Novi trendovi u razvoju računara

Peta generacija računara

Grupa japanskih poslovnih ljudi i vladinih institucija je početkom osamdesetih godina postavila cilj izgradnje pete generacije računara. Verovalo se da će se ona oslanjati na intenzivno korišćenje paralenih procesora, računare sa superračunarskim performansama i na mogućnosti veštačke inteligencije (engl. Atrificial inteligence). Projekat je iniciralo Ministarstvo za međunarodnu trgovinu i industriju (MITI) i u projekat su uložena ogromna sredstva (oko pola milijarde dolara).

Ciljevi projekta pete generacije

Ciljevi projekta su se odnosili:• na razvoj hardvera – korišćenje paralelnog

procesiranja, radne stanice velikih mogućnosti, super-računari za naučna izračunavanja

• na razvoj programskih jezika – najviše se ulagalo u razvoj jezika za logičko programiranje, baze podataka velikih dimenzija, baze znanja

Poslovi koje je trebalo da obave računari pete generacije

• Prihvatanje govornih instrukcija i slika (fotografija) kao ulaznih podataka;

• Prikupljanje, selekcija i skladištenje korisnih podataka prikupljenih iz novina, knjiga, govora zabeleženog na trakama, itd;

• Istraživanje svih dostupnih podataka na osnovu čega se obezbeđuju odgovori na pitanja korisnika;

• Prevođenje stranih jezika;• Učenje iz sopstvenog iskustva;• Programiranje samog sebe.

Neuspeh projekta pete generacije računara

• Ciljevi su bili postavljeni za koje tehnologija nije bila dorasla.

• Mnogi ciljevi su postignuti manje specifičnim sofverom (npr. radne stanice proivođaća Sun i Intel x86 procesori, umesto paralelnog procesiranja).

• Jezici za paralelno logičko programiranje kao veza između paralelnih procesora i jezika za zaključivanje potrebnih za AI aplikacije nisu se pokazali uspešni.

Uticaj pete generacije računara

Iako se smatralo da je projekat doživeo neuspeh ostvario je nesporan uticaj na tehnološki razvoj u budućnosti:

• Logičko programiranje je našlo primenu u ontološkim jezicima za veb (engl. Web Ontology Languages) pomoću kojih se predstavlja više nivoa znanja na semnatičkom vebu radi zaključivanja i inteligentnog pronalaženja informacija.

• Konstrukcija računara sa višestrukim jezgrom (jedno jezgro je CPU) (engl. Multi-core) u kojoj se implementiraju ideje paralelnog procesiranja

Neka nova dostignuća i trendovi posle četvrte generecije računara

Superprovodnici• vrsta materijala koji gube svaki otpor prilikom protoka

elektriciteta na datoj temperaturi, čime se ostvaruje velika brzina protoka signala;

• Obični materijali to mogu da ostvare u blizini apsolutne nule (-273C);

• nemački fizičar, Bednorz i švajcarski fizičar Müller su otkrili keramički materijal sa superprovodničkim karakteristikama na temperaturi od 32K za šta su dobili Nobelovu nagradu za fiziku 1987. Kasnijim unapređenjima došlo se do superprovodničkih materijala na temperaturi 138K;

• Mnogobrojne primene, između ostalog u digitalnim kolima;

Optička vlakna

• staklena ili plastična vlakna koja prenose svetlost

• Koriste se za komunikaciju jer su vrlo pogodni za prenos signala na veliku daljinu, imaju veliku pojasnu širinu što utiče na brzinu prenosa, manje signala se gubi nego kod metalnih žica i imuni su na elektromagnetne uticaje.

• Optički računari rade na bazi svetlosti a ne elektriciteta (tj. na bazi fotona, a ne elektrona)

• U optičkom računaru binarne digitalne komponente će biti zamenjene otpičkim komponentama

Paralelni procesori

• Ne koriste fon Nojmanovsku arhitekturu koja podrazumeva da se sve računske i logičke operacije obavljaju u jednoj jedinici obrade;

• Računari se sastoje od redova procesora;• Cilje je da se mnoge računske operacije obavljaju

simultano;• Postoji više vrsta paralelnih procesora: nivo bita, nivo

instrukcija, nivo podataka, nivo poslova;• Dobijaju na značanju sa svešću o velikoj potrošnji

energije računara;• Najveći problem paralelnog procesiranja i u prošlosti i

danas je komunikacija i sinhronizacija obaljanja poslova.

Računari specijalne namene - mikrokontroleri

• Na neki način retrogradni proces u razvoju računara jer se vraća ka karakteristikama prethodnika prvih računara – namenjeni su obavljanju specijalnih zadataka;

• Specijalni zadaci su “tvrdo kodirani” i ne rešavaju se sofverski što je obično mnogo brže;

• Zadaci koje obavljaju su prenos podataka udaljenim računarima, zatim zastupnički serveri i vatrobrani, i slično.

Veštačka inteligencija• To je grana računarstva čiji je cilj razvoj “inteligencije”

računara;• Centralni problemi veštačke inteligencije su:

– Zaključivanje, rezonovanje, rešavanje problema– Reprezentacija znanja– Planiranje– Učenje– Obrada prirodnih jezika– Percepcija (uočavanje)– Društvena inteligencija, itd.

• Ovim problemima se pristupa korišćenjem metoda iz različitih nauka: logika, verovatnoća, neuronske mreže, lingvistika, psihologija...

