Правильная ссылка на эту страницу
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1983/D19831103Elc035.shtml

Развитие рынка компьютеров, ориентированных на языки Лисп и Пролог

Том Мануэль (Tom Manuel)
Старший редактор по информационным системам

Tom Manuel. Lisp and Prolog machines are proliferating, pp.132—137.

В публикуемой ниже первой из двух частей обзорного материала, посвященного состоянию рынка систем искусственного интеллекта (ИИ), описываются серийно выпускаемые технические системы ИИ и сообщается о нескольких проектах разработки изделий ИИ, которые выполняются в разных странах и уже близки к успешному завершению. Наиболее значительными среди них являются проекты, выполняемые в Японии. В настоящей статье впервые приводится детальная информация о японских проектах. Эти проекты осуществляются как в связи с работами по программе создания компьютеров пятого поколения, так и с целью дальнейшего развития исследований по ИИ.
Вторая часть обзора будет опубликована в номере журнала от 1 декабря 1983г. и посвящена подробному рассмотрению программного обеспечения систем ИИ. В ней будут освещаться такие вопросы, как языки программирования ИИ, средства разработки прикладных программ, а также существующие приложения систем с базами знаний (экспертных систем) и средств обработки информации на естественном языке.

Чарлз Л. Коэн, Кевин Смит

Основными техническими средствами, имеющимися в настоящее время для создания систем ИИ, являются компьютеры, ориентированные на работу с рабочими станциями, оснащенными мощными средствами машинной графики, обладающими высокой разрешающей способностью. Совместная работа этих компьютеров и рабочих станций дает возможность оптимизировать обработку символьной информации — обработку символов, позволяющих выражать мысли и понятия (в отличие от числовой обработки). Первые такие компьютеры получили название Лисп-машин, так как были предназначены для эффективного выполнения программ на Лиспе — первом и наиболее популярном на сегодня языке описания задач ИИ. Лисп был разработан с тем, чтобы облегчить написание программ, предназначенных для символьного представления и обработки произвольных объектов, а также отношений (связей) между ними. В настоящее время аппаратные средства, выпускаемые индустрией изделий ИИ, представлены личными Лисп-машинами трех американских фирм, а также появляющимися рабочими станциями общего назначения и несколькими универсальными компьютерами. Все они ориентированы на работу с языком ИИ.

Преимуществами Лисп-машин являются их быстродействие и эффективность, обусловленная тем, что они спроектированы и настроены на работу в режиме символьной обработки. Рабочие станции этого класса, как правило, имеют ЗУ большой емкости, виртуальную организацию памяти и развитые возможности для работы с графической информацией. Рабочие станции общего назначения не рассчитаны на работу с символическими языками, но обладают всеми остальными преимуществами Лисп-машин. Кроме того, их можно легко использовать и для приложений, не связанных с ИИ, например для численных расчетов, требующихся при автоматизации конструирования. Безусловно, Лисп-машины тоже могут использоваться для применений, не относящихся к сфере ИИ, и являются отличными инструментами для разработки программного обеспечения всех типов. Что касается универсальных компьютеров, то можно отметить два их преимущества при решении задач ИИ. Во-первых, возможно, что фирма уже имеет такую машину, а во-вторых, прикладные программы ИИ, разработанные для этих машин, могут быть объединены с другими программами, выполняемыми на них.

До того, как началось успешное применение Лисп-машин, задачи ИИ решались на универсальных компьютерах, работающих в режиме разделения времени, главным образом на ЭВМ DEC-system 10 и 20 фирмы Digital Equipment Corp. (Мейнард, шт.Массачусетс). Эти машины до сих пор используются для решения задач ИИ, как и супермини-ЭВМ с разделением времени, такие, как машины серии VAX-11 фирмы DEC. Однако эта фирма прекратила работу над проектом создания компьютера, который предполагалось выпустить на смену ЭВМ DEC-system 20, и в настоящее время ведет свои работы в области ИИ с помощью серии супермини-ЭВМ VAX и специализированных рабочих станций.

