Wer baute das erste ternäre Computersetun. Trinity-Computer. Das Befehlssystem der Maschine „Setun“

N.P. Brusentsov

Computer "Setun-70". 1971

Kleiner digitaler Computer "Setun-70".
Chefdesigner: N. P. Brusentsov; Hauptentwickler: Zhogolev E. A., Maslov S. P., Ramil Alvarez H.
Organisationsentwickler: Rechenzentrum Moskau staatliche Universität Sie. M. W. Lomonossow. Dienststelle: Ministerium für Hochschulbildung der UdSSR.
Jahr der Fertigstellung der Entwicklung: 1970.
Produktionsstartjahr: Die Maschine wurde nicht in Serie produziert.
Jahr der Einstellung der Produktion: Ein Prototyp der Maschine "Setun-70" funktionierte als Teil des automatisierten Trainingssystems "Navtavnik" an der Fakultät der VMIK der Moskauer Staatlichen Universität, bis er durch einen seriellen Mikrocomputer "Electronics NTs 80-" ersetzt wurde. 20" (DVK-2) im Jahr 1987.
Geltungsbereich: Lösung naturwissenschaftlicher und technischer Probleme mittlerer Komplexität; Grundlage für die Mikroprogrammimplementierung spezialisierter Systeme. Auf der Grundlage einer Prototypmaschine, eines interaktiven Systems der strukturierten Programmierung DSSP und automatisiertes System„Mentor“-Training, später auf seriellen Computern emuliert.
Anzahl der produzierten Maschinen: ein Prototyp.
Elementbasis: Elektromagnetische Schwellwertlogikelemente mit Eindrahtübertragung von dreiwertigen Signalen.
Computer-Design: modular, Schrank-Rack 1,8x1,5x0,5 m, Wechselplatten mit logische Elemente, bis zu 40 Elemente pro Platte.
Technologie: Die Eindraht-Übertragung von dreistelligen Signalen hat die Anzahl der Interconnects und Interconnects um fast die Hälfte reduziert.
Technische und betriebliche Eigenschaften: Stromverbrauch - 1,5 kVA, Aufstellfläche - 15-20 Quadratmeter. m, Leistung - 5-6 Tausend Operationen pro Sekunde.
Computermerkmale: ternäres symmetrisches Daten- und Programmdarstellungssystem, dreiwertige Logik in Schwellenimplementierung auf elektromagnetischen Elementen mit Eindraht-Signalübertragung, zweistufige Paging-Organisation des Speichers, Zwei-Stack-Architektur, Silbenkodierung von Programmen, Programmablaufsteuerung in der Geist der strukturierten prozeduralen Programmierung.

Beschreibung der Maschine "Setun-70"

Ternärer Zwei-Stapel-Prozessor mit Silbencodierung von Programmen und Daten - Identifikatoren von Operationen und Adressen sind Merkmale (sechs Trits), deren Sequenz ein Programm in der polnischen inversen (Postfix) Notation ist. Der Satz von Operationen umfasst 81 Operationen - 27 Hauptoperationen (Testen und Datenkonvertierung, Programmablaufsteuerung), 27 Hilfsoperationen (Magnettrommelsteuerung, Externe Geräte, Interrupt-System), 27 benutzerprogrammierbare Makros. Der Speicher mit sofortigem Zugriff besteht aus neun Seiten RAM mit 81 Merkmalen und 18 Seiten ROM. Magnettrommel mit Seitenumlauf mit einer Kapazität von 972 Seiten (243 sind am Prototyp der Maschine beteiligt). Es gibt drei Eingangs-/Ausgangskanäle mit jeweils bis zu acht Geräten. Beim Vorbild ist die Ein-/Ausgabe perforiert und erfolgt mittels einer elektrisch gesteuerten Schreibmaschine „Consul 254“. Auch die „Mentor“-Klasse mit 27 Schülerterminals, Geräten zur Farbsehdiagnostik und einem Gerät zur Digitalisierung von Graphen wurde an die Maschine angeschlossen.

