|
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
5-го поколения: 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.
Отличительной особенностью
суперкомпьютеров являются векторные процессоры, оснащенные аппаратурой
для параллельного выполнения операций с многомерными цифровыми объектами
- векторами и матрицами. В них встроены векторные регистры и
параллельный конвейерный механизм обработки. Если на обычном процессоре
программист выполняет операции над каждым компонентом вектора по очереди,
то на векторном - выдаёт сразу векторые команды
Компьютеры фирмы Cray
Research стали классикой в области векторно-конвейерных суперкомпьютеров.
Существует легенда, что первый суперкомпьютер Cray был собран в гараже,
однако этот гараж был размером 20 х 20 метров, а платы для нового
компьютера заказывались на лучших заводах США.
Компьютер Cray-1,
работа над которым была закончена в 1976 году относится к классу первых
сверхвысокопроизводительных векторных компьютеров. К этому классу
относятся также машины Иллиак-IV, STAR-100, ASC. Производительность
Cray-1 составляла 166 Мфлоп/сек. Компьютер был собран на интегральных
схемах. Выполнял 128 инструкций. В состав структуры компьютера Cray-1
входили:
1. Основная память, объемом
до 1048576 слов, разделенная на 16 независимых блоков, емкостью 64К слов
каждый;
2. Регистровая память,
состоящая из пяти групп быстрых регистров, предназначенных для хранения
и преобразования адресов, для хранения и обработки векторных величин;
3. Функциональные модули, в
состав которых входят 12 параллельно работающих устройств, служащих для
выполнения арифметических и логических операций над адресами, скалярными
и векторными величинами.
Двенадцать функциональных
устройств машины Cray-1, играющие роль арифметико-логических
преобразователей, не имеют непосредственной связи с основной памятью.
Так же как и в машинах семейства CDC-6000, они имеют доступ только к
быстрым операционным регистрам, из которых выбираются операнды и в
которые записываются результаты выполнения операций;
4. Устройство, выполняющее
функции управления параллельной работой модулей, блоков и устройств
центрального процессора;
5. 24 канала ввода-вывода,
организованные в 6 групп с максимальной пропускной способностью 500000
слов в секунду (2 млн. байт в сек.);
6. Три группы операционных
регистров, непосредственно связанных с арифметико-логическими
устройствами, называются основными. К ним относятся восемь А-регистров,
состоящих из 24 разрядов каждый. А-регистры связаны с двумя
функциональными модулями, выполняющими сложение (вычитание) и умножение
целых чисел. Эти операции используются главным образом для
преобразования адресов, их базирования и индексирования. Они также
используются для организации счетчиков циклов. В ряде случаев А-регистры
используются для выполнения арифметических операций над целыми числами.
До середины 80-х годов в списке крупнейших производителей
суперкомпьютеров в мире были фирмы Sperry Univac и Burroughs. Первая
известна, в частности, своими мэйнфреймами UNIVAC-1108 и UNIVAC-1110,
которые широко использовались в университетах и государственных
организациях.
После слияния Sperry Univac и Burroughs объединенная фирма UNISYS
продолжала поддерживать обе линии мэйнфреймов с сохранением
совместимости снизу вверх в каждой. Это является ярким свидетельством
непреложного правила, поддерживавшего развитие мэйнфреймов - сохранение
работоспособности ранее разработанного программного обеспечения.
В мире суперкомпьютеров известна и компания Intel. Многопроцессорные
компьютеры Paragon фирмы Intel в семействе многопроцессорных структур с
распределенной памятью стали такой же классикой, как компьютеры фирмы
Cray Research в области векторно-конвейерных суперкомпьютеров.
|
