АссистентНовый вопросИсторияОбласти знаний
Партнёрские проектыСпецпроектыСтать автором
Сменить язык
О РУВИКИ

Компьютеры пятого поколения

Компьютеры пятого поколения (англ. Fifth Generation Computer Systems, FGCS) — проект, реализованный в Японии с 1981 года, целью которого было создание нового класса компьютеров, применяющих методы и технологии искусственного интеллекта как на уровне аппаратного обеспечения, так и программного обеспечения[1], с использованием языка Пролог (англ. Prolog)[2][3][4] на уровне машинного языка. Предполагалось, что такие машины смогут решать сложные задачи, например, выполнять машинный перевод с одного естественного языка на другой (например, с японского на английский). Эффективность подобных компьютеров оценивалась количеством логических выводов в секунду (LIPS, Logical Inferences Per Second). В рамках проекта использовались различные архитектуры с их интеграцией сверхбольшой степени (VLSI, англ. Very Large Scale Integration).

Проект продолжался одиннадцать лет, но не дал ожидаемых результатов: современные компьютеры продолжили развиваться по традиционным направлениям, поскольку в ряде задач невозможно или нецелесообразно применять параллелизм. Для эффективного параллелизма необходимо разделять программу на независимые части, что зачастую требует полного пересмотра существующего исходного кода и значительных трудозатрат, которые не всегда окупаются приростом производительности.

История и развитие проекта

Предпосылки и проектирование

С 1950-х годов Япония в основном следовала за достижениями США и Великобритании в области вычислительной техники. В середине 1970-х Министерство экономики, торговли и промышленности Японии (MECI) решило изменить этот подход и заявить о независимой позиции в индустрии информационных технологий. Центр по развитию и обработке информации Японии (JCDPI) разработал план реализации проекта FGCS. В 1979 году был выдан трёхлетний контракт для углублённых исследований с привлечением промышленных и академических организаций по инициативе Хадзиме Хироси. Именно в этот период появился сам термин «компьютер пятого поколения».

Запуск

В 1982 году по инициативе MITI прошла международная конференция, на которой Кадзуhiro Фучи объявил о начале программы исследований, а 14 апреля 1982 правительства Японии официально запустило проект, создав Институт новых компьютерных технологий (англ. Institute for New Generation Computer Technology, ICOT) под руководством Фучи[5], которого впоследствии сменил Тору Мото-Ока. В проекте участвовали исследователи ведущих японских ИТ-компаний: Fujitsu, NEC, Matsushita, Oki, Hitachi, Toshiba и Sharp[6].

Главными направлениями исследований стали:

  • Технологии обработки знаний.
  • Технологии работы с большими базами данных и базами знаний.
  • Высокопроизводительные рабочие станции.
  • Распределённые вычисления.
  • Суперкомпьютеры для научных расчётов.

Институциональное и международное влияние

Успехи Японии в электронике 1970-х и автомобильной индустрии 1980-х оказали влияние и на восприятие FGCS: проект вызвал широкий международный резонанс[7].

В ответ появились аналогичные проекты: в США — Microelectronics and Computer Technology Corporation и Strategic Computing Initiative[8], в Великобритании — ALVEY[8], в остальной Европе — масштабная программа ESPRIT (European Strategic Programme for Research in Information Technology)[9].

Международная популяризация

Помимо институциональных реакций, проект стал известен в западных странах по публикациям и популярным книгам[10], а также по статьям в массовых компьютерных изданиях[11]. В августовском выпуске Creative Computing за 1984 год была опубликована статья Эдварда Фейгенбаума и Памелы МакКордак «La quinta generación: El desafío informático japonés al mundo»[12]. В испаноязычной среде проект освещался, например, в журнале MicroHobby, где в 1985 году была опубликована интервью с Хуаном Пасос Сьерра, доктором информатики[13], где проект описан как японский эксперимент по созданию компьютера на технологии VLSI, с не фон-неймановской архитектурой, ядром программного обеспечения на логическом программировании и языке Пролог, что должно было привести к появлению экспертных систем.

Журналист Роман Губерн в эссе «El simio informatizado» (1987) оценивал проект как попытку технологического дублирования интеллекта Homo sapiens[14].

