Moderna datorer och IT.

Sammanställning och översikt.

En rapport av Marcus Dahlberg e94 KTH 1996

Copyright 1996 Marcus Dahlberg

Dator och IT utvecklingen.

ARTIFICIELL INTELLIGENS (AI)

Vad är artificiell intelligens? Sedan datorernas barndom har vetenskapsmän försökt att skapa den "tänkande" datorn. Många har påstått att de har lyckats men det har berott på hur man definierar "tänkande" dator. Artificiell intelligens är alltså datorintelligens. För nybörjaren kan det vara svårt att förstå hur en dator kan vara intelligent. Den arbetar ju bara med ettor och nollor och datorer gör ju bara vad vi säger åt dem är argument som är vanliga.

TALTEKNOLOGI

Att kunna kommunicera med en dator utan varken tangentbord, mus eller andra tekniska hjälpmedel är den stora drömmen. Tänk att bara genom att använda sin röst förmå datorn att göra samma saker som idag. Vi har kommit en bit på väg men än är det långt kvar till fulländad talteknologi.

RADIODATORER

Mobil datakommunikation är fortfarande en liten specialitet på marknaden. Men nu börjar datavärlden lansera bärbara datorer med inbyggda modem.

Nog är det fascinerande med visionen om små bärbara "radiodatorer" som ger omedelbar tillgång till databaser och postsystem som når fram oavsett var i världen användaren befinner sig. Leverantörerna jagar nu på för att vara med och bestämma mobilteknikens standarder.

DATAINTEGRERAD TELEFONI

Dataintegrerad telefoni innebär att företagets telefonväxel och datasystem kopplas ihop.

Det är främst i USA som utvecklingen av dataintegrerad telefoni har kommit längst. I Sverige är det främst bankerna som har skaffat sig datoriserade talsvarssystem som ger kunderna upplysningar om kontoställning och genomför interna transaktioner.

DATAKOMMUNIKATION

Ljud och text kan man överföra i datanät redan idag. Nästa stora utmaning blir att bygga storskaliga nät som kan överföra bilder i reell tid. Många satsningar inom detta område har gjorts men tyvärr är de inte samordnade. Företag, högskolor mm har egna rikstäckande nät som är anpassade efter deras speciella behov men det finns inget gemensamt.

Innehållsförteckning.

För att förstå datorer och data system bör man göra sig hemmastadd med de olika systemen som finns idag. För att få en grundläggande uppfattning förklaras här ytligt de grundläggande principerna för datorns uppbyggnad.

Minne

Styr-

Enhet

ALU

I/O

Von Neumannmodellen används för att få en översikt över datorn och dess komponenter. Enligt von Neumann består datorn av fyra delar. Dessa är

1. Styrenheten
1. Aritmetisk-logiska enheten (ALU).
1. Primärminnet.
1. In- och utmatningsenheter(I/O).

Minnet består av primär- och sekundärminnet. Primärminnet kommer datorn åt direkt och sekundärminnet via en in-utenhet. Minnena används till att lagra data och program. Olika typer av sekundärminnen är:

- Hårddiskar

- Disketter

- Optiska lagringsmedia

- Magnetoptiska disketter.

Styrenheten och ALU:n är oftast sammanbyggda till en enhet kallad CPU(central processing unit). Detta är datorns hjärna.

De i von Neumannmodellen olika kopplingarna kallas bussar. Normalt finns tre bussar:

• Databussen, här sänds information.
• Adressbussen, här bestäms mottagare.
• Kontrollbussen, här kontrolleras informationen.

Två olika arkitekturer framträder på marknaden, RISC (ex. DEC ALFA) och CISC (ex. Intel 80586). RISC står för "Reduced Instruction Set Computer" eftersom de till skillnad från vanliga s.k. CICS(Complex Instruction Set Computer) datorer inte har lika många och komplexa maskininstruktioner. Det som verkligen skiljer en RISC från en CICS är att i en RISC utförs en maskininstruktion varje klockcykel eftersom den saknar sk mikrokod.

Vad är artificiell intelligens? Sedan datorernas barndom har vetenskapsmän försökt att skapa den "tänkande" datorn. Många har påstått att de har lyckats men det har berott på hur man definierar "tänkande" dator. Artificiell intelligens är alltså datorintelligens. För nybörjaren kan det vara svårt att förstå hur en dator kan vara intelligent. Den arbetar ju bara med ettor och nollor och datorer gör ju bara vad vi säger åt dem är argument som är vanliga.

