Sistema de computadoras PIM/m de quinta generación

La quinta generación de computadoras, también conocida por sus siglas en inglés, FGCS (de Fifth Generation Computer Systems) fue un ambicioso proyecto lanzado por Japón a finales de 1970. Su objetivo era el desarrollo de una nueva clase de computadoras que utilizarían técnicas y tecnologías de inteligencia artificial tanto en el plano del hardware como del software, usando el lenguaje PROLOG^{[1] [2] [3]} al nivel del lenguaje de máquina y serían capaces de resolver problemas complejos, como la traducción automática de una lengua natural a otra (del japonés al inglés, por ejemplo).

Como unidad de medida del rendimiento y prestaciones de estas computadoras se empleaba la cantidad de LIPS (Logical Inferences Per Second) capaz de realizar durante la ejecución de las distintas tareas programadas. Para su desarrollo se emplearon diferentes tipos de arquitecturas VLSI (Very Large Scale Integration).

El proyecto duró once años, pero no obtuvo los resultados esperados: las computadoras actuales siguieron así, ya que hay muchos casos en los que, o bien es imposible llevar a cabo una paralelización del mismo, o una vez llevado a cabo ésta, no se aprecia mejora alguna, o en el peor de los casos, se produce una pérdida de rendimiento. Hay que tener claro que para realizar un programa paralelo debemos, para empezar, identificar dentro del mismo partes que puedan ser ejecutadas por separado en distintos procesadores. Además, es importante señalar que un programa que se ejecuta de manera secuencial, debe recibir numerosas modificaciones para que pueda ser ejecutado de manera paralela, es decir, primero sería interesante estudiar si realmente el trabajo que esto conlleva se ve compensado con la mejora del rendimiento de la tarea después de paralelizarla.

Antecedentes y diseño del Proyecto

A través de las múltiples generaciones desde los años 50, Japón había sido el seguidor en términos del adelanto y construcción de las computadoras de los Modelos de los Estados Unidos y el Reino Unido. Japón, a través de su Ministerio de Economía, Comercio e Industria (MITI) decidió romper con esta naturaleza de seguir a los líderes y a mediados de la década de los 70 comenzó a abrirse camino hacia un futuro en la industria de la informática. El Centro de Desarrollo y Proceso de la Información de Japón (JIPDEC) fue el encargado llevar a cabo un plan para desarrollar el proyecto. En 1979 ofrecieron un contrato de tres años para realizar estudios más profundos junto con la industria y la academia, a instancias de Hazime Hiroshi. Fue durante este período cuando el término "computadora de quinta generación" comenzó a ser utilizado. En 1981 a iniciativa del MITI se celebró una Conferencia Internacional, durante la cual Kazuhiro Fuchi anunció el programa de investigación y en 1982 el gobierno decidió lanzar oficialmente el proyecto, creando el Institute for New Generation Computer Technology (Instituto para la Nueva Generación de Tecnologías de Computación o ICOT por sus siglas en inglés) con la participación de investigadores de diversas empresas japonesas dedicadas al desarrollo de hardware y software.

Los campos principales para la investigación de este proyecto inicialmente eran:

• Tecnologías para el proceso del conocimiento.
• Tecnologías para procesar bases de datos y bases de conocimiento masivo.
• Sitios de trabajo del alto rendimiento.
• Informáticas funcionales distribuidas.
• Supercomputadoras para el cálculo científico.

Debido a la conmoción suscitada que causó que los japoneses fueran exitosos en el área de los artículos electrónicos durante la década de los 70, y que prácticamente hicieran lo mismo en el área de la automoción durante los 80, el proyecto de la quinta generación tuvo mucha reputación entre los otros países.

Tal fue su impacto que se crearon proyectos paralelos. En Estados Unidos, la Microelectronics and Computer Technology Corporation y la Strategic Computing Initiative; por parte europea, en Reino Unido fue ALVEY, y en el resto de Europa su reacción fue conocida como ESPRIT (European Strategic Programme for Research in Information Technology, en español Programa Estratégico Europeo en Investigación de la Tecnología de la Información).

Desarrollo y principales eventos

• 1982: el proyecto se inicia y recibe subvenciones a partes iguales aportadas por sectores de la industria y por parte del gobierno.

• 1985: se concluye el primer hardware desarrollado por el proyecto, conocido como Personal Sequential Inference machine (PSI) y la primera versión del sistema operativo Sequentual Inference Machine Programming Operating System (SIMPOS). SIMPOS fue programado en Kernel Language 0 (KL0), una variante concurrente de Prolog^[4] con extensiones para la programación orientada a objetos, el metalenguaje ESP. Poco después de las máquinas PSI, fueron desarrolladas las máquinas CHI （Co-operative High-performance Inference machine）.