Software

Software: operationssystem, der die Funktionen eines Laders, Debuggers und Monitors ausführt, einen Austausch mit einer Magnettrommel organisiert und Makrooperationen durchführt, stellt dem Benutzer einen makroerweiterbaren Texteditor, einen Single-Pass-Assembler mit einer eingabestrukturierten Programmiersprache und eine Bibliothek zur Verfügung Serviceprogramme entwickelt, um die Entwicklungseffizienz und Benutzerfreundlichkeit zu verbessern Softwaresysteme. Die breiteste praktischer Nutzen erhielt ein automatisiertes Trainingssystem "Mentor", das ein sehr effektives Mittel zum Gruppentraining in theoretischen Disziplinen war und automatisierte Tests, Kolloquien, Prüfungen und verschiedene Tests durchführte.

Literatur

Brusentsov N. P., Zhogolev E. A., Maslov S. P. allgemeine Eigenschaften kleine digitale Maschine "Setun-70". In: Computertechnik und Fragen der Kybernetik. Ausgabe. 10. L., Verlag der Staatlichen Universität Leningrad, 1974, p. 3-21.
Brusentsov N. P., Ramil Alvarez H. Strukturierte Programmierung auf einer kleinen digitalen Maschine Computermathematik und Fragen der Kybernetik. Ausgabe. 15. M., Verlag der Staatlichen Universität Moskau, 1978, p. 3-8.
Ramil Alvarez H. Grundlegende Softwareausstattung des Setun-70 CM. In: Computertechnik und Fragen der Kybernetik. Ausgabe. 17. M., Verlag der Staatlichen Universität Moskau, 1981, p. 22-26.

"Setun" ist ein kleiner Computer, der auf ternärer Logik basiert und 1959 im Rechenzentrum der Staatlichen Universität Moskau entwickelt wurde.
Projektleiter - N. P. Brusentsov, Hauptentwickler: E. A. Zhogolev, V. V. Verigin, S. P. Maslov, A. M. Tishulina. Die Entwicklung der Maschine erfolgte auf Initiative und unter aktiver Beteiligung des sowjetischen Mathematikers S. L. Sobolev.
Das Kasaner Werk für mathematische Maschinen produzierte 46 Setun-Computer, von denen 30 an den Universitäten der UdSSR eingesetzt wurden.

Vorteile von ternären Computern (Computern)

Ternäre Computer (Computer) haben gegenüber binären Computern (Computern) eine Reihe von Vorteilen.

Beim Addieren von Trits in ternären Halbaddierern und ternären Addierern ist die Anzahl der Additionen in log 2 ⁡ 3 = 1 , 58... (\displaystyle \log _(2)3=1,58...) Mal weniger als beim Addieren von Bits in binären Halbaddierern und in binären Addierern, und daher ist die Geschwindigkeit beim Addieren 1,58 ... mal (58%) höher.

Bei Verwendung eines symmetrischen ternären Zahlensystems werden sowohl Addition als auch Subtraktion in denselben Zwei-Argumenten (Zwei-Operanden) Halb-Addierern-Halb-Subtrahierern oder Voll-Drei-Argumenten (Drei-Operanden) Addierern-Subtrahierern durchgeführt, ohne negative Zahlen in umzuwandeln zusätzliche Codes, d. h. etwas schneller als bei binären Halbaddierern und bei binären Volladdierern, die die Addition zur Subtraktion mit zwei Umwandlungen negativer Zahlen verwenden, zuerst in das erste Komplement und dann in das zweite Komplement, d. h. zwei zusätzliche Aktionen ("Inversion" und "+1") für jeden negativen Term.

Die Addition wird durch Übertragungen stark gehemmt, die bei einem binären Addierer in 4 von 8 Fällen (in 50 % der Fälle), bei einem ternären asymmetrischen Addierer in 9 von 18 Fällen (in 50 % der Fälle) und bei a ternär symmetrischer Addierer in 8 von 27 Fällen (in 29,6 ... % der Fälle), was die Geschwindigkeit bei Verwendung ternär symmetrischer Addierer weiter erhöht.

Das ternäre physische 3-Bit-3B-BCT-Codierungs- und Übertragungssystem hat eine um 15,3 % schnellere Leistung als das herkömmliche binäre Codierungs- und Übertragungssystem, was die Geschwindigkeit weiter erhöht.

