20电脑技术发展趋势.ppt

20電腦技術發展趨勢 20 01超級電腦與平行處理20 02人工智慧20 03多媒體應用20 04虛擬實境 20 01超級電腦與平行處理 20 01 01超級電腦概念20 01 02電腦架構分類20 01 03高速電腦架構 20 01 01超級電腦概念 目前超級電腦處理機的處理週期已進步到2ns 毫微秒 的境界 資料就算以光速送到處理機 線路長度也不能多於一英尺 否則處理機就會因而閒置 超級電腦的速度也就不再 超級 了 微處理機異軍突起 處理速度直逼超級電腦 以微處理機為主要元件組裝出來的工作站也應運而生 到現在主機型的電腦與工作站的差異除了多 單處理機的架構外 至多僅在記憶體大小與資料通道頻寬而已 20 01 02Flynn電腦架構分類表 20 01 02圖CRAY超級電腦 20 01 03 01管線電腦 Pipeline 目前被廣泛應用甚至連Intel的Pentium微處理機當中都採用這些架構 以大幅提高處理速度 可分成指令管線與算術管線兩種 指令管線可以同時執行數個指令的不同階段 採用類似生產線的觀念以加快整體系統的效能 指令管線中的每個單元處理之後就送往下一個單元 算術管線則通常出現在高速電腦中 是用來實現浮點運算 乘法等算術運算 用類似指令管線的觀念將算術運算對象的資料分解 20 01 03 02向量處理機 高速電腦的一種形式 屬SIMD架構 但與其他機器最大的差異在其指令集包含向量處理指令 也就是可以處理包含多筆資料的向量 需要有管線電腦的硬體支援 以便能在一個指令中同時存取多個資料 編譯程式須對程式進行向量化 以便向量處理機處理 硬體本身的記憶體最好也採用交錯配置 以加快讀取與處理的速度 20 01 03 03陣列處理機 附加式陣列處理機是一種外加的輔助處理機 可以用來改善主處理機對特定運算的效能 一般是作為整體系統的後端機器來使用 SIMD陣列處理機是以多重處理機並行運作的方式來進行 所有處理機都是以同步的方式受到一個控制單元的指揮 20 01 03 04多元處理 目的提高產出 throughput 節省經費提高可靠性 Reliability 種類對稱多元處理 symmetricmulti processing 非對稱多元處理 asymmetricmulti processing 20 01 03 05容錯系統 通常用在對失誤非常敏感的系統中容錯系統常用技術 20 01 03 06處理機連接架構 共用匯流排縱橫交換多階網路架構 20 02人工智慧 20 02 01人工智慧概念20 02 02圖林測驗20 02 03機器學習20 02 04類神經網路20 02 05自然語言了解 20 02 01人工智慧概念 研究如何以電腦軟體來執行一些若由人類執行時 需要智慧才能完成的工作 並藉由電腦執行人工智慧的過程 來探討如推理 學習等各種人類智慧行為 主要的發展在機器學習 類神經網路 以及自然語言上 20 02 01圖DEEPBLUE 20 02 02圖林測驗 Turingtest 將待測系統與一擔任對照組的人類置於一室 而另一人則在室外擔任對兩者發問的發問人 如果發問人從問答的過程中 無法辨識出來目前與他正在交談的究竟是人類或系統 此系統便通過圖林測驗 我們可認定該系統具有接近人類的智慧程度 20 02 02圖人工智慧 20 02 03什麼是機器學習 研究如何讓電腦具有學習的能力 可從某一領域的經驗推論出一般性規則 以改進電腦下一次面對相同問題的能力 機器學習形式 1 背誦式學習 2 例舉式學習 3 教導式學習 4 類推式學習 5 觀察與發現式學習 20 02 03圖機器學習 20 02 03圖機器人 20 02 04 01類神經網路概念 採取類似人類神經結構的平行計算模式 由一群處理單元組成 而單元與單元間則由抑制連結和刺激連結所連結 每個單元只是具有限制值的簡單裝置 它從別的單元接收訊號 當這些訊號超過了它的限制值 那麼它就會傳遞出訊號給其它單元 20 02 04 02類神經網路的優點 雜訊處理強健性 robustness 具有學習功能平行處理 20 02 04 03類神經網路的問題 類神經網路無法全然模擬人腦類神經網路的抽象程度較差類神經網路無法製作出大量單元 20 02 05自然語言了解 讓電腦可以了解人類的自然語言 可以用來建立人機介面 以幫助專家系統構建中知識獲得瓶頸的解決 可用在機器翻譯上 讓電腦可以幫助我們翻譯語言 20 03多媒體應用 20 03 01多媒體概念20 03 02電腦多媒體主要的技術20 03 03互動式多媒體的服務 20 03 01多媒體概念 Multimedia 同時使用兩種以上的媒體去傳送訊息 因此以幻燈片配合音樂的簡報就是多媒體 由於使用者的要求更高 因此互動式的多媒體應運而生 這種多媒體讓使用者可以與控制軟體溝通 顯示特定資訊以滿足使用者的要求 20 03 02電腦多媒體主要的技術 圖像顯示技術記憶體容量光儲存技術資料壓縮技術作業系統硬體介面 20 03 03互動式多媒體的服務 電傳視訊會議 VideoTeleconferencing 電子新聞 EclectronicNews 在家電子購物 20 03 03圖影像電話 20 03 03圖線上新聞 20 03 03圖線上購物 20 04虛擬實境 20 04 01虛擬實境概念20 04 02虛擬實境的應用20 04 03基本配備 20 04 01虛擬實境概念 電腦模擬產生的三度空間虛擬環境 人們可以如身歷其境般置身於其中 運用人體各種動作來溝通 是新一代的人機界面 20 04 02虛