5 поколение компьютеров – На пороге пятого поколения вычислительной техники: какие изменения ждут завтрашние ПК

5 поколение компьютеров. Компьютер будущего: описание

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры, были созданы в 30-40-х годах XX века. Их появление, собственно говоря, и знаменовало начало современного этапа развития информационных технологий. На данный момент повсеместно используется 5 поколение компьютеров, однако деление вычислительных систем на поколения весьма условно.

Первое поколение ЭВМ

Началом создания электронных вычислительных машин принято считать разработки немецких электронщиков, использовавших для вычислений электромеханические реле. Затем технологический прорыв совершили американцы, заменившие реле электронными вакуумными лампами.

• Первые вычислительные машины на электромеханических реле в 1938-41 годах были созданы в Германии (модели Z1/Z2), затем технологию переняли англичане.
• Первый суперкомпьютер «Марк I», размерами превосходивший половину футбольного поля, был создан усилиями IBM в США (1944 г.).
• Первый универсальный ламповый компьютер ENIAC, сконструированный американским инженером-электронщиком Джоном Эккертом (Eckert) и американским физиком Джоном Моучли (Mauchly), предназначенный в первую очередь для решения задач баллистики, имел почти 20 000 электронных ламп и 1500 реле. Монстр потреблял до 150 кВт энергии.

Второе поколение ЭВМ

Особенностью следующего поколения развития компьютеров является переход с вакуумных ламп на изобретенные в 1948 году транзисторы. Первый транзисторный электронно-вычислительный центр NCR-304 собран в США фирмой NCR в 1954 году, однако широкое распространение подобные компьютеры получили к 1960 году.

Третье поколение ЭВМ

Базировалось на интегральных схемах (начало 1960-х). Иногда интегральную схему называют микросхемой, или чипом (chip в переводе с английского – «щепка»). C 1965 года был начат выпуск одной из лучших машин третьего поколения IBM/360, семейство этих машин состояло из семи моделей. Кстати, 5 поколение компьютеров принципиально не очень отличается от старичка IBM и является скорее эволюцией ЭВМ, чем революцией.

Четвертое поколение

Возникновение четвертого поколения ЭВМ связано с усовершенствованием интегральных схем. В 1950 году американец К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) заострил внимание на возможности нейтронного легирования химического элемента германия. Этот метод в начале 60-х начали применять к кремнию: на его сверхчистых пластинах начали производить методом интегральной технологии так называемые большие интегральные схемы (БИС), затем – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС):

• БИС содержит 1000-10 000 элементов в кристалле полупроводника (обычно на поверхности кристалла).
• СБИС содержит свыше 10 000 элементов.

Возникновение БИС и СБИС сделало возможным появление микропроцессоров.

Пятое поколение ЭВМ

По большому счету компьютеры пятого поколения и четвертого имеют столько общих признаков, что многие специалисты объединяют их в одно поколение. Принято считать, что к пятому относятся компактные персональные ЭВМ, предназначенные для работы одного-двух пользователей. Первый ПК «Альтаир 8800» фирмы MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) увидел свет в 1975 году. Годом позже свои «персоналки» Apple I (1976) и Apple II (1977) представила Apple Computer. После выхода культового ПК IBM PC в 1981 году персональные компьютеры окончательно покорили мир.

Альтернативная точка зрения

Споры о том, корректно ли признавать 5 поколение компьютеров как нечто революционно новое, ведутся давно. Если разделять поколения ЭВМ по элементной базе, то выясняется, что даже между третьим и четвертым поколениями грань весьма тонкая, но здесь можно говорить хотя бы о появлении микропроцессоров.

Сам термин «компьютеры пятого поколения» в настоящий момент является неопределенным и применяется во многих смыслах. Некоторые специалисты считают точкой отсчета создание двухъядерного ПК в 2005 году.

Смартфон вместо ЭВМ?

Аналитики часто рассуждают, каким будет персональный компьютер будущего – не суперкомпьютер для масштабных задач, а именно ПК. Нынешний этап развития информационно-коммуникационных технологий характеризуется чрезвычайно быстрым и почти одновременным развитием компьютерных сетей (особую роль сыграло возникновение всемирной сети Internet, на основе которой работает Всемирная паутина – World Wide Web) и мобильной связи. Причем современный смартфон вобрал в себя, по сути дела, все функции персонального компьютера.

