychalari yordamida kompyuterlar birinchi avlod deb nomlandi; tranzistorlar va diodlar, ikkinchisi; integral mikrosxemalar, uchinchisi; va mikroprotsessorlardan foydalanadiganlar to'rtinchi hisoblandi. Oldingi kompyuter avlodlari bitta protsessorda mantiqiy elementlar sonini ko'paytirishga e'tibor qaratgan bir paytda ko'pchilik ishongan beshinchi avlod unumdorlikka erishish uchun ko'p sonli protsessorlarga murojaat qilgan edi. 

Fon

1960-yillarning oxiridan 1970-yillarning boshigacha kompyuter texnikasining "avlodlari" haqida koʻp muhokama bor edi. Keyin esa, odatda uch avlodga boʻlingan.

  1. Birinchi avlod: Termionik vakuum quvurlari. 1940-yillarning oʻrtalari. IBM vakuum trubalarini ulash modullarida joylashtirishga kashshof bo'ldi. Shu matnni o'zgartirib berish mumkin, lekin ma'noni o'zgartirmasdan qoldirish kerak. Bu davrda, termionik vakuum trubalari, yoki "elektron trubalari," kompyuter texnologiyasining boshlanishi bo'yicha ahamiyatli ilg'or bo'lgan qurilmalardan biri edi. IBM (International Business Machines Corporation) kompaniyasi oʻrtacha kelgan 1940-yillarda bu vakuum trubalarini ulash modullarida qo'llash orqali kompyuterlarni ishlab chiqishda ishtirok etdi. Vakuum trubalari, elektronlarni boshqa joylarga yo'naltirish orqali ma'lumotlar yozish uchun ishlatilgan edi. Ulash modullarida ulashish va tarqatishni ta'minlash bo'yicha muhim vazifalarni bajarish orqali, kompyuterlar iste'molchilarning so'rovlarini tez va samarali bajarishda o'z hissasini ko'rsatdi. Bu davrda IBM kabi muassasalar, kompyuter texnologiyalarini rivojlantirishda katta roli bo'lgan kompaniyalar edi. Ulash modullari va vakuum trubalari kompyuterlarning zamonaviy rivojlanishiga bag'ishlangan vaqtning boshida katta ahamiyatga ega bo'lgan qurilmalar edi.. IBM 650 birinchi avlod kompyuteri edi.
  2. Ikkinchi avlod: tranzistorlar. 1956 yil. Miniatizatsiya davri boshlanadi. Transistorlar vakuum naychalariga qaraganda ancha kichikroq, kamroq quvvat sarflaydi va kamroq issiqlik hosil qiladi. Diskret tranzistorlar elektron platalarga lehimlanadi, o'zaro bog'lanishlar teskari tomonda trafaretli ekranli o'tkazuvchan naqshlar bilan amalga oshiriladi. IBM 7090 ikkinchi avlod kompyuteri edi.
  3. Uchinchi avlod: Integratsiyalashgan sxemalar (bir nechta tranzistorlarni o'z ichiga olgan kremniy chiplari). 1964 yil. IBM 360/91 da qo'llaniladigan ACPX moduli ilg'or misol bo'lib, u kremniy qatlamlarini keramik taglik ustiga qo'yish orqali har bir chipga 20 dan ortiq tranzistorni sig'diradi; misli ko'rilmagan mantiqiy zichlikka erishish uchun chiplarni elektron plataga o'rash mumkin edi. IBM 360/91 gibrid ikkinchi va uchinchi avlod kompyuterlari edi.

Metalli uzatmalar (misol uchun, IBM 407 ) yoki mexanik relelar (misol ucun, Mark I) va Very Large Scale Integrated ( VLSI ) asosidagi uchinchi avloddan keyingi avlod kompyuterlari. Keyinchalik ular bu taksonomiyadan chetlashtirildi.

Dasturiy ta'minot uchun parallel avlodlar to'plami ham mavjud edi:

  1. Birinchi avlod : Mashina tili .
  2. Ikkinchi avlod : Assembly tili kabi past darajadagi dasturlash tillari .
  3. Uchinchi avlod : C, COBOL va FORTRAN kabi tuzilgan yuqori darajadagi dasturlash tillari .
  4. To'rtinchi avlod : "protsessual bo'lmagan" yuqori darajadagi dasturlash tillari (masalan, ob'ektga yo'naltirilgan tillar). [1]