Работы научно-исследовательских центров PARC и МТИ

Первые Лисп-машины были разработаны двумя научно-исследовательскими лабораториями: Лабораторией вычислительной техники Массачусетского технологического института в Кеймбридже и Научно-исследовательской лабораторией фирмы Xerox Corp. (Пало-Альто, шт.Калифорния)1{Эту лабораторию называют также Научно-исследовательским центром PARC (Palo Alto Research Center). — Прим. Перев.}. В 1981г. Фирма Xerox объявила о выпуске рабочей станции 1100, предназначенной для работы с языком Интерлисп (он разработан на базе Лиспа и является одним из его диалектов). Станция 1100 была первой станцией серии. В настоящее время в состав этой серии входят еще две станции: модели 1108 и 1132. Xerox планирует расширить серию в обоих направлениях. В качестве ее младшей модели будет использоваться очень дешевая рабочая станция, имеющая достаточный объем памяти для выполнения разработанной специалистами фирмы Xerox и применяемой в настоящее время версии Интерлиспа, которая получила название Interlisp-D. Эта станция предназначается только для решения задач ИИ по готовым программам. Ее нельзя будет использовать для разработки новых приложений ИИ.

Все станции серии 1100 совместимы с сетью Ethernet и с Сетевой системной архитектурой фирмы Xerox (XNC). Это даст возможность пользователям создавать системы таких рабочих станций, объединяя их с другими средствами XNS, такими, как подсистемы обслуживания файлов, вывода на печать и процедур связи. В Японии рабочие станции этой серии продаются фирмой Fuji Xerox, а в Западной Европе — фирмой Rank Xerox. В ФРГ аналогичную станцию поставляет на рынок фирма Siemens.

Личные компьютеры, ориентированные на обработку символьной информации, выпускает еще одна американская фирма — Symbolics Inc. (Кеймбридж, шт.Массачусетс). Она была образована в 1980г., с тем чтобы обеспечить серийный выпуск средств вычислительной техники, предназначенных для символьной обработки.

Фирма была основана группой специалистов, разработавших в МТИ Лисп-машину и ее операционную систему. Как и Xerox, фирма Symbolics представила свой первый компьютер в 1981г. Это была машина LM-2 — коммерческий вариант Лисп-машины Массачусетского технологического института1{Электроника, 1981, №16, с.99.}. Не успело начаться производство этого компьютера, как фирма Symbolics уже представила следующую ЭВМ — модель 36002{Электроника, 1981, №17, с.4}. Эта машина (рис.1), в два — восемь раз превосходящая по производительности компьютер LM-2, была запущена в производство в начале 1983 г.

Процессор символов. Компьютер модели 3600 фирмы Symbolics Inc. — одна из систем того класса, который широко известен под названием рабочих Лисп-станци
Рис.1. Процессор символов. Компьютер модели 3600 фирмы Symbolics Inc. — одна из систем того класса, который широко известен под названием рабочих Лисп-станций. Этот компьютер, обеспечивающий быструю символьную обработку на Лиспе, предназначен для одного пользователя и оснащен интерфейсом интерактивного графического взаимодействия с оператором.

Название третьего в США изготовителя Лисп-машин совпадает с выпускаемой им продукцией. Это фирма Lisp Machine Inc. (Калвер-Сити, шт.Калифорния). Она также поставила свою первую машину в 1981г. Машина называлась Series III CADR (CADR — функция Лиспа, порождающая новый список, начинающийся со второго члена предыдущего списка, и данная ЭВМ была второй реализованной Лисп-машиной). Компьютером следующего поколения, созданным фирмой Lisp Machine, является ЭВМ Lambda1{Электроника, 1983, №18, «Последние новости»}. Как и ЭВМ модели 3600 фирмы Symbolics машина Lambda рассчитана на работу в сети Ethernet.

Машина для выполнения Лисп-программ и других применений. Компьютер Lambda фирмы Lisp Machine Inc., представляющий собой гибкую, модульную машину Nu с
Рис.2. Машина для выполнения Лисп-программ и других применений. Компьютер Lambda фирмы Lisp Machine Inc., представляющий собой гибкую, модульную машину Nu с шинной архитектурой на основе шины Nubus, включает процессоры разных типов для различных применений. В одной и той же машине используются Лисп-процессор и микропроцессор MC68000.

