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其它非冯计算机介绍

发布时间:2019-08-11 19:12 来源:未知 编辑:admin

  计算模型可分为控制驱动、数据驱动、 计算模型可分为控制驱动、数据驱动、需求驱动和模式 匹配四种类型。 匹配四种类型。 ? ? ? ? 传统的系统结构是基于控制驱动和共享数据的计算模型 传统的系统结构是基于控制驱动和共享数据的计算模型 系统结构是基于控制驱动和共享数据 数据流系统结构是基于数据驱动和消息传送的计算模型 数据流系统结构是基于数据驱动和消息传送的计算模型 系统结构是基于数据驱动和消息传送 图归约系统结构是基于需求驱动和共享数据的计算模型 图归约系统结构是基于需求驱动和共享数据的计算模型 系统结构是基于需求驱动和共享数据 串归约系统结构是基于需求驱动和消息传送的计算模型 串归约系统结构是基于需求驱动和消息传送的计算模型 系统结构是基于需求驱动和消息传送 1、数据流计算机(数据驱动和消息传送) 数据流计算机(数据驱动和消息传送) 与传统的冯·诺依曼计算机不同, 与传统的冯·诺依曼计算机不同,数据流计算机是采用 数据驱动的计算模型,有利于并行性的开发。 数据驱动的计算模型,有利于并行性的开发。 数据驱动的数据流方式是指: 数据驱动的数据流方式是指:只要一条或一组指令所要 求的操作数全部准备就绪, 求的操作数全部准备就绪,就可立即激发相应的指令或指令 组执行。 组执行。执行结果的输出将送往等待这一数据的下一条或下 一组指令。 一组指令。如果其中的一些指令因此而所需用到的数据全部 绪就可被激发执行。因此在这种机器上不需要程序计数器。 绪就可被激发执行。因此在这种机器上不需要程序计数器。 指令的执行基本上是无序的,完全受数据流的驱动, 指令的执行基本上是无序的,完全受数据流的驱动,与指令 在程序中出现的先后顺序无关。 在程序中出现的先后顺序无关。 在数据流计算机中,信息项以操作包和数据令牌 在数据流计算机中,信息项以操作包和数据令牌形式 出现。操作包由操作码、操作数和其后继指令所在地组成。 出现。操作包由操作码、操作数和其后继指令所在地组成。 令牌实质上是一种表示某一操作数或参数已准备就绪的标 志。 数据流机根据对数据令牌处理方式的不同, 数据流机根据对数据令牌处理方式的不同,可以分为静 态和动态两类结构。 态和动态两类结构。静态数据流机的主要特点是数据令牌不 带任何标号,在任何一条弧上只允许存在一个数据令牌。 带任何标号,在任何一条弧上只允许存在一个数据令牌。动 弧上只允许存在一个数据令牌 态数据流机则是使数据流令牌带有标号。 态数据流机则是使数据流令牌带有标号。 数据流机虽然在提高并行处理效能上有着非常显著的长 处,但仍一些问题。所以并未达到商品化生产。 但仍一些问题。所以并未达到商品化生产。 2、归约机(需求驱动) 归约机(需求驱动) 归约机和数据流机一样,都是基于数据流的计算模型, 归约机和数据流机一样,都是基于数据流的计算模型, 但其驱动方式是采用需求驱动。在这种模型中, 但其驱动方式是采用需求驱动。在这种模型中,某条指令的 执行,仅当其他指令需要用它时才会进行。 执行,仅当其他指令需要用它时才会进行。 归约机是一种面向函数程序设计语言的计算机, 归约机是一种面向函数程序设计语言的计算机,指令的 执行顺序取决于这些指令产生结果数据的需求, 执行顺序取决于这些指令产生结果数据的需求,而这种需求 又源于函数式程序设计语言对表达式的归约。 又源于函数式程序设计语言对表达式的归约。 z=(y-1)*(y+x), 比如有表达式 z=(y-1)*(y+x), 它看来就是需要求解一 在 z=f(u),而这个 f(u)等价于 g(v)*h(w)为了求得 个函数 z=f(u),而这个 f(u)等价于 g(v)*h(w)为了求得 f(u), g(v)和 h(w)两个函数值 两个函数值, 就需要求出 g(v)和 h(w)两个函数值,这两个函数分别为 g(v)=y-1,h(w)=y+x,也就是说, z=f(u)的求解可归约成 g(v)=y-1,h(w)=y+x,也就是说, 也就是说 函数 z=f(u)的求解可归约成 g(v)和 h(w)的积 的积, g(v)和 h(w)又可以分别 求两个子函数 g(v)和 h(w)的积,而 g(v)和 h(w)又可以分别 继续向下归约。 