Das ternäre 3-Bit-physikalische 3B-BCT-Datencodierungssystem ist redundant (nur 3 von 8 Codes werden verwendet), was es ermöglicht, Fehler zu erkennen und die Produktzuverlässigkeit zu verbessern.

Insgesamt kann die etwa 2-fache Leistungssteigerung bei langlebigen Produkten etwa das 1,5-fache der einmaligen Hardwarekosten wieder hereinholen. Bei einigen Einwegprodukten kann die Steigerung der Leistung und Zuverlässigkeit die Erhöhung der Hardwarekosten überwiegen.

Außerdem erscheinen anstelle von 4 unären, 16 binären und 256 trinären binären logischen Funktionen in ternären Computern 27 unäre, 19 683 binäre und 7 625 597 484 987 trinäre (drei Operanden) ternäre logische Funktionen, die viel mächtiger sind als binäre . Eine Erhöhung der „logischen Kraft“ um eine unbekannte Anzahl von Malen, vielleicht 19.683/16 = 1.230 Mal oder vielleicht 7.625.597.484.987/256 = 29.787.490.175 Mal (es gibt keine Methode zum Vergleichen von „logischen Kräften“), aber viel, kann die „ logische Kraft" sogar langsam wirkend physikalische Systeme Codierung und Datenübertragung, einschließlich dreistufig (3-Level CodedTernary (3L CT), "Single-Wire").

Genauso wie bei Binärrechnern erfolgt die Division durch 2 bei ganzen Zahlen durch die Verschiebung des Codes um 1 Bit nach rechts und bei Zahlen in Form von Mantisse und Exponent (Gleitkomma) durch Subtraktion von 1 vom Exponenten in ternäre Computer für ganze Zahlen durch die Operation des Verschiebens des Codes um 1 Ziffer nach rechts und für Zahlen in Form einer Mantisse und eines Exponenten (Gleitkomma) durch Subtrahieren des Exponenten 1 dividiert durch 3. Aufgrund dieser Eigenschaft ternär Algorithmen, und einige ternäre Algorithmen arbeiten schneller als binäre Algorithmen, arbeiten auf ternären Computern schneller als auf binären Computern, was die Geschwindigkeit der Lösung einiger Probleme, insbesondere solcher mit ternären, auf ternären Computern leicht erhöht.

Im ternären System kann das Vorzeichen einer Zahl alle drei Werte annehmen: „-“, „0“ und „+“, also das ternäre Wesen des Vorzeichens der Zahl wird besser genutzt. Dies kann auch binär erfolgen, aber bei binär sind zwei binäre Ziffern (Bits) pro Zeichen der Zahl erforderlich, und bei ternär ist nur eine ternäre Ziffer (Trit) erforderlich.

Es kann sein, dass Anwendungspakete zunächst leistungsfähiger als binäre Logik, ternäre Logik verwenden, insbesondere bei Aufgaben, die ternäre (RGB-Bildverarbeitung, dreidimensionale (volumetrische) x,y,z-Probleme usw.) haben die Zeit zum Lösen vieler ternärer Probleme auf herkömmlichen binären Computern reduzieren (binäre Emulation von ternären Computern und ternäre Logik auf binären Computern).

Die spezifische natürliche logarithmische Anzahl von Codes (Zahlen) (Informationsaufzeichnungsdichte) wird durch die Gleichung beschrieben y = ln ⁡ x x (\displaystyle y=(\frac (\ln x)(x))), wo x (\displaystyle x)- die Basis des Zahlensystems. Aus der Gleichung folgt, dass die höchste Informationsdichte ein Zahlensystem hat, dessen Basis gleich der Basis des natürlichen Logarithmus ist, also gleich der Euler-Zahl (e=2,71...). Dieses Problem wurde bereits in den Tagen von Napier gelöst, als er eine Basis für logarithmische Tabellen wählte. Von den ganzzahligen Zahlensystemen hat das ternäre Zahlensystem die höchste Informationsdichte.

Potenzial

Dreistufig

Die Amplitude des größten Störsignals gleicher Störfestigkeit mit zweistufigen Elementen beträgt nicht mehr als (+/-) Up / 6 (16,7% von Up), wenn der gesamte Spannungsbereich in drei gleiche Teile geteilt wird und Nennspannungen Signale in der Mitte der Teilbänder.

