冯.诺依曼架构在新人工智能时代的进化

编者按：本世纪以来，随着互联网大数据的兴起，信息爆炸式增长，深度学习等机器学习算法在互联网领域的广泛应用，人工智能再次进入快速发展时期。与此同时，不同领域的科学家，企业家如物理学家霍金，微软创始人比尔盖茨等人，纷纷对人工智能的未来表达了担心，提出人工智能的快速发展可能对人类本身产生威胁，人工智能威胁论因此得到广泛传播。人工智能威胁论不仅仅是一个引发巨大争议的社会热点问题，其背后更是一个人工智能系统能否定量评测的课题。说起冯诺依曼架构，就不得不说起图灵机（TuringMachine），图灵机是英国数学家阿兰图灵（AlanTuring）于1936年提出的抽象计算模型，图灵机是一台存在于大脑中的计算机，拥有一个无限长的磁带，根据输入和一个状态迁移表确定下一步动作。计算机先驱者以图灵机为模型制造了第一代计算机，其中比较知名的是美国军方的ENIAC计算机，这个计算机几乎完全克隆了图灵机的设计，ENIAC程序是在多组插板上的跳线，形成了类似于图灵机的状态迁移图，为了完成这个程序，需要好几个人工作一周才能完成，然后这个程序就可以处理多组数据输入并生成结果。冯诺依曼意识到这种编程方法非常低效，因此就设想能够将程序存储起来，形成存储程序型电脑，这种电脑的特点是将程序和数据都加载到内存中，将数据和程序转移到ALU（算术逻辑单元）和控制器进行计算，当然ALU也具有输入输出装置。冯诺依曼架构的特点是非常简洁，不需要在内存和CPU（中央处理器）之间设置多条总线【1】冯.诺依曼架构新人工智能时代的AI威胁论和产生的标准智能模型本世纪以来，随着互联网大数据的兴起、信息的爆炸式增长、深度学习等机器学习算法在互联网领域的广泛应用，人工智能再次进入快速发展时期。与此同时，不同领域的科学家，企业家如物理学家霍金，微软创始人比尔盖茨等人，纷纷对人工智能的未来表达了担心，提出人工智能的快速发展可能对人类本身产生威胁，由于这些科学家，企业家具有很强的影响力，人工智能威胁论因此得到广泛传播。人工智能威胁论不仅仅是一个引发巨大争议的社会热点问题，其背后更是一个人工智能系统能否定量评测的课题。在上一篇文章开展AI智商测试应首先建立统一人和机器的标准智能模型中重点阐述了建立标准智能模型，尝试统一概括人，生命体，机器人，人工智能系统的特征。如下图所示：图3标准智能系统模型示意图这个模型有如下特点：特征1能够通过声音、图像、文字等方式（包括但不仅限于这三种方式）从外界获取数据，信息和知识的能力。特征2能够将从外界获取的数据、信息和知识转化为系统掌握知识的能力。特征3能够根据外界数据、信息和知识所产生的需求，通过运用所掌握的知识进行创新的能力，这些能力包括但不仅限于联想、创作、猜测、发现规律等，这种能力运用的结果可以形成自身掌握的新的知识。特征4能够通过声音、图像、文字等方式（包括但不仅限于这三种方式）将系统产生数据，信息和知识反馈给外界或对外界进行改造。标准智能系统如何与外部世界以及相互之间进行知识的交互，我们用下图进行阐述：图4标准智能系统与外部世界交互图新人工智能时代，冯诺依曼架构的进化我们在上文中提到，冯诺依曼架构有五个构成部分，分别是计算器、逻辑控制装置、存贮器、输入系统、输出系统。对比我们在图3和图4描述的标准智能模型和标准智能模型知识交互图，可以发现冯诺依曼架构在互联网条件下的新人工智能时代可以补充两个部分，通过这种补充，试图将人，机器，人工智能系统用一个更为明晰的方式表示出来。第一个是创新创造功能，即能够根据已有的知识，发现新的知识元素和新的规律，使之进入到存储器，供计算机和控制器使用，并通过输入输出系统与外部进行知识交互；第二个是能够进行知识共享的外部知识库或云存贮器，而冯.诺依曼架构的外部存储其只为单一系统服务。因此对冯诺依曼架构进行扩展，形成如图5所示的新架构　图5统一人和机器的新冯诺依曼架构关于OmegaAI计划网易科技与AIE实验室联合科学院等相关机构，共同发起OmegaAI计划，利用大众和专家群体智慧共同解决人工智能，互联网，脑科学等领域的前沿交叉问题。

OmegaAI计划的主要工作包括：向大众，科技企业家，风险投资家和科学家征集人工智能等相关领域重要科学技术问题。通过互联网平台邀请专家，专业人士参与探讨，研究和解决人工智能等相关领域重要科学技术问题。定期召开研讨会和头脑风暴沙龙，对OmegaAI计划重点人工智能前沿问题进行探讨。定期通过网易科技，人工智能学家等媒体对外公布最新研究成果。

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