Эвм пятого поколения реферат

Эвм пятого поколения реферат

На тему: Пятое поколение ЭВМ

Выполнил студент группы ТМ-11 :

Пятое поколение ЭВМ

ЭВМ пятого поколения — это ЭВМ будущего. В 1982 г в Японии была принята программа разработки, пятого поколения ЭВМ. Предполагалось, что к 1991 г. будут созданы ориентированные на решение задач принципиально новые компьютеры, искусственного интеллекта. С помощью языка новшеств и пролог в устройстве компьютеров планировалось вплотную подойти к решению одной из основных задач этой ветви компьютерной науки — задачи обработки и хранения знаний. Коротко говоря, для компьютеров пятого поколения, не пришлось бы писать программ, а всего лишь достаточно было бы объяснить на "почти естественном" языке, что от них требуется.

Предполагается, что их элементной базой будут служить не СБИС, а созданные на их базе устройства с элементами искусственного интеллекта. Для увеличения быстродействия и памяти будут использоваться достижения биопроцессоры и оптоэлектроники.

Для ЭВМ пятого поколения ставятся совершенно другие задачи, нежели при разработке всех прежних ЭВМ. Если перед разработчиками ЭВМ с первого по четвертое поколение стояли такие задачи, как достижение большой ёмкости памяти, увеличение производительности в области числовых расчётов, то основной задачей разработчиков ЭВМ пятого поколения является создание искусственного интеллекта машины, то есть, возможность делать логические выводы из представленных фактов, развитие "интеллектуализации" компьютеров, устранения барьера между компьютером и человеком .

Накопленный опыт и проведенные в ходе проекта исследования по методам параллельного логического вывода и представления знаний сильно помогли прогрессу в области систем искусственного интеллекта в целом.

Уже сейчас компьютеры способны воспринимать информацию с печатного или рукописного текста, с человеческого голоса, с бланков, осуществлять перевод с одного языка на другой, узнавать пользователя по голосу. Это дает возможность общаться с компьютерами всем пользователям, даже тем, кто не имеет специальных знаний в этой области.

Многие успехи, которых достиг искусственный интеллект, используют в деловом мире и промышленности. Нейронные сети и экспертные системы эффективно используются для задач классификации (категоризация текста, фильтрация СПАМа, и т.д.). Добросовестно служат человеку генетические алгоритмы, используются, например, для оптимизации портфелей в инвестиционной деятельности, промышленность, робототехника, также многоагентные системы. Не дремлют и другие направления искусственного интеллекта, например, решение задач в интернете и распределенное представление знаний.

Зарождается в недрах четвертого поколения и в значительной мере определяется результатами работы японского Комитета научных исследований в области ЭВМ, опубликованными в 1981г. Согласно этому проекту ЭВМ и вычислительные системы пятого поколения кроме надежности и высокой производительности при более низкой стоимости, вполне обеспечиваемые СБИС и др. новейшими технологиями, должны удовлетворять следующим качественно новым функциональным требованиям:

• обеспечить диалоговой обработки информации с использованием естественных языков; возможности обучаемости, логических выводов и ассоциативных построений; простоту применения ЭВМ путем реализации систем ввода или вывода информации голосом;

• упростить процесс создания программных средств путем автоматизации синтеза программ по спецификациям исходных требований на естественных языках

• улучшить эксплуатационные качества и основные характеристики вычислительной техники для удовлетворения различных социальных задач, улучшить соотношения результатов и затрат, легкости, компактности, быстродействия ЭВМ; обеспечить их разнообразие, надежность в эксплуатации и высокую адаптируемость к приложениям.

Учитывая сложность осуществления установленных перед пятым поколением задач, совершенно вероятно разбиение его на более обозримые и лучше ощущаемые этапы, первый из которых во многом реализован в рамках настоящего четвертого поколения.

Потребность в более быстрых, универсальных и дешевых процессорах вынуждает производителей постоянно наращивать число транзисторов в них. И произойдет это где-то между 2010 и 2020 годами. По мере приближения к физическому пределу архитектура компьютеров становится все более изощренной, возрастает стоимость проектирования, тестирования и изготовления чипов. Таким образом, этап эволюционного развития рано или поздно сменится революционными изменениями.

В результате гонки наращивания производительности возникает множество проблем. Концентрация энергии в нынешних микропроцессорах безмерно значительна. Нынешние стратегии рассеяния образующегося тепла, такие как избирательная активация или снижение питающего напряжения только нужных частей в микроцепях малоэффективны, если не применять активного охлаждения.