Vad är det för likheter på datorer och människor? För att kunna förstå att datorn kan vara "intelligent" så måste man sluta att tänka på den som en maskin och börja tänka på den som en primitiv varelse. Datorn har inenheter (t ex diskettstation, hårddisk, scanners osv). Detta motsvarar våra fem sinnen (hörsel, känsel, lukt, syn och hörsel). Datorn har utenheter (t ex skrivare, bildskärm osv). Detta motsvaras av vår talförmåga och av vårt kroppsspråk. Datorn har minne liksom vi har vårt minne. Datorn har en beslutsfattare, processorn, precis som vi har vår hjärna. Om man tänker på datorn på det här sättet istället för som på en dum maskin så är inte tanken speciellt främmande att datorerna faktiskt kan göras intelligenta.

Vad är det för skillnader på datorer och människor? Det man måste tänka på är att datorer inte kan klara av att göra något som den inte har lärt sig. Detta faktum låter ganska självklart eftersom det är precis som med oss människor. Men på det här området har datorerna en betydande nackdel jämfört med människorna. De har inga avancerade inenheter som människorna har och de vet ingenting från början. All information som behövs för att datorn ska kunna tänka måste matas in i den.

Detta kan ske på två sätt:

1. Datorn kan läsa informationen som den är (dvs hur ett äpple ser ut och hur tungt det är)

2. Datorn kan prova sig fram.

Om det ligger en massa äpplen och apelsiner i en skål så får datorn prova att försöka sortera frukterna. Sedan sitter det en person bredvid och säger om datorn har gjort rätt eller fel. På så vis så lär sig datorn själv frukternas form, färg och vikt. På det här sättet har datorn själv lärt sig att sortera frukterna. Detta kan tyckas vara intelligent.

Man skulle kunna säga att användningsområdena för artificiell intelligens är obegränsade. Det enda som sätter gränserna är människans fantasi och hur snabba datorerna är. Om datorerna bara får tillräckligt med information om ett ämne (t ex apelsinen och äpplets form, färg och vikt) så kan den utföra en intelligent uppgift.

Att kunna kommunicera med en dator utan varken tangentbord, mus eller andra tekniska hjälpmedel är den stora drömmen. Tänk att bara genom att använda sin röst förmå datorn att göra samma saker som idag. Vi har kommit en bit på väg men än är det långt kvar till fulländad talteknologi.

Problemen är att alla personer pratar olika och har olika dialekter. Till och med vår egen röst låter olika från dag till dag. Språket har även många ord som låter lika men som stavas olika och har helt skilda betydelser. Sedan kan man inte bara lägga in alfabetet och tro att det ska fungera, istället får man tänka igenom alla bokstavsljud med dess olika möjligheter och variationer.

Det närmaste ett alfabet man har kommit är 77 fonem, bokstavsljud. De består av 17 vokaler, var och en med tre möjliga betoningar, och 26 konsonanter. Varje fonem kan förekomma i tusentals olika s k PICs(Phoneme In Combination). Det är fonem i ett sammanhang. En expert i talteknologi, Paul Bamberg, säger att det är omöjligt att konstruera ett alfabet av fonem som om de sätts ihop kommer att låta som flytande engelska.

Analys av språkljud görs på följande sätt:

• Först översätter man de analoga röstsignalerna till digitala signaler som datorn förstår.
• Sedan börjar datorn jämföra signalerna med s k schabloner av ljud som på förhand är inlagda i datorn. När datorn finner en överensstämmelse så skriver den ut ordet på skärmen.

Ett exempel: Om vi har ett ord med ett ‘e’-ljud så kan vi jämföra det ‘e’-ljudet med andra ‘e’-ljud som är inlagda i datorn. Schablonerna ‘see’. ‘heat’, ‘seat’ och ‘he’ får poäng i förhållande till hur nära ‘e’-ljudet de ligger. I det här fallet kanske ‘heat’ fick mest poäng, det innebär att ‘e’-ljudet låter som ‘e’-ljudet i ordet ‘heat’. Nu har datorn analyserat ett ljud i ordet och fortsätter tills alla ljud är analyserade. Då först kan den matcha ordet med inlagda ord och förhoppningsvis träffa rätt.

En undersökning, gjord 1993, med ett tal-till-text program med ett ordförråd bestående av 30 000 ord visade att programmet konverterade mellan 84-93% av orden rätt. För 6-11% av orden måste det ha hjälp av användaren för att göra rätt. En procent var nya ord som inte fanns i datorns ordförråd och slutligen gjorde programmet mellan en till tre procent fel. Vid en annan undersökning samma år så tog det ca 5-6 sekunder för en person att läsa 11 ord medan det tog nästan en halv minut för datorn att skriva ut dem.

De kunniga inom området är dock väldigt optimistiska och säger att inom två till fyra år så kommer det att kunna skapas system som omvandlar tal till text utan försening och utan väsentliga fel.

Mobil datakommunikation är fortfarande en liten specialitet på marknaden. Men nu börjar datavärlden lansera bärbara datorer med inbyggda modem.

