Quinta generació de computadores

La quinta generació de computadores, també coneguda per les seues sigles en anglés, FGCS (de Fifth Generation Computer Systems), va anar un proyecte fet per Japó que va començar en 1982. El seu objectiu era el desenroll d'una nova classe de computadoras que utilisarien tècniques i tecnologies d'inteligència artificial tant en el pla del hardware com del software, usant el llenguage PROLOG al nivell del llenguage de màquina i serien capaces de resoldre problemes complexos, com la traducció automàtica d'una llengua natural a una atra (del japonés a l'anglés, per eixemple). Com a unitat de mida del rendiment i prestacions d'estes computadores s'amprava la cantitat de LIPS (Logical Inferences Per Second) capaç de realisar durant l'eixecució de les distintes tasques programades. Per al seu desenroll es varen amprar diferents tipos de arquitectura VLSI (Very Large Scale Integration).

El proyecte va durar onze anys, pero no va obtindre els resultats esperats: les computadoras actuals varen seguir aixina, ya que hi ha molts casos en els que, o be és impossible portar a terme una paralelización del mateix, o una volta portada a terme esta no s'aprecia millora alguna, o, en el pijor dels casos, es produïx una pèrdua de rendiment. Cal tindre clar que per a realisar un programa paralel devem, per a escomençar, identificar dins del mateix parts que puguen ser eixecutades per separat en distints processadors. Ademés les demés generacions casi ya no s'usen; és important senyalar que un programa que s'eixecuta de manera seqüencial deu rebre numeroses modificacions per a que puga ser eixecutat de manera paralela; és dir, primer seria interessant estudiar si realment el treball que açò comporta es veu compensat en la millora del rendiment de la tasca despuix de paralelizarla.

Història i desenroll del proyecte

Antecedents i disseny

A través de les múltiples generacions des dels anys de 1950, Japó havia segut el seguidor en térmens de la bestreta i construcció de les computadores basades en els models desenrollats en els Estats Units i el Regne Unit. Japó, a través del seu Ministeri d'Economia, Comerç i Indústria (MECI), va decidir trencar en esta naturalea de seguir als líders i a mitan de la década de 1970 va començar a obrir-se camí cap a un futur en l'indústria de l'informàtica. El Centre de Desenroll i Procés de l'Informació de Japó (JCDPI) va ser l'encarregat de portar a terme un pla per a desenrollar el proyecte. En 1979 varen oferir un contracte de tres anys per a realisar estudis més profunts en la participació conjunta d'empreses de l'indústria dedicades a la tecnologia i institucions acadèmiques, a instàncies d'Hazime Hiroshi. Va ser durant este periodo quan el terme "computadora de quinta generació" va començar a ser utilisat.

Inici

En 1982, a iniciativa de el MITI, es va celebrar una conferència internacional, durant la qual Kazuhiro Fuchi va anunciar el programa d'investigació, i el 14 d'abril de 1982 el govern va decidir llançar oficialment el proyecte, creant l'Institute for New Generation Computer Technology (Institut per a la Nova Generació de Tecnologies de Computació o ICOT per les seues sigles en anglés), baixe la direcció de Fuchi, a qui succeiria en el lloc com a director de l'institut Tohru Moto-Oka, i en la participació d'investigadors de diverses empreses japoneses dedicades al desenroll d'hardware i software, entre elles Fujitsu, NEC, Matsushita, Oki, Hitachi, Toshiba i Sharp.

Els camps principals per a l'investigació d'este proyecte inicialment eren:

• Tecnologies per al procés del coneiximent.
• Tecnologies per a processar bases de senyes i bases de coneiximent massiu.
• Llocs de treball de l'alt rendiment.
• Informàtiques funcionals distribuïdes.
• Supercomputadoras per al càlcul científic.

Impacte institucional i internacional

Per la commoció que va causar que els japonesos anaren exitosos en l'àrea dels artículs electrònics durant la década de 1970, i que pràcticament feren lo mateix en l'àrea de l'automoció durant els anys 1980, el proyecte de la quinta generació va tindre molta reputació entre els atres països.

Tal va ser el seu impacte que es varen crear proyectes paralels. En Estats Units, la Microelectronics and Computer Technology Corporation i la Strategic Computing Initiative; per part europea, en Regne Unit va ser ALVEY, i en el restant d'Europa la seua reacció va ser coneguda com ESPRIT (European Strategic Programme for Research in Information Technology, en espanyol Programa Estratègic Europeu en Investigació de la Tecnologia de l'Informació).