Читайте также:  Подвиги народа в великой отечественной войне

Изолирующие слои стали тоньше с уменьшением размеров транзисторов , а это значит, что их надежность снизилась, из за того, что электроны могут проникать через тонкие изоляторы.

На сегодняшний день основное условие повышения производительности процессоров — методы параллелизма. Как известно, микропроцессор обрабатывает последовательность инструкций,которые составляют ту или иную программу. Если организовать параллельное (то есть одновременное) выполнение инструкций, общая производительность существенно вырастет. Решается проблема параллелизма методами конвейеризации вычислений, применением предсказанием ветвлений и суперскалярной архитектуры.

Многоядерная архитектура подразумевает интегрирование нескольких простых микропроцессорных ядер на одном чипе. Каждое ядро выполняет свой поток инструкций. Каждое микропроцессорное ядро значительно проще, чем ядро многопотокового процессора, что упрощает тестирование и проектирование чипа. Но между тем усугубляется проблема доступа к памяти, становится необходима замена компиляторов.

Многопотоковый процессор. Данные процессоры по архитектуре напоминают трассирующие: весь чип делится на процессорные элементы, напоминающие суперскалярный микропроцессор. В отличие от трассирующего процессора, здесь каждый элемент обрабатывает инструкции разнообразных потоков в течение одного такта, чем достигается параллелизм на уровне потоков. Конечно, каждый поток имеет свой набор регистров и программный счетчик.

"Плиточная" архитектура. Сторонники считают, что ПО должно компилироваться прямо в "железе", так как это даст максимальный параллелизм.

Процессор в данном случае состоит из множества "плиток" (tiles), каждая из которых имеет собственное ОЗУ и связана с другими "плитками" в своеобразную решетку, узлы которой можно включать и отключать.

При многоэтажной архитектуре речь идет не о логической, а о физической структуре. Идея состоит в том, что чипы должны содержать вертикальные "штабеля" микроцепей, изготовленных по технологии тонкопленочных транзисторов, заимствованной из производства TFT-дисплеев. Идея "трехмерных" чипов уже реализована в виде работающих образцов восьмиэтажных микросхем памяти. Совершенно вероятно, что она позволима и для микропроцессоров, и в недалеком будущем, все микрочипы будут наращиваться, не только горизонтально, но и вертикально.

Пятое поколение создано на основе сверхбольших интегральных схем (СБИС), которые отличаются колоссальной плотностью размещения логических элементов на кристалле.

Предполагается, что в будущем широко распространится ввод информации в ЭВМ с голоса, общения с машиной на естественном языке, машинное осязание, машинное зрение, робототехнических устройств и создание интеллектуальных роботов.

В нашем веке современному человеку трудно представить свою жизнь без компьютера и других электронно-вычислительных машин (ЭВМ). Если раньше люди использовали компьютеры для упрощения своей жизни, то на сегодняшний день потребности в нем самые разные.

Персональный компьютер во многом изменил свое отношение человечества к вычислительным ресурсам. С каждой новой моделью ПК, человек все больше и больше перекладывает повседневные функции на плечи машин, начиная от простых математических вычислений и заканчивая созданием отчета или сложным проектированием. Во второй половине ХХ века компьютеры могли позволить себе только крупные компании, не только из-за своей дороговизны, но и из-за внушительных размеров. Именно поэтому компании, изготовлявшие компьютерную технику, всегда стремились к удешевлению и минимализму своей продукции. В результате развития микроминиатюризации и микросхем ЭВМ может размещаться на обычном письменном столе. На сегодняшний день компьютер может позволить себе любой человек. Размеры компьютеров стали настолько малыми, что его можно даже поместить в карман.

Каждое следующее поколение ЭВМ, по сравнению с предыдущими, имеет существенно лучшие характеристики. Так, емкость и производительность ЭВМ всех запоминающих устройств увеличивается, как правило, больше чем на порядок.

ФГОУ ВПО ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ АГРАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

Кафедра информатики и информационного обеспечения

Реферат на тему:

Выполнил: студент 11 группы

специальности « Электрификация и автоматизация с/х»

Проверил: преподаватель Чернышова С.В.