Nog är det fascinerande med visionen om små bärbara "radiodatorer" som ger omedelbar tillgång till databaser och postsystem som når fram oavsett var i världen användaren befinner sig.

Leverantörerna jagar nu på för att vara med och bestämma mobilteknikens standarder.

Grundtekniken för att skapa effektiva fickdatorer med inbyggd kommunikation finns redan. Utvecklingen har skett parallellt på flera områden vilka förhoppningsvis kommer att stråla samman inom en snar framtid. Snabbare mikroprocessorer har betytt mycket, likaså utvecklingen av strömsnål trevolts-teknik och effektiva batterier.

Den snabba utbyggnaden av lokala datanät har åstadkommit flera saker. Den har skapat en grundläggande infrastruktur som håller på att knytas samman globalt samt en rad tekniska standarder som kan utnyttjas för mobildatanät. Lokalnäten har också skapat en vana bland användarna att kommunicera med omvärlden via sina bordsdatorer. Utvecklingen på programsidan har lett till att datorerna blivit enklare att hantera. Här är det kanske främst de grafiska gränssnitten och utvecklingen av förenklade möss och pennor som haft betydelse. Slutligen finns det idag en begynnande industri av informationstjänster, databaser och postsystem som hittills inte fått någon vidare spridning. Informations- och brevlådetjänster är inte någon teknisk förutsättning för mobildatorerna, men en stark drivkraft för utvecklingen. Den nyvunna rörligheten måste naturligtvis ha praktiska funktioner.

Det är inom radiosystemtekniken som den intressantaste tekniska utvecklingen sker idag.

Antagligen kommer det verkliga genombrottet för mobil datakommunikation att ske på den amerikanska kontinenten. Den amerikanska marknaden präglas idag av en livlig diskussion kring kommande standarder.

Det är inte bara datorerna som krymper idag. Även modemen blir allt snabbare och mindre. Tillverkarna har anpassat sig till den nya standarden för instickskort i bärbara datorer, PCMCIA. Ett modem i PCMCIA-format är stort som ett kreditkort och endast några mm tjockt. Även radiosändare kan byggas in i ett PCMCIA-kort. Ett brittiskt företag har tagit fram ett radiomodem som utnyttjar s k frekvensspridningsteknik ("spread spectrum") och till och med antennen ryms inuti det kreditkortsstora instickskortet.

Dataintegrerad telefoni innebär att företagets telefonväxel och datasystem kopplas ihop.

Det är främst i USA som utvecklingen av dataintegrerad telefoni har kommit längst. I Sverige är det främst bankerna som har skaffat sig datoriserade talsvarssystem som ger kunderna upplysningar om kontoställning och genomför interna transaktioner.

Den åtgärd som ligger närmast till hands när det gäller att samtalshanteringen på ett företag ska effektiviseras är trafikdirigeringen. Åtgärden för detta är dessutom relativt enkel. Man kan skaffa en modernare företagsväxel, eventuellt med specialiserade tilläggsmoduler. Genom att utnyttja datorer kopplade till företagsväxeln kan man också lösa trafikproblemen. Man kan ordna anropsköer, styra om trafiken vid överbelastning samt lämna kö- och väntemeddelanden. Denna process kallas ACD, Automatic Call Distribution.

I dataintegrerad telefoni kan också en rad extra tjänster läggas in. Systemet kan byggas så att företaget bildar flera små och decentraliserade operatörsgrupper. Avdelningarna kan också utlokaliseras till olika platser i landet. Ytterligare finns det datoriserade talsvarssystem och faxtjänster.

Både teletillverkare och datorföretag utvecklar för närvarande produkter för dataintegrerad telefoni. ECMA, European Computer Manufacturer’s Association har definierat en standard för hur överföring ska gå till. Den kallas CSTA, Computer Supported Telecommunications Application men ännu har tillverkarna inte velat anpassa sig.

Det finns fem grundfunktioner som man brukar förknippa med dataintegrerad telefoni.

• Den första är skärmbaserad telefoni som ger möjligheten att initiera och dirigera och avsluta samtal genom att klicka direkt på skärmen.

• Det andra är samtalsstyrt dataurval. Man använder sig då av en databas för att plocka fram kunder eller telefonnummer som ska ringas upp.

• Den tredje grundfunktioner är dirigering av inkommande och utgående samtal. Här finns det en metod som kallas "power calling" som vissa företag i USA använder sig av. Metoden innebär att datorsystem ringer ett stort antal telefonnummer och lägger ut anropen på lediga operatörer så snabbt de når fram. Finns det ingen ledig operatör när någon lyfter luren i andra änden så kopplar datorn ner samtalet.

