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TECHNOLOGIEGESCHICHTE, TECHNOLOGIE, OBJEKTE UM UNS
Neurocomputer. Geschichte der Erfindung und Produktion
Verzeichnis / Die Geschichte der Technik, Technik, Objekte um uns herum Ein Neurocomputer ist ein Gerät zur Informationsverarbeitung, das auf den Funktionsprinzipien natürlicher neuronaler Systeme basiert. Diese Prinzipien wurden formalisiert, was es ermöglichte, über die Theorie künstlicher neuronaler Netze zu sprechen. Das Problem von Neurocomputern liegt in der Konstruktion realer physikalischer Geräte, die es ermöglichen, nicht nur künstliche neuronale Netze auf einem normalen Computer zu simulieren, sondern auch die Prinzipien des Computerbetriebs so zu ändern, dass dies möglich wird Sie arbeiten nach der Theorie künstlicher neuronaler Netze. Die Begriffe Neurokybernetik, Neuroinformatik, Neurocomputer kamen erst in jüngster Zeit – Mitte der 80er Jahre des 1948. Jahrhunderts – in den wissenschaftlichen Gebrauch. Allerdings wurden elektronische und biologische Gehirne im Laufe der Computergeschichte immer wieder verglichen. N. Wieners berühmtes Buch „Kybernetik“ (XNUMX) trägt den Untertitel „Kontrolle und Kommunikation bei Tieren und Maschinen“. Die ersten Neurocomputer waren Rosenblatts Perzeptrone: Mark-1 (1958) und Tobermory (1961-1967) sowie Adaline, entwickelt von Widrow und Hoff (1960) basierend auf der Delta-Regel (Widrows Formel). Derzeit ist Adaline (ein adaptiver Addierer, der nach der Widrow-Formel lernt) ein Standardelement vieler Signalverarbeitungs- und Kommunikationssysteme. In der gleichen Reihe der ersten Neurocomputer steht das Programm „Cora“, das 1961 unter der Leitung von M. M. Bongard entwickelt wurde.
Zahlreiche Elemente (Geräte) eines Computers, die sich in seiner Systemeinheit befinden, können in nur fünf Hauptgruppen unterteilt werden. Dies sind die Zentraleinheit, Speicher, Bus, Stromversorgung und zahlreiche Analog-Digital- und Digital-Analog-Wandler (ADC und DAC). Der Prozessor ist direkt mit den Elementen des schnellen (zufälligen) Speichers verbunden. Es wird auch Random Access Memory (RAM) oder Direktzugriffsspeicher genannt. Wenn Sie den Computer ausschalten, wird er gelöscht und alle darin enthaltenen Daten gehen verloren. Die Daten bleiben auch nach dem Ausschalten des Computers im nichtflüchtigen Speicher erhalten. Meistens ist es größer als RAM, wenn auch nicht so schnell. Dies sind Festplatten, Disketten und optische Platten, Magnetbänder usw. Daten werden über den Bus zwischen den Geräten der Systemeinheit übertragen. ADCs und DACs wandeln Informationen von der analogen in die digitale Form um: in Mengen von Zahlen, normalerweise binär, und umgekehrt. ADC und DAC werden Controller genannt. Jeder Controller enthält einen Mikroprozessor, was bedeutet, dass er ein Computer ist, aber kein universeller, in dem er installiert ist, sondern ein spezialisierter. In die Mikroschaltkreise sind Programme "eingelötet", die beim Einschalten des Computers ausgeführt werden und ihn gleichsam beleben, indem sie aus vielen durch Drähte verbundenen Teilen ein Ganzes machen - zu einem betriebsbereiten universellen Informationswandler. Die Mikroprozessortechnik stößt bereits an grundlegende Grenzen. Das Vorhersagegesetz von Gordon Moore besagt, dass sich die Dichte der Transistoren in einer Mikroschaltung alle anderthalb Jahre verdoppelt. Überraschenderweise wurde es in den letzten zwanzig Jahren durchgeführt. Nach diesem Gesetz sollte die Größe des Transistors jedoch bis 2010-2020 auf vier oder fünf Atome reduziert werden. Viele Alternativen werden geprüft. Zu den Technologien, die die Verarbeitungsleistung von Computern exponentiell steigern können, gehören molekulare oder atomare Technologien; DNA und andere biologische Materialien; dreidimensionale Technologien; Technologien, die auf Photonen statt auf Elektronen basieren, und schließlich Quantentechnologien, die Elementarteilchen verwenden. Im