Дніпропетровська область
Васильківська середня загальноосвітня школа № 2
Дослідницька робота
на тему
«Комп'ютери п'ятого покоління ЕОМ»
Підготувала
учениця 10 класу
Грабовська Юлія
Вчитель
Швагер О.М.
сел. Васильківка
2014 р.
Комп'ютери п'ятого покоління ЕОМ.
Комп'ютери п'ятого покоління - урядова програма в Японії з розвитку комп'ютерної індустрії і штучного інтелекту, розпочата в 1980-і роки. Метою цієї програми було створення «епохального комп'ютера» з продуктивністю суперкомп'ютера і потужними функціями штучного інтелекту. Розробки почалися в 1982 р. і закінчилися в 1992. Їх вартість близько 500 млн. $.
Виникнення проекту.
До моменту початку проекту Японія ще не була лідером в галузі комп'ютерних технологій, хоча вже досягла великого успіху в реалізації комп'ютерів і приладів, беручи за основу американські чи англійські розробки. Цей термін мав підкреслити, що Японія планує здійснити новий якісний стрибок у розвитку обчислювальної техніки.
Першим поколінням вважалися лампові комп'ютери, другий - транзисторні, третім - комп'ютери на інтегральних схемах, а четвертим - з використанням мікропроцесорів.
У той час як попередні покоління вдосконалювалися за рахунок збільшення кількості елементів на одиницю площі (мініатюризації), комп'ютери п'ятого покоління повинні були для досягнення Надпродуктивність інтегрувати величезна кількість процесорів.
Завдання дослідження:
Мета - створення суперкомп'ютера з функціями штучного інтелекту
Основні риси проекту:
обробка знань за допомогою логічних засобів (мова Пролог)
надвеликі бази даних
розподілені обчислення
голосове спілкування з комп'ютером
поступова зміна програмних засобів на апараті
Проблеми:
ідея саморозвитку системи провалилася
невірна оцінка балансу програмних і апаратних засобів
традиційні комп'ютери досягли більшого
ненадійність технологій
розвиток Інтернету - нова розподілена модель зберігання даних
витрачено 50 млрд. йен
Проблеми і перспективи
Проблеми:
технічні засоби наближаються до межі швидкодії
складність програмного забезпечення призводить до зниження надійності
Перспективи:
квантові комп’ютери
ефекти квантової механіки
паралельність обчислень
2006 – комп’ютер із 7 кубіт
Квантовий комп’ютер — фізичний обчислювальний пристрій, функціонування якого полягає на квантових явищах.
Основним елементом квантового комп'ютера є квантовий біт (англ. quantum bit, qubit), скорочено кубіт. На відміну від звичайного логічного елемента кубіт приймає значення не лише 0 і 1, а довільної суперпозиції цих двох значень:
,
де a і b — довільні комплексні числа, які задовольняють умови нормування
.
Набагато
більший вибір значень кубіта створює
можливість виконання паралельних
обчислень. 
і 
—
це два стани дворівневої квантової
системи, які можуть реалізувати дуже
різним чином, наприклад, як магнітні
спінові числа.
Оптичні комп’ютери («замороженене світло»)
Оптичні або фотонні обчислення - обчислення, які виробляються за допомогою фотонів згенерованих лазерами або діодами. Використовуючи фотони можливо досягти вищу швидкість передачі сигналу, ніж у електронів, які використовуються в звичайних комп'ютерах.
Більшість розробників фокусується на заміні звичайних (електронних) компонентів комп'ютера на оптичні еквіваленти. Результатом чого стане цифрова комп'ютерна система для обробки двійкових даних. Такий підхід дає можливість у короткостроковій перспективі розробити технології для комерційного застосування, оскільки оптичні компоненти можуть бути впроваджені в стандартні комп'ютери, створюючи гібрид технологій. Однак опто-електронні прилади втрачають 30 % енергії на конвертацію електронів в фотони і назад. Це також уповільнює передачу інформації. У повністю оптичному комп'ютері необхідність перетворення сигналу з оптичного в електронний і назад в оптичний пропадає.
Біокомп’ютери на основі ДНК
хімічна реакція за участю ферментів
330 трлн. операцій в секунду
Дослідники створили логічний вентиль - базовий елемент цифрової схеми, що виконує елементарну логічну операцію - на основі молекул ДНК. Пристрій теоретично здатний працювати всередині тіла і, наприклад, регулювати виділення ліків, звільняючи їх тільки там, де це необхідно. Про це пише «Сегодня».
Логічний вентиль видає той чи інший сигнал на виході в залежності від вхідних сигналів. У даному випадку вченим вдалося реалізувати логічні вентилі, що виконують різні логічні функції, зокрема функцію виключення АБО. У цьому випадку вентиль виробляє сигнал на виході тільки в тому випадку, коли присутній один із вхідних сигналів. Якщо ж на вхід не надходить жодного сигналу або, навпаки, надходять обоє, то вентиль не генерує вихідний сигнал.
Ключовими елементами створеної авторами нової роботи системи виступали комплементарні нитки ДНК - тобто нитки визначених комбінацій, які утворюють один за одним міцне з'єднання. Кожна з ниток представляла значення 1, якщо
було присутнє, і 0, якщо відсутня.
Щоб безпосередньо спостерігати, який сигнал нитки створюють на вході, вчені приєднали до них флуоресціюючі молекули. Коли на вході була присутня тільки одна нитка, молекула випускала світіння, а коли ниток було дві, їх флуоресценція взаємно гасилась. Крім створення одиничного працюючого логічного вентиля вчені також отримали систему з послідовно працюючих вентилів, що реалізують різні логічні функції. Теоретично розвиток цієї роботи може призвести до створення комп'ютера з ДНК, здатного виконувати елементарні арифметичні операції - додавання і віднімання. Крім того, дослідники домоглися протікання декількох послідовних операцій - тобто сигнал на виході одного пристрою служив вхідним сигналом для наступного.
Автори нової роботи протестували в пробірці, наскільки корисним створений ними пристрій може бути для медицини.
Вчені зв'язали логічний вентиль з молекулою, здатною інактивувати тромбін - фермент, що викликає згортання крові. У нормі згортання крові дозволяє уникнути кровотеч, але при серцево-судинних захворюваннях утворюються згустки крові і представляють серйозну небезпеку для життя людини. У створеній вченими схемі інактиватор тромбіну виділявся тільки в тому випадку, якщо вентиль «натикався» на фермент.