Как сетевые компьютерные технологии, так и технологии мобильной радиосвязи постоянно совершенствуется, поэтому грядущие перемены в краткосрочной перспективе серьезные аналитики видят в минимализации устройств без потери производительности. Если в настоящее время преобладают настольные (стационарные) ПК, которые постепенно вытесняются ноутбуками, лэптопами, ультрабуками и планшетными компьютерами, то вскоре всех их могут заменить компьютеры нового поколения на базе модернизированных смартфонов.

Особую роль здесь должно сыграть появление гибких дисплеев, которые уже производятся в США и Японии с 2008 года. Кстати, гибкие гаджеты, которые складываются, как книга, либо их дисплеи сворачиваются в трубочку, уже созданы (в статье вы видите их фото).

Компьютеры будущего

Главные надежды в этом направлении связаны с оптическими (фотонными) ЭВМ. Идея оптических (фотонных) вычислений – вычислений, производимых с помощью фотонов, которые сгенерированы лазерами или диодами, – имеет достаточно давнюю историю. Преимущества очевидны: используя фотоны (движущиеся со скоростью света), возможно достигнуть несравнимо более высоких скоростей передачи сигнала, чем используя электроны (как в нынешних компьютерах).

Это станет принципиальным прорывом в сфере hardware и позволит создать революционно новое (настоящее) 5 поколение компьютеров. Идея фотонной ЭВМ стала обретать материальную силу после того, как в Массачусетском технологическом институте (США) в 1969 году была предсказана, а в 1976 наблюдалась на опыте оптическая метастабильность. Для приборов, работающих на основе этого явления, требуется полупроводник, прозрачный в одной области спектра и непрозрачный в другой, с резко нелинейной оптической характеристикой (например, антимонид индия). Логические схемы на таких оптических элементах могут работать со скоростью 1000 млрд логических операций в секунду.

В июле 2014 года в Институте Вейцмана (Израиль) создан фотонный маршрутизатор – устройство, основанное на одном-единственном атоме, способном переключаться из одного квантового состояния в другое, и позволяющее направлять единичные кванты света по заданному маршруту. Фотонный маршрутизатор – ключевой элемент, который позволит создать первый фотонный компьютер будущего.

Программная среда

В сфере brainware возможные прорывы связаны с развитием математики – теории автоматов и тесно связанной с ней теории алгоритмов, теории вычислимости и теории вычислительной сложности. Теория автоматов и теория алгоритмов – разделы классической математической логики, в которых внимание сфокусировано на вопросе о том, что можно автоматизировать или вычислить.

К теории алгоритмов примыкает теория вычислимости (теория рекурсивных функций). Теория вычислительной сложности (или теория сложности вычислений) – еще один раздел дискретной математики, тесно связанный с информатикой. Основной вопрос этой теории: «Какое количество ресурсов необходимо для вычислений (если проблема вычислимости решена)?» Для многочисленных приложений особую роль приобретает развитие теории графов.

Искусственный интеллект (IE)

В научно-фантастических фильмах и литературе будущее поколение ЭВМ часто представляется как некий искусственный разум, решающий за людей большинство задач, а в некоторых случаях («Матрица», «Терминатор») подчиняющий человечество. Такие фильмы и печатные произведения заставляют задуматься, нужен ли обществу IE, подогревая интерес впечатляющими видеокадрами и фото.

Компьютеры будущего действительно планируется наделить элементами продвинутого искусственного интеллекта, однако они ничего общего не будут иметь со «страшилками» голливудских блокбастеров. Для решения задач искусственного интеллекта, в частности для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), все шире применяются нетрадиционные разделы математики, такие как теория нечетких множеств и нечеткая логика, а также теория возможностей и теория вероятностей.

Выводы

Современные вычислительные системы и информационные технологии находят и будут находить все более широкое применение в самых разных областях человеческого бытия – в науке и технике, в образовании и культуре, в производстве, на транспорте и в сфере обслуживания. Они формируют стиль жизни современного человека, его культуру, восприятие мира и образ действий. Однако развитие этих технологий несет в себе немало опасностей. Поэтому дальнейшее совершенствование информационно-коммуникационных средств должно идти рука об руку с гуманизацией общества.

fb.ru

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).