Первую пригодную для практического применения Лисп-машину в Японии выпустила фирма Fujitsu Ltd.2{Электроника, 1983, №6, с.119.}. Эта машина, получившая название Alpha (рис.3), является образцом выходного Лисп-процессора, предназначенного для работы с компьютерами общего назначения. Согласно заявлению фирмы, это будет самая быстродействующая Лисп-машина с производительность 2,5—3 млн. инструкция/с при выполнении простых программ. В настоящее время язык Лисп может также использоваться на универсальных ЭВМ серии ACOS фирмы NEC Corp.

Вспомогательная машина для символьной обработки. Машина Alpha фирмы Fujitsu представляет собой процессор обслуживания базы данных, который обеспечивае
Рис.3. Вспомогательная машина для символьной обработки. Машина Alpha фирмы Fujitsu представляет собой процессор обслуживания базы данных, который обеспечивает пользователям компьютера, работающего с разделением времени, возможность быстрой символьной обработки списков. При подключении к универсальной ЭВМ фирмы Fujitsu устройство обработки инструкций машины Alpha выполняет программы на языке Утилисп, являющемся вариантом Лиспа.

Поскольку машины для задач ИИ только начинают появляться, еще не разработан общепринятый комплект эталонных программ для измерения и сравнения их характеристик. Кроме того, при оценке машин, программируемых на языках высокого уровня, сопоставление их производительности в миллионах инструкций в секунду (МИС) является неверным.

Значения производительности, выраженные в МИС, должны служить только общим ориентиром, так как потенциальным покупателям и пользователям этих машин следует учитывать много других моментов, особенно возможности предоставляемого комплекта инструментальных средств разработки программного обеспечения и конкретный предусмотренный диалект Лиспа. Кроме того, следует принимать во внимание возможность использования других языков программирования, надежность машины и предлагаемые средства технического обслуживания аппаратной части и сопровождения программного обеспечения.

Сравнение

Оценивая в общих чертах основные особенности имеющихся сейчас машин, следует указать, что в состав серии 1100 фирмы Xerox входят различные модели с разнообразными возможностями, позволяющими пользователям осуществлять выбор в широких пределах. Эти машины оснащаются такими средствами, как Interlisp-D, объектно-ориентированный язык Смолток-80 (Smalltalk-80), инструментальная система программирования Loos, объединяющая четыре комплекса средств программирования1{Электроника, 1983, №18, «Компоненты приборы, системы»}, а также тщательно проверенная система обеспечения работы в сетевом режиме и функционирования средств обслуживания. ЭВМ 3600 фирмы Symbolics имеет высокую производительность. Она оснащается исключительно развитым комплексом средств разработки программного обеспечения; может работать с языком Зеталисп (производным от Маклиспа, который в свою очередь является еще одним диалектом Лиспа), с объектно-ориентированным языком Флэйворс (Flavors) и языком программирования Фортран-77; рассчитана на подключение к сети Ethernet.

Новейшая рабочая станция Lambda фирмы Lisp Machine также обладает большим быстродействием. Она работает с языком ЛМЛисп (LMLisp), являющимся еще одной версией Маклиспа, и оснащена ориентированными на него инструментальными средствами разработки программного обеспечения; имеет микрокомпилятор Лиспа и виртуальную управляющую память, облегчающую конструирование набора команд машины; снабжается дополнительным процессором MC68000 для работы с ОС Unix Калифорнийского университета (Беркли) и языками С, Паскаль и Фортран-77, системным диагностическим процессором на основе микропроцессора 8088 и средствами для работы в сети Ethernet. Системы VAX, выпускаемые фирмой DEC,— от новой ЭВМ MicroVAX1{Электроника, 1983, №20, «Последние новости»} до групповых станций VAX-11/7822{Электроника, 1983, №20, «Методы, схемы, аппаратура»} — обладают разнообразными техническими возможностями. В них используется большой объем программных средств, включая несколько диалектов Лиспа и новый язык Комон Лисп (Common Lisp). Они могут подключаться к сетям Ethernet и DKCnet. Рабочая станция VAXstation 100 на основе микропроцессора 68000, стоящая 13 000 долл. (10 000 долл. — аппаратная часть и 3000 долл. — программное обеспечение), оснащена дополнительно пользовательским графическим интерфейсом такого же типа, как в Лисп-машинах.