继续向下归约。 归约机按其归约模型可分为串归约机和图归约机两类。 归约机按其归约模型可分为串归约机和图归约机两类。 串归约机 两类 两者的主要区分是对函数表达式所使用的存储方式不同, 两者的主要区分是对函数表达式所使用的存储方式不同,前 者以字符串形式存储而后者以图的形式存储。 者以字符串形式存储而后者以图的形式存储。这两种形式的 意思在学习数据结构的知识后就比较容易理解了。现在我们 意思在学习数据结构的知识后就比较容易理解了。现在我们 只了解一下就行了。 只了解一下就行了。 3、智能机 智能机主要应当是一个知识信息处理系统, 智能机主要应当是一个知识信息处理系统,必须解决好 有关知识的获取、 表示、 存储、 处理和应用等诸方面的问题, 有关知识的获取、 表示、 存储、 处理和应用等诸方面的问题, 使计算机能更好地模拟人类大脑的思维活动。 使计算机能更好地模拟人类大脑的思维活动。 知识库机、 知识库机、推理机和智能接口处理机是智能机的主要组 成部分。 成部分。 知识库机以高效可用形式存放各种知识、语义和规则, 知识库机以高效可用形式存放各种知识、语义和规则, 以高效可用形式存放各种知识 同时具有极大的存储容量,能快速有效地进行知识的存储、 同时具有极大的存储容量,能快速有效地进行知识的存储、 查找、更新、数据变换的并行关系运算及知识处理。 查找、更新、数据变换的并行关系运算及知识处理。 推理机硬件由几百甚至上千个处理器构成, 推理机硬件由几百甚至上千个处理器构成,并能并行工 硬件由几百甚至上千个处理器构成 作。在进行以谓词逻辑为基础的演绎推理时,能具有遇错自 在进行以谓词逻辑为基础的演绎推理时, 动换向,重新寻找目标的功能 还具有高级的隐含推理、 动换向,重新寻找目标的功能,还具有高级的隐含推理、递 归推理及类推理等功能。 归推理及类推理等功能。 智能接口处理机以各种专用的 处理器为基础, 智能接口处理机以各种专用的 VLSI 处理器为基础,进行 自然语言、信号、语音、图形和图像的转换, 自然语言、信号、语音、图形和图像的转换,并具有联网的 接口硬件。 接口硬件。 从功能上看,它的体系结构具备以下特点: 从功能上看,它的体系结构具备以下特点: 具有高效的推理机制和极强的符号处理能力; 具有高效的推理机制和极强的符号处理能力; 能有效地支持非确定性计算, 能有效地支持非确定性计算,同时也能有效地支持确定 性计算; 性计算; 具有高度并行处理、多重处理或分布处理能力; 具有高度并行处理、多重处理或分布处理能力; 具有能适应不同应用特点和需求的动态可变的开放式的 拓扑结构; 拓扑结构; 有大容量存储器,数据不是以线性模式存储, 有大容量存储器,数据不是以线性模式存储,而是分布 存储,存储访问具有不可预测性; 存储,存储访问具有不可预测性; 具有知识库管理功能; 具有知识库管理功能; 有良好的人机界面,具有自然语言、声音、文字、 有良好的人机界面,具有自然语言、声音、文字、图像 等智能接口功能; 等智能接口功能; 具有支持智能程序设计语言功能。 具有支持智能程序设计语言功能。 5、基于面向对象程序设计语言的计算机 从概念上讲, 从概念上讲,对象是一个把数据结构和对数据进行操作 上讲 的过程融合为一体的逻辑实体。 的过程融合为一体的逻辑实体。 逻辑实体 从计算机的实现角度看,对象是占据一片存储空间的、 从计算机的实现角度看,对象是占据一片存储空间的、 统一格式的数据结构。 统一格式的数据结构。 各个对象将在程序的运行中动态地建立和消亡。 各个对象将在程序的运行中动态地建立和消亡。 各个对象之间只通过发送或接收消息互相作用。 各个对象之间只通过发送或接收消息互相作用。 因此, 因此,基于面向对象程序设计语言的计算机体系结构应 具有高效能的、面向对象的动态存储管理、 具有高效能的、面向对象的动态存储管理、存储保护和快速 匹配、检索对象的机制。同时还应提供实现对象之间高效通 匹配、检索对象的机制。同时还应提供实现对象之间高效通 信的机制。 面向对象程序设计语言具备固有的并行性, 因此, 信的机制。 