Mängel:
1. die Notwendigkeit, für gleiche Rauschimmunität mit einem herkömmlichen binären System, die Signalspanne um das Zweifache zu erhöhen,
2. Unähnlichkeit des mittleren Staates mit den oberen und unteren Staaten,
3. Ungleichmäßigkeit der Amplituden von Übergängen von Extremzuständen zum Durchschnitt (einfache Amplitude) und Übergänge von einem Extremzustand zu einem anderen Extremzustand (doppelte Amplitude).

Zweistufig

Die Amplitude des größten Störsignals beträgt nicht mehr als (+/-) Up / 4 (25 % von Up), wenn der gesamte Spannungsbereich in zwei gleiche Teile geteilt wird und die Nennspannungen der Signale in der Mitte der Teilbereiche liegen.

2-bit

Mängel:

1. zwei Drähte pro Entladung.

Drei-Bit

Mängel:

1. drei Drähte pro Entladung.

gemischt

Knoten von ternären Computern

Zukunft

In der Arbeit wird eine Kombination eines optischen Rechners mit einem ternären logischen System als möglicher Weg betrachtet. Laut den Autoren des Artikels sollte ein ternärer Computer, der Glasfaser verwendet, drei Werte verwenden: 0 oder AUS, 1 oder LOW, 2 oder HIGH, d.h. dreistufiges System. In der Arbeit schreibt der Autor, dass ein Dreifrequenzsystem mit drei Werten schneller und vielversprechender ist: (f1,f2,f3) gleich "001" = "0", "010" = "1" und " 100" = "2" , wobei 0 - die Frequenz ist aus und 1 - die Frequenz ist an.

Zukunftspotential von ternary Informatik wurde auch von Hypres anerkannt, das aktiv an seiner Studie beteiligt ist. Auch IBM berichtet in seinen Veröffentlichungen über Ternary Computing, ist in dieser Richtung aber nicht aktiv beteiligt.

siehe auch

Ternäre Entladung
Ternärer Prozessor
Ternäre Algorithmen

Anmerkungen

DC Rine (Hrsg.), Informatik und mehrwertige Logik. Theorie und Anwendungen. Elsevier, 1977, 548p. ISBN 9780720404067
Slawische "goldene" Gruppe. Museum der Harmonie und des Goldenen Schnitts.
„Liber abaci“ Leonardo Fibonacci. Natalya Karpushina. Aufgabe 4. Möglichkeit 1
„Prinzip der Dreieinigkeit“ Nikolai Brusentsov. Museum der Harmonie und des Goldenen Schnitts
„Liber abaci“ Leonardo Fibonacci. Natalya Karpushina. Aufgabe 4. Möglichkeit 2
Ternäre mechanische Rechenmaschine Thomas Fowler.
Website Thomas Fowler
Abschnitt 5.2 Wahl des binären Systems
Ternäre Computer Setun und Setun 70. N. P. Brusentsov, Ramil Alvarez Jose
Brusentsov N. P. Ternäre Computer "Setun" und "Setun 70" // Internationale Konferenz SORUCOM. - 2006.
Brusentsov N. P. Elektromagnetische Digitalgeräte mit Eindrahtübertragung von dreistelligen Signalen// Magnetische Elemente der Automatisierungs- und Computertechnik. XIV. Gesamtunionskonferenz (Moskau, September 1972). - Moskau: Nauka, 1972. - S. 242-244.
Vergessene Geschichte sowjetischer Computer. Vladimir Sosnovsky, Anton Orlov
Trinär Computer
Ternäre Computing Testbed 3-Trit Computer Architektur. Jeff Connelly, Computer Engineering Department, 29. August 2008, mit Beiträgen von Chirag Patel und Antonio Chavez. Beraten von Professor Phillip Nico. California Polytechnic State University of San Luis Obispo

Die Informationen, mit denen ein Computer arbeitet, werden irgendwie in Einsen und Nullen zerlegt – Grafiken, Musik, Texte, Programmalgorithmen. Alles ist einfach und klar: „ein“ - „aus“, „es gibt ein Signal“ - „kein Signal“. Entweder „wahr“ oder „falsch“ ist binäre Logik. Unterdessen begann die Sowjetunion im Jahr 1961, dem Jahr des ersten bemannten Weltraumflugs, mit der Produktion ungewöhnlicher Computer, die nicht mit binärer, sondern mit ternärer Logik arbeiteten.