Мощные рабочие станции общего назначения, как правило, выполняются на основе нескольких микропроцессоров 68000, рассчитаны на работу с ОС Unix, имеют средства управления виртуальной памятью, большую физическую память и совершенные графические интерфейсы с пользователем. Эти станции можно присоединять к Лисп-машинам и универсальным ЭВМ в качестве технических инструментов разработки систем ИИ. Один из диалектов Лиспа — Франц Лисп (Franz Lisp), разработанный в Калифорнийском университете (Беркли), написан на языке С и работает под управлением ОС Unix. Вероятно, его можно было бы реализовать на рабочих станциях общего назначения.

Возможно, на рынок сначала поступят машины производства фирм США, но большие исследовательские и проектно-конструкторские работы в этой области проводятся также в Японии. Они выполняются и как самостоятельные исследования по ИИ, и в рамках проекта разработки компьютеров пятого поколения.

Находящаяся в ведении японского правительства Электротехническая лаборатория (ETL) в Ибараки завершила изготовление личного Лисп-компьютера, имеющего примерно такое же быстродействие, как машина 3600 фирмы Symbolics. Если бы удалось доработать программное обеспечение, дополнив его полностью готовой для эксплуатации программой-редактором и системой управления, то японскую машину можно было бы использовать для практических приложений. В качестве главного процессора в ней применяется процессор Pulce со структурой «кремний-на-сапфире», разработанный фирмой Toshiba Corp. в 1978г. в рамках правительственного проекта создания средств обработки информации об образах.

Однако однопроцессорная машина — это только первый шаг в разработке управляемой данными Лисп-машины, получившей название ЕМ-3, которая предназначается для автоматизации учрежденческого труда, обработки информации на естественном языке, применения в системах с базами знаний и для других приложений, ориентированных на работу в интерактивном режиме. Ёсинори Ямагути, старший научный сотрудник ETL, сообщает о том, что успешно ведется работа по созданию аппаратной модели параллельного процессора, в которой используются восемь одноплатных процессоров 68000.

В окончательном варианте эта система будет содержать от 8 до 100 процессоров на СБИС пока еще неизвестного типа, которые сотрудники ETL надеются разработать самостоятельно. Не исключено, что она будет выполнена на вентильных матрицах, так как возможности использования предприятий, изготовляющих кремниевые ИС («кремниевых мастерских») в Японии еще ограничены. Согласно имеющимся сейчас планам, реализация аппаратной модели должна быть завершена к концу марта 1984г.

Но решающее значение для функционирования новой машины имеет механизм управления, который будет разработан на этапе изучения технической выполнимости этого компьютера. Он начнется в апреле 1984г. Предполагается создать совершенный механизм параллельного управления, который явится естественным развитием управляемой данными схемы оценки функции, которая используется в ЭВМ с потоками данных.

В качестве основного языка программирования, вероятно, будет использоваться язык типа Лиспа, включающий некоторые функции Пролога, в частности обращение и возврат к образцам. Вместе с тем прорабатывается и вопрос о возможности использования языка Пролог. В языке потребуется также предусмотреть операцию сравнения с образцом.

Наряду с Лиспом

Между тем группа специалистов Лаборатории электросвязи (Мусасино) фирмы Nippon Telegraph and Telephone Public Corp., возглавляемая Ясуси Хибино, работает над созданием Лисп-машины, изготовление которой она предполагает закончить к концу марта 1984г. Для проведения исследований по ИИ будет изготовлено большое количество экземпляров этой машины.

Разработка машины является составной частью так называемого проекта NUE. NUE — японский аналог Химеры в древнегреческой мифологии. Это имя выбрано с тем, чтобы показать, что проект не ограничивается целью создать машину, работающую только с одним языком. Первоначально проект, работа над которым началась два года назад, был ориентирован на язык Лисп, но сейчас он стал многоязычным проектом, предусматривающим разработку процедурных функциональных, логических и объектно-ориентированных языков, имеющих синтаксис Лиспа, но включающих наряду с семантикой Лиспа и семантику таких языков, как Пролог и Смолток.

