FGCS的后续计划

1.引言为期十年的FGCS计划结束了,ICOT取得了令人瞩目的研究成果,并在FGCS’92会上展出。成果核心是FGCS原型系统,它包括并行推理机PIMS(有1000个PE,速度达100MLIPS)。在PIM上演示了许多并行软件系统:PIMOS、Kappa-P、Quixote、GDCC、MGTP和20个并行应用系统,其中法律推理系统和遗传信息分析系统倍受关注。成功的演示证明知识的并行处理行之有效,某些应用系     

日本的一个研制计划:第五代机系统

最近几年,人们在纷纷讨论对新一代机的不断增长的需要。为了推进下一代机的研究与开发,1982年,日本开始了一个称为第五代机系统(FGCS)的研制计划。作为这个计划的观察者,我们推测,今后十年的计算机将日益用于象符号处理和实用的人工智能这样的非数值数据处理。而且,似乎是,一方面传统的系统应用(例如科学计算)将由正在发展着的超级计算机来完成,另一方面,现行数据库与主机系统将加以改进以用于国家和世界范围的网络系统。本文讨论 FGCS 计划的当前方向和最终目标、研究结构以及从计划开始到目前所完成的情况。主要着重于三个专题:(1)并行推理系统,(2)支持知识库系统的关系     

起跳、跨步、腾跃

作者赴日本新一代计算机技术研究所研究中心主任。在1988年第五代计算机系统国际会议(FGCS′88)上他作了这篇基调讲演。他把FGCS计划的进展描绘成三级跳远运动,介绍了日本第五代计划起跳和跨步阶段的研究成果,重点在于并行推理技术的进展。最后指出了完成一个国家级研究计划值得注意的一些问题,也谈到了腾跃阶段的目标实现和信心问题。     

第五代计算机(FGCS)发展概述

为了满足和扩大将在九十年代成为新的重要应用领域——人工智能的知识信息处理,应发展非数值运算的高性能计算机,即第五代计算机(FGCS)。FGCS超越于现代计算机的根本点在于具有推理能力;其主要功能是问题求解和推理、知识库管理和智能接口;它的关键技术是超大规模集成电路(VLSI)结构、并行处理(例如数据流控制)、逻辑程序设计、基于关系数据库的知识库、以及应用人工智能和模式处理。     

V-PPIM:基于V-PIM的高性能PIM并行系统

PIM (processor-in-memory)结构把高密度DRAM存储器和CMOS处理逻辑集成在一个芯片上,具有高带宽、低延迟特点.基于PIM技术的高性能并行系统具有更好的可扩展性、自适应性、鲁棒性和低功耗等特性,有望成为未来构建超千万亿次计算系统的基石之一.向量处理技术可充分发挥PIM的结构优势,结合向量处理和PIM的结构特点提出基于向量PIM结构的V-PPIM并行系统,描述了V-PPIM及其处理元--基于向量的PIM(Vector-based PIM, V-PIM)--结构及设计思想,讨论了V-PIM的关键特点并指出了进一步的研究方向.     

面向嵌入式应用的数据并行语言设计

根据基于PIM(Processor-In-Memory)技术的数据并行计算机体系结构的特点和面向多媒体计算的应用需求,提出了面向嵌入式SIMD(Single Instruction Multiple Data)计算的数据并行语言PIMC。简单讨论了PIMC语言的形式化定义,并以数据并行图像处理的均值滤波算法为例对语言的使用作了说明。结合其他大量的数据并行编程实例,说明了该语言能够在基于PIM技术的SIMD并行计算机上正确描述基本多媒体处理算法的数据并行实现。     

并行归纳法推理系统

为提高归纳法推理过程的速度和效率，我们在Ｂｏｙｅｒ－Ｍｏｏｒｅ程序证明方法和自行设计的串行归纳法推理系统的基础上，进行了并行归纳法推理的研究，其中包括推理知识的分布处理，系统初始工作的并行化，并行推理子任务的识别与调度，子任务间的信息通信，以及推理问题的可并行性等方面的探讨。最后文章还介绍了对此并行归纳法推理系统的语言支持。     

