- Аппаратные средства интеллект
Аппаратные средства интеллект. СОИ
Лекция № 1
Интеллектуальные системы - системы обработки информации, основанные на использовании знаний.
При разработке интеллектуальных систем чаще всего используются специализированные аппаратные средства, которые реализуют основные функции интеллектуальных систем.
Универсальные аппаратные средства создаются также с учетом необходимости решения задач ИИ.
Очень характерны для создания систем с ИИ – мультипроцессорные ЭВМ с глубоким распараллеливанием процессов выполнения программ.
В системах с ИИ выделяют следующие типы задач /по способу организации вычислительного процесса, типам данных, используемых операций/
Рекомендуемые материалы
1. Обработка символьной информации;
2. Решение переборных вычислений и логических задач, построение логического вывода решения с использованием заданных правил;
3. Работа с БД, где данные со сложными информационными связями;
4. Высокоскоростная обработка изображения и речи.
Каждая из задач предъявляет свои конкретные требования к аппаратуре, причем весьма противоречивые.
Использование ЭВМ классической схемы с архитектурой фон-Неймана неэффективно.
1. Обработка символьной информации
Используется языками высокого уровня функционального типа. При выполнении программ происходит обращение к функциям.
Характерные особенности.
а) Применение рекурсивных списковых структур при отображении данных в оперативной и внешней памяти
б) Рекурсивный характер обработки списков (поиск в списке и его изменение)
в) Высокий динамизм использования памяти, реальное время, виртуальная память
Любой участок программы должен выполнятся только за время определенное при написании.
2. Переборные задачи
Получение логического вывода
Кроме особенностей обработки символьной информации, есть и свои особенности
а) Большие возможности распараллеливания
б) Чистое выполнение функций сопоставления сложных структур данных
в) Более сложная работа с переменными
г) Более сложная организация схемы управления выполнением программы
3. Работа с базами данных
Обработка больших массивов данных, имеющих сложные внутренние связи.
Основная проблема:
а) Сокращение времени выполнения основных операций
Организация БД:
а) Реляционная
б) Иерархическая
в) Сетевая
4. обработка изображений и речи
Проблема: необходимо быстрое выполнение большого числа однотипных операций над исходными данными (очень большой объем)
Организационная группа - вычислительные процессы, которые обмениваются информацией по специальной организационной сети информационных каналов с определенной структурой (при использовании преобразования Фурье)
Наиболее критичны задачи обработки символьной информации.
Их особенности:
1. пространство логики решений велико, т.к. большая размерность требует: ????????????
- большая память
- высокая степень обработки
2. Большое число обращений к памяти. Из-за этого, разброс близких по времени обращений, велик по адресам. Необходимы специальные меры. Частичная обработка данных непосредственно в памяти существенно снижает поток данных.
3. Данные самоопределены, поэтому перед обработкой необходимо распознать их тип.
4. Способы вычислений и форматы обрабатываемых данных могут меняться от 1-й задачи другой. Архитектура должна допускать настройку.
5. Взаимодействие процессов имеет нерегулярный характер. Необходима гибкость коммутации прочесов через информационные каналы.
6. Алгоритмы имеют недетерминированный характер, поэтому распределение вычислительных процессов по процессорам должно быть произвольным или производиться уже в процессе работы алгоритма.
Переход к аппаратной реализации процессов интеллектуальных систем обеспечивает новые возможности:
1. ↑ скорость обработки информации и отображения данных, реален переход к РВ (реальное время)
2. ↓ общая стоимость разработки системы за счет применения типовых устройств и элементов.
3. Упрощается ПО системы за счет реализации некоторых функций ИИ аппаратно
4. ↑ надежность за счет повышения устойчивости к сбоям и отказам аппаратуры при выполнении программ
Интерес к аппаратной реализации ИИ системы возник после выступления Японии с инициативой создания PC 5-го поколения
США – стратегич. комп. инициатива (SCP)
Главное – повышение производительности машин на 3 – 5 порядков на всех классических задачах.
Для оценки производительности PC используют измерения – число оп/сек или число операций с плавающей точкой/сек (это для обычных универсальных машин).
Для оценки производительности прогр. аппарат. систем обработки информации (символьной) вводят коэффициент измерения ЛИПС (логический вывод в 1 сек)
1 ЛИПС = 100-1000 ком обычных машин
SUN 2 ≈ 14 КЛипс
IBM ≈ 1-2 КЛипс ????????????
Этот показатель меняется в зависимости от типа задачи и ее сложности.
Для того чтобы реализовать автоматическое управление сроком передвижения необходимо
Система управления боем 12000 пр/сек
Скорость обработки сигнала ≈ n*трлн. Оп/сек
Основные направления в создании машин 5-го поколения
1. Накопление знаний о специфике задач, т.е. добиться оптимизма
а) В отображении и организации обрабатываемых данных
б) Механизме доступа к переменным
Люди также интересуются этой лекцией: Лекция 5.
в) Специальных методов организации вычислительных процессов
2. Разработка алгоритмов глубокого распараллеливания процессов выполнения программ на уровне отдельных участков и отдельных операторов. ??????????????????
3. Архитектура параллельных машин со слабой, средней и сильной специализацией т.е. создание новых типов машин, новых систем коммутации и систем иерархической памяти
4. Использование новых технологий, оптоэлектроники, схемы на новых полупроводниках
Японцы – основное внимание технологии
США – конкретные машины
