关于第五代电子计算机

## 背景 ### 项目由来 > from [日文维基](https://ja.wikipedia.org/wiki/第五世代コンピュータ) 在20世纪80年代，日本电脑产业的出口大幅增加，市场规模增长到2万亿日元。传统上，作为到1983年为止的贸易自由化的对策，国际贸易和工业部向电脑公司发放补贴，但这种直接补贴已经失去意义。这段时间也是海外向日本出口IBM兼容机风口日期（由于1982年发生的IBM产业间谍事件）。于是，有人说下一代计算机是第四代，日本设立一个项目来进一步发展第五代电脑，强调日本的独创性。 这项研究始于1979年。当时，电气和计算机科学研究所（现为国家先进工业科学和技术研究院）的Ikuhiro Ushuki等人对编程有着强烈的兴趣，他们对谓词逻辑很感兴趣。 Hibuchi鼓励这个项目寻求原创性作为一个巨大的机会，第五代计算机的目标是“构建并行推理机及其操作系统，以高速执行谓词逻辑推理”。 1992年，从最初的时间表延长了一年，该项目完成为“实现最初的目标”。 ### 方向确定 > from [英文维基](https://en.wikipedia.org/wiki/Fifth_generation_computer) 在20世纪70年代之前，MITI的指导取得了成功，如改进的钢铁工业，超级油轮的开发，汽车工业，消费电子产品和计算机内存。通产省认为未来将是信息技术的时代。然而，日语，不管是以书面和口头形式，给计算机带来重大障碍。因此，通商产业省举行了一次会议，并邀请世界各地的人们来帮助他们。 这个初始项目的主要调查领域是： * 推理计算机技术进行知识处理 * 处理大型数据库和知识库的计算机技术 * 高性能工作站 * 分布式功能电脑技术 * 用于科学计算的超级计算机 该项目使用大规模并行计算/处理技术，设想出具有超级计算机般性能的“划时代的计算机”。其目的是为使用并发逻辑编程的人工智能应用程序构建并行计算机。FGCS项目及其大量研究成果为并发逻辑编程领域的发展做出了重大贡献。 FGCS项目定义的目标是开发“知识信息处理系统”（大致意思是应用人工智能）。选择的工具来实现这个目标是逻辑编程。逻辑编程方法的特点是Maarten Van Emden（其创始人之一）：[2] * 使用逻辑在计算机中表达信息。 * 使用逻辑将问题呈现给计算机。 * 使用逻辑推理来解决这些问题。 更技术性地说，它可以归纳为两个等式： 1. 程序=一组公理。 2. 计算=从公理中证明一个陈述。 通常使用的公理是一个限制形式的通用公理，叫做Horn-Clauses或者Definite-Clauses。计算中证明的陈述是一个存在论陈述。证明是建设性的，并为存在量化的变量提供值：这些值构成计算的输出。 逻辑编程被认为是统一各种计算机科学（软件工程，数据库，计算机体系结构和人工智能）梯度的东西。逻辑编程似乎是知识工程和并行计算机体系结构之间的“缺失环节”。 1982年，在参观ICOT期间，Ehud Shapiro发明了Concurrent Prolog，一种集成了逻辑编程和并发编程的新型并发编程语言。 Concurrent Prolog是一种为并发编程和并行执行而设计的逻辑编程语言。它是一种面向过程的语言，它将数据流同步和守护命令的不确定性体现为其基本的控制机制。夏皮罗在一篇标为ICOT技术报告003的报告中描述了该语言[3]，该报告介绍了用Prolog编写的Concurrent Prolog解释器。 Shapiro在Concurrent Prolog的工作启发了FGCS方向的改变，从关注并行实现Prolog到专注于并发逻辑编程作为该项目的软件基础。它还启发了由Ueda编写的并发逻辑编程语言Guarded Horn Clauses（GHC），这是KL1的基础，KL1是由FGCS项目最终设计和实现的编程语言，作为其核心编程语言。 该项目设想一个并行处理计算机在海量数据库（而不是传统文件系统）上运行，使用逻辑编程语言来定义和访问数据。他们设想构建一个性能在100M到1G LIPS之间的原型机，其中LIPS是每秒逻辑推理。当时典型的工作站机器的能力约为100k LIPS。他们提出要在十年内建造这台机器，初始研发需要3年，建立各种子系统需要4年，最后3年才能完成原型系统。 1982年，政府决定开展该项目，并通过与日本各电脑公司的共同投资成立了新一代计算机技术研究所（ICOT）。 ### 关于计算机世代 > from [英文维基](https://en.wikipedia.org/wiki/Fifth_generation_computer) 在二十世纪六十年代后期到七十年代初期，人们谈论计算机硬件的“几代” - 通常是“三代”。 1. 第一代：热离子真空管。 1940年代中期。 IBM率先在可插拔模块中安装真空管。 IBM 650是第一代计算机。 2. 第二代：晶体管。 1956年。小型化时代开始了。晶体管比真空管小得多，功耗更低，产生的热量更少。分立晶体管焊接在电路板上，互连通过背面的模板屏蔽导电图案完成。 IBM 7090是第二代计算机。 3. 第三代：集成电路（包含多个晶体管的硅芯片）。 1964年。一个开创性的例子是IBM 360/91中使用的ACPX模块，它通过在陶瓷衬底上堆叠多层硅，每芯片容纳20个晶体管;芯片可以一起封装到电路板上，以实现前所未有的逻辑密度。 IBM 360/91是第二代和第三代混合电脑。 