Дәріс Жасанды интеллект технологиялары және машиналық оқыту. Тюринг Тесті. Компьютерлік көру. Робототехника
Робототехниканың қалыптасу және даму шарттары
жүктеу/скачать 0,55 Mb.
|
- Бұл бет үшін навигация:
- Есептеу техникасы
| 1. Робототехниканың қалыптасу және даму шарттары.
Робототехника ғылымы мен техникасының кез келген жаңа саласы бос орында пайда болған жоқ. Роботтар өзінің жарыққа шығуы, өндірісті компьютерлендіру, технологиялық процестерді автоматтандыру, сондай-ақ сандық бағдарламалық басқарумен (ЧПУ) механикалық өңдеуге арналған станоктарды пайдалану процесінде жинақталған үлкен тәжірибеге міндетті. Заманауи роботтардың прототиптері механикалық немесе жартылай автоматты протездер, сондай-ақ көшіруші манипуляторлар болып табылады. Есептеу техникасы Есептеу техникасының тарихы қарапайым есептеу механизмдерінен басталады. Ежелгі заманда адамның жалғыз есептеу құралы қолдағы саусақтары болды. Есеп операцияларының күрделенуіне қарай оларды орындау үшін оған байланған түйіндері бар жіпті, сондай-ақ ұсақ тастар немесе басқа да өзара ұқсас заттарды қолданған. Ыңғайлы болу үшін тас, ұяшықтары бар арнайы жәшікке салынған. Кейбір халықтар бестік санау жүйесін қолданған. Осылай, ежелгі Қытайда адамзат тарихындағы алғашқы есептеуіш құралдардың бірі – «соробан» бестік есептері пайда болды. Есептеу техникасының дамуындағы келесі секіріс - принципті жаңа есептеу құрылғыларының пайда болуы (XVI ғ. cоңы). Ал атақты франсуз ғалымы Блез Паскаль есептеуіш машинасын дәл сол уақытта құрды. Бірақ, ол қарапайым арифметикалық әрекеттерді ғана, қосуды және азайтуды ғана орындай алды. Ал XVII ғ.-дың соңыны қарай, неміс философы, математигі Готфрид Вильгельм Лейбниц бөле және көбейте алатын машинаны құрды. Ақыры, ХІХ ғ. Англияда есептеуіш «Аналитикалық машина» әзірленді, оның құрылымдық ерекшеліктері жүзжылдықтың пилонындағы есептеуіш техниканың даму бағытын анықтады. Бұл машинада қазіргі заманғы ЭЕМ-ден тұратын барлық функционалды блоктар болды, ал деректерді енгізу перфокарт көмегімен жүзеге асырылды. Оны жасаушы-ағылшын механигі Ч. Бэббидж есептеу техникасының тарихына «есептеуіш машинаның әкесі» ретінде кірді. Ч.Бэббидж салған құрылым бойынша, ұқсас механикалық есептеуіш құрылғыларының одан әрі дамуы мен іс жүзінде іске асуына ие болды. Олардың ішінде Француз математигі Леонглльнің көбейту құрылғысын, Отто мен Стэйгтің «Миллионер» есептеуіш машинасын, арнайы Р. Фурьенің «тікелей көбейтгішін», Барроуздың есептеуіш механизімін, Одонның "есептеуіш машинасын" және т. б. атап өткен жөн. Қарапайым есептеу құрылғыларын практикалық іске асырудағы алғашқы табыстар есептеу машиналарын құрудың теориялық қағидаттарына қызығушылық тудырды. 1854 жылы ағылшын математигі және логик Джордж Буль математикалық логика негіздерін жасап, буль алгебрасын құрастырды. Буль есептеуі қазіргі заманғы ЭЕМ орындалатын барлық есеп және логикалық операцияларды іске асыру негізіне айналды. 1936-1937 жж. ағылшын математигі Алан Матисон Тьюринг «абстрактілі есептеуіш машина» тұжырымдамасын енгізді. Есептеу техникасының теориялық негіздерін қалыптастыру кезеңінің логикалық аяқталуы белгілі американдық математик Джон фон Нейманның жұмысы болды. Есептің шарттары немесе мазмұны өзгерген кезде есептеуіш машинаға арналған нұсқаулардың нақты реттілігі арқылы жаңа бағдарламаны жасау және ЭЕМ құрылымын өзгертпей, оны жадыға жазу жеткілікті. Осылайша, ЭЕМ-де күрделілік бойынша әртүрлі операцияларды шешу мүмкіндігі пайда болды. Басқаша айтқанда, сақталынатын