Постановка работ по проекту NUE обусловлена тем, что задачи ИИ нельзя решать, пользуясь только одним стилем программирования. В идеальном случае система управляющих программ (исполнительная система) должна работать с одинаковой эффективностью при любом стиле программирования, так как объем вычислений должен оставаться неизменным, но в зависимости от характера задачи степень трудности написания программ определяется выбором стиля. Ожидается, что реализация проекта NUE позволит выяснить, для каких задач лучше всего подходит тот или иной стиль программирования.

Машине, разрабатываемой по проекту NUE, присвоено наименование ELIS1{Electrical Communication Laboratory Lisp processor — Лисп-процессор Лаборатории электросвязи}. В режиме интерпретатора она имеет примерно такое же быстродействие, как машина Alpha фирмы Fujitsu. По словам Хибино, так же, как и в экспериментальных Лисп-машинах, создававшихся ранее в Японии, в машине ELIS используется микропрограммирование. ELIS имеет 32-разрядную шину, 24 разряда которой отводятся для адреса, а остальные 8 — для маркера. Область адреса эквивалентна 27-разрядному адресу, поскольку каждый адрес обеспечивает обращение к 8-байтовому элементу. В результате имеется возможность адресовать память общей емкостью 128, а не 16 Мбайт, адресация которых обеспечивается при использовании обычных 24-разрядных адресов.

Следите за указателями

По словам Хибино, эта конфигурация была выбрана потому, что она обеспечивает наилучшую производительность. В языке Лисп слежение за прохождением указателей является более важным, чем вычисление. Так, наличие двух больших полей указателей для инструкций CAR и CDR ускоряет эту операцию. Может быть, покажется странным, но даже в том случае, когда бывают пропуски данных, используемый объем памяти только вдвое больше, чем в тех системах, которые разработаны в расчете на сохранение (консервацию) содержимого памяти. Хибино замечает также, что консервация памяти не является больше основной проблемой, так как ИС на 256К-кбит кристаллах позволяют разместить память емкостью 4 Мбайт на одной плате.

Примерно половина логической части процессора реализована на разрядно-модульных микропроцессорах AMD2903, а остальное — на Шотки/ТТЛ ИС. Схема Am2903 не является идеальной для применения из-за вертикальных связей между арифметико-логическим устройством и регистром сдвига. Вертикальные связи дают максимальное преимущество при выполнении арифметических операций, таких, как сложение и умножение, в которых сдвиг является частью операции так как он позволяет произвести эти операции за один период тактовых импульсов, а не за два. Но вертикальные связи заменяют символьную обработку. Тем не менее стандартные функции, выполняемые арифметико-логическим устройством схемы Am2903, в большей степени ускоряют стандартную обработку данных, нежели ухудшают символьную обработку.

В настоящее время аппаратная часть машины ELIS функционирует, а микропрограмма работает достаточно хорошо для того, чтобы можно было измерить производительность. Аппаратно-программные средства следует существенно доработать, чтобы обеспечить возможность использования машины в Мусасинской лаборатории к апрелю 1984г., если к этому времени удастся завершить подготовку программного обеспечения. Хибино пока не может сказать, сколько так ах машин будет изготовлено или дать какую-либо существенную дополнительную информацию о будущих планах.

Первый проект, выполняемый в рамках японской программы разработки ЭВМ пятого поколения, предусматривает создание личного компьютера последовательных логических выводов  (PSI1{Personal sequental-inference computer}) для разработки программного обеспечения систем с базами знаний2{Электроника, 1983, №15, с.66}. ЭВМ PSI, предназначаемая для создания программ символьной обработки, ориентированных на получение логических выводов, будет использоваться сотрудниками Института средств вычислительной техники нового поколения (ICOT). Машина будет иметь последовательную архитектуру фон Неймана, а не ту развитую параллельную архитектуру, которая планируется для окончательного варианта компьютеров пятого поколения.

