第五代計算機是把資訊採集、儲存、處理、通訊同人工智慧結合在一起的智慧型計算機系統。它能進行數值計算或處理一般的資訊，主要能面向知識處理，具有形式化推理、聯想、學習和解釋的能力，能夠幫助人們進行判斷、決策、開拓未知領域和獲得新的知識.人-機之間可以直接通過自然語言（聲音、文字）或圖形圖象交換資訊。第五代計算機又稱新一代計算機。
2023年10月，日本首先向世界宣告開始研製第五代計算機，並於2023年4月制訂為期10年的「第五代計算機技術開發計畫」，總投資為1千億日元，目前已順利完成第五代計算機第一階段規定的任務。
第五代計算機是為適應未來社會資訊化的要求而提出的，與前四代計算機有著本質的區別，是計算機發展史上的一次重要變革。
當前電子計算機存在的主要不足有：
首先，目前的電子計算機雖然已具有一些相當幼稚的「智慧型」，但它不能進行聯想（即根據某一資訊，從記憶中取出其他有關資訊的功能）、推論（針對所給的資訊，利用已記憶的資訊對未知問題進行推理得出結論的功能）、學習（將對應新問題的內容，以能夠高度靈活地加以運用的方式進行記憶的功能）等人類頭腦的最普通的思維活動。
其次，目前電子計算機雖然已能在一定程度上配合、輔助人類的腦力勞動，但是，它還不能真正聽懂人的說話，讀懂人的文章，還需要由專家用電子計算機懂得的特殊的「程式語言」同它進行「對話」。這就大大限制了電子計算機的應用、普及及大眾化。
再其次，目前的電子計算機雖然能以驚人的資訊處理來完**類無法完成的工作（例如遙控已發射的火箭），但是它仍不能滿足某些科技領域的高速、大量的計算任務的要求。例如，在進行超高層建築的耐震設計時，為解析一種立柱模型受到搖動時的三維振動情況，用目前的超大型電子計算機算上100年也難以完成。又如，原子反應堆事故和核聚變反應的模擬實驗、資源探測衛星發回的圖象資料的實時解析、飛行器的風洞實驗、天氣預報、****等要求極高的計算速度和精度，都遠遠超出目前電子計算機的能力極限。由此可見，當今的電子計算機已不能適應資訊社會的需要，必須在嶄新的理論和技術基礎上創制新一代計算機。
第五代計算機基本結構通常由問題求解與推理、知識庫管理和智慧型化人機介面三個基本子系統組成。
問題求解與推理子系統相當於傳統計算機中的**處理器。與該子系統打交道的程式語言稱為核心語言，國際上都以邏輯型語言或函式型語言為基礎進行這方面的研究，它是構成第五代計算機系統結構和各種超級軟體的基礎。
知識庫管理子系統相當於傳統計算機主儲存器、虛擬儲存器和文體系統結合。與該子系統打交道的程式語言稱為高階查詢語言，用於知識的表達、儲存、獲取和更新等。這個子系統的通用知識庫軟體是第五代計算機系統基本軟體的核心。通用知識庫包含有：日用詞法、語法、語言字典和基本字型檔常識的一般知識庫；用於描述系統本身技術規範的系統知識庫；以及把某一應用領域。如超大規模積體電路設計的技術知識集中在一起的應用知識庫。
智慧型化人-機介面子系統是使人能通過說話、文字、圖形和圖象等與計算機對話，用人類習慣的各種可能方式交流資訊。這裡，自然語言是最高端的使用者語言，它使非專業人員操作計算機，並為從中獲取所需的知識資訊提供可能。
當前第五代計算機的研究領域大體包括人工智慧，系統結構，軟工程和支援裝置，以及對社會的影響等。
人工智慧的應用將是未來資訊處理的主流，因此，第五代計算機的發展，必將與人工智慧、知識工程和專家系統等的研究緊密相聯，並為其發展提供新基礎。目前的電子計算機的基本工作原理是先將程式存入儲存器中，然後按照程式逐次進行運算。這種計算機是由美國物理學家諾伊曼首先提出理論和設計思想的，因此又稱諾伊曼機器。第五代計算機系統結構將突破傳統的諾伊曼機器的概念。這方面的研究課題應包括邏輯程式設計機、函式機、相關代數機、抽象資料型支援機、資料流機、關係資料庫機、分布式資料庫系統、分布式資訊通訊網路等。
第五代計算機的發展必然引起新一代軟體工程的發展，極大地提高軟體的生產率和可靠性。為改善軟體和軟體系統的設計環境，將研製各種智慧型化的支援系統，包括智慧型程式設計系統、知識庫設計系統、智慧型超大規模積體電路輸助設計系統、以及各種智慧型應用系統和整合專家系統等。在硬體方面，將出現一系列新技術，如先進的微細加工和封裝測試技術、砷化鎵器件、約瑟夫森器件、光學器件、光纖通訊技術以及智慧型輔助設計系統等。另外，第五代計算機將推動計算機通訊技術發展，促進綜合業務數字網路的發展和通訊業務的多樣化，並使多種多樣的通訊業務集中於統一的系統之中，有力地促進了社會資訊化。
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