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

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

ru.science.wikia.com

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:

1. Увеличение количества элементов на единицу площади.
2. Уменьшение размеров.
3. Увеличение скорости работы.
4. Снижение стоимости.
5. 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

Презентация «Компьютеры 5-го поколения» | Социальная сеть работников образования

Слайд 1

Компьютеры 5-ого поколения.

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

5 поколение компьютеров. Компьютер будущего: описание

Компьютеры 19 июня 2015

Первые электронно-вычислительные машины (ЭВМ), или компьютеры, были созданы в 30-40-х годах XX века. Их появление, собственно говоря, и знаменовало начало современного этапа развития информационных технологий. На данный момент повсеместно используется 5 поколение компьютеров, однако деление вычислительных систем на поколения весьма условно.



Первое поколение ЭВМ

Началом создания электронных вычислительных машин принято считать разработки немецких электронщиков, использовавших для вычислений электромеханические реле. Затем технологический прорыв совершили американцы, заменившие реле электронными вакуумными лампами.

• Первые вычислительные машины на электромеханических реле в 1938-41 годах были созданы в Германии (модели Z1/Z2), затем технологию переняли англичане.
• Первый суперкомпьютер «Марк I», размерами превосходивший половину футбольного поля, был создан усилиями IBM в США (1944 г.).
• Первый универсальный ламповый компьютер ENIAC, сконструированный американским инженером-электронщиком Джоном Эккертом (Eckert) и американским физиком Джоном Моучли (Mauchly), предназначенный в первую очередь для решения задач баллистики, имел почти 20 000 электронных ламп и 1500 реле. Монстр потреблял до 150 кВт энергии.

Второе поколение ЭВМ

Особенностью следующего поколения развития компьютеров является переход с вакуумных ламп на изобретенные в 1948 году транзисторы. Первый транзисторный электронно-вычислительный центр NCR-304 собран в США фирмой NCR в 1954 году, однако широкое распространение подобные компьютеры получили к 1960 году.



Видео по теме

Третье поколение ЭВМ

Базировалось на интегральных схемах (начало 1960-х). Иногда интегральную схему называют микросхемой, или чипом (chip в переводе с английского – «щепка»). C 1965 года был начат выпуск одной из лучших машин третьего поколения IBM/360, семейство этих машин состояло из семи моделей. Кстати, 5 поколение компьютеров принципиально не очень отличается от старичка IBM и является скорее эволюцией ЭВМ, чем революцией.

Четвертое поколение

Возникновение четвертого поколения ЭВМ связано с усовершенствованием интегральных схем. В 1950 году американец К. Ларк-Горовиц (Lark-Horovitz) заострил внимание на возможности нейтронного легирования химического элемента германия. Этот метод в начале 60-х начали применять к кремнию: на его сверхчистых пластинах начали производить методом интегральной технологии так называемые большие интегральные схемы (БИС), затем – сверхбольшие интегральные схемы (СБИС):

• БИС содержит 1000-10 000 элементов в кристалле полупроводника (обычно на поверхности кристалла).
• СБИС содержит свыше 10 000 элементов.

Возникновение БИС и СБИС сделало возможным появление микропроцессоров.



Пятое поколение ЭВМ

По большому счету компьютеры пятого поколения и четвертого имеют столько общих признаков, что многие специалисты объединяют их в одно поколение. Принято считать, что к пятому относятся компактные персональные ЭВМ, предназначенные для работы одного-двух пользователей. Первый ПК «Альтаир 8800» фирмы MITS (Micro Instrumentation and Telemetry Systems) увидел свет в 1975 году. Годом позже свои «персоналки» Apple I (1976) и Apple II (1977) представила Apple Computer. После выхода культового ПК IBM PC в 1981 году персональные компьютеры окончательно покорили мир.

Альтернативная точка зрения

Споры о том, корректно ли признавать 5 поколение компьютеров как нечто революционно новое, ведутся давно. Если разделять поколения ЭВМ по элементной базе, то выясняется, что даже между третьим и четвертым поколениями грань весьма тонкая, но здесь можно говорить хотя бы о появлении микропроцессоров.

Сам термин «компьютеры пятого поколения» в настоящий момент является неопределенным и применяется во многих смыслах. Некоторые специалисты считают точкой отсчета создание двухъядерного ПК в 2005 году.