Кооперативная программа

В задачи института ICOT входят разработка аппаратных и программных средств для подсистем пятого поколения, а также создание программного обеспечения вообще. Производство аппаратных средств ведется по контрактам компьютерными компаниями. Например, экспериментальная модель ЭВМ PSI (рис.4) изготовляется фирмами Mitsubishi Electric Corp. и Oki Electric Industry Co. Ltd. Она предназначается для оценки и должна быть готова к августу 1984г. Эта модель выполняется на обычных компонентах. Следующий ее вариант будет выполнен на заказных СБИС.

Пятое поколение. На рисунке показана структурная схема личного компьютера последовательных логических выводов (PSI), разрабатываемого институтом ICOT.
Рис.4. Пятое поколение. На рисунке показана структурная схема личного компьютера последовательных логических выводов (PSI), разрабатываемого институтом ICOT. Это первый прототип машины, создающейся по японской программе разработки ЭВМ пятого поколения. В компьютере используются два основных новшества — машина логических заключений и подсистемы реляционной алгебры. Наиболее трудоемкой частью проекта разработки компьютера PSI является создание программного обеспечения.

Другие подсистемы, разработанные ICOT по проекту создания компьютеров пятого поколения, также будут изготовляться различными японскими компьютерными компаниями. Так, фирма NEC будет изготовлять машину последовательных логических выводов, имеющую более высокое быстродействие и большие возможности, чем ЭВМ PSI. Создание этой более мощной машины планируется завершить в течение первого, трехлетнего этапа выполнения японского проекта.

На протяжении первого этапа предусматривается также создание параллельного компьютера общего назначения, предназначенного для ведения баз знаний и реляционных баз данных, а также для обработки содержащейся в этих базах информации. Фирма Toshiba будет изготовлять базовую составную часть этого компьютера, которая, вероятно, будет выполняться на основе какого-либо варианта технологии «кремний-на-сапфире» (КНС), обеспечивающей очень высокое быстродействие. Фирма Hitachi Ltd. будет заниматься изготовлением иерархической подсистемы памяти (она будет иметь иерархическую структуру и адресацию соответствующих уровней иерархии по их тематическому содержанию) и кремниевого диска для хранения ее содержимого. Предполагается, что компании NEC, Hitachi и Fujitsu будут изготовлять машины параллельных логических заключений и машины баз знаний, реализация которых будет завершена в течение второго, промежуточного этапа выполнения проекта создания компьютеров пятого поколения, разработанного институтом ICOT.

Один из проектов программного обеспечения для компьютера PSI, разрабатываемый специалистами ICOT, предусматривает создание расширенной версии языка Пролог. При разработке машины PSI ставится цель оптимизировать время выполнения программ на языке Пролог, обеспечив скорость их прохождения на этой машине не менее 20 клипс (единица производительности в терминах проекта разработки ЭВМ пятого поколения, означающая тысячу логических заключений в 1 с). Липс (lips1{Logical inferences per second})—это просто оригинальный термин, характеризующий число вызовов процедур в секунду в программах на языке Пролог. Поскольку для одного вызова процедуры требуется в среднем от 100 до 300 машинных инструкций, производительность, равная 1 клипс, примерно эквивалентна 0,1—0,3 млн. МИС. Таким образом, ориентировочно производительность ЭВМ PSI составит от 2 до 6 МИС, т.е. будет выше, чем в самых быстродействующих Лисп-машинах, имеющихся в настоящее время. Конечно, такое сравнение надо принимать с оговоркой. Оно может дать лишь приблизительное представление о том, насколько машины PSI превзойдут по производительности Лисп-машины, так как практически не имеет смысла сравнивать процедуру Лиспа с логическим выводом Пролога.