1970-yillargacha bo'lgan bu ko'p avlodlar davomida Yaponiya, AQSh, va Buyuk Britaniya yetakchilaridan keyin kompyuterlarni yaratdi. 1970-yillarning oʻrtalarida Xalqaro savdo va sanoat vazirligi gʻarb yetakchilariga ergashishni toʻxtatdi va kichik miqyosda kompyuterlar kelajagini koʻrib chiqishni boshlagan. Ular Yaponiya Axborotni qayta ishlashni rivojlantirish markazidan (JIPDEC) bir qator kelajak yo'nalishlarini ko'rsatishni so'rashgandi va 1979 yilda sanoat va akademik doiralar bilan birgalikda chuqurroq tadqiqotlar olib borish uchun uch yillga tuzilgan shartnoma taklif etishdi. Aynan shu davrdan "beshinchi avlod kompyuteri" atamasi qo'llanib kelinadi.

1970-yillarga qadar MITI rahbariyati takomillashtirilgan po'lat sanoati, neft supertankerini yaratish, avtomobilsozlik sanoati, maishiy elektronika va kompyuter xotirasi kabi muvaffaqiyatlarga erishdi. MITI kelajak axborot texnologiyalari bo'lishiga qaror qildi. Biroq, yapon tili, ayniqsa yozma shaklda, kompyuterlar uchun to'siqlarni taqdim etadi va hozir ham mavjud. [2] Ushbu to'siqlar natijasida MITI mutaxassislardan yordam so'rash uchun konferentsiya o'tkazdi.

Ushbu dastlabki loyihani o'rganish uchun asosiy sohalar:

  • Bilimlarni qayta ishlash uchun kompyuter texnologiyalaridan xulosa chiqarish
  • Katta hajmdagi ma'lumotlar bazalari va bilim bazalarini qayta ishlash uchun kompyuter texnologiyalari
  • Yuqori samarali ish stantsiyalari
  • Tarqalgan funktsional kompyuter texnologiyalari
  • Ilmiy hisoblash uchun super-kompyuterlar

Loyihani ishga tushirish

Maqsad bir vaqtning o'zida mantiqiy dasturlash yordamida parallel kompyuterlarni sun'iy intellekt ilovalari uchun yaratish edi. Loyiha yirik ma'lumotlar bazalari ustida ishlaydigan (an'anaviy fayl tizimidan farqli bo'lib) superkompyuterga o'xshash unumdorlikka ega "davr yaratuvchi" kompyuterni tasavvur qilib, massiv parallel hisoblash/qayta ishlash yordamida ma'lumotlarni aniqlash va ularga kirish uchun mantiqiy dasturlash tilidan foydalanadi. Ular 100M va 1G LIPS oralig'ida ishlashga ega bo'lgan prototip mashinasini yaratishni nazarda tutdilar, bunda LIPS soniyada mantiqiy xulosadir . O'sha paytda odatdagi ish stantsiyalari mashinalari taxminan 100k LIPSga ega edi. Ular ushbu mashinani o'n yil davomida, dastlabki ilmiy-tadqiqot ishlari uchun 3 yil, turli quyi tizimlarni qurish uchun 4 yil va ishlaydigan prototip tizimini yakunlash uchun oxirgi 3 yil davomida qurishni taklif qilishdi. 1982 yilda hukumat loyihani davom ettirishga qaror qildi va turli Yaponiya kompyuter kompaniyalari bilan qo'shma sarmoya orqali Yangi avlod kompyuter texnologiyalari institutini (ICOT) tashkil etdi. Loyiha tugagandan so'ng, MITI yangi "oltinchi avlod" loyihasiga sarmoya kiritishni ko'rib chiqdi.

Ehud Shapiro ushbu loyihani qo'zg'atuvchi mantiqiy va motivatsiyalarni aniqladi: [3]

"Yaponiyaning kompyuter sanoatida etakchi bo'lish sa'y-harakatlari doirasida, Yangi avlod kompyuter texnologiyalari instituti bilimlarni qayta ishlash tizimlariga taalluqli bo'lgan yirik kompyuter tizimlarini rivojlantirish uchun inqilobiy o'n yillik rejani ishga tushirdi. Bu beshinchi avlod. Kompyuterlar mantiqiy dasturlash tushunchalari asosida quriladi.Yaponiya chet eldan olingan bilimlarni oʻz hissasini qoʻshmasdan foydalanadi, degan ayblovni inkor etish uchun ushbu loyiha original tadqiqotlarni ragʻbatlantiradi va uning natijalarini xalqaro tadqiqot hamjamiyatiga taqdim etadi”.

