第五代电子计算机

第五代计算机
第五代计算机是把信息采集、存储、处理、通信同人工智能结合在一起的智能计算机系统。它能进行数值计算或处理一般的信息,主要能面向知识处理,具有形式化推理、联想、学习和解释的能力,能够帮助人们进行判断、决策、开拓未知领域和获得新的知识.人-机之间可以直接通过自然语言(声音、文字)或图形图象交换信息。第五代计算机又称新一代计算机。
1981年10月,日本首先向世界宣告开始研制第五代计算机,并于1982年4月制订为期10年的“第五代计算机技术开发计划”,总投资为1千亿日元,目前已顺利完成第五代计算机第一阶段规定的任务。
　　第五代计算机是为适应未来社会信息化的要求而提出的,与前四代计算机有着本质的区别,是计算机发展史上的一次重要变革。
当前电子计算机存在的主要不足有:
首先,目前的电子计算机虽然已具有一些相当幼稚的“智能”,但它不能进行联想(即根据某一信息,从记忆中取出其他有关信息的功能)、推论(针对所给的信息,利用已记忆的信息对未知问题进行推理得出结论的功能)、学习(将对应新问题的内容,以能够高度灵活地加以运用的方式进行记忆的功能)等人类头脑的最普通的思维活动。
其次,目前电子计算机虽然已能在一定程度上配合、辅助人类的脑力劳动,但是,它还不能真正听懂人的说话,读懂人的文章,还需要由专家用电子计算机懂得的特殊的“程序语言”同它进行“对话”。这就大大限制了电子计算机的应用、普及及大众化。
再其次,目前的电子计算机虽然能以惊人的信息处理来完成人类无法完成的工作(例如遥控已发射的火箭),但是它仍不能满足某些科技领域的高速、大量的计算任务的要求。例如,在进行超高层建筑的耐震设计时,为解析一种立柱模型受到摇动时的三维振动情况,用目前的超大型电子计算机算上100年也难以完成。又如,原子反应堆事故和核聚变反应的模拟实验、资源探测卫星发回的图象数据的实时解析、飞行器的风洞实验、天气预报、地震预测等要求极高的计算速度和精度,都远远超出目前电子计算机的能力极限。由此可见,当今的电子计算机已不能适应信息社会的需要,必须在崭新的理论和技术基础上创制新一代计算机。
　　第五代计算机基本结构通常由问题求解与推理、知识库管理和智能化人机接口三个基本子系统组成。
问题求解与推理子系统相当于传统计算机中的中央处理器。与该子系统打交道的程序语言称为核心语言,国际上都以逻辑型语言或函数型语言为基础进行这方面的研究,它是构成第五代计算机系统结构和各种超级软件的基础。
知识库管理子系统相当于传统计算机主存储器、虚拟存储器和文体系统结合。与该子系统打交道的程序语言称为高级查询语言,用于知识的表达、存储、获取和更新等。这个子系统的通用知识库软件是第五代计算机系统基本软件的核心。通用知识库包含有:日用词法、语法、语言字典和基本字库常识的一般知识库;用于描述系统本身技术规范的系统知识库;以及把某一应用领域。如超大规模集成电路设计的技术知识集中在一起的应用知识库。
智能化人-机接口子系统是使人能通过说话、文字、图形和图象等与计算机对话,用人类习惯的各种可能方式交流信息。这里,自然语言是最高级的用户语言,它使非专业人员操作计算机,并为从中获取所需的知识信息提供可能。
　　当前第五代计算机的研究领域大体包括人工智能,系统结构,软工程和支援设备,以及对社会的影响等。
人工智能的应用将是未来信息处理的主流,因此,第五代计算机的发展,必将与人工智能、知识工程和专家系统等的研究紧密相联,并为其发展提供新基础。目前的电子计算机的基本工作原理是先将程序存入存储器中,然后按照程序逐次进行运算。这种计算机是由美国物理学家诺伊曼首先提出理论和设计思想的,因此又称诺伊曼机器。第五代计算机系统结构将突破传统的诺伊曼机器的概念。这方面的研究课题应包括逻辑程序设计机、函数机、相关代数机、抽象数据型支援机、数据流机、关系数据库机、分布式数据库系统、分布式信息通信网络等。
第五代计算机的发展必然引起新一代软件工程的发展,极大地提高软件的生产率和可靠性。为改善软件和软件系统的设计环境,将研制各种智能化的支援系统,包括智能程序设计系统、知识库设计系统、智能超大规模集成电路输助设计系统、以及各种智能应用系统和集成专家系统等。在硬件方面,将出现一系列新技术,如先进的微细加工和封装测试技术、砷化镓器件、约瑟夫森器件、光学器件、光纤通信技术以及智能辅助设计系统等。另外,第五代计算机将推动计算机通信技术发展,促进综合业务数字网络的发展和通信业务的多样化,并使多种多样的通信业务集中于统一的系统之中,有力地促进了社会信息化。

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