Смартфон вместо ЭВМ?

Аналитики часто рассуждают, каким будет персональный компьютер будущего – не суперкомпьютер для масштабных задач, а именно ПК. Нынешний этап развития информационно-коммуникационных технологий характеризуется чрезвычайно быстрым и почти одновременным развитием компьютерных сетей (особую роль сыграло возникновение всемирной сети Internet, на основе которой работает Всемирная паутина – World Wide Web) и мобильной связи. Причем современный смартфон вобрал в себя, по сути дела, все функции персонального компьютера.

Как сетевые компьютерные технологии, так и технологии мобильной радиосвязи постоянно совершенствуется, поэтому грядущие перемены в краткосрочной перспективе серьезные аналитики видят в минимализации устройств без потери производительности. Если в настоящее время преобладают настольные (стационарные) ПК, которые постепенно вытесняются ноутбуками, лэптопами, ультрабуками и планшетными компьютерами, то вскоре всех их могут заменить компьютеры нового поколения на базе модернизированных смартфонов.

Особую роль здесь должно сыграть появление гибких дисплеев, которые уже производятся в США и Японии с 2008 года. Кстати, гибкие гаджеты, которые складываются, как книга, либо их дисплеи сворачиваются в трубочку, уже созданы (в статье вы видите их фото).



Компьютеры будущего

Главные надежды в этом направлении связаны с оптическими (фотонными) ЭВМ. Идея оптических (фотонных) вычислений – вычислений, производимых с помощью фотонов, которые сгенерированы лазерами или диодами, – имеет достаточно давнюю историю. Преимущества очевидны: используя фотоны (движущиеся со скоростью света), возможно достигнуть несравнимо более высоких скоростей передачи сигнала, чем используя электроны (как в нынешних компьютерах).

Это станет принципиальным прорывом в сфере hardware и позволит создать революционно новое (настоящее) 5 поколение компьютеров. Идея фотонной ЭВМ стала обретать материальную силу после того, как в Массачусетском технологическом институте (США) в 1969 году была предсказана, а в 1976 наблюдалась на опыте оптическая метастабильность. Для приборов, работающих на основе этого явления, требуется полупроводник, прозрачный в одной области спектра и непрозрачный в другой, с резко нелинейной оптической характеристикой (например, антимонид индия). Логические схемы на таких оптических элементах могут работать со скоростью 1000 млрд логических операций в секунду.

В июле 2014 года в Институте Вейцмана (Израиль) создан фотонный маршрутизатор – устройство, основанное на одном-единственном атоме, способном переключаться из одного квантового состояния в другое, и позволяющее направлять единичные кванты света по заданному маршруту. Фотонный маршрутизатор – ключевой элемент, который позволит создать первый фотонный компьютер будущего.

Программная среда

В сфере brainware возможные прорывы связаны с развитием математики – теории автоматов и тесно связанной с ней теории алгоритмов, теории вычислимости и теории вычислительной сложности. Теория автоматов и теория алгоритмов – разделы классической математической логики, в которых внимание сфокусировано на вопросе о том, что можно автоматизировать или вычислить.

К теории алгоритмов примыкает теория вычислимости (теория рекурсивных функций). Теория вычислительной сложности (или теория сложности вычислений) – еще один раздел дискретной математики, тесно связанный с информатикой. Основной вопрос этой теории: «Какое количество ресурсов необходимо для вычислений (если проблема вычислимости решена)?» Для многочисленных приложений особую роль приобретает развитие теории графов.



Искусственный интеллект (IE)

В научно-фантастических фильмах и литературе будущее поколение ЭВМ часто представляется как некий искусственный разум, решающий за людей большинство задач, а в некоторых случаях («Матрица», «Терминатор») подчиняющий человечество. Такие фильмы и печатные произведения заставляют задуматься, нужен ли обществу IE, подогревая интерес впечатляющими видеокадрами и фото.

Компьютеры будущего действительно планируется наделить элементами продвинутого искусственного интеллекта, однако они ничего общего не будут иметь со «страшилками» голливудских блокбастеров. Для решения задач искусственного интеллекта, в частности для создания интеллектуальных систем поддержки принятия решений (ИСППР), все шире применяются нетрадиционные разделы математики, такие как теория нечетких множеств и нечеткая логика, а также теория возможностей и теория вероятностей.