Основные вехи и завершение проекта

  • 1981: проведение международной конференции для определения целей проекта.
  • 1982: официальный старт проекта и получение финансирования от государства и промышленности.
  • 1985: завершение первого аппаратного решения, машины Personal Sequential Inference machine (PSI), и первой версии ОС Sequential Inference Machine Programming Operating System (SIMPOS), написанной на KL0 (вариант Пролога) с поддержкой ООП.
  • 1985–1986: создание первых кооперативных машин CHI и реляционной машины DELTA.
  • 1987: прототип Parallel Inference Machine (PIM) как сеть из машин PSI; проект продлён на пять лет, выходит новая версия языка KL1, ориентированная на параллельные вычисления. ОС SIMPOS переписана на KL1 и переименована в PIMOS.
  • 1991: завершение работ по машинам PIM.
  • 1992: официальное завершение основных работ проекта, формальный итоговый этап продлён до 1993 года.
  • 1993: окончание проекта FGCS, старт краткосрочного FGCS Follow-on Project[15]. Исходный код PIMOS переведён в общественное достояние, а KL1 портирован на UNIX (KLIC, KL1 to C compiler).
  • 1995: завершение всех связанных институциональных инициатив.

Итоговая линейка FGCS включала пять параллельных машин PIM — PIM/m, PIM/p, PIM/i, PIM/k и PIM/c — с характерной чертой в виде 256 специализированных вычислительных элементов. Также были созданы такие инструменты, как параллельная СУБД Kappa, экспертная система юридического анализа HELIC-II, язык программирования Quixote (комбинация объектно-ориентированной СУБД и логического языка)[16], и автоматический доказатель теорем MGTP.

Несмотря на вложенные ресурсы, проект не достиг своих целей и был официально завершён. За год до закрытия Уильям Закман отмечал, что отсутствие мощных систем вывода сведёт на нет прогресс ИИ без разницы в аппаратуре[17].

Рынок отказался от специализированных FGCS-машин: в большинстве случаев их задачи могли решаться универсальными компьютерами, как это уже случилось с Lisp-машинами, вытесненными пакетами вроде CLIPS, работавших на обычных системах[18].

Проект изначально опирался на логическое программирование и декларативное программирование, популярные после публикации «Perceptrons» (1969, Марвин Минский и Сеймур Пейперт), однако смещение парадигмы к нейросетям (после книги «Parallel Distributed Processing», 1986, Макклелланд и Румельхарт), а также умеренные достижения FGCS обусловили скорое забвение проекта.

В 1995 году ICOT был переименован в Research Institute for Advanced Information Technology (AITEC), а после его расформирования (2003) ресурсы перешли в Advanced IT Research Group (AITRG), структурное подразделение JIPDEC.

Аппаратная часть

Первая стадия

Секвенциальные машины PSI (Personal Sequential Inference machine) и CHI (Co-operative High-performance Inference machine):

Параллельные машины PIM (Parallel Inference Machine):

  • PIM-D
  • PIM-R

Реляционная БД-машина:

  • DELTA

Вторая стадия

Секвенциальные машины:

  • PSI-III
  • CHI-II: 490 KLIPS

Параллельные машины:

  • Multi-PSI

Третья стадия

Параллельные машины:

  • PIM/p: 512 микропроцессоров RISC, 256 МБ памяти
  • PIM/m: 256 микропроцессоров CISC, 80 МБ памяти
  • PIM/c: 256 микропроцессоров CISC, 160 МБ памяти
  • PIM/k: 16 микропроцессоров RISC, 1 ГБ памяти
  • PIM/i: 16 микропроцессоров RISC (тип LIW), 320 МБ памяти