Mantiqiy dasturlash

FGCS loyihasi tomonidan belgilangan maqsad "Bilimlar haqida ma'lumotni qayta ishlash tizimlari" ni ishlab chiqish edi (taxminan ma'nosi Sun'iy intellekt ). Ushbu maqsadni amalga oshirish uchun tanlangan yordamchi mantiqiy dasturlash edi. Mantiqiy dasturlash yondashuvi uning asoschilaridan biri Maarten Van Emden tomonidan tasvsiflangan: [4]

  • Kompyuterda axborotni ifodalash uchun mantiqdan foydalanish.
  • Kompyuterga muammolarni taqdim etish uchun mantiqdan foydalanish.
  • Ushbu muammolarni hal qilish uchun mantiqiy xulosalardan foydalanish.

Texnik jihatdan, uni ikkita tenglamada jamlash mumkin:

  • Dastur = Aksiomalar to'plami .
  • Hisoblash = Aksiomalardan olingan bayonotning isboti .

Odatda qo'llaniladigan aksiomalar cheklangan shakldagi universal aksiomalar bo'lib, ular Horn-bandlar yoki aniq-bandlar deb ataladi. Hisoblashda isbotlangan bayonot ekzistensial bayonotdir.  Isbot konstruktivdir va ekzistensial miqdoriy o'zgaruvchilar uchun qiymatlarni beradi: bu qiymatlar hisoblash natijasini tashkil qiladi.

Mantiqiy dasturlash kompyuter fanining turli gradientlarini ( dasturiy ta'minot muhandisligi, ma'lumotlar bazalari, kompyuter arxitekturasi va sun'iy intellekt ) birlashtirgan narsa deb hisoblangan. Mantiqiy dasturlash bilim muhandisligi va parallel kompyuter arxitekturalari o'rtasidagi asosiy etishmayotgan bog'liqlik bo'lib tuyuldi.

Natijalar

1970-yillarda maishiy elektronika sohasiga va 1980-yillarda avtomobil dunyosiga taʼsir qilgandan soʻng, yaponlar kuchli obroʻga ega boʻldilar. FGCS loyihasining ishga tushirilishi parallel hisoblash barcha samaradorlik yutuqlarining kelajagi ekanligi haqidagi ishonchni tarqatdi va kompyuter sohasida qo'rquv to'lqinini keltirib chiqardi. Tez orada parallel loyihalar AQShda Strategik hisoblash tashabbusi va Mikroelektronika va kompyuter texnologiyalari korporatsiyasi (MCC), Buyuk Britaniyada Alvey va Yevropada Axborot texnologiyalarini tadqiq qilish bo'yicha Yevropa strategik dasturi (ESPRIT) sifatida tashkil etildi. Myunxendagi Yevropa kompyuter sanoati tadqiqot markazi (ECRC) sifatida Buyuk Britaniyadagi ICL, Frantsiyadagi Bull va Germaniyadagi Siemens o'rtasidagi hamkorlik.

Loyiha 1982 yildan 1994 yilgacha davom etdi va jami 57 milliard Yen (taxminan 320 million AQSh dollari) dan bir oz kamroq sarfladi. [5] FGCS loyihasidan so'ng, MITI yirik kompyuter tadqiqotlari loyihalarini moliyalashtirishni to'xtatdi va FGCS loyihasi tomonidan ishlab chiqilgan tadqiqot tezligi tarqaldi. Biroq, MITI/ICOT neyron tarmog'i loyihasini boshladi 1990-yillarda ba'zilar Oltinchi avlod loyihasi deb atagan, shunga o'xshash moliyalashtirish darajasi. [6] Yillik xarajatlar elektronika va aloqa uskunalari sanoatining ilmiy-tadqiqot ishlariga sarflangan barcha xarajatlarining 1% dan kamini tashkil etdi. Masalan, loyihaning eng koʻp sarflangan yili 1991-yilda 7,2 million iyena boʻlgan, biroq IBMning oʻzi 1982 yilda 1,5 milliard dollar (370 milliard yen) sarflagan boʻlsa, sanoat 1990 yilda 2150 milliard ien sarflagan [5]