Машина логических выводов

Между тем в Токийском университете Тору Мото-Ока с группой своих аспирантов разрабатывает машину параллельных логических выводов для компьютера, ориентированного на язык Пролог. Машина логических выводов — это аппаратная система для получения заключений на основе фактов и правил вывода хранимых в базе знаний. В работе по созданию этой машины, которая ведется и финансируется совместно с ICOT (определенные финансовые средства поступают и из других источников), получают отражение несколько подходов к разработке архитектур компьютеров пятого поколения (некоторые из этих подходов еще широко не освещались). В известном смысле данная работа является наиболее перспективным направлением проекта ICOT, поскольку она позволит сразу же осуществить переход к параллельной обработке, в то время как сам ICOT начинает с создания личной машины последовательных выводов. Группа Мото-Ока намерена построить систему, содержащую 100 параллельных быстродействующих процессоров. Первый действующий образец системы должен быть изготовлен через 10 лет.

Уже готова моделирующая программа, написанная на языке С, а разработка основной части аппаратной модели на ТТЛ-схемах будет завершена к концу ноября. Через несколько месяцев будет закончено изготовление первого процессора, а к концу марта 1984г. он уже должен функционировать. В течение двух лет после этого группа планирует построить 10-процессорную систему и затем продолжить ее развитие.

Разрабатываемый в лаборатории Мусасино процессор потоков данных Eddy1{Электроника, 1983, №12, с.38} также будет представлять собой вариант Лисп-машины. Расширение функций языка Вэлид (Valid), высокоуровневого функционального языка с рекурсией и параллельными выражениями для логического программирования, который был разработан для этой машины, также сделает ее и вариантом Пролог-машины. В число расширений будет включена операция сравнения с образцами, благодаря чему язык Вэлид можно будет использовать для простого, интуитивного программирования.

Иерархическая память. Составной частью первого этапа реализации японской программы создания компьютеров пятого поколения является также разработка пар
Рис.5. Иерархическая память. Составной частью первого этапа реализации японской программы создания компьютеров пятого поколения является также разработка параллельной машины реляционной базы да ных, в которой применяется специально разработанная для нее иерархическая память на кремниевом диске (быстродействующее полупроводниковое ЗУ, используемое как дисковый накопитель) с резервным обычным НМД.

В настоящее время работа, выполняемая в лаборатории Мусасино, находится в стадии фундаментальных исследований, которые продлятся еще в течение двух-трех лет. Если эта работа будет завершена, изготовление системы, пригодной для практического применения пользователями, должно быть закончено через семь-десять лет. Это примерно такой же период времени, какой предусматривается для выполнения проекта ICOT, а работа, ведущаяся в лаборатории Мусасино рассматривается как альтернатива этому проекту.

Многие обозреватели отмечают, что потенциальные ресурсы четырех лабораторий электросвязи фирмы NTT: в Мусасино, Ибараки, Йокосука и Аиуги — намного превосходят возможности ICOT. И это действительно так, даже если учитывать только имеющиеся у них кадры и бюджет для проведения НИОКР по компьютерной тематике, а ведь лаборатории электросвязи располагают также возможностями выполнения работ в области полупроводниковой технологии и в смежных областях. Но в каждой из лабораторий осуществляется много проектов, и нельзя дать гарантию, что руководство будет продолжать работы по всем этим проектам до их успешного окончательного завершения.

Другим крупным центром исследований по ИИ является Великобритания. Здесь ведутся работы над различными моделями Пролог-машин. Для машин младших моделей лондонская фирма Logic Programming Associates создала версию языка Пролог, ориентированную на личные компьютеры, выполненные на основе микропроцессора Z80 и работающие под управлением операционной системы CP/M. Такие компьютеры предназначаются для изучения базового языка Пролог, а не для разработки или выполнения логических прикладных программ.

«Здесь живет Алиса»

В рамках исследовательской работы, выполняемой в лондонском Империал-колледже, разрабатывается машина старшей модели — компьютер, получивший название Alice1{Applicative language idealised computing engine — идеализированная вычислительная машина для прикладных языков} 2{Электроника, 1983, №4, с.14} (Алиса). Это будет машина параллельной обработки, ориентированная на работу с языком Парлог (Parlog), представляющим собой параллельную версию Пролога, Лиспа и декларативного языка Хоуп (Hope) для машин пятого поколения, разработанного в этом колледже. Применение параллельных архитектур для непроцедурных языков такого типа, как Пролог и Хоуп, целесообразно, поскольку оно позволяет одновременно оценить все посылки, которые могут привести к выводу логического заключения.

