вычислительные системы в информатике. вычислительные системы (копия). В россии в xvixvii веках появилось намного более передовое изобретение
 Скачать 0.79 Mb.
|
Перспективы развития вычислительных средств.Основное направление развития вычислительных средств состоит в разработке сбалансированной по своей архитектуре системы компьютеров, обладающей огромным вычислительным потенциалом. Для рационального использования этого потенциала необходимы принципиально новые методы программирования и новые способы общения человека с ЭВМ. Исходя из существенного расширения сфер применения ЭВМ (речь идет о компьютеризации и информатизации общества) к современным ЭВМ предъявляется ряд функциональных требований 1. Существенное повышение интеллектуального уровня ЭВМ и простота их применения. Для этой цели необходимо: обеспечить ввод-вывод информации в форме речи, графических данных, изображений, документов и других средств обычного общения между людьми; реализовать возможности диалоговой обработки информации с использованием естественного языка, чтобы пользователь-непрофессионал мог взаимодействовать с ЭВМ и иметь непосредственный доступ к необходимой ему информации; «оснастить» ЭВМ специализированными знаниями (базами знаний) для применения в практических целях; наделить ЭВМ способностями к обучению, к построению ассоциаций и получению выводов. 2. Упрощение процессов создания программных средств. Для этого необходимо: повысить степень автоматизации этих процессов (в идеале программа для ЭВМ синтезируется непосредственно на основе спецификации требований, задаваемых на естественном языке); реализовать средства верификации (верификация — свидетельство, удостоверение в подлинности) в языках программирования (поскольку они выступают в роли непосредственного интерфейса между человеком и машиной в процессе формирования программ) и внести соответствующие преобразования в архитектуре ЭВМ; совершенствовать вспомогательные средства программирования (а не только языки), обеспечивая эффективное взаимодействие пользователей и ЭВМ; обеспечить использование уже накопленных программных фондов. 3. Совершенствование общих и эксплуатационных характеристик ЭВМ: улучшение соотношения затрат и результатов; создание легких и портативных ЭВМ; создание скоростных и мощных ЭВМ, соответствующих новым областям применения (требования к основным характеристикам ЭВМ — скорости обработки и объему памяти — будут расти и дальше); обеспечение гибкости и приспособляемости к конкретным условиям применения; обеспечение высокой надежности, в частности за счет автоматического обнаружения и устранения последствий сбоев; развитие функции защиты секретности, а также совершенствование средств защиты от несанкционированного использования ЭВМ. Реализация этих требований приведет к созданию таких ЭВМ, которые, по существу, являются системами обработки информации, заключенной в накопленных знаниях, т. е. системами обработки знаний, а не данных, как это имеет место в ЭВМ первых четырех поколений. По своим возможностям ЭВМ приблизятся к интеллекту человека, хотя это еще не машины, способные к интуитивному мышлению, характерному для человека. Машины пятого поколения в отличие от существующих ЭВМ будут выполнять такие обобщенные функции, как понимание описания решаемой проблемы, синтез процедур обработки, оптимизация распределения функций между аппаратными и программными средствами ЭВМ, формирование ответа, базирующегося на полученных средствами машины результатах, функции интеллектуального общения с человеком. С точки зрения пользователей самое важное в машинах пятого поколения состоит в том, что человеко-машинный интерфейс окажется существенно приближенным к формам общения между людьми. Общение между человеком и существующими ЭВМ реализуется посредством процедурных языков программирования. Для решения задачи человек должен сначала сформулировать ее. разработать модель и составить программу. В ЭВМ пятого поколения описание и моделирование будут осуществляться на уровне интерфейса, т. е. машина сможет понимать описание задачи, выражать его в форме модели и синтезировать программу, базирующуюся на ней. Следовательно, человек сможет взаимодействовать с машиной, используя речь, естественный язык, изображения или образы. Для пользователей важно, чтобы в ЭВМ пятого поколения были реализованы следующие принципы. Простота пользования функциональными возможностями, отсутствие требований профессиональной подготовки пользователей. Для этого ЭВМ должны оснащаться средствами: ввода-вывода текстов, речи, графики, изображений; диалоговой обработки на основе обыденной речи и графических изображений; хранения знаний общего характера; использование специальных знаний для каждой предметной области. Способность моделирования «человеческих» функциональных возможностей, особенно таких, как построение доказательств и принятие решений. Для этого в ЭВМ должны быть заложены возможности: автоматического выбора данных из ЗУ большого объема, необходимых для удовлетворения запроса; на базе выбранных данных формирования заключения