XNUMX. Jahrhundert wird die Computertechnologie nicht nur mit der Kommunikation und dem Maschinenbau verschmelzen, sondern auch mit biologischen Prozessen, die Möglichkeiten eröffnen werden, wie die Schaffung von künstlichen Implantaten, intelligentem Gewebe, intelligenten Maschinen, "lebenden" Computern und Mensch-Maschine Hybriden. Einer der vielversprechendsten Bereiche in der Mikroelektronik sind heute Neurocomputer. Ihr Gerät oder ihre Architektur unterscheidet sich von dem herkömmlicher Computer. Mikroschaltkreise ähneln in ihrer Struktur den neuronalen Netzwerken des menschlichen Gehirns. Daraus entstand der Name. Daher die Eigenschaften des Neurocomputers. Er ist lernfähig, das heißt, er ist in der Lage, Aufgaben zu bewältigen, die ein herkömmlicher Computer nicht leisten kann. Sein größter Trumpf ist das Lösen von Problemen ohne klaren Algorithmus oder mit riesigen Informationsströmen. Daher werden Neurocomputer bereits heute an Finanzbörsen eingesetzt, wo sie helfen, Schwankungen von Wechselkursen und Aktien vorherzusagen. Es ist klar, dass das Militär nicht abseits stand. Neurocomputer, die Bilder erkennen, korrigieren den Flug von Raketen entlang einer bestimmten Route. Der Neurocomputer ist im Wesentlichen zum Flaggschiff einer neuen Forschungs- und Entwicklungswelle auf dem Gebiet neuronaler Netzwerkmethoden zur Informationsverarbeitung geworden und hat den Begriff „Neurokybernetik“ fast vollständig ersetzt. Die mit den frühen Arbeiten zur Schaffung von Systemen der künstlichen Intelligenz (KI) verbundenen Hoffnungen übertrugen sich natürlich auf Neurocomputer, die allgemein als Prototypen eines „künstlichen Gehirns“ verstanden wurden – eines intelligenten Systems, das ähnlich aufgebaut sein und funktionieren sollte wie das menschliche Gehirn. Das Präfix „Neuro“ betonte den Unterschied eines solchen Systems zu einem herkömmlichen Computer und seine funktionale Nähe zum Gehirn.
Die reale Sachlage zwang recht schnell dazu, das Verständnis des Begriffs „Neurocomputer“ auf die Identifikation mit künstlichen neuronalen Netzen zu beschränken. In den meisten modernen Werken wird dieser Begriff (oder der Begriff „Neurocomputing“) verwendet, um sich auf das gesamte Arbeitsspektrum im Rahmen eines Ansatzes zum Aufbau von KI-Systemen zu beziehen, der auf der Modellierung der Elemente, Strukturen, Interaktionen und Funktionen verschiedener Ebenen von basiert das Nervensystem. Im modernen Verständnis ist ein Neurocomputer ein spezialisiertes software- oder hardwareimplementiertes Computergerät, das den Betrieb eines neuronalen Netzwerks simuliert. Der erste Hardware-Neurocomputer in der UdSSR wurde 1988-1989 entwickelt. basierend auf der Ideologie Ensemble-stochastischer neuronaler Netze. Die Arbeiten wurden unter der Leitung eines Doktors der Technischen Wissenschaften durchgeführt. E. M. Kussul, dem Nikolai Michailowitsch zu diesem Zeitpunkt bereits die Abteilung übertragen hatte. Der erste Prototyp eines Neurocomputers (1989) wurde auf Basis von Haushaltselementen erstellt und war eine Ergänzung zu einem Personalcomputer. Nachfolgende Modelle verwendeten eine erweiterte Elementbasis. 1992 wurde zusammen mit der japanischen Firma WACOM die neueste Version des Neurocomputers entwickelt und experimentell auf Mustererkennungsprobleme getestet.
Nachfolgende Arbeiten der Abteilung betrafen die Entwicklung neuronaler Netzwerk-Informationstechnologien. Effektive Klassifikatoren für neuronale Netze wurden erstellt und für Aufgaben der Texturerkennung, Stimmerkennung, Erkennung handgeschriebener Zeichen, gemeinsam geschriebener Wörter usw. verwendet. Trotz des angewandten Charakters dieser Arbeit behielt die Abteilung den von N.M. Amosov vermittelten globalen Ansatz für die Probleme der künstlichen Intelligenz bei, die Fähigkeit, das Problem als Ganzes zu sehen und Erfahrungen für die nächsten „Durchbrüche“ zu sammeln. Autor: Musskiy S.A.
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