1. Поколение ЭВМ

2. Классификация современных компьютеров по функциональным возможностям

3. Основные виды ЭВМ

История компьютера тесным образом связана с попытками облегчить и автоматизировать большие объемы вычислений. Даже простые арифметические операции с большими числами затруднительны для человеческого мозга. Поэтому уже в древности появилось простейшее счетное устройство — абак. В семнадцатом веке была изобретена логарифмическая линейка, облегчающая сложные математические расчеты. В 1642 году Блез Паскаль сконструировал восьмиразрядный суммирующий механизм. Два столетия спустя в 1820 году француз Шарль де Кольмар создал арифмометр, способный производить умножение и деление. Этот прибор прочно занял свое место на бухгалтерских столах.
Все основные идеи, которые лежат в основе работы компьютеров, были изложены еще в 1833 году английским математиком Чарльзом Бэббиджем. Он разработал проект машины для выполнения научных и технических расчетов, где предугадал основные устройства современного компьютера, а также его задачи. Управление такой машиной должно было осуществляться программным путем. Для ввода и вывода данных Бэббидж предлагал использовать перфокарты — листы из плотной бумаги с информацией, наносимой с помощью отверстий. В то время перфокарты уже использовались в текстильной промышленности. Отверстия в них пробивались с помощью специальных устройств — перфораторов. Идеи Бэббиджа стали реально воплощаться в жизнь в конце 19 века.
В 1888 году американский инженер Герман Холлерит сконструировал первую электромеханическую счетную машину. Эта машина, названная табулятором, могла считывать и сортировать статистические записи, закодированные на перфокартах. В 1890 году изобретение Холлерита было впервые использовано в 11-й американской переписи населения. Работа, которую пятьсот сотрудников выполняли в течение семи лет, Холлерит сделал с 43 помощниками на 43 табуляторах за один месяц.
В 1896 году Герман Холлерит основал фирму Computing Tabulating Recording Company, которая стала основой для будущей Интернэшнл Бизнес Мэшинс (International Business Machines Corporation, IBM) — компании, внесшей гигантский вклад в развитие мировой компьютерной техники.
Дальнейшие развития науки и техники позволили в 1940-х годах построить первые вычислительные машины. Создателем первого действующего компьютера Z1 с программным управлением считают немецкого инженера Конрада Цузе.
В феврале 1944 года на одном из предприятий Ай-Би-Эм (IBM) в сотрудничестве с учеными Гарвардского университета по заказу ВМС США была создана машина "Mark 1". Это был монстр весом около 35 тонн. В "Mark 1" использовались механические элементы для представления чисел и электромеханические — для управления работой машины. Числа хранились в регистрах, состоящих из десятизубных счетных колес. Каждый регистр содержал 24 колеса, причем 23 из них использовались для представления числа (т.е. "Mark 1" мог "перемалывать" числа длинной до 23 разрядов), а одно — для представления его знака. Регистр имел механизм передачи десятков и поэтому использовался не только для хранения чисел; находящееся в одном регистре, число могло быть передано в другой регистр и добавлено к находящемуся там числу(или вычтено из него). Всего в "Mark 1" было 72 регистра и, кроме того, дополнительная память из 60 регистров, образованных механическими переключателями. В эту дополнительную память вручную вводились константы — числа, которые не изменялись в процессе вычислений.
Умножение и деление производилось в отдельном устройстве. Кроме того, машина имела встроенные блоки, для вычисления sin x, 10 x и log x.
Скорость выполнения арифметических операций в среднем составляла: сложение и вычитание — 0,3 секунды, умножение — 5,7 секунды, деление — 15,3 секунды. Таким образом "Mark 1" был "эквивалентен" примерно 20 операторам, работающим с ручными счетными машинами.
Наконец, в 1946 в США была создана первая электронная вычислительная машина (ЭВМ) — ENIAC (Electronic Numerical integrator and Computer — Электронный числовой интегратор и компьютер). Разработчики: Джон Мочи (John Маuchу) и Дж. Преспер Эккерт (J. Prosper Eckert).
Он был произведен на свет в Школе электрической техники Moore (при университете в Пенсильвании).
Время сложения — 200 мкс, умножения — 2800 мкс и деления — 24000 мкс.
Компьютер содержал 17468 вакуумных ламп шестнадцати типов, 7200 кристаллических диодов и 4100 магнитных элементов.
Общая стоимость базовой машины — 750000 долларов. Стоимость включала дополнительное оборудование, магнитные модули памяти (по цене 29706,5 доллара) и аренду у IBM (по 82,5 доллара в месяц) устройства считывания перфокарт ( 125 карт в минуту). Она также включала и арендную плату (по 77 долларов в месяц) за IBM-перфоратор (100 карт в минуту).
Потребляемая мощность ENIAC — 174 кВт. Занимаемое пространство — около 300 кв. м.
В Советском Союзе первая электронная цифровая вычислительная машина была разработана в 1950 году под руководством академика С. А. Лебедева в Академии наук Украинской ССР. Она называлась «МЭСМ» (малая электронная счётная машина).
Основоположниками компьютерной науки по праву считаются Клод Шеннон — создатель теории информации, Алан Тьюринг — математик, разработавший теорию программ и алгоритмов, и Джон фон Нейман — автор конструкции вычислительных устройств, которая до сих пор лежит в основе большинства компьютеров. В те же годы возникла еще одна новая наука, связанная с информатикой, — кибернетика, наука об управлении как одном из основных информационных процессов. Основателем кибернетики является американский математик Норберт Винер. Одно время слово "кибернетика" использовалось для обозначения вообще всей компьютерной науки, а в особенности тех ее направлений, которые в 60-е годы считались самыми перспективными: искусственного интеллекта и робототехники. Вот почему в научно-фантастических произведениях роботов нередко называют "киберами". А в 90-е годы это слово опять всплыло для обозначения новых понятий, связанных с глобальными компьютерными сетями — появились такие неологизмы, как "киберпространство", "кибермагазины" и даже "киберсекс".