面向对象程序设计语言具备固有的并行性, 因此, 基于面向对象程序设计语言的计算机还应当是一个多处理 机系统, 机系统,以便让各个对象或由多个对象组成的模块分别在各 自分配到的处理机上执行,提高并行处理的能力。 自分配到的处理机上执行,提高并行处理的能力。 6、神经网络计算机 用硬件实现或用软件模拟的方法、 用硬件实现或用软件模拟的方法、按照人工神经网络的 基本原理而研制的计算机系统。 基本原理而研制的计算机系统。 具有模仿人的大脑判断能力和适应能力、 具有模仿人的大脑判断能力和适应能力、可并行处理多 种数据功能的神经网络计算机, 种数据功能的神经网络计算机,可以判断对象的性质与状 态,并能采取相应的行动,而且可同时并行处理实时变化的 并能采取相应的行动, 大量数据,并引出结论。 大量数据,并引出结论。 以往的信息处理系统只能处理条理清晰、 以往的信息处理系统只能处理条理清晰、经络分明的数 系统只能处理条理清晰 据。而人的大脑却具有能处理支离破碎、含糊不清信息的灵 人的大脑却具有能处理支离破碎、 活性, 活性,因而第六代计算机将在较大程度上类似人脑的智慧和 灵活性。 灵活性。 人脑有140亿神经元及10亿多神经键, 人脑有140亿神经元及10亿多神经键,人脑总体运 140亿神经元及10亿多神经键 行速度相当于每秒1 000万亿次的电脑功能 万亿次的电脑功能。 行速度相当于每秒1 000万亿次的电脑功能。神经网络 计算机用许多微处理机模仿人脑的神经元结构, 计算机用许多微处理机模仿人脑的神经元结构,采用大量的 用许多微处理机模仿人脑的神经元结构 并行分布式网络就构成了神经电脑。 并行分布式网络就构成了神经电脑。神经电脑除有许多处理 器外,还有类似神经的节点,每个节点与许多点相连。 器外,还有类似神经的节点,每个节点与许多点相连。若把 每一步运算分配给每台微处理器,它们同时运算, 每一步运算分配给每台微处理器,它们同时运算,其信息处 理速度和智能会大大提高。 理速度和智能会大大提高。神经电子计算机的信息不是存在 存储器中,而是存储在神经元之间的联络网中。 存储器中,而是存储在神经元之间的联络网中。若有节点断 器中 裂,电脑仍有重建资料的能力,它还具有联想记忆、视觉和 电脑仍有重建资料的能力,它还具有联想记忆、 声音识别能力。神经电子计算机将会广泛应用于各领域。 声音识别能力。神经电子计算机将会广泛应用于各领域。它 能识别文字、 符号、 图形、 语言以及声纳和雷达收到的信号, 能识别文字、 符号、 图形、 语言以及声纳和雷达收到的信号, 判读支票,对市场进行估计,分析新产品,进行医学诊断, 判读支票,对市场进行估计,分析新产品,进行医学诊断, 控制智能机器人,实现汽车自动驾驶和飞行器的自动驾驶, 控制智能机器人,实现汽车自动驾驶和飞行器的自动驾驶, 发现、识别军事目标,进行智能决策和智能指挥等。 发现、识别军事目标,进行智能决策和智能指挥等。日本科 学家开发的神经电子计算机用的大规模集成电路芯片, 学家开发的神经电子计算机用的大规模集成电路芯片,在 1.5厘米正方的硅片上可设置400个神经元和40 0 厘米正方的硅片上可设置400个神经元和40 400个神经元和 00个神经键,这种芯片能实现每秒2亿次的运算速度。 00个神经键,这种芯片能实现每秒2亿次的运算速度。美 个神经键 国研究出由左脑和右脑两个神经块连接而成的神经电子计 算机。右脑为经验功能部分, 算机。右脑为经验功能部分,有1万多个神经元,适于图像 万多个神经元, 识别;左脑为识别功能部分,含有100万个神经元, 识别;左脑为识别功能部分,含有100万个神经元,用于 100万个神经元 存储单词和语法规则。 存储单词和语法规则。 优缺点 非诺依曼体系结构的主要优点为: 非诺依曼体系结构的主要优点为:①支持高度的并行操 技术相适应。 有利于提高软件生产能力。 作。②与 VLSI 技术相适应。③有利于提高软件生产能力。 非诺依曼体系结构的主要缺点为 非诺依曼体系结构的主要缺点为:①操作开销过大。② 缺点 操作开销过大。 不能有效地利用传统诺依曼体系结构计算机已积累起来的 丰富的软件资源。 丰富的软件资源。

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