基于实例的软件原型化方法研究

本文提出了一个基于实例推理的软件原型化方法的设计思想和实现方法。该系统是基于系统所记忆的以往应用软件原型实例来建立所面临的应用软件开发问题的软件原型，并可通过实例的不断增加获取应用软件原型开发的知识，从而提高和改善原型化方法辅助应用软件开发的能力。     

第三届全国知识工程研讨会

由中国计算机学会、软件专业委员会、智能软件学组主持,四川大学、四川省计算机学会和成都科技大学等单位承办的第三届全国知识工程研讨会将于1990年9月上旬在四川省松潘召开。内容:以知识为基础的系统;知识工程中的软件工具;知识获取与机器学习;推理;自然语言分析模型和分析方法;人工智能语言;并行及分布式知识处理;认知模型;基础研究。     

高性能并行PIM系统中Parcels通信机制研究

基于Processor-in-Memory（PIM）技术的高性能并行系统具有可扩展性、自适应性、鲁棒性和低功耗等特性．借助于Parcels通信机制，并行PIM系统可以实现消息驱动的计算，重叠计算与通信，降低通信系统对细粒度并行应用的影响，可充分利用PIM的内部带宽和应用局部性．文章对并行PIM系统中采用的Parcels通信机制及其特点、Parcels通信模型，以及Parcels的典型应用系统进行了着重介绍，对存在的问题进行了分析并指出了进一步的研究方向．     

基于Spark的OWL语义规则并行化推理算法

随着语义网的快速发展,语义数据也高速增长,传统单机推理系统无法满足推理需求,而已有的并行推理算法在推理完备性和稳定性上存在明显不足。提出的基于Spark的并行推理算法(PROS)从以下3点进行了优化：(1)通过分析OWL Horst规则依赖关系,结合数据的分类结果将规则分四类。(2)四类规则分别设计了区域最优的规则执行顺序,进一步提高了并行推理的执行效率。(3)将Sameas规则考虑到迭代中,显著提高了算法的推理能力。实验结果表明,相比已有并行推理算法,PROS并行推理算法在保证推理完备性和稳定性上表现更加出色,推理效率亦有小幅提高;同时PROS相比单机推理算法大大缩短了推理时间,处理大规模数据展现出优良的并行扩展性。     

硬件逻辑设计的知识库专家系统

本文作者开发了一个设计CMOS电路的知识库专家系统。该系统使用occam高级程序设计语言写的并发算法。该项课题作为日本第五代计算机系统(FGCS)的一个组成部分。本系统的目的是把设计者的专业识知送入计算机并有效地使用,支撑一个从技术指标开始到完成CMOS电路的整个过程。Prolog语言被选为实现工具和知识表示语言。本文举例说明用于系统的知识,特别强调功能设计阶段,这个阶段很大程度上依赖于设计者的专业知识。本文也描述了如何用Prolog语言表达知识和如何建立推理机制。在构成本系统时,对Prolog语言作为新一代CAD系统的实现语言作出估价。     

基于软件模式的PIM到PSM的模型变换

模型驱动体系结构(MDA)是一种以模型为中心的新的软件开发模式。MDA的基本思想是将模型主要分为平台无关模型(PIM)和平台相关模型(PSM),然后通过变换规则实现PIM到PSM的变换。文中将软件模式的概念引入到PIM到PSM模型变换中,从而提高模型变换效率和降低模型变换出错率。同时,设计了基于软件模式的PIM到PSM的模型变换方法的框架。     