Прототип машины Alice будет содержать 16 процессоров, 16 модулей памяти и коммутатор для связи любого процессора с любым модулем памяти. В качестве базового рабочего компонента будет использоваться транспьютерный микропроцессорный кристалл фирмы Inmos plc3{Электроника, 1982, №19, с.15}. Всего в машине будет работать 112 таких микропроцессоров. Разработку аппаратных и программных средств планируется завершить к началу 1985г.

Разработка аппаратных средств разделена на две части: разработку коммуникационного кольца, передающего пакеты данных, и разработку процессорных элементов, каждый из которых будет состоять из ряда транспьютеров. Работу по созданию коммуникационного кольца планируется закончить в мае 1984г. Его главным элементом является быстродействующий твердотельный коммутатор, изготовляемый для Империал-колледжа фирмой Swindon Silicon Systems. Группа исследователей обещала подготовить первые образцы его к рождеству. С этого момента дальнейший прогресс будет зависеть от наличия транспьютерных кристаллов, о выпуске которых фирма начинает делать официальные объявления только сейчас.

Тем, кто хочет провести эксперименты по программированию на Прологе, сейчас предоставляется возможность выбора. Несколько организаций и фирм предлагают разные версии Пролога для таких различных машин, как микрокомпьютеры на основе микропроцессоров Z80 и 68000,. ЭВМ PDP-11, DEC20 и VAX. Есть даже версия для машин с архитектурой системы IBM 370, предлагаемая факультетом вычислительной техники Университета Ватерлоо (Ватерлоо, Онтарио, Канада), а новая компания Silogic Inc. (Лос-Анджелес) предлагает интерпретаторы языка Пролог для целого ряда машин, содержащих микропроцессоры Z80 и MC68000, и в настоящее время разрабатывает Пролог-компилятор.

Однако только японский компьютер PSI проектируется как машина, оптимизированная для выполнения программ на Прологе аналогично Лисп-машинам, ориентированным на работу с Лиспом. Похоже, что скоро на Лисп-машинах, выпускаемых фирмами США, будут предусматриваться средства для эффективной реализации Пролога. Возможно, они даже превзойдут в этом отношении прототип машины PSI и появятся на открытом рынке еще до того, как он начнет функционировать.

Например, в Университете г.Упсала (Швеция) разработана версия Пролога для компьютера Lambda фирмы Lisp Machine. Ожидается, что первоначально она обеспечит производительность 4,5 клипс, а после оптимизации с помощью микрокода — до 20—25 клипс. Что касается машины 3600, то специалисты фирмы Symbolics рассматривают два подхода к реализации на ней языка Пролог: обеспечение возможности работы с ним как с любым другим самостоятельным языком, например с Фортраном; включение интересных аспектов Пролога в Зеталипс или разработку Пролога с синтаксисом Лиспа.

В США исследуются возможности разработки систем ИИ на основе перспективных, высокопроизводительных параллельных архитектур. Так, в МТИ Роберт Х. Халстед мл. возглавляет группу, конструирующую экспериментальный мультипроцессор Concert, который будет состоять из 32 процессоров 68000. В качестве одного из языков программирования в нем предусматривается использовать мультилисп, мультипроцессорную версию Лиспа, разработка которой является составной частью данного проекта. Другой проект МТИ, финансируемый Управлением перспективных исследований министерства обороны США, предусматривает создание 64-процессорной машины, в которой будут использоваться компьютеры 3600 фирмы Symbolics.

Выходные данные:

Журнал "Электроника" том 56, No.22 (678), 1983г - пер. с англ. М.: Мир, 1983, стр.42

Electronics Vol.56 No.22 November 3, 1983 A McGraw-Hill Publication

Tom Manuel. Lisp and Prolog machines are proliferating, pp.132—137.

Раздел: МЕТОДЫ, СХЕМЫ, АППАРАТУРА

Тема:     Искусственный интеллект





Дата последнего изменения:
Thursday, 21-Aug-2014 09:10:55 MSK


Постоянный адрес статьи:
http://az-design.ru/Support/Archiv/Elc1983/D19831103Elc035.shtml