PS。日本认为的第四代指的是`超LSI`技术生产的计算机。([引用](http://yougo.ascii.jp/caltar/第5世代コンピューター)) 从这种分类中省略的是基于金属齿轮（例如IBM 407）或机械继电器（例如Mark I）的“第零代”计算机以及基于超大规模集成（VLSI）的第三代后计算机）电路。 软件还有一组平行的代码： 第一代：机器语言。 第二代：汇编语言等低级编程语言。 第三代：结构化的高级编程语言，如C，COBOL和FORTRAN。 第四代：领域特定的高级编程语言，如SQL（用于数据库访问）和TeX（用于文本格式） 在直到20世纪90年代的这几代中，日本在计算领域一直是追随者，他们在美国和英国的领导下建立计算机。国际贸易和工业部（MITI）决定试图摆脱这种跟随领导模式，并在20世纪70年代中期开始小规模地考虑计算的未来。他们要求日本信息处理开发中心（JIPDEC）指出一些未来的方向，并于1979年提供了一份为期三年的合同，与工业界和学术界进行更深入的研究。正是在这段时间里，“第五代计算机”这个词开始被使用。 ## 实施 > from [英文维基](https://en.wikipedia.org/wiki/Fifth_generation_computer) 根深蒂固的观点认为，并行计算是所有性能提升的未来，第五代项目在计算机领域引起了大量的忧虑。在20世纪70年代看到日本人接管消费电子领域并在20世纪80年代显然在汽车领域也做过同样的事情之后，20世纪80年代的日本人以无敌而闻名。在美国，很多并行项目在美国成立，分别是战略计算行动计划和微电子和计算机技术公司（MCC），英国的Alvey以及欧洲的欧洲信息技术研究战略计划（ESPRIT）作为慕尼黑的ECRC（欧洲计算机研究中心），英国的ICL，法国的Bull和德国的西门子合作。 最终生成了五个正在运行的并行推理机（PIM）：PIM / m，PIM / p，PIM / i，PIM / k，PIM / c。该项目还生成了在这些系统上运行的应用程序，例如并行数据库管理系统Kappa，法律推理系统HELIC-II，自动定理证明程序MGTP以及生物信息学应用程序。 ## 成果 > from [日文维基](https://ja.wikipedia.org/wiki/第五世代コンピュータ) 硬件： * PSI（Personal Sequential Inference Machine） * PSI-I * PSI-II * PSI-III * CHI（Co-operative High-performance Inference machine） * CHI-I：285KLIPS * CHI-II：490KLIPS * PIM（Parallel Inference Machine） * PIM（Parallel Inference Machine） * PIM/m：256CPU(CISC) * PIM/c：256CPU(CISC) * PIM/k：16CPU(RISC) * PIM/i：16CPU(LIW) * Prolog语言 * KL0：PSI上，相当于机器语言 * ESP：PSI上，操作系统语言 * KL1：并发型语言 * 操作系统 * SIMPOS： PSI的操作系统 * PIMOS：PIM的操作系统 * 应用 * 并行数据库管理系统 Kappa * 法律推理系统 * 并行VLSI-CAD系统 * 基因信息处理系统 * 并行定理证明系统 ## 影响 ### 在日本影响以及评价 > from [日文维基](https://ja.wikipedia.org/wiki/第五世代コンピュータ) 1981年，第五代计算机国际会议由国际贸易和工业部牵头。通产省在很大程度上提出了一些雄心勃勃的目标。“人工智能可超过人类智能（人脑）”，即，人类的大脑不适合于高速处理和批量处理中，已经描述为目标来创建人工智能。典型的例子是专家系统。例如，医学诊断和高速机器控制对应于各种病例分割。特别期待的是自然语言处理。精确的机器翻译和通过高级语言理解进行专业判断。 Fuchuichiro一直表示，目标是开发并行推理机。渕一博认为高性能的计算机制作出来以后，由于高性能，自然会有应用随之产生。 然而，人工智能学者爱德华·费根鲍姆等人的描述表现出兴趣的国际贸易和工业部的美国，助长了在欧洲和美国的危机感。当时接受西方人的方式是“日本正在试图与公共和私营部门整合开发一个复杂的人工智能机器。”，此外，还大规模地报道了朝日新闻等大众媒体。 然而，只有少数申请的并行推理系统实际上是通过投入大量资金完成的。耗时10年570亿日元的项目没有实现通产省推动的任何目标。 “我们已经实现了我们原来的目标”，但结果很少影响这个行业。可以说，这仅仅是对学术推广和人力资源开发的贡献。 IDC的威廉的Zachman说，“日本放弃对计算机的新浪潮”（国际论坛，东京版，1992年6月2日）。是因为具有足够智能的AI软件不存在，因为它不会促进AI类型的应用，并不是因为没有强大的推理机器。而AI应用已经用很多，他觉得在等待着像第五代计算机一样的强力推论引擎的出现是错误的。 在Feigenbaum的话语中也有同样的文章阐述如下。 第五代机没有对一般市场的应用，所以失败了。花了钱开了派对，但是没有人来，日本的制造商没有接受这个项目。因为在技术方面真的成功了，却没有创造划时代的应用。