Выводы

Современные вычислительные системы и информационные технологии находят и будут находить все более широкое применение в самых разных областях человеческого бытия – в науке и технике, в образовании и культуре, в производстве, на транспорте и в сфере обслуживания. Они формируют стиль жизни современного человека, его культуру, восприятие мира и образ действий. Однако развитие этих технологий несет в себе немало опасностей. Поэтому дальнейшее совершенствование информационно-коммуникационных средств должно идти рука об руку с гуманизацией общества.

Источник: fb.ru Компьютеры
Как изменить формат видео на компьютере — подробное описание

Большинство пользователей современной техники рано или поздно задумываются над вопросом «как изменить формат видео на компьютере». Многим требуется поменять формат для просмотра кино на новеньком айфоне, к…

Компьютеры
Как скачивать музыку на «Айфон-6» с компьютера? Пошаговое описание, способы и отзывы

Многие люди задумываются, как скачивать музыку на «Айфон-6». Данное устройство завоевало сердца потребителей. «Яблочные» телефоны считаются одними из лучших устройств. Такие смартфоны отличаются своим качеством и возм…

Компьютеры
Игры для слабых компьютеров: обзор, описание, выбор

Многие геймеры считают, что для получения удовольствия от компьютерных игр необходимо иметь самый новый и продвинутый ПК, который стоит огромные деньги. Однако в действительности это не так. Да, каждый месяц выходят н…

Компьютеры
Как создать мангу на компьютере: подробное описание процесса создания и советы

Манга (японские комиксы) весьма популярна среди молодежи не только в Японии, но и в других странах мира. Многие фанаты данного творчества даже создают свои комиксы, рисуя их на бумаге или компьютере. Если вы один из н…

Компьютеры
Программа для удаления мусора с компьютера: обзор, описание, отзывы

Так называемые мусорные файлы неизбежно накапливаются на вашем компьютере. Мало того что они попусту занимают место на жестком диске, так еще и существенно замедляют работу операционной системы.Конечно же, вы м…

Автомобили
«Хонда-Цивик» 5 поколения: описание, технические характеристики, фото и отзывы владельцев

«Хонда-Цивик» — это переднеприводный компактный легковой автомобиль с поперечным расположением силового агрегата. Впервые модель была представлена в 1972 году. «Хонда-Цивик» 5 поколения серийно…

Компьютеры
Программы для лечения компьютера: обзор, описание, плюсы и минусы Автомобили
Газовое оборудование на автомобиль (5 поколение): устройство, принцип работы, установка, цены

В настоящее время большой популярностью пользуется установка ГБО на автомобиль. Это связано в первую очередь с экономией финансовых средств на приобретение топлива для транспорта. Данное оборудование представляет собо…

Автомобили
«Крайслер Гранд Вояджер» 5 поколения — что нового?

Американский автомобиль «Крайслер Гранд Вояджер» действительно можно назвать легендарным. Почти за 30 лет своего существования эта модель ни разу не была снята с производства. Она уверенно заняла нишу наде…

Автомобили
Дизайн и технические характеристики «Чери-Тиго» 5 поколения (2014 модельный ряд)

Дебюта пятого поколения легендарных внедорожников «Чери-Тиго» ждали многие автолюбители, и вот, наконец, в октябре текущего года компания объявила о скором старте продаж новинки в России. Таким образом, че…

monateka.com

Компьютер — пятое поколение — Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Компьютер — пятое поколение

Cтраница 1

Компьютеры пятого поколения, подобно Лисп-машинам, поддерживают работу по разработке программ искусственного интеллекта и его приложений как в части аппаратуры, так и программного обеспечения. В качестве языка программирования японцы используют не Лисп, а расширенные логические языки на основе Пролога.  [1]

Идея компьютеров пятого поколения впервые возникла в Японии в 1979 г. и была воспринята всеми как фантастика — уж очень смелыми были предложения и предположения о компьютерах ближайшего будущего. Но эти сомнения были рассеяны, когда был опубликован Японский национальный проект создания машин пятого поколения. В соответствии с этим проектом к 1990 г. должны быть созданы первые образцы таких машин, а к началу второго тысячелетия компьютеры должны войти в каждый дом, как телевизор, магнитофон или стиральная машина, должны стать такими же простыми в обращении и столь же доступными по стоимости.  [2]