по заранее не известной проблеме; самообучения и запоминания принимаемых решений и заключений для последующего использования применительно к новым проблемам. В идеале машина должна представлять человеку данные, необходимые для неформального принятия решений, а логическое доказательство — это функция компьютера. Гибкость конфигурации ЭВМ пятого поколения, обеспечивающая приспосабливаемость ее к различным условиям выполнения широкого диапазона работ. Для этого в машине должны быть реализованы следующие возможности: настройки на оптимальное функционирование с учетом заданных требований, обусловленных условиями применения ЭВМ в данной области; управления крупномасштабными вычислительными процессами и большими массивами данных; настройки ЭВМ, обеспечивающей соответствие ее характеристик возрастающему объему работ. Наличие функций, облегчающих программирование. Для этого в ЭВМ должны быть средства анализа и обработки общеупотребительных понятий без детальных инструкций, средства формирования и модификации программ. Кроме того, необходима реализация функциональных возможностей по обеспечению независимости программ от изменения типа компьютера и расширения номенклатуры оборудования. Эффективность и надежность функционирования. Для этого необходимо, чтобы ЭВМ обладала такими свойствами, как компактность, высокая надежность технических и программных средств, наличие развитой системы распределенной обработки и возможность широкого использования ее функциональных возможностей. Компонентами технической и теоретической базы перспективных ЭВМ являются: техника СБИС. На основе СБИС стало возможным создание аналогов современных мощных процессоров. Основная роль отводится созданию устройств, объединяющих функции хранения и обработки информации, например, таких, как ассоциативные ЗУ; техника новых высокоскоростных элементов. Речь идет о широком внедрении в производство таких элементов, как галлий , арсенидовые, оптоэлектронные элементы или элементы, использующие эффект Джозефсона, которые обладают большим быстродействием, чем кремниевые. Необходимо создать и внедрить эффективную технологию СБИС, которая базируется на использовании этих элементов; параллельное развитие СВТ и техники связи. Это очень важно для развития технологии распределенной обработки информации, развития локальных сетей и обеспечения их связи с сетями более высокого уровня; развитие техники параллельной обработки информации. Здесь главное — совершенствование средств управления параллельной обработкой информации. Перспективными являются средства управления, базирующиеся на концепциях потока данных; развитие средств и методов разработки программного обеспечения. Одна из целей, преследуемая созданием ЭВМ пятого поколения,— разработка высокоинтеллектуальной системы, поддерживающей генерацию программ; работы в области искусственного интеллекта и техники распознавания образов (графики, изображений, речи и т. д.). Активизация работ по созданию ЭВМ пятого поколения неразрывно связана с деятельностью специалистов в области искусственного интеллекта, которые на протяжении последних 35 лет ведут исследования по созданию систем, способных «мыслить и обучаться». Под системой искусственного интеллекта (СИИ) понимается совокупность технических и программных средств, предназначенных для решения неформализованных или слабо формализованных задач, т. е. задач, связанных с нестандартными ситуациями, когда алгоритм или метод решения заранее неизвестен. Для СИИ характерным является переход от обработки данных к обработке знаний. Они аккумулируют новейшие достижения в области вычислительной техники. Основные направления развития СИИ: машинный перевод, обработка и понимание естественного языка и текста, машинное зрение и распознавание образов, создание баз знаний, создание экспертных систем (на основе информации, содержащейся в базе знаний, экспертная система осуществляет неформализованный анализ ситуации и выдает конкретные решения, т. е. выступает в роли эксперта). В составе ЭВМ пятого поколения будут создаваться машины для различных областей применения: ЭВМ вычислительного ресурса, ЭВМ информационного ресурса. ЭВМ рабочего места. С появлением машин пятого поколения различных классов, отличающихся по своим основным характеристикам в достаточно большом диапазоне, станут реальными требованиями, которые предъявляются к ЭВМ XXI века. ЭВМ пятого поколения окажут заметное влияние на общество. Они будут способствовать устранению социальных диспропорций, обусловленных дифференциацией отраслей на низко - и высокопроизводительные, повышению производительности труда во всех сферах человеческой деятельности, сыграют важную роль как средство расширения интеллектуальных возможностей людей. С ЭВМ пятого поколения связаны надежды на большой прогресс в области отношений индивидуума и информации. Эти надежды основаны на том, что каждый человек, не будучи профессионалом и пользуясь естественным языком, сможет обращаться с запросом к машине, которая, распознавая его смысл, будет выдавать ответ, адекватный запросу.
|