Bir vaqtning o'zida mantiqiy dasturlash

1982 yilda ICOTga tashrifi chog'ida Ehud Shapiro mantiqiy dasturlash va parallel dasturlashni birlashtirgan yangi dasturlash tili bo'lgan Concurrent Prologni ixtiro qildi. Concurrent Prolog - bu jarayonga yo'naltirilgan til bo'lib, uning asosiy boshqaruv mexanizmlari sifatida ma'lumotlar oqimini sinxronlashtirish va himoyalangan buyruqlar noaniqligini o'zida mujassam etgan. Shapiro ICOT Texnik hisoboti 003 [7] deb belgilangan Hisobotda tilni tasvirlab berdi, u Prologda yozilgan Concurrent Prolog tarjimonini taqdim etdi. Shapironing Concurrent Prolog bo'yicha ishi FGCS yo'nalishini Prologni parallel amalga oshirishga qaratishdan loyiha uchun dasturiy ta'minot asosi sifatida parallel mantiqiy dasturlashga e'tiborni o'zgartirishga ilhomlantirdi. [3] Shuningdek, u Ueda tomonidan ishlab chiqilgan Guarded Horn Clauses (GHC) mantiqiy dasturlash tilini ilhomlantirdi, bu KL1 ning asosi bo'lgan, nihoyat FGCS loyihasi tomonidan asosiy dasturlash tili sifatida ishlab chiqilgan va amalga oshirilgan dasturlash tili.

FGCS loyihasi va uning topilmalari bir vaqtda mantiqiy dasturlash sohasining rivojlanishiga katta hissa qo'shdi. Loyiha kelajagi yapon tadqiqotchilarining yangi avlodini yaratdi.

Tijorat muvaffaqiyatsizligi

Oxir-oqibat beshta ishlaydigan Parallel Inference Machines (PIM) ishlab chiqarildi: PIM/m, PIM/p, PIM/i, PIM/k, PIM/c. Loyiha, shuningdek, Kappa parallel ma'lumotlar bazasini boshqarish tizimi, HELIC-II huquqiy asoslash tizimi va MGTP avtomatlashtirilgan teoremasi, va bioinformatika ilovalari kabi ushbu tizimlarda ishlash uchun ilovalarni ishlab chiqardi.

FGCS loyihasi Lisp mashinasi kompaniyalari va fikrlash mashinalari kabi sabablarga ko'ra tijorat mag'lub bo'ldi. Yuqori parallel kompyuter arxitekturasi oxir-oqibat kamroq ixtisoslashgan apparatlar (misol uchun, Sun ish stantsiyalari va Intel x86 mashinalari) tezligidan oshib ketdi.

Asosiy to'siq parallel kompyuter arxitekturasi o'rtasidagi ko'prik sifatida bir vaqtning o'zida mantiqiy dasturlashni tanlash va AI ilovalari uchun bilimlarni namoyish qilish va to'siqlarni yengib o'tish tili sifatida mantiqdan foydalanish edi. Bu hech qachon yaqqol sodir bo'lmagan; bir qancha tillar ishlab chiqilgan bo'lib, ularning barchasi o'ziga xos kamchiliklarga ega. Misol uchun, mantiqiy dasturlashning bir vaqtning o'zida cheklangan tanlov xususiyati tillarning mantiqiy semantikasiga xalaqit berdi. [8] Loyiha shuni ko'rsatdiki, mantiqiy dasturlashning afzalliklari qat'iy tanlovni qo'llash orqali asosan inkor etilgan. 

Yana bir to'siq shundaki, mavjud protsessor unumdorligi 1980-yillarda mutaxassislar sezgan muammolarni zudlik bilan yengib o'tdi va paralel hisoblashning qiymati , u muddati ichida faqat maqbul holatlarda foydalanilgani bo'lgan vaqtgacha kamayib ketti. Loyihaning amal qilish muddati davomida quvvati ortib borayotgan bir qator ish stansiyalari ishlab chiqilgan va qurilgan bo'lsa-da, ular tez orada tijoratda mavjud bo'lgan "yaxshi" qurilmalardan o'zlarini ortda qoldirdilar.

Loyiha, shuningdek, tashqi innovatsiyalarni o'z ichiga olmadi. Ishlash muddati davomida grafik interfeyslar kompyuterlarda asosiy oqimga aylandi; Internet mahalliy saqlangan ma'lumotlar bazalarini tarqatishga imkon berdi; va hatto oddiy tadqiqot loyihalari ham ma'lumotlarni qazib olish bo'yicha yaxshiroq real natijalarni taqdim etdi. 

