研究進程
1981年10月,日本首先向世界宣告開始研製第五代計算機,並於1982年4月制訂為期10年的“第五代計算機技術開發計畫”,總投資為1000億日元,目前已順利完成第五代計算機第一階段規定的任務。第五代計算機是為適應未來社會信息化的要求而提出的,與前四代計算機有著本質的區別,是計算機發展史上的一次重要變革。
主要不足
首先,目前的電子計算機雖然已具有一些相當幼稚的“智慧型”,但它不能進行聯想(即根據某一信息,從記憶中取出其他有關信息的功能)、推論(針對所給的信息,利用已記憶的信息對未知問題進行推理得出結論的功能)、學習(將對應新問題的內容,以能夠高度靈活地加以運用的方式進行記憶的功能)等人類頭腦的最普通的思維活動。其次,目前電子計算機雖然已能在一定程度上配合、輔助人類的腦力勞動,但是,它還不能真正聽懂人的說話,讀懂人的文章,還需要由專家用電子計算機懂得的特殊的“程式語言”同它進行“對話”。這就大大限制了電子計算機的套用、普及及大眾化。
最後,目前的電子計算機雖然能以驚人的信息處理來完成人類無法完成的工作(例如遙控已發射的火箭),但是它仍不能滿足某些科技領域的高速、大量的計算任務的要求。例如,在進行超高層建築的耐震設計時,為解析一種立柱模型受到搖動時的三維振動情況,用目前的超大型電子計算機算上100年也難以完成。又如,原子反應堆事故和核聚變反應的模擬實驗、資源探測衛星發回的圖象數據的實時解析、飛行器的風洞實驗、天氣預報、地震預測等要求極高的計算速度和精度,都遠遠超出目前電子計算機的能力極限。由此可見,當今的電子計算機已不能適應信息社會的需要,必須在嶄新的理論和技術基礎上創製新一代計算機。
基本結構
第五代計算機基本結構通常由問題求解與推理、知識庫管理和智慧型化人機接口三個基本子系統組成。問題求解與推理子系統相當於傳統計算機中的中央處理器。與該子系統打交道的程式語言稱為核心語言,國際上都以邏輯型語言或函式型語言為基礎進行這方面的研究,它是構成第五代計算機系統結構和各種超級軟體的基礎。
知識庫管理子系統相當於傳統計算機主存儲器、虛擬存儲器和文體系統結合。與該子系統打交道的程式語言稱為高級查詢語言,用於知識的表達、存儲、獲取和更新等。這個子系統的通用知識庫軟體是第五代計算機系統基本軟體的核心。通用知識庫包含有:日用詞法、語法、語言字典和基本字型檔常識的一般知識庫;用於描述系統本身技術規範的系統知識庫;以及把某一套用領域。如超大規模積體電路設計的技術知識集中在一起的套用知識庫。
智慧型化人-機接口子系統是使人能通過說話、文字、圖形和圖象等與計算機對話,用人類習慣的各種可能方式交流信息。這裡,自然語言是最高級的用戶語言,它使非專業人員操作計算機,並為從中獲取所需的知識信息提供可能。
研究領域
當前第五代計算機的研究領域大體包括人工智慧,系統結構,軟工程和支援設備,以及對社會的影響等。人工智慧的套用將是未來信息處理的主流,因此,第五代計算機的發展,必將與人工智慧、知識工程和專家系統等的研究緊密相聯,並為其發展提供新基礎。目前的電子計算機的基本工作原理是先將程式存入存儲器中,然後按照程式逐次進行運算。這種計算機是由美國物理學家諾伊曼首先提出理論和設計思想的,因此又稱諾伊曼機器。第五代計算機系統結構將突破傳統的諾伊曼機器的概念。這方面的研究課題應包括邏輯程式設計機、函式機、相關代數機、抽象數據型支援機、數據流機、關係資料庫機、分散式資料庫系統、分散式信息通信網路等。