Понятно, что компьютеры пятого поколения должны работать по-новому, на новых принципах обработки информации.  [3]

Сейчас ведется освоение компьютеров пятого поколения, использующих большие интегральные схемы, на одном монокристалле которых содержатся десятки тысяч элементов. Современные компьютеры обеспечивают одновременную работу ЭВМ по нескольким программам. Наиболее перспективным видом ЭВМ являются микрокомпьютерные системы. Развитие математического обеспечения компьютеров связано с созданием эффективных систем программирования, основанных на универсальных алгоритмических языках и операционных системах, эффективно организующих вычислительный процесс. Совершенствование компьютеров сопровождается расширением сферы их применения. Трудно найти отрасль народного хозяйства или область знаний, развитие которых могло бы обойтись без широкого применения компьютеров. Успехи физики, медицины, космонавтики, биологии, геологии, не говоря уже о технике, немыслимы без компьютеров. Главным направлением использования компьютеров является решение математических, технических и логических задач, моделирование сложных систем, обработка данных измерений и экономико-статистических данных, поиск информации.  [4]

Можно сказать, что ожидание компьютеров пятого поколения, о которых говорили в начале 80 — х годов, сменилось в 90 — х годах эволюционным продвижением к массовому использованию персональных компьютеров и серверов в распределенных ИС, основанных на знаниях.  [5]

А теперь рассмотрим подробнее основные черты компьютеров пятого поколения. Начнем с того, что ответим на вопрос: почему именно пятое поколение. И какими были предыдущие.  [6]

Все это и многое другое и вызвало необходимость создания компьютеров пятого поколения.  [7]

И именно прогресс микроэлектронной технологии открыл реальный путь к созданию компьютеров пятого поколения. В этом поколении элементной базой являются микропроцессоры.  [8]

К ней относятся, например, реакторы на быстрых нейтронах, компьютеры пятого поколения, новейшие типы роботов и др. Новейшая техника требует больших капитальных вложений на освоение, передачу в массовое производство, продвижение в сферы применения, но может дать в дальнейшем весьма значительный эффект. Новая техника требует меньших капитальных вложений на внедрение и усовершенствование, дает ограниченный по размерам, но получаемый в короткие сроки и быстро реализуемый эффект. Различается абсолютная ( общая) и сравнитель — ная эффективность новой техники. Абсолютная — измеряется отношением получаемого от новой техники эффекта ( в виде роста выпуска продукции и снижения ее себестоимости или увеличения прибыли) к затратам на ее создание и внедрение.  [9]

В начале 80 — х годов японцы начали работу над проектом компьютеров пятого поколения с целью создания до конца десятилетия принципиально новых компьютерных систем, включающих и использующих концепции искусственного интеллекта. В заявлении, опубликованном в 1980 г. Японским центром обработки информации, об отличии их от современных компьютеров сказано, что требуются компьютеры, наделенные здравым смыслом. Идеально такая система могла бы извлекать из своей базы знаний необходимую информацию при формировании выводов относительно предметов, о которых ей не дана какая-либо прямая инструкция.  [10]

Пролог был принят в качестве основного языка при реализации японского проекта компьютера пятого поколения. Если большинство языков программирования можно отнести к императивным, то Лисп считается функциональным, а Пролог — описательным языком.  [11]

Закономерность является одной из форм знания, и поэтому так важно компьютерам пятого поколения уметь выявлять закономерности, чтобы пополнять свои знания. О том, как представляются знания в компьютере, мы расскажем в следующей главе.  [12]

В 80 — х годах в СССР были начаты работы по созданию компьютеров пятого поколения, основанных на Прологе и Лиспе.  [13]

В заключение отметим, что здесь описаны некоторые технические средства, типичные для компьютеров пятого поколения. Именно с их помощью будут решаться задачи. Сами же задачи компьютеру будут ставиться словесно, так как общение с компьютерами пятого поколения будет происходить на естественном языке. Очевидно, что и методы решения таких задач должны быть новыми. Для компьютеров пятого поколения такими методами являются методы искусственного интеллекта.  [14]

Эти последние задачи, как это ни покажется странным, станут одними из основных для компьютеров пятого поколения.  [15]

Страницы:      1    2    3    4

www.ngpedia.ru