Popularitat internacional

A banda de les reaccions a nivell institucional, en un pla més popular va començar a ser conegut en Occident gràcies a l'aparició de llibres en els que es parlava del proyecte de manera més o menys directa o era citat pero principalment per artículs apareguts en revistes dedicades als aficionats a l'informàtica; aixina, per eixemple, en el número d'agost de 1984 de la nortamericana Creative Computing es va publicar un artícul que tractava àmpliament el tema, "The fifth generation: Japan's computer challenge to the world" (traduït, La quinta generació: El desafiu informàtic japonés al món). En l'àmbit de parla hispana es pot citar per eixemple a la revista MicroHobby, que en juliol de 1985 va publicar una entrevista a Juan Pazos Serra, Doctorat en Informàtica i vinculat en aquella época a la Facultat d'Informàtica de l'Universitat de Madrit, en la que descrivia someramente el proyecte com:

...un proyecte japonés que té unes característiques curioses i especials; en primer lloc, la pretensió és construir un computador basat en tecnologia VLSI, en una arquitectura no Von Neumann i que duria com a núcleu de software la programació llògica, el llenguage PROLOG, per a construir finalment sobretot açò Sistemes Experts.

I sobre els seus potencials resultats, expressava una opinió relativament optimista, en la llínea de lo augurat pels propis promotors del proyecte. Aixina, davant la pregunta de si s'havia obtingut algun resultat en el mateix, responia:

De moment, res. Es va a desenrollar moltíssim lo que ya existix, apareixeran noves tecnologies, nous Sistemes Experts i l'investigació es vorà enormement potenciada per la tremenda injecció de diners que el proyecte quinta generació ha supost per a l'Inteligència Artificial.

Per la seua banda, Román Gubern, en el seu ensaig El simi informatisat de 1987, considerava que:

...l'ordenador de quinta generació és un verdader intent de duplicació tecnològica de l'intelecte del Homo sapiens.

Principals events i finalisació del proyecte

• 1981: se celebra la conferència internacional en la que es perfilen i definixen els objectius i métodos del proyecte.

• 1982: el proyecte s'inicia i rep subvencions a parts iguals aportades per sectors de l'indústria i per part del govern.

• 1985: es conclou el primer hardware desenrollat pel proyecte, conegut com a Personal Sequential Inference machine (PSI) i la primera versió del sistema operatiu Sequential Inference Machine Programming Operating System (SIMPOS). SIMPOS va ser programat en Kernel Language 0 (KL0), una variant concurrente de Prolog en extensions per a la programació orientada a objectes, el metallenguage ESP. Poc despuix de les màquines PSI, varen ser desenrollades les màquines CHI (Co-operative High-performance Inference machine).

• 1986: s'última la màquina Delta, basada en bases de senyes relacionals.

• 1987: es construïx un primer prototip de l'hardware cridat Parallel Inference Machine (PIM) usant vàries màquines PSI conectades en ret. El proyecte rep subvencions per a cinc anys més. Es desenrolla una nova versió del llenguage propost, Kernel Language 1 (KL1) molt similar a el "Flat GDC" (Flat Guarded Definite Clauses), influenciada per desenrolls posteriors del Prolog i orientada a la computació paralela. El sistema operatiu SIMPOS és reescrit en KL1 i rebatejat com Parallel Inference Machine Operating System, o PIMOS.

• 1991: conclouen els treballs entorn a les màquines PIM.

• 1992: el proyecte és prorrogat un any més a partir del pla original, que concloïa enguany.

• 1993: finalisa oficialment el proyecte de la quinta generació de computadores, si be per a donar a conéixer els resultats s'inicia un nou proyecte de dos anys de duració prevista, cridat FGCS Folow-on Project. El còdic font del sistema operatiu PIMOS és llançat baix llicència de domini públic i el KL1 és portat a sistemes UNIX, donant com resultat el KLIC (KL1 to C compiler).

• 1995: finalisen totes les iniciatives institucionals vinculades en el proyecte.

Com un dels productes finals del Proyecte es varen desenrollar cinc Màquines d'Inferència Paralela (PIM), cridades PIM/m, PIM/p, PIM/i, PIM/k i PIM/c, tenint com una de les seues característiques principals 256 elements de Processament Acoplats en ret. El proyecte també va produir ferramentes que es podien utilisar en estos sistemes tals com el sistema de gestió de bases de senyes en paralel Kappa, el sistema de raonament llegal HELIC-II, el llenguage de programació Quixote, un híbrit entre base de senyes deductiva orientada a objectes i llenguage de programació llògic i el demostrador automàtic de teoremes MGTP.