бағдарламалардың арқасында есептеу машиналары шын мәнінде әмбебап болды. Фоннейман принципі іс жүзінде іске асырылған алғашқы компьютерлер Эйкеннің (1944 ж.) электромагниттік релелік схемаларындағы есептеу машинасы және Эккерт пен Морлидің (1947 ж.) басшылығымен әзірленген ENIAC электрондық есептеу машинасы болды. Өз ұсыныстарының дұрыстығын және практикалық маңыздылығын растау үшін Дж. фон Нейман 1945 ж. сақталатын бағдарлама принципіне сәйкес жұмыс істейтін EDVAC ЭЕМ құруға кірісті, содан кейін IAC есептеу машинасының жобасын ұсынды. Онда дәстүрлі фоннейман архитектурасына қарағанда кейбір есептеу операциялары ішінара уақытпен, яғни параллельді біріктірумен орындалған. Есептеу техникасы мен роботтарды дамытуда маңызды орын алған еңбектерінің бірі Дж. фон Нейманның 1951 жылы жарияланған - " Кибернетикалық автоматтардың жалпы және логикалық теориясы". Фон Нейманның алғашқы жұмыстарынан бастап электрондық есептеу машиналарының теориясы мен практикасы керемет қарқынмен дамып келеді. Өткен онжылдықта ЭЕМ жобалау және дайындау технологиясы саласында тамаша табыстарға қол жеткізілді: ЭЕМ құны айтарлықтай азайды, есте сақтау құрылғыларының сыйымдылығы артты, есептеу жылдамдығы артты, қолдану саласы мен функционалдық мүмкіндіктері бойынша әртүрлі операциялық жүйелер мен бағдарламалау тілдері, сондай-ақ әртүрлі аппараттық есептеу құралдары мен тиісті бағдарламалық қамтамасыз ету пайда болды. Қысқа мерзім ішінде есептеуіш машиналардың төрт буыны ауысты. Егер бірінші буынды машиналардың негізін электронды-вакуумдық шамдар, екінші буынды - транзисторлар, үшінші - интегралдық схемалар құраса, төртінші буында ЭЕМ элементтік базасы аса үлкен интегралдық схемалар (АҮИС) болды . Әсіресе микропроцессорлар мен БИС микропроцессорлық жиынтықтарының пайда болуы маңызды рөл атқарды,онсыз заманауи мобильді роботтарды құру мүмкін емес еді. Есептеу техникасының аппараттық құралдарының құрылыстық дамуы және ЭЕМ архитектурасы саласындағы ілгерілеу құрылымның күрделенуі күрделі тәуелсіз-машина бағдарламалық жүйелердің пайда болуына, бағдарламалық қамтамасыз ету функцияларының ірілендірілуіне әкеп соқты. Робототехникаға тікелей қатысы бар бағдарламалық жүйелер арасында бірінші кезекте роботтарды басқару тілдері мен робототехникалық кешендердің операциялық жүйелерін атап өткен жөн. Олардың базасында нақты уақыт ауқымында жұмыс істейтін мамандандырылған операциялық жүйелерді және тілдерді басқарушыларды іске асыру мүмкін болатын неғұрлым тиімді тілдерге FORTH және С жатқызуға болады. Қазіргі заманғы компьютер, тіпті бағдарламалық қамтамасыз етудің ең күрделі жүйелер жиынтықтығында, адамның әр текті ақпаратты есте сақтау, пікір негізінде қорытынды жасау және негізделген шешімдер қабылдау мүмкіндіктерінен кем түспейді. ЭЕМ функционалдық мүмкіндіктерін одан әрі кеңейту және олардың зияткерлік қабілеттерін жетілдіру мақсатында Жапонияның өнеркәсіп және сыртқы сауда министрлігі 1982 жылы «Бесінші буынды ЭЕМ құру» бойынша ірі масштабты зерттеулер жобасын ұсынды. Бұл жоба АҚШ-та және көптеген еуропалық елдерде келесі буындағы компьютерлерді жасау бойынша жұмыстарды ынталандыра түсті. «Бесінші буынды ЭЕМ» ұғымының мазмұны әлі анық сипат алған жоқ және жаңа ЭЕМ құру жобасының іске асырылуына қарай нақтыланатын болады. Алайда, қазіргі таңда жасанды интеллект элементтері бар бағдарламалық жүйелерді құруға арналған жаңа ұрпақтардың ЭЕМ құру бойынша зерттеулер нәтижесінде пайда болған PROLG тілі назар аударарлық. жүктеу/скачать 0,55 Mb. Достарыңызбен бөлісу:
|