Die „überflüssige“ Variable Die Mehrdeutigkeit der Logik geht auf den Begründer der ersten vollständigen logischen Theorie, Aristoteles, zurück, der zwischen Bejahung und Antibehauptung ein drittes „Zusatzelement“ platzierte – „vielleicht ja, vielleicht nein“. In der weiteren Entwicklung vereinfachte sich die Logik durch die Ablehnung dieses dritten Zustands und erwies sich in dieser Form trotz ihrer Widersprüchlichkeit zur unscharfen, nicht immer in „Ja“- und „Nein“-Realität zerlegten als ungewöhnlich hartnäckig. In verschiedenen Jahrhunderten versuchten Occam, Leibniz, Hegel, Carroll und einige andere Denker, die Logik zu „erweitern“, und schließlich entwickelte der polnische Wissenschaftler Jan Lukasiewicz zu Beginn des 20. Jahrhunderts die dreiwertige Logik.

"Setun" Obwohl Brusentsovs Team später das zweite Modell "Setun-70" entwickelte und in den USA in den 1970er Jahren an einem ähnlichen Ternac-Computer gearbeitet wurde, blieb "Setun" der einzige ternäre Computer in der Geschichte, der es gab Massenware.

Das ternäre Zahlensystem hatte im Prinzip nicht weniger Chancen als das binäre. Wer weiß, welchen Entwicklungspfad der technische Fortschritt eingeschlagen hätte, wenn „Traits“ über „Bytes“ gesiegt hätten. Wie würden sie aussehen moderne Smartphones oder GPS-Navigatoren, wie würde sich der Wert von „vielleicht“ auf ihre Leistung auswirken? Es ist schwer zu sagen. Wir werden diese Frage analysieren und Ihnen Gelegenheit geben, Ihre eigenen Schlussfolgerungen zu ziehen.

Fowler-Maschine

Fairerweise sei gleich angemerkt: Der erste Computer mit einem ternären Zahlensystem, lange vor den sowjetischen Designern, wurde bereits 1840 von dem englischen Autodidakten Thomas Fowler gebaut. Sein Auto war mechanisch und komplett aus Holz.

Thomas Fowler arbeitete als Bankangestellter und war aufgrund seiner Tätigkeit gezwungen, komplexe Berechnungen durchzuführen. Um seine Arbeit zu erleichtern und zu beschleunigen, fertigte er Tabellen zum Zählen mit Zweier- und Dreierpotenzen an und veröffentlichte diese Tabellen später in Form einer Broschüre.

Dann ging er weiter und beschloss, Tabellenkalkulationen vollständig zu automatisieren, und baute eine Rechenmaschine. Das damalige englische Patentsystem war unvollkommen, Fowlers frühere Erfindung (Thermosyphon für Dampfheizsysteme) wurde mit minimalen Änderungen kopiert und von vielen skrupellosen "Erfindern" patentiert, so dass er befürchtete, dass seine Idee erneut gestohlen werden könnte, und beschloss, eine zu machen einzelne Kopie der Maschine und - von einem Baum. Da Holz ein unzuverlässiges Material ist, musste Fowler die Maschine mit einer Länge von etwa 2 m sehr sperrig machen, um eine ausreichende Genauigkeit der Berechnungen zu gewährleisten. Wie der Erfinder jedoch selbst in der Begleitnotiz schrieb, als er die Maschine an das King's College London schickte, "wäre sie nicht größer als eine Schreibmaschine, wenn sie aus Metall hergestellt werden könnte."

Fowlers Maschine war einfach, effizient und innovativ in der Verwendung von „Triaden“, Potenzen von drei, anstelle von Dezimalzahlen. Leider blieb die bemerkenswerte Erfindung unbemerkt, das Original der Maschine ist bis heute nicht erhalten, und ihr Gerät ist nur aus der Arbeit von Fowler Jr. bekannt, der eine Biographie seines Vaters verfasste.