Примечания

  1. ↑ Rauch-Hindin, Wendy B. Aplicaciones de la Inteligencia Artificial en la Actividad Empresarial, la Ciencia y la Industria : [исп.]. — Editorial Díaz de Santos, 1989. — P. 644–647. — ISBN 84-87189-07-5.
  2. ↑ Abe, S.; Bandoh, T.; Yamaguchi, S.; Kurosawa, K.; Kiriyama, K. (июнь 1987). “High performance integrated Prolog processor IPP”. Proceedings of the 14th Annual Symposium on Computer Architecture [англ.]. DOI:10.1145/30350.30362. Дата обращения 2024-06-15. Проверьте дату в |date= (справка на английском); |access-date= требует |url= (справка)
  3. ↑ Robinson, Ian (1986). “A Prolog processor based on a pattern matching memory abuelae”. Lecture Notes in Computer Science [англ.]. DOI:10.1007/3-540-16492-8_73. Дата обращения 2024-06-15. |access-date= требует |url= (справка)
  4. ↑ Taki, Kazuo; Nakajima, Kazuto; Nakashima, Hiroshi; Ikeda, Morihiro (ноябрь 1987). “Performance and architectural evaluation of the PSI machine”. Proceedings of the 2nd International Conference on Supercomputing [англ.]. DOI:10.1145/36205.36195. Дата обращения 2024-06-15. Проверьте дату в |date= (справка на английском); |access-date= требует |url= (справка)
  5. ↑ Pugna generacional (исп.). Mi Computer 468–469. Editorial Delta (1984). Дата обращения: 15 июня 2024. Архивировано 20 мая 2014 года.
  6. ↑ Los robots inteligentes, el gran desafío de la quinta generación de ordenadores (исп.), Prisa Media (28 февраля 1985), С. 32. Дата обращения: 15 июня 2024.
  7. ↑ Warren, D.H.D. (1982). “A View of the Fifth Generation and Its Impact”. AI Magazine [англ.]. 3 (4): 34—39. Дата обращения 2024-06-15. |access-date= требует |url= (справка)
  8. ↑ 1 2 Russell, Stuart J. Inteligencia Artificial. Un Enfoque Moderno : [исп.] / Stuart J. Russell, Norvig, Peter. — Pearson-Prentice Hall, 2004. — P. 28. — «En 1981 los japoneses anunciaron el proyecto «Quinta Generación», un plan de diez años para construir computadores inteligentes en los que pudiese ejecutarse Prolog. Como respuesta Estados Unidos constituyó la Microelectronics and Computer Technology Corporation (MCC), consorcio encargado de mantener la competitividad nacional en estas áreas...». — ISBN 84-205-4003-X.
  9. ↑ Gevarter, William M. Máquinas inteligentes. Una panorámica de la inteligencia artificial y de la robótica : [исп.]. — Ediciones Días de Santos, 1987. — P. 165–166. — ISBN 84-86251-63-X.
  10. ↑ Bishop, Peter. Fifth Generation Computers : [англ.]. — New York : Grantham Book Services, 1986.
  11. ↑ The fifth generation (англ.). Sinclair User 77–78. Sunshine Publications (ноябрь 1984). Дата обращения: 15 июня 2024.
  12. ↑ The fifth generation: Japan's computer challenge to the world (англ.). Creative Computing 103 (август 1984). Дата обращения: 15 июня 2024.
  13. ↑ ¿Pueden pensar las máquinas? (исп.). MicroHobby 22–25 (30 июля 1985). Дата обращения: 15 июня 2024. Архивировано 7 октября 2015 года.
  14. ↑ Román Gubern investiga las relaciones entre etología y tecnología en 'El simio informatizado' (исп.), Prisa Media (22 апреля 1987). Дата обращения: 15 июня 2024.
  15. ↑ Uchida, Shunichi General Report of the FGCS Folow-on Project (англ.). ICOT Museum (декабрь 1994). Дата обращения: 15 июня 2024.
  16. ↑ Tsuda, Hiroshi Knowledge Representation Language Quixote (англ.). ICOT Museum (декабрь 1994). Дата обращения: 15 июня 2024.
  17. ↑ Zachman, William. The Japanese Give Up on New Wave of Computers? (англ.) (2 июня 1992). Дата обращения: 15 июня 2024.
  18. ↑ Hendler, James (март-апрель 2008). “Editorial: Closing the AI Winter” (PDF). IEEE Intelligent Systems [англ.]. 23 (2): 2—4. Архивировано из оригинала (PDF) 2009-03-06. Дата обращения 2024-06-15. Проверьте дату в |date= (справка на английском)

Литература

  • Кадзуhiro Фучи, Хиросе Такэси. Проект компьютеров пятого поколения (оригинал на японском), 1984.
  • Мураками Кунио, Шунити Учида. Компьютеры пятого поколения (оригинал на японском), ред. Kyoritsu Shuppan, 1985, ISBN 4-320-02278-5. В Amazon.
  • Шунич Учида, Кадзуhiro Фучи. Proceedings of the FGCS Project Evaluation Workshop. Институт новых компьютерных технологий (ICOT), 1992.
  • Такахаси Сигэру (ред.). История компьютера (оригинал на японском), Ohmsha, 1996, ISBN 4-274-02319-2 В WorldCat.
  • История Центра развития и обработки информации Японии (оригинал на японском), коллектив авторов, Ohmsha, 1998, ISBN 4-274-07864-7 В BookWeb.

Ссылки

Категории