Onze anys despuix de l'inici del proyecte, la gran suma de diners, infraestructura i recursos invertida en el mateix no es corresponia en els resultats esperats i es va donar per conclós sense haver complit els seus objectius. William Zachman va criticar el proyecte un any abans del seu terme, argumentant:

Perjudica el desenroll d'aplicacions de IA; en la IA, no importa el sistema, mentres no hi haja mecanismes d'inferència potents. Ya hi ha un montó d'aplicacions de tipo IA, i estic esperant l'arribada del motor d'inferència potent, per això les computadora de quinta generació són un error.

El hardware propost i els seus desenrolls de software no tenien cabuda en el mercat informàtic, que havia evolucionat des del moment en el que es llançara el proyecte, i en el que sistemes de propòsit general ara podien fer-se càrrec de la majoria de les tasques propostes com a objectius inicials de les màquines de quinta generació, de manera semblant a com havia passat en el cas del mercat potencial de les màquines Lisp, en el que sistemes per a la creació de Sistemes Experts basats en regles com CLIPS, implementats sobre computadores comunes, havien convertit a estes costoses màquines en innecessàries i obsoletes.

Per una atra part, dins de les disputes entre les diferents branques de l'inteligència artificial, el proyecte japonés partia del paradigma basat en la programació llògica i la programació declarativa, dominant despuix de la publicació en 1969 per Marvin Minsky i Seymour Papert del llibre Perceptrons, que passaria progressivament a un segon pla en favor de la programació de Rets Neuronals Artificials (RNA) despuix de la publicació en 1986 per part de McClelland i Rumelhart del llibre Parallel Distributed Processing, lo que junt als seus escassos resultats va contribuir a que el proyecte de la quinta generació caiguera en l'oblit al seu terme en 1993.

El Institute for New Generation Computer Technology (ICOT) va ser renombrado en l'any 1995 a Research Institute for Advanced Information Technology (AITEC), centre que va ser clausurat en 2003, passant tots els seus recursos al Advanced IT Research Group (AITRG), dependent del Departament d'Investigació de el JIPDEC.

Hardware

Primera etapa

Màquines seqüencials PSI (Personal Sequential Inference machine) i CHI (Co-operative High-performance Inference machine):

• PSI-I: 30 KLIPS (Logical Inference Per Second)
• PSI-II: PSI-I + CPU VLSI
• CHI-I: 285 KLIPS

Màquines en paralel PIM (Parallel Inference Machine):

• PIM-D

• PIM-R

Màquina de base de senyes relacional:

• DELTA

Segona etapa

Màquines seqüencials:

• PSI-III
• CHI-II: 490 KLIPS

Màquines en paralel:

• Multi-PSI.

Tercera etapa

Màquines en paralel:

• PIM/p: 512 microprocessadorés RISC, 256 MB de memòria
• PIM/m: 256 microprocessadorés CISC, 80 MB de memòria
• PIM/c: 256 microprocessadorés CISC, 160 MB de memòria
• PIM/k: 16 microprocessadorés RISC, 1 GB de memòria
• PIM/i: 16 microprocessadorés RISC (tipo LIW), 320 MB de memòria

Vore també

• General Problem Solver
• Sistema expert
• Quarta generació de computadores
• Llenguage de programació

Bibliografia

• "El proyecte de la quinta generació de computadores" (títul original en japonés), Kazuhiro Fuchi i Hirose Takeshi, 1984.
• "La quinta generació de computadores" (títul original en japonés), Murakami Kunio i Shunichi Uchida , editat per Kyoritsu Shuppan, 1985, ISBN 4-320-02278-5. (En Amazon).
• Proceedings of the FGCS Project Evaluation Workshop, Shunichi Uchida i Kazuhiro Fuchi, Institute for New Generation Computer Technology (ICOT), 1992.
• "Història de la computadora" (títul original en japonés), Shigeru Takahashi, (Ed.) Ohmsha, 1996, ISBN 4-274-02319-2 (En WorldCat).
• "Història del Centre de Desenroll i Procés de l'Informació de Japó" (títul original en japonés), varis autors, (Ed.) Ohmsha, 1998, ISBN 4-274-07864-7 (En BookWeb).