ZuerstSowjetische Experimente

Ö praktischer Nutzen Das ternäre Zahlensystem war für mehr als hundert Jahre in Vergessenheit geraten. Die nächsten, die zu dieser Idee zurückkehrten, waren Ingenieure der Abteilung für Computermathematik der Fakultät für Mechanik und Mathematik der Staatlichen Universität Moskau.

Alles begann 1954: Der elektronische Computer M-2 sollte an die Abteilung übertragen werden, aber es hat nicht geklappt. Und sie warteten auf das Auto, bereiteten sich darauf vor, es zu installieren und einzustellen, bestimmte Erwartungen und Pläne waren damit verbunden. Und jemand schlug vor: lasst uns unsere eigenen bauen.

Sie nahmen es und bauten es, da es zu dieser Zeit einige theoretische Entwicklungen an der Moskauer Staatsuniversität gab. Nikolai Petrovich Brusentsov wurde zum Leiter der Gruppe ernannt, die die Konstruktion und Herstellung der Maschine durchführte. Die Aufgabe war folgende: das Auto extrem einfach und kostengünstig zu machen (weil das Projekt keine spezielle Finanzierung hatte). Zuerst wollten sie einen binären Computer bauen, aber später - genau aus Gründen der Wirtschaftlichkeit und Einfachheit der Architektur - entschieden sie, dass es ternär sein würde, indem sie einen "natürlichen" ternären symmetrischen Code verwenden, den einfachsten symmetrischen Code .

Ende 1958 wurde die erste Kopie der Maschine fertiggestellt, die den Namen "Setun" erhielt - nach dem Namen des Moskauer Flusses. "Setun" war für Computer dieser Generation relativ klein und nahm eine Fläche von 25-30 m2 ein. Aufgrund seiner eleganten Architektur war es in der Lage, 2000 bis 4500 Operationen pro Sekunde auszuführen, hatte RAM in 162 Neun-Triple-Zellen und einem Speichergerät auf einer Magnettrommel mit einer Kapazität von 36-72 Seiten zu je 54 Zellen. Es gab nur 27 Maschinenanweisungen (und drei blieben unbeansprucht), weshalb Programmiercode erwies sich als sehr wirtschaftlich; Das Programmieren direkt in Maschinencodes war so einfach, dass sie nicht einmal einen eigenen Assembler für Setun entwickelten. Die Daten wurden von einem Lochstreifen in die Maschine eingegeben, die Ergebnisse wurden auf einem Fernschreiber angezeigt (und seltsamerweise wurden die negativen Zahlen wie normale Zahlen gedruckt, aber auf den Kopf gestellt). Während des Betriebs zeigte die Maschine 95-98% der nutzbaren Zeit (aufgewandt auf die Lösung von Problemen und nicht auf Fehlersuche und Fehlerbehebung), und damals wurde es als sehr gutes Ergebnis angesehen, wenn die Maschine mindestens 60% liefern konnte.

Bei abteilungsübergreifenden Tests im Jahr 1960 wurde die Maschine als geeignet für den Masseneinsatz in Konstruktionsbüros, Labors und Universitäten anerkannt, gefolgt von einem Auftrag zur Serienproduktion von Setun im Kasaner Werk für mathematische Maschinen. Von 1961 bis 1965 wurden 50 Exemplare gebaut und im ganzen Land betrieben. Dann wurde die Produktion eingestellt. Warum haben sie die Produktion von Setun eingestellt, wenn es überall von Kaliningrad bis Jakutsk erfolgreich eingesetzt wurde? Einer von mögliche Ursachen dass sich der Computer als zu billig in der Herstellung und damit unrentabel für das Werk herausstellte. Ein weiterer Grund ist die Trägheit der bürokratischen Strukturen, Widerstand war in jeder Phase zu spüren.

Anschließend entwickelten Nikolai Brusentsov und Evgeny Zhogolev eine modernere Version der Maschine, die die gleichen Dreieinigkeitsprinzipien verwendete, die Setun-70, die jedoch nie in Massenproduktion ging, der einzige Prototyp, der bis 1987 an der Moskauer Staatsuniversität arbeitete.