FGCS ish stantsiyalari umumiy maqsadli tizimlar ularni almashtirishi va ulardan ustun turishi mumkin bo'lgan bozorda jozibador emas edi. Bu Lisp mashinalari bozoriga parallel bo'lib, CLIPS kabi qoidalarga asoslangan tizimlar umumiy maqsadli kompyuterlarda ishlashi mumkin, bu esa qimmat Lisp mashinalarini keraksiz qiladi. [9]

O'z vaqtidan oldin

Xulosa qilib aytganda, Beshinchi avlod loyihasi inqilobiy bo'lib, kelajakdagi tadqiqot yo'nalishlarini kutgan ba'zi asosiy tadqiqotlarni amalga oshirdi. Ko'plab maqolalar va patentlar nashr etildi. MITI qo'mita tuzdi, u FGCS loyihasining ishlashini hisoblashda katta hissa qo'shgan, xususan, parallel ishlov berish dasturiy ta'minotidagi to'siqlarni bartaraf etish va katta bilim bazalari asosida aqlli interaktiv ishlov berishni amalga oshirishni baholadi. Biroq, qo'mita loyihani oqlash uchun qattiq noxolis edi, shuning uchun bu haqiqiy natijalarni oshirib yuboradi. [5]

Beshinchi avlod loyihasida ko'rilgan ko'plab mavzular hozirgi texnologiyalarda qayta qisqartirib yoritilmoqda, chunki 1980-yillarda ko'zda tutilgan apparat cheklovlariga vanihoyat 2000-yillarda erishildi. Protsessorlarning soat tezligi 3-5 ga o'ta boshlaganda Gigagerts diapazoni, protsessor quvvatining tarqalishi va boshqa muammolar muhimroq bo'ldi. Sanoatning har doim ham tezroq yagona protsessor tizimlarini ishlab chiqarish qobiliyati (Tranzistorlar sonini davriy ikki baravar oshirish to'g'risidagi Mur qonuni bilan bog'liq) tahdid qila boshladi.

Erta 21-asrda parallel hisoblashning ko'plab turlari, masalan, past darajadagi ko'p yadroli arxitektura va yuqori bosqichda massiv parallel ishlov berish kengaya boshladi. Oddiy iste'molchi mashinalar va o'yin konsollari Intel Core, AMD K10 va Cell kabi parallel protsessorlarga ega bo'la boshladi. Nvidia va AMD kabi grafik karta kompaniyalari CUDA va OpenCL kabi yirik parallel tizimlarni joriy qila boshlashdi.

Biroq, bu yangi texnologiyalar FGCS tadqiqotlariga iqtibos keltirmaydi. FGCS ushbu o'zgarishlarni sezilarli darajada osonlashtirish uchun ishlatilganmi yoki yo'qmi bu mevhum. FGCS ning hisoblash sanoatiga sezilarli ta'siri bilinmagan.

Ma'lumotnomalar

  1. ↑ „Roger Clarke's Software Generations“.
  2. ↑ J. Marshall Unger, The Fifth Generation Fallacy (New York: Oxford University Press, 1987)
  3. ↑ 3,0 3,1 Shapiro, Ehud Y. (1983). "The fifth generation project — a trip report". Communications of the ACM 26 (9): 637–641. doi:10.1145/358172.358179. 
  4. ↑ Van Emden, Maarten H., and Robert A. Kowalski. "The semantics of predicate logic as a programming language." Journal of the ACM 23.4 (1976): 733-742.
  5. ↑ 5,0 5,1 5,2 Odagiri, Hiroyuki; Nakamura, Yoshiaki; Shibuya, Minorul (1997). "Research consortia as a vehicle for basic research: The case of a fifth generation computer project in Japan" (en). Research Policy 26 (2): 191–207. doi:10.1016/S0048-7333(97)00008-5. https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0048733397000085. 
  6. ↑ MIZOGUCHI, FUMIO. Prolog and its Applications: A Japanese perspective (en). Springer, 14 December 2013 — ix bet. ISBN 978-1-4899-7144-9. 
  7. ↑ Shapiro E. A subset of Concurrent Prolog and its interpreter, ICOT Technical Report TR-003, Institute for New Generation Computer Technology, Tokyo, 1983. Also in Concurrent Prolog: Collected Papers, E. Shapiro (ed.), MIT Press, 1987, Chapter 2.
  8. ↑ Carl Hewitt. Inconsistency Robustness in Logic Programming ArXiv 2009.
  9. ↑ Hendler, James (1 March 2008). "Avoiding Another AI Winter". IEEE Intelligent Systems 23 (2): 2–4. doi:10.1109/MIS.2008.20. Archived from the original on 12 February 2012. https://web.archive.org/web/20120212012656/http://csdl2.computer.org/comp/mags/ex/2008/02/mex2008020002.pdf.  
"https://uz.wikipedia.org/w/index.php?title=Beshinchi_avlod_kompyuter_tizimlari&oldid=3986107" dan olindi