• 1987: se construye un primer prototipo del hardware llamado Parallel Inference Machine (PIM) usando varias máquinas PSI conectadas en red. El proyecto recibe subvenciones para cinco años más. Se desarrolla una nueva versión del lenguaje propuesto, Kernel Language 1 (KL1) muy similar al "Flat GDC" (Flat Guarded Definite Clauses), influenciada por desarrollos posteriores del Prolog y orientada a la computación paralela. El sistema operativo escrito en KL1 es rebautizado como Parallel Inference Machine Operating System, o PIMOS.

• 1991: concluyen los trabajos en torno a las máquinas PIM.

• 1992: el proyecto es prorrogado un año más a partir del plan original, que concluía este año. El código fuente del sistema operativo PIMOS es lanzado bajo licencia de dominio público y el KL1 es portado a sistemas UNIX, dando como resultado el KLIC (KL1 to C compiler).

• 1993: finaliza oficialmente el proyecto de la quinta generación de computadoras.

Como uno de los productos finales del Proyecto se desarrollaron cinco Maquinas de Inferencia Paralela (PIM), llamadas PIM/m, PIM/p, PIM/i, PIM/k y PIM/c, teniendo como una de sus características principales 256 elementos de Procesamiento Acoplados en red. El proyecto también produjo herramientas que se podían utilizar con estos sistemas tales como el sistema de gestión de bases de datos en paralelo Kappa, el Sistema de Razonamiento Legal HELIC-II y el demostrador automático de teoremas MGTP.

Diez años después del inicio del proyecto, la gran suma de dinero, infraestructura y recursos invertida en el mismo no se correspondía con los resultados esperados y se dio por concluido sin haber cumplido sus objetivos. William Zachman criticó el proyecto a su término, argumentando:

El hardware propuesto y sus desarrollos de software no tenían cabida en el mercado informático, que había evolucionado desde el momento en el que se lanzara el proyecto, y en el que sistemas de propósito general ahora podían hacerse cargo de la mayoría de las tareas propuestas como objetivos iniciales de las máquinas de quinta generación, de manera semejante a como había pasado en el caso del mercado potencial de las máquinas Lisp, en el que sistemas basados en reglas como CLIPS, implementados sobre computadoras comunes, habían convertido a estas costosas máquinas en innecesarias y obsoletas.^[6]

Hardware

• PSI （Personal Sequential Inference machine）：

PSI-I： 30 KLIPS （Logical Inference Per Second）

PSI-II： PSI-I + CPU VLSI

PSI-III:

• CHI （Co-operative High-performance Inference machine）:

CHI-I： 285 KLIPS

CHI-II： 490 KLIPS

• PIM （Parallel Inference Machine）：

PIM/p： 512 microprocesadores RISC

PIM/m： 256 microprocesadores CISC

PIM/c： 256 microprocesadores CISC

PIM/k： 16 microprocesadores RISC

PIM/i： 16 (LIW/GBI)

Referencias

Bibliografía

• "El proyecto de la quinta generación de computadoras" (título original en japonés), Kazuhiro Fuchi y Hirose Takeshi, 1984
• "La quinta generación de computadoras" (título original en japonés), Murakami Kunio y Shunichi Uchida , editado por Kyoritsu Shuppan, 1985, ISBN 4320022785 (En Amazon)
• Proceedings of the FGCS Project Evaluation Workshop, Shunichi Uchida y Kazuhiro Fuchi, Institute for New Generation Computer Technology (ICOT), 1992.
• "Historia de la computadora" (título original en japonés), Shigeru Takahashi, (Ed.) Ohmsha, 1996, ISBN 4274023192 (En WorldCat)
• "Historia del Centro de Desarrollo y Proceso de la Información de Japón" (título original en japonés), varios autores, (Ed.) Ohmsha, 1998, ISBN 4274078647 (En BookWeb)

Véase también

• General Problem Solver
• Sistema experto
• Generación de computadoras
• Generaciones de lenguajes de programación

Enlaces externos

• Página web oficial del ICOT, posteriormente llamado Research Institute for Advanced Information Technology (AITEC) y actualmente Advanced IT Research Group (AITRG), en inglés.
• ¿Qué son las tecnologías de Quinta Generación?, de la página web oficial del ICOT, en inglés.
• Reportaje sobre la Conferencia de Computación de la Quinta Generación, en inglés.
• Actas de la Conferencia de FGCS, en inglés.
• La Quinta Generación: El desafío informático japonés al mundo, artículo de 1984 en la revista Creative Computing, en inglés.
• ICOT Free Software, en inglés.
• ICOT-FGCS Museum, en inglés.