Primene veštačke ineteligencije• Medicinska dijagnostika• Upravljanje robotima• Razvoj video igara• Zakoni• Mašinsko prevođenje (pre podoblast računarske

lingvistike) – računarski program koji prevodi tekst ili govor s jednog prirodnog jezika na drugi. – Obično se prevodi tekst iz ograničenog domena (vremenska

prognoza, i sl.)– Više pristupa: pristup zasnovan na lingvističkim pravilima i

pristup zasnovan na statističkim osobenostima jezika (domena)• Poznati sistemi za mašinsko prevoženje:

– SYSTRAN (na Yahoo)– Prompt (na francuskim veb stranama)– Google (statistički pristup)

Primer rada Guglovog prevodioca 1

• Srpska rečenica:– ASCII kod je jedna verzija međunarodnog standarda ISO 646

IRV koji predstavlja međunarodnu referentnu verziju za 7-bitni kod.

• Engleski prevod:– ASCII code is a version of ISO 646 IRV, which represents the

international reference version of the 7-bit code.

Primer rada Guglovog prevodioca 2

• Engleska rečenica:– Most modern character-encoding schemes are based on ASCII,

though they support many more characters than did ASCII. • Srpski prevod:

– Већина модерних карактера-кодирање шеме су базиране на АСЦИИ, иако они подржавају много више ликова него што АСЦИИ.

Primer rada Guglovog prevodioca 3

• Srpska rečenica:– Mladi čovek se osećao daleko od one naivne sreće koju je poznao

prvog dana kad je po povratku iz Beograda posmatrao sa ovog mesta ove dimnjake i prozore.

• Engleski prevod:– Young man felt far from the naive recognize happiness by the first day

when he returned from Belgrade observed from this place ofchimneys and windows.

Primer rada Guglovog prevodioca 4

• Engleska rečenica:– It is a truth universally acknowledged, that a single man in possession of

a good fortune, must be in want of a wife.• Engleski prevod:

– То је истина универзално признат, да један човек поседује добру срећу, мора бити у желе од жена.

– Opšte je poznata istina da je bogatom neoženjenom čoveku žena neophodna.

Računari koji igraju šah• poznata primena AI su računari koji samostalno igraju

šah. • Koriste tehnike heurističkog rešavanje problema (koristi

se rezonovanje i prošlo iskustvo, a ne unapred date formule i rešenja). Znači da program ne radi po principu isprobavanja miliona mogućnosti.

• Poznat je “igrač” Deap Blue (IBM) koji je 1997. pobedio aktuelnog šahovskog šampiona sa 3½-2½ (igralo se 6 partija pod normalnim vremenskih ograničenjima). Godinu dana ranije, 1996. Kasparov je pobedio slabiju verziju sa 4-2. Kasparov je optužio IBM za prevaru (smatra da su ljudi “pomagali” Deap Blue u jednoj igri). IBM je to odbacio, nije Kasparovu dao revanš a Deap Blue razmontirao (prošao kao Hall).

Deep Blue IBM

• Deep Blue je bio kombinacija hardvera specijalne namene i softvera sa računarom opšte namene IBM RS/6000 SP2. Ovaj sistem je mogao da ispita 200 miliona poteza u sekundi ili 50 milijardi pozicija u tri minute što je dozvoljeno vreme za jedan potez u igri šaha.

Kasparov i Deep Blue

IBM Watson

IBM Watson – učesnik kviza Jeopardy!

• Watson je računarski sistem zasnovan na veštačkoj inteligenciji koji je u stanju da odgovara na pitanja koja su postavljena prirodnim jezikom.

• Razvijen je u okviru IBM projekta DeepQA (Deep Question Answering)

• Nazvan je po prvom predsedniku firme IBM Thomas J. Watson

Kako je Watson pobedio u kvizu

• Radilo se o tri epizode kviza Jeopardy! Koje su se održale 14–16 februara 2011.

• Watson je pobedio dva najbolja takmičara ikad: Brad Rutter, čovek koji je do tada osvojio najviše novca na tom kvizu Jeopardy! (>3,4 miliona dolara), i Ken Jennings, koji je držao rekord u broju pobeda (74 pobede).

• Sve što su zaradili su dali u dobrotvone svrhe

Kako je Watson pobedio u kvizu

• U toku igre Watson je imao pristup ka 200 miliona stranica teksta (strukturiranog i nestrukturiranog) što je zauzimalo 4 terabajtova prostora na disku i uključivalo kompletan tekst Wikipedije, ali u toku igre nije bio priključen na Internet.

• Za svako pitanje, Watson je na displeju prikazivao tri najverovatnija odgovora i svoj odgovor, tj. onaj koji je najverovatniji.

Kakva su pitanja na ovom kvizu?

• U kategoriji U.S. CITIES • "Its largest airport was named for a World War II hero; its

second largest, for a World War II battle“• Odgovor je Čikago• Ovo je pitanje na koje je Watson pogrešno odgovorio

‘Toronto’, a drugi ponuđeni odgovor je bio ‘Čikago’, ali oba sa vrlo malom verovatnoćom (14% i 11%). Ostala dva takmičara su tačno odgovorila.

• Pitanja su takva da se odgovor ne može direktno pronaći u nekoj enciklopediji.

Šta je budućnost Watsona

• IBM vidi budućnost Watsona u poljima kao što su:

• Medicinska dijagnostika• Poslovna analitika• Tehnička podrška

U kojima bi se koristio softver za odgovaranje na pitanja kakav je Watson