提高近似推理系统求解速度的方法

一、引言L.A.Zadeh 提出的近似推理(AR)理论,在处理专家系统中不确定性(尤其是模糊性)知识方面获得了广泛的应用。但在具体实现近似推理时,由于它允许规则前提与已知事实间的部分匹配,使得求解效率不高。因此,如何提高 AR 系统的推理速度,是一个令人关注的问题。现在的许多研究,都集中在并行或分布式处理,以及专用硬件等方面。本文则讨论在不增加硬件的情况下,如何使AR 系统的性能得到较大的改善。为便于读者阅读及讨论方便起见,下面先介绍一下 AR 的有关知识和约定。二、AR 理论简介及有关约定在 AR 理论中,规则以标准型(Canonical Fo-     

面向对象知识库的设计

面向对象技术的成熟及其在知识库系统中的应用，赋予了知识库一些新的概念。我们就此进行了较为深入的研究，并对知识表达、推理等作了一些探讨，采用基于面向对象技术的原型－代理机制定义和设计了知识对象，实现了知识共享，并通过对象间的消息传递形成多个推理机场境，从而进行知识的推理。本课题初步实现了一个具有一定推理辅助决策能力的原型知识库系统。     

石油价格预测专家系统OPFES的设计与实现

本文以国际市场石油价格预测问题为背景,采用了大型专家系统设计方法,论述了一个石油价格预测专家系统 OPFES(Oil Price Forecast Expert System)的设计方法.在系统中采用了广义知识表达树作为知识表达方法,系统结构上采用了四库结构(模型库、方法库、数据库、知识库).在推理机方面采用了二级推理:元知识级推理与对象级推理的灵活方式.在人机接口方面,采用了多级菜单驱动方式与有限的自然语言理解方式.整个系统的原型系统用 Turbo-Prolog 语言已在 PC/AT 机上实现.     

数控自动编程专家系统

本文简要地介绍了数控自动编程专家系统.其中包括:专家系统知识表示的形式;分层次的黑板结构;前向推理求解策略和相应的解释功能;系统针对不同类型的曲线组合,采用不同的独立的知识源(KS)进行处理.由于在知识的处理上采用编码技术,在前向推理求解策略中使用启发信息和“剪技”技术,提高了系统的时空效率.系统中的规划程序能自动规划切削路径.输出供数控车床使用的 NC 代码,并可在显示屏上进行图形显示和切削仿真.目前原型系统已经在 IBM-PC 和 Sun3/60计算机上利用FORTRAN 语言实现.     

基于案例推理的在线私人旅行助理系统

传统的旅游电子商务网站所提供的旅行服务无法满足旅行者个性化的需求,该文提出用基于案例推理的方法来制定私人旅行计划的思想,并提出了基于案例推理的在线私人旅行助理系统CBROPTAS(Case—beasoning for Online Private Travel Assisrant System)的原型,研究了CBROPTAS中的关键技术：案例模型、案例检索和交互式查询管理等。文中最后总结了CBROPTAS在提供私人旅行服务方面具有的优势,并给出了该原型系统目前存在的不足。     

SoC原型验证技术的研究

快速系统原型技术已成为SoC(片上系统)验证的主要手段之一,但大多数的原型描述仍使用Verilog/VHDL语言,描述效率低。以软件编译式系统设计(SCSD)为基础,提出了SoC的原型验证流程,用Handel-C语言描述SoC原型,并直接实现在原型验证硬件上;用SCSD的软件工具、RC1000和RC200硬件平台搭建了一个SoC原型验证系统的样机,并在样机上完成了Lena图像处理SoC的原型验证;在反复试验的基础上,改进了SoC原型验证流程,并设计出了新的原型电路板。     

范例推理技术在银行客户信用评估中的应用

范例推理技术是人工智能领域中一种基于知识的问题求解和学习方法.为了有效评估银行客户信用等级并提高银行信贷业务效率,文中提出了范例推理技术(CBR)在银行客户信用评估中的应用,并给出了基于范例推理的银行客户信用评估系统的原型,介绍了该系统中的关键技术:范例表示、相似性计算和范例检索,研究了归纳学习、特征子集选择等机器学习方法在范例检索中的应用.