Drei-Werte-Logik

Zweistellig mathematische Logik, die überall in der Welt der Computer und anderer "intellektueller" Technologien herrscht, entspricht laut dem Schöpfer des ternären Computers Nikolai Brusentsov nicht dem gesunden Menschenverstand: Das "Gesetz der ausgeschlossenen Mitte" schneidet andere Schlussfolgerungen als "Wahrheit" ab und "Nicht-Wahrheit", aber der Prozess der Realitätserkenntnis eines Menschen wird dabei keineswegs auf eine Ja/Nein-Dichotomie reduziert. Daher, so argumentiert Brusentsov, muss ein Computer ternär sein, um intelligent zu werden.

Die dreiwertige Logik unterscheidet sich von der zweiwertigen Logik dadurch, dass es neben den Werten „wahr“ und „falsch“ noch einen dritten gibt, der als „nicht definiert“, „neutral“ oder „kann sein“ verstanden wird ". Gleichzeitig bleibt die Kompatibilität zur zweiwertigen Logik erhalten − logische Operationen mit "bekannten" Werten ergeben die gleichen Ergebnisse.

Die mit drei Werten arbeitende Logik entspricht natürlich dem ternären Zahlensystem - ternär symmetrisch, genauer gesagt, dem einfachsten der symmetrischen Systeme. Dieses System wurde erstmals von Fibonacci verwendet, um sein „Gewichtsproblem“ zu lösen.

Im ternärsymmetrischen System werden die Zahlen verwendet: -1, 0 und 1 (oder, wie sie auch bezeichnet werden, -, 0 und +). Seine Vorteile als symmetrisches System bestehen darin, dass erstens das Vorzeichen der Zahl nicht irgendwie speziell gekennzeichnet werden muss - die Zahl ist negativ, wenn ihre führende Ziffer negativ ist, und umgekehrt, und die Umkehrung (Vorzeichenänderung) der Zahl erfolgt durch Invertieren aller Ziffern ; zweitens erfordert das Runden hier keine besondere Regeln und erfolgt durch einfaches Nullen der niedrigstwertigen Ziffern.

Darüber hinaus aus allen positionelle Systeme Die ternäre Rechnung ist am wirtschaftlichsten - darin können Sie mehr Zahlen als in jedem anderen System schreiben, wobei die gleiche Anzahl von Zeichen verwendet wird: zum Beispiel in Dezimalsystem Um Zahlen von 0 bis 999 darzustellen, benötigen Sie 30 Zeichen (drei Ziffern mit jeweils zehn möglichen Werten). Im Binärsystem können dieselben dreißig Zeichen Zahlen im Bereich von 0 bis 32767 und in codieren ternär - von 0 bis 59048. wirtschaftlich wäre ein Zahlensystem mit einer Basis gleich der Euler-Zahl (e \u003d 2,718 ...), und 3 ist die nächste ganze Zahl.

Wenn in uns vertrauten binären Computern Informationen in Bits und Bytes gemessen werden, dann arbeiten Computer auf dem ternären Zahlensystem mit neuen Einheiten: Trits und Traits. Trit ist eine ternäre Entladung; so wie a bit 0 und 1 sein kann ("false" und "true"), kann trit (+), (0) oder (-) sein (also "true", "unknown" oder "false").

Ein Merkmal ist traditionell (wie es auf Setun war) gleich sechs Trits und kann 729 annehmen unterschiedliche Bedeutungen(Bytes - nur 256). Es ist jedoch möglich, dass Traits in Zukunft 9- oder 27-Bit werden, was natürlicher ist, da es sich um Potenzen von drei handelt.

Das Geschenkund die Zukunft ternärer Computer

Nach Setun gab es mehrere experimentelle Projekte, die von Enthusiasten durchgeführt wurden (wie zum Beispiel die amerikanische Ternac und TCA2), aber diese waren entweder sehr unvollkommene Maschinen, weit entfernt von binären Analoga, oder sogar Software-Emulationen auf binärer Hardware.

Der Hauptgrund ist, dass die Verwendung von ternären Elementen in Computern