Читайте также:  Как переводится фридом с английского на русский

Первое поколение ЭВМ

Основные технические характеристики ЭВМ "УРАЛ-1"
Структура команд одноадресная.
Система счисления двоичная.
Способ представления чисел — с фиксированной запятой и с плавающей запятой по стандартным программам.
Разрядность-35 двоичных разрядов (10,5 десятичных) и один разряд для знака числа.
Диапазон представляемых чисел: от 1 до 10-10.5.
Время выполнения отдельных операций:
а) деления — 20 мксек;
б) нормализации — 20 мсек;
в) остальных операций-10 мсек.
Количество команд-29.
Характеристики ЗУ:
емкость ОЗУ на магнитном барабане — 1024 тридцатишестиразрядных числа или команды;
емкость НМЛ — до 40 000 тридцатишестиразрядных чисел или 8000 команд.
Устройство ввода — на перфорированной киноленте шириной 35 мм.
Вывод — печатающее устройство. Скорость печати — 100±10 чисел в минуту.
Машина построена на одноламповых типовых ячейках.
Питание машины от сети трехфазного переменного тока напряжением 220В ±10%, частотой 50Гц.
Потребляемая мощность 7,5 кВт.
Занимаемая площадь 50 кв. м.

Переход к компьютерам пятого поколения предполагал переход к новым архитектурам, ориентированным на создание искусственного интеллекта.

Считалось, что архитектура компьютеров пятого поколения будет содержать два основных блока. Один из них — собственно компьютер, в котором связь с пользователем осуществляет блок, называемый «интеллектуальным интерфейсом». Задача интерфейса — понять текст, написанный на естественном языке или речь, и изложенное таким образом условие задачи перевести в работающую программу.

Основные требования к компьютерам Создание развитого человеко-машинного интерфейса (распознавание речи, образов); Развитие логического программирования для создания баз знаний и систем искусственного интеллекта; Создание новых технологий в производстве вычислительной техники; Создание новых архитектур компьютеров и вычислительных комплексов.

Новые технические возможности вычислительной техники должны были расширить круг решаемых задач и позволить перейти к задачам создания искусственного интеллекта. В качестве одной из необходимых для создания искусственного интеллекта составляющих являются базы знаний (базы данных) по различным направлениям науки и техники. Для создания и использования баз данных требуется высокое быстродействие вычислительной системы и большой объем памяти. Универсальные компьютеры способны производить высокоскоростные вычисления, но не пригодны для выполнения с высокой скоростью операций сравнения и сортировки больших объемов записей, хранящихся обычно на магнитных дисках. Для создания программ, обеспечивающих заполнение, обновление баз данных и работу с ними, были созданы специальные объектно ориентированные и логические языки программирования, обеспечивающие наибольшие возможности по сравнению с обычными процедурными языками. Структура этих языков требует перехода от традиционной фон-неймановской архитектуры компьютера к архитектурам, учитывающим требования задач создания искусственного интеллекта.

Читайте также:  Spin tires как вернуться в гараж

Пример: IBM eServer z990

Изготовлен в 2003 г.

Физические параметры: вес 2000 кг., потребляемая мощность 21 КВт., площадь 2,5 кв. м., высота 1,94 м., емкость ОЗУ 256 ГБайт, производительность — 9 млрд. инструкций/сек.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector