Выдержки из книги "ЭВМ пятого поколения.Концепции, проблемы, перспективы /Под ред. Т.Мото-ока - М.:Финансы и статистика, 1984 г."

1.1. ПРЕДПОСЫЛКИ
И ЗНАЧИМОСТЬ ИССЛЕДОВАНИЯ

(1) Чего ждет общество от ЭВМ девяностых годов

___В девяностые годы, когда предполагается широкое распространение ЭВМ пятого поколения, системы обработки информации станут важнейшим структурообразующим фактором жизни общества, охватывая экономику, искусство, науку, управление, между народные отношения, образование, культуру и т. д. Системы обработки информации должны будут удовлетворять и те новые потребности, которые возникнут в связи с изменениями в окружающей среде. Эти системы призваны не только сыграть активную роль в разрешении ожидаемых социальных осложнений, но и способствовать прогрессу общества в наиболее желательном направлении, что, в свою очередь, позволит полнее использовать их перспективные возможности.
Можно ожидать, что в девяностые годы системы обработки и формации будут содействовать решению следующих актуальны задач.

___1) Достижение более высокой результативности в тех сфера хозяйственной деятельности, где в этом ощущается особая потребность

___В отраслях обрабатывающей промышленности благодаря применению ЭВМ в управлении процессами производства и сборки изделий уже удалось достичь значительного улучшения качества продукции и быстрого роста производительности труда. Одна распространить этот успех на первичные (т. е. непосредствен взаимодействующие с природой) секторы экономики, такие, как, например, сельское хозяйство и рыбный промысел, а также секторы, занятые обслуживанием населения, пока не удалось. С хранение в этих секторах сравнительно низкой производительное труда становится одним из факторов серьезной социальной несбалансированности. Именно здесь применение перспективных в числительных систем для управления технологическими процесс ми и для ведения документации обещает рост эффективности производства благодаря снижению трудовых и материальных затрат.

___2) Успешная конкуренция на мировых рынках и участие в международном разделении труда

___Из-за ограниченности территории и природных ресурсов Япония не в состоянии полностью обеспечить себя продуктами питания, а ее возможности в самообеспечении энергией и нефтью весьма малы по сравнению с другими развитыми странами. Вместе с тем Япония располагает высококвалифицированными кадрами, что позволяет рассчитывать на создание и целенаправленное культивирование в японской экономике нового ресурса, по своему хозяйственному значению сравнимого с продовольствием и энергией. Таким ресурсом должна стать информация, рассматриваемая как «соответственное» систематизированное знание. Интенсивная индустриализация, опирающаяся на активное использование знаний, становится мощным фактором, способным обеспечить в будущем обработку информации и ее использование для целей управления. Тем самым будут не только укреплены позиции Японии на мировых рынках, но и обеспечен ее вклад в международное разделение труда посредством развития наукоемких технологии .

___3) Экономия энергии и ресурсов

___Одна из наиболее важных задач, стоящих перед человечеством в наше время, — эффективное использование ограниченных мировых ресурсов. Ожидается, что параллельно с сокращением и оптимизацией потребления энергии, повышением коэффициента полезного действия энергопреобразующих систем и теми результатами, которые будут достигнуты благодаря применению ЭВМ в деле создания новых источников энергии, будет развиваться процесс трансформации промышленности в информационно-ориентированную индустрию, для которой характерно неэнергетическое потребление.

___4) Управление социальными процессами, связанными со старением общества

___Наше общество беспрецедентно стареет. В связи с этим быстро растут расходы на медицинское обслуживание и социальные нужды, уменьшается доля работоспособного населения. Все это может привести к серьезным проблемам. ЭВМ пятого поколения дадут возможность решить проблемы, которые, как ожидается, возникнут на основе новой технологии, развивать специальные медицинские и связанные с ними информационные системы, а также системы управления здравоохранением и системы обучения пожилых людей.

...........

2.4.ЗАДАЧИ ПРОЕКТА СОЗДАНИЯ ЭВМ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ И ЕГО ЗНАЧИМОСТЬ

___ЭВМ пятого поколения должны соответствовать целям, которые невозможно достичь с помощью современных машин и которые в конечном итоге будут служить разрешению прогнозируемых социальных противоречий девяностых годов. Эти цели могут быть представлены четырьмя обобщенными группами.

(1) Повышение уровня интеллекта компьютеров, а также средств их взаимодействия с человеком

___Известно, что пять органов чувств человека способны выполнять свои функции только на основе знаний, необходимых для понимания человеком той информации, которая воспринимается с помощью органов чувств. Для повышения уровня интеллекта компьютеров и расширения возможностей их взаимодействия с человеком необходимо заложить в них знания, относящиеся к области применения этих компьютеров, снабдить их средствами практического использования заложенных знаний, причем для большей эффективности использования знаний следует предусмотреть механизмы, позволяющие строить выводы на основе формирования ассоциаций, и механизмы обучаемости. Эти требования могут быть удовлетворены путем усовершенствования способов
человеко-машинного общения, проведения исследований в области распознавания образов (речь, графика, изображения), разработки средств понимания обыденного языка и создания баз знаний.

(2) Развитие аналогов возможностей человека, а также средств содействия человеку в разработке неизученных областей

___Чтобы лучше распределить между человеком и компьютером груз проблем, обусловленных изменением характера ряда базовых процессов, связанных с существованием общества, таких, как преобразование энергии, распределение возрастных уровней и т. п., необходимо повысить уровень интеллекта компьютера до такой степени, при которой он смог бы постичь суть происходящих ЯВЛЕНИЙ. Так, для расширения возможностей органов чувств человека на основе использования компьютерных средств необходимо развивать технику воспринимающих устройств и такие функции, как распознавание образов, когда компьютер, связанный средствами восприятия, осуществляет выделение отличительных свойств воспринимаемого объекта. Необходимо также развивать средства параллельной обработки, позволяющие реализовать процессы в реальном масштабе времени.

(3) Обеспечение средств ведения и пользования различными формами представления информации

___Информация, доступ к которой можно получить посредством генных информационных систем, весьма ограничена в смысле разновидности, количественных показателей и формы представления. Необходимо преодолеть эту ограниченность. Важная роль при этом отводится развитию средств доступа, которые обеспечивают простоту и правильность выбора необходимой информации, системам, позволяющим уяснить смысл многих нечетко сформулированных запросов, порождаемых в реальном мире, и, наконец, эффективной технологии нетрадиционного применения компьютеров, например для поддержания систем автоматизированного проектирования или систем, помогающих в принятии решений. Большое значение имеют и сети ЭВМ, реализующие доступ к распределенным базам данных и базам знаний, обеспечивающим понимание смысла запроса и выдачу ответа.

(4) Получение новых представлений путем моделирования непознанных ситуаций

___Ожидается, что широкое применение моделирования в различных сферах, таких, как наука и техника, управление и общественные процессы, будет способствовать познаванию ранее неизвестных ситуаций. При создании сверхскоростных компьютеров, использующих быстродействующие компоненты и обладающих средствами параллельной обработки, станет возможным точное моделирование в таких областях, где оно сейчас считается неприменимым.

___С точки зрения пользователя ЭВМ пятого поколения должны соответствовать следующим пяти принципам.

(1) Простота пользования функциональными возможностями (от пользователя не требуется профессиональная подготовка)

___Системы, обеспечивающие естественное общение с пользователем, должны быть оснащены:

___1) средствами ввода-вывода текстов, речи, графики, изображений и т. п.;
___2) средствами диалоговой обработки на основе обыденной речи и графических изображений;
___3) средствами хранения знаний общего характера, а также средствами использования специальных знаний для каждой области применения.

(2) Моделирование «человеческих» функциональных возможностей, таких, как построение доказательств и принятие решений

___ В идеале логическое доказательство должно входить в функцию компьютера, а человеку должны предоставляться данные для неформального принятия важных решений. Следует развивать) следующие функции:
___1) функции, обеспечивающие автоматический выбор релевантных запросу данных из машинных хранилищ большого объема;
___2) функции, позволяющие на базе хранимых данных сделать заключение но заранее не известной проблеме;
___3) функции, связанные с самообучением системы и запоминанием принимаемых решений для последующего использования применительно к новым проблемам.

(3) Гибкость конфигурации, обеспечивающая приспосабливаемость ЭВМ. к условиям выполнения широкого диапазона работ

___Для того чтобы можно было свободно выбирать конфигурацию системы, соответствующую различным нестандартным применениям в широком спектре предметных областей, требуется реализовывать следующие функциональные возможности:

___1)возможности настройки системы на оптимальное функционирование с учетом заданных требований;
___ 2) возможности управления крупномасштабными вычислительными процессами и большими объемами данных;
___3) возможности такой настройки системы, которая обеспечит соответствие ее характеристик возрастающему объему работ.

(4)Наличие функций, облегчающих программирование

___Эффективное использование накопленного программного обеспечения и его развитие требуют реализации:

___1) средств для создания и модификации программ с помощью компьютера;
___2) средств, позволяющих ЭВМ анализировать и обрабатывать общеупотребительные понятия, не требуя от человека детальных инструкций;
___3)функциональных возможностей, обеспечивающих независимость программ от изменения типа компьютера и расширения а видов оборудования.

(5) Принципы, определяющие эффективность и надежность вычислительных систем
.......

___Благодаря заметному прогрессу в ряде отраслей промышленности Япония вошла в число крупнейших экономически развитых стран мира. Намечая перспективный курс развития этих отраслей, необходимо положить конец «бегу наперегонки» с наиболее передовыми странами и достичь такого положения, при котором Япония станет ведущей страной в области исследований и активизации исследований и разработок, способствующих реализации этой цели.
___Рассматриваемый здесь национальный проект может оказать существенное влияние на ряд ведущих областей прикладной науки и техники, скажется на характере исследований и разработок во многих отраслях промышленности. Значимость проекта, в рамках которого ведутся исследования и разработки ЭВМ пятого поколения, можно в общих чертах определить следующим образом.

___1) Содействуя данному проекту, Япония выйдет на ведущие позиции в мире в области развития вычислительной техники.
Наши усилия будут не только благоприятствовать творческому применению достижений науки в компьютерной индустрии, но и обеспечат повышение торгового потенциала страны. Сделав вклад в развитие этой передовой области, мы выполним свой долг и как
развитая экономическая держава.

___2) Реализация проекта приведет к росту материального благосостояния общества девяностых годов и к другим положительным эффектам. Ожидается, что реализация проекта будет способствовать разрешению таких проблем, как энергетическая проблема, старение общества и т. п., послужит движущей силой прогресса во всех отраслях промышленности, помогая повысить эффективность производства в тех областях, где рост производительности труда затруднен; существенная роль в этом отводится средствам автоматизированного проектирования, а также системам, помогающим в принятии управленческих решений. Развитие интеллекта промышленных роботов приведет к повышению качества продукции и к экономии энергии. Применение роботов в первичных отраслях промышленности — это еще один фактор роста производительности труда и снижения числа аварийных ситуаций, часто возникающих в связи с тем негативным влиянием, которое оказывает на рабочих примитивизм производственной среды.
___Преодоление кризиса программного обеспечения не только позволит создать более развитые системы, но и послужит устранению отрицательных аспектов компьютеризации, например, правонарушений с использованием компьютера.

___3) Развитие слабоизученных областей будет активно способствовать прогрессу человечества. Исследования в области искусственного интеллекта и создания интеллектуальных роботов позволяют лучше познавать механизмы жизни. Автоматический перевод на языки народов мира будет способствовать более полному взаимопониманию между народами, приведет к дальнейшему развитию мировой культуры. Создание базы знаний, т. е. обеспечение машинного хранения и эффективного использования знаний, накопленных человечеством, станет еще одним фактором
быстрого развития культуры.

___4) Проведение эксперимента по обеспечению участия ведущих исследовательских и конструкторских организаций в реализации крупномасштабных долгосрочных проектов представляется весьма
важным, поскольку эти организации будут привлекаться к работе над национальными проектами и впредь. Данный проект может служить основой для такого рода эксперимента. Участие в его реализации будет способствовать созданию атмосферы, благоприятствующей оригинальным исследованиям.

............

4.1. ЦЕЛИ ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗРАБОТОК

___Вычислительные системы пятого поколения создаются с целью преодоления технических ограничений, присущих традиционным компьютерам, с ориентацией на обработку информации о знаниях ЭВМ пятого поколения будут опираться на новую теорию и новые технические решения, которые позволят удовлетворить ожидаемые потребности девяностых годов. Эти вычислительные системы будут выполнять следующие основные функции:

1) решение задач и получение выводов;
2) управление базами знаний;
3) функции интеллектуального интерфейса.

___Указанные функции должны реализовываться как программными, так и аппаратными средствами, они будут ориентированы на достижение максимальных показателей.
___Максимальная производительность при решении задач и получении выводов составит от 100 МЛВС до 1 ГЛВС .
___Система управления базами знаний обеспечит выполнение поиска, связанного с получением вывода, за несколько секунд при максимальном объеме памяти машины базы данных 100—1OOO Гб.
___Система интеллектуального взаимодействия (интерфейса) будет нацелена па обеспечение диалога человека и ЭВМ с использованием речи, графики, естественных языков; таким образом, станут возможными естественные для человека формы обмена информацией.
___Совокупность всех функций будет поддерживаться универсальной ЭВМ, имеющей конфигурацию, которая отвечает разнообразным требованиям эффективности в различных областях применения. Каждая из этих функций реализуется как автономная специализированной машиной, причем все машины будут «объединены» общим языком программирования.

* ЛВС (логических выводов в секунду) — показатель, определяющий число операций получения выводов (силлогизмов) в сек. Выполнение 1 ЛВС требует 100—1000 команд в сек. Машины текущего поколения обладают производительностью 104—105 ЛВС. (МЛВС = 106 ЛВС ГЛВС- 109 ЛВС.

___Вычислительные системы пятого поколения ориентированы на поддержание необходимой совокупности функций общего назначения Производительность этих систем должна быть достаточной для выполнения машинного перевода, функционирования систем, выдающих ответ на запрос, а также для работы с речевыми данными изображениями, образами; в девяностых годах эти системы базовыми для широкого применения,
___Показатели производительности рассматриваемых здесь прикладных систем приведены в табл. 4.1.

Табл. 4.1. Компоненты базовой прикладной системы и цепи, быть достигнуты при ее создании

таб 4.1.1. Система машинного перевода

___Многоязычный перевод
___ Словарный запас: 100000 слов
___ Точность перевода должна достигать 90%; остальное обрабатывается (редактируется) человеком
___Система должна быть интегрированной и обладать возможностями, позволяющими использовать ее во всех процессах, начиная с компиляции текста и кончая печатанием переведенных документов
___Полные затраты на перевод должны быть на 30% ниже, чем при традиционном способе

таб 4.1.2. Система, обеспечивающая вывод ответа на запрос

___Система должна представлять собой прототип системы, относяшейся к конкретной области профессиональных знаний
___Словарный запас: 5000 слов или более
___Число правил вывода: 10000 или более

таб 4.1.3. Система, понимающая естественно-специализированный язык

___Фонетическая (для ввода с голоса) пишущая машинка: должна оперировать 10 000 слов, обладать средствами анализа смысла и возможностями коррекции ошибок речи, а также воспроизводить понятые высказывания
___Система речевого ответа; должна оперировать 10000 слов, обладать способностью улавливать смысл ответов и, следовательно, вести естественный диалог
___Система идентификации источника речевых данных (говорящего),
___Должна обладать возможностями работы с несколькими сотнями или более людей и идентифицировать говорящего в течение приемлемого для практики интервала времени

таб 4.1.4. Прикладная система распознавания образов и изображений

___Система должна хранить около 100000 структурированных единиц информации в форме изображении и образов, предназначенных для использования при обработке информации о знаниях

4.2. ПРЕДСТАВЛЕНИЯ О ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ СИСТЕМЕ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ

___Для получения возможно более общего представления о вычислительной системе пятого поколения рассмотрим ее с двух различных точек зрения.
___Первая из них — это концептуальный взгляд на иерархическую структуру, включающую совокупность пользователей, рассматриваемых в сфере их деятельности, систему моделей (моделирующую систему), а также «машину»; основное внимание концентрируется на проблеме развития человеко-машинного интерфейса.
___Вторая точка зрения более специфична и относится к аспекту системной взаимоувязки, как программных, так и аппаратных компонентов. Поскольку описание конфигурации системы в целом затруднительно, выделим в ней прикладную систему, а также системы программного и аппаратного обеспечения; для каждой схемы будет дан структурный образ.
___В общей иерархической структуре совокупность пользовать частично соответствует прикладной системе, система моделей в основном соотносится с системой программного обеспечения, а «машина» — в первую очередь с системой аппаратного обеспечения. Наиболее четкий образ вычислительной системы пятого поколения формируется совокупностью двух этих взглядов.

4.2.1. КОНЦЕПТУАЛЬНОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ О ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЕ ПЯТОГО ПОКОЛЕНИЯ

___Вычислительные системы пятого поколения будут ориентиром па обработку информации о знаниях. Они должны обладать высокоразвитыми логическими возможностями. Но самое важное состоит в том, что человеко-машинный интерфейс окажется существенно приближенным к формам общения между людьми.
___Общение между человеком и машиной традиционно реализовывалось посредством процедурных языков программирования. Для решения задачи с помощью компьютера человек должен сначала сформулировать ее, разработать модель и создать программу. Человек и компьютер были способны понимать друг друга только посредством программы, подготовленной именно таким образом.
___В ЭВМ пятого поколения описание и моделирование будут осуществляться на уровне интерфейса. Иными словами, компьютеры смогут понимать описание задачи, выражать его в форме модели и синтезировать программу, базирующуюся на этой модели. Человек сможет взаимодействовать с компьютером, в известной степени свободно используя речь, естественные языки, изображения или образы.
___Для реализации таких сложных возможностей необходимо развивать как программное обеспечение, так и аппаратные средства. На рис. 4.1 представлен концептуальный образ вычислительной системы пятого поколения. Из этого рисунка понятно, что аппаратная система, включающая перспективные аппаратные средства, обладает функциями значительно более высокого ypовня, чем традиционные ЭВМ. Сравнивая новое и старое в терминах языков программирования, следует подчеркнуть, что, в то время, как традиционные машины используют процедурные языки и последовательно выполняемые программы, в повой аппаратное системе найдут применение языки логического программирования или языки решения задач для получения логических выводов в рамках методов проб и ошибок.
___Моделирующая система (система моделей) будет опираться на высокоэффективное программное обеспечение и служить, в основном, для выполнения метафункций получения выводов при реализации таких задач, как понимание смысла и синтез программ. В силу того что средства логического программирования—это средства высокого уровня, моделирующая система может выступать в роли человеко-машинного интерфейса на этапе спецификации, т. е. до того как будут окончательно очерчены контуры моделируемого объекта.
___Благодаря восприятию исходных данных в форме обыденной речи, изображений, образов и т. п. система сможет минимизировать неполноту и неопределенность исходных спецификаций. Вместе с тем для получения обобщенных выходных данных ею будет поддерживаться специальная функция, обеспечивающая некоторое увеличение неопределенности первоначального результата.
___В состав моделирующей системы входит интеллектуальная система взаимодействия с человеком, обладающая средствами понимания речи, текстов на естественных языках, изображений и образов.

___Интеллектуальная система взаимодействия сама будет реализована как развитая система обработки информации о знаниях, включающая моделирующую и аппаратную системы, аналогичные вышеописанным.
___Вычислительная система пятого поколения будет пользоваться накопленными в ней знаниями на всех этапах обработки, начиная с ввода речи, текстов на естественных языках, изображений, образов (источник—«человеческая» система) и кончая процессом понимания смысла этих исходных данных, синтезом и выполнением программ, формированием ответа. Эти знания состоят из знаний по языкам, знаний относительно образов, знаний относительно предметных областей и знаний о механизмах и о представлении данных в аппаратной системе; они хранятся в базе знаний.
___На основе функций аппаратной системы, развитых и усиленных моделирующей системой, возможности обработки информации существенно расширятся.

4.2.2. СТРУКТУРА ПРИКЛАДНОЙ СИСТЕМЫ

___На рис. 4.2 приведена структура, общая для различных систем, таких, как интеллектуальная система автоматизированного проектирования, интеллектуальная система автоматизации конторской деятельности, интеллектуальная обучающая система, интеллектуальный робот; эти системы также будут реализованы в вычислительных системах пятого поколения.
___Все прикладные системы состоят из. трех подсистем: интерактивной, обрабатывающей и управляющей. Эти подсистемы отличаются от системы к системе. Более детальная структуризация приведена на рис. 4.3.
___Для уяснения функций, выполняемых подсистемами, на рис. 4.3 показаны их взаимосвязи и охарактеризованы внутренние процедуры. Обращенные к системе вопросы могут формулироваться устно, в виде текстов на естественном языке, с помощью изображений и образов. Интерактивная система применяет знания, относящиеся к языкам или образам, для того, чтобы проанализировать структуру (конструкцию) и сформировать тем самым внутреннее для машины (промежуточное) представление об объекте и проблеме. Анализ ведется в определенном контексте и приводит к описанию задачи, которое, однако, оказывается неполным, из-за пропусков и т. п. Знания, относящиеся к контексту, и знания общего характера представляют собой базовую информацию и информацию, связанную с ведущимся диалогом. Обрабатывающая система превращает неполное описание в полное, применяя свои знания и формирует ответ. На этом этапе обеспечивается эффективное использование знаний о предметных областях (получение выводов) и запоминание новых знаний (обучение). Сформированный первоначальный ответ затем преобразуется в обобщенный ответ путем отбрасывания самоочевидных сведений и выводов.
___Далее этот о6общенный ответ преобразуется интерактивной во внутреннее представление, которое, в свою очередь, преобразуется во внешнее представление, понятное человеку, чем завершается один цикл диалога. В этом цикле управляющая система с целью выполнения общих процедур получения выводов и обучения оперирует разнообразными знаниями.

4.2.3. СТРУКТУРА СИСТЕМЫ ПРОГРАММНОГО OБECПЕЧЕНИЯ

___Структурный образ системы программного обеспечения, присущей различным ЭВМ пятого поколения, имеющим прикладную направленность, приведен на рис. 4.4; при этом программное обеспечение непосредственно отражает структуры прикладных систем.

(1) Базовые программные системы

___Эти системы образуют ядро остальных систем: в их число входят: система решения задач, система получения выводов; система управления базами знаний и система интеллектуальных интерфейсов. Системы соотносятся с машиной решения задач, машиной получения выводов, машиной базы знаний и интеллектуальной интерфейсной машиной соответственно; их можно охарактеризовать как системы, функции которых не могут быть реализованы аппаратными средствами.

(2) Интеллектуальная система обеспечения системотехнических исследований

___В эту группу входят системы, в которые будут заложены знания, необходимые при проектировании и создании систем обработки информации для различных применений, т. е. знания о том, что должно быть создано, о процессе, с помощью которого реализовано, и т. п. Они позволят значительно уменьшить объем системотехнических работ, приходящихся на долю человека. Системы будут включать подсистемы, обеспечивающие получение результата на основе спецификаций описательного характера, подготовленных с использованием формализованного дескриптивного языка, подсистемы проверки корректности, подсистемы имитационного моделирования и т. п. В систему обеспечения системотехнических исследований входят еще три системы: интеллектуальная система программирования, система проектирования базы знаний и интеллектуальная система проектирования СБИС.

(3) Интеллектуальные сервисные системы

___В эту группу входят системы, которые на основе весьма развитых функций облегчают пользование самой вычислительной системой. К ним относятся системы поддержки мобильности, позволяющие переносить программы и базы данных с машин предыдущего поколения, системы, содержащие информацию о функциях подсистем и системы в целом, обучающие работе с ними и предоставляющие пользователю необходимые консультации, интеллектуальные системы диагностики и поддержки, реализующие функции автоматического контроля и восстановления, консультирующие по вопросам контроля и восстановления в усложненных ситуациях, а также другие подобные системы.

(4) Основные базы знаний

___Универсальные знания, используемые самой системой и ее пользователями, содержатся в основных базах знаний, которые являются компонентами описанных выше систем и применяются в прикладных системах, разрабатываемых пользователями. В число этих баз знаний входят по крайней мере три: база общих знаний, благодаря которой машина формирует некоторый аналог общего смысла, системная база знаний, содержащая знания о системе, и база прикладных знаний, аккумулирующая специальные сведения из прикладных областей. База общих знаний из базы основной естественной лексики, базы словарей различных языков и правил конструирования предложений, а также из других баз, относящихся к естественным языкам. Системная база знаний содержит спецификации самой системы: базу спецификаций процессора, базу спецификаций процессора, базу спецификаций операционной системы, базу руководств по языку, базу программных модулей, содержащую наиболее употребительные программы, а также другие бaзы. База прикладных знаний включает базу технологии конструирования СБИС, базу архитектуры компьютеров, базу основных программ и т. п.

(5) Основные прикладные системы

___Эта группа систем обеспечивает выполнение относительно законченных функций. Подобные системы будут весьма полезными и станут источником баз знаний и функционально развитых модулей для других прикладных систем. Выделяются следу классы основных прикладных систем:

___системы машинного перевода;
___системы, обеспечивающие вывод ответа на запрос;
___системы, понимающие естественно-специализированные языки, применяемые в различных предметных областях;
___системы, воспринимающие изображения и образы, xapактерные для различных предметных областей;
___системы решения прикладных задач.

4.2.4. СТРУКТУРЫ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ БУДУЩЕГО

(1) Профиль вычислительных систем пятого поколения

___Вычислительные системы пятого поколения, охватывая диапазон от малых индивидуальных компьютеров до больших ЭВМ найдут применение в различных областях.
___Они будут включать специализированные машины, в которых более развита та или иная функция, как в существующих машинах баз данных; эти машины будут объединяться в локальную сеть. ЭВМ в таком объединении по своим возможностям могут быть отнесены к различным классам. Поскольку они будут поддерживать общий язык программирования, их можно рассматривать в качестве нового семейства компьютеров.
___Эти компьютеры имеют три функциональных компонента (в скобках указаны сопоставляемые с ними компоненты существующих вычислительных систем):

___1) машины решения задач и получения выводов (центральный процессор);
2) машины базы знаний (файловые системы и системы памяти со свойствами виртуальной памяти);
3) интеллектуальные интерфейсные машины (каналы и устройства ввода-вывода).

___Указанные три компонента будут составной частью каждой вычислительной системы пятого поколения. При этом универсальные вычислительные системы будут оснащены этими машинами, вообще говоря, в той же пропорции, в какой соответствующие функции реализуются в универсальных компьютерах индивидуального пользования.
___Будем вычислительные системы, реализующие функции задач и получения выводов, компьютерами решений и выводов. Они найдут применение в таких областях, как, например, консультативная деятельность, где необходимы обширные профессиональные знания и нужны широкие возможности получения выводов. Системы, в которых усилена функция управления базами знаний, будем называть машинами баз знаний. Как и нынешние машины баз данных, они будут применяться в областях, требующих запоминания большого объема знаний.
___Компьютеры, реализующие интеллектуальные интерфейсные функции, ориентированы на использование в качестве интерактивных «посредников» для устной речи, изображений и образов. Эти машины можно использовать независимо или в комбинации друг с другом.
___Рис. 4.5. отражает концептуальный образ базовой конфигурации вычислительной системы пятого поколения.

(2) Структурный профиль машин, выполняющих различные функции

___Функциональные компоненты, архитектурно оформленные как средства, будут создаваться путем комбинирования шести машин. Это обеспечит возможные варианты реализации новой архитектуры. Принципы комбинирования (модульность, адаптивность и использование микропрограммирования) будут заимствованы из архитектуры систем с распределенными функциями.
___Для самых малых компьютеров с ограниченной производительностью будет принята программно-аппаратная архитектура, соответствующая модифицированной технике фон Неймана. Языковый интерфейс необходимо ориентировать на новые языки — языки логики предикатов и язык абстрактных типов данных. Таким образом, в практику будут внедрены результаты исследований по машинам логического программирования и машинам абстрактных типов данных.
___Ядром мощных больших машин станут машины потока данных, в состав которых входят функциональные машины. Для решения задач и получения выводов исполнительная часть машины логического программирования будет использовать мощные механизмы потока данных, а база знаний будет обрабатываться небольшой высокоскоростной машиной реляционной алгебры. Машина реляционной алгебры должна включать соответствующую машину потока данных.
___Ядро больших машин базы знаний станет большая машина реляционной базы данных, в состав которой входит машина реляционной алгебры. При реализации этих машин будут также использованы результаты исследований по машинной поддержке абстрактных типов данных.
___Аппаратные средства интеллектуальной интерфейсной системы должны включать процессор на СБИС, специально предназначенный для обработки речи, а также процессоры сигналов. Для выполнения высокоскоростных операций часто будет применяться техника потока данных, включая функциональные машины.
___Машина потока данных станет основой исполнительного механизма высокоскоростной обработки. Она должна рассматриваться как один из главных объектов исследования и разработки. Для этой машины необходим целый ряд специализированных СБИС, поэтому скорейшее развитие систем автоматизированного проектирования СБИС — наиболее важная задача.

(3) Макроструктура вычислительных систем пятого поколения

___С целью формирования глобальной сети, обеспечивающей удовлетворение разнообразных потребностей, компьютеры пятого поколения будут подключены к коммуникационным системам. Потенциально
каждый узел глобальной сети образует систему из двух или более компьютеров, связанных локальной сетью. Локальная сеть, обеспечивающая высокоскоростную передачу данных, будет соединять ЭВМ, выполняющие различные функции: небольшие универсальные ЭВМ индивидуального пользования, машины базы знаний, машины решения задач и получения выводов - все они будут объединены в единую систему общего назначения.
___В принципе, все компоненты системы будут поддерживать общий язык программирования. Тем самым отдельные ЭВМ, хотя быть ориентированы на реализацию той или иной специальной функции, образуют семейство компьютеров, объединенное общим языком. Структура такого рода поможет построить гибкие вычислительные системы, приспособленные к условиям конкретного применения. Таким образом, при исследовании и разработке аппаратных и программных средств вычислительных систем пятого поколения необходимо предусматривать возможность присоединения к локальной или глобальной сети.

.............