• Metod nummer fyra inom dataintegrerad telefoni är synkron data- och samtalsöverföring. Här länkar man ihop data som automatiskt plockas från en databas och sådana som matats in av operatören under samtalets gång. Om samtalet behöver skickas vidare till någon annan är det meningen att alla fakta följer med. Detta ska kunna minska samtalstiden och de irritationsmoment som ligger i att kunden kanske måste berätta om sitt problem flera gånger.

• Den sista grundfunktionen är koordinerad informationsinsamling. Det innebär att man sparar undan all information om varje samtal i en databas för senare användning och analys. Informationen kan innehålla samtalets tidpunkt, längd och vem som tog emot samtalet.

Ljud och text kan man överföra i datanät redan idag. Nästa stora utmaning blir att bygga storskaliga nät som kan överföra bilder i reell tid. Många satsningar inom detta område har gjorts men tyvärr är de inte samordnade. Företag, högskolor mm har egna rikstäckande nät som är anpassade efter deras speciella behöv men det finns inget gemensamt.

En fråga är vilken sorts nät som ska användas, då de ska kunna kombinera elektronisk post med telefoni och TV-kanaler med databassökningar. På kort sikt finns ett problem: datorerna blir allt snabbare men näten förblir desamma. Vi har "byggt" fast oss i begränsade tekniker. Rörliga bilder kräver betydligt större överföringskapacitet än ett textmeddelande, detta gör att nya nät måste kunna klara väldigt många bit per sekund. Inom några år kommer det att vara möjligt att föra över hundratals terabit per sekund i en enda optisk kabel (Jämförelse: den samlade kabelkapaciteten för telefontrafik i Sverige är 1 terabit per sekund). Den digitala tidsåldern är alltså i antågande. Elektronisk post och datornät ska bli en del av vardagen.

Forskare och utvecklare av tekniken anser att övergången inte enbart är efterlängtad utan nödvändig. Elektroniskt förmedlad post är både billigare och effektivare än dagens alternativ. Företag och myndigheter har då en stor anledning till att gå över till den nya tekniken. Även i undervisningen kan tekniken användas. Elever kan söka fakta och information i olika databaser om bara skolan kopplar upp sig till nätet.

Idag konstrueras kommunikationsutrustning (givetvis inte all utrustning, men den mesta) med utgångspunkt ifrån att telefoni kommer att dominera i framtiden bara för att den gjort det hittills. Detta är antagligen fel: i framtiden kommer främst bilder, både stillbilder och rörliga bilder, att skickas runt i näten. Fortfarande vet ingen riktigt hur detta ska hanteras. Ett stort steg vore dock om alla satsningar på den nya tekniken kunde samordnas på något vis. På så sätt går utvecklingen åt samma håll istället för att splittras upp inom olika områden.

Dataindustrin arbetar febrilt med drömmen om det absolut papperslösa kontoret. Med hjälp av grupprogram ska man kunna samarbeta med hjälp av datornäten.

En bred definition på grupprogram kan vara: program för att sprida information inom grupper, där gruppen inte behöver vara samlad på samma plats och/eller samma tid.

De fyra vanligaste typerna av grupprogram är följande:

Elektronisk post är ett effektivt, praktiskt och bekvämt komplement eller en ersättning till brev och telefonsamtal.

Videokonferenser ställer höga krav på bandbredden i nätet om man ska kunna se varandra i en liten ruta på skärmen på flera arbetsstationer samtidigt.

Information om vissa ärenden sprids inom företaget. Ärendet skickas mellan personer som alla kan göra tillägg till dokumentet. Ärendet finns tillgängligt för alla inom företaget och på så sätt kan erfarenheter spridas inom organisationen. Spridningen ska ske över nätcentraler som är utspridda på flera orter.

Ett speciellt dokument, kan till exempel vara en reseräkning, styrs genom ett företag. Dokumentet kan ha egen logik, om reseräkningen överstiger ett viss belopp ändras dokumentets väg i företaget.

Ett program som hanterar att tillägg och ändringar göra av flera personer till ett och samma dokument.

Institutionen för teknisk databehandling, Grundläggande dator- och programmeringsteknik,

Uppsala Universitet 1995.

Hedström Nils, Utveckling av avancerade Othellostrategier med hjälp av neurala-nätverk,

Forsmark 1993-1994.

Lundberg Malin och Larnhot Ia, Framtidens datateknik - med inriktning på bildanalys,

Forsmark 1994.

Bo Nordin, Grupprogram ska effektivisera samarbetet på kontoret,

Datateknik Nr 19 1993.

Svante Nygren, Datortillverkarna rusar in i radioåldern,

Datateknik Nr 5 1993.

Immaterialrättigheterna till dessa bilder tillhör MOBiLiTY WORKS! CORP. 122 King Street North, Waterloo, Ontario N2J 2X8, Kanada.

Bild 1: PCMCIA modem för GSM

Marcus Dahlberg tar inget personligt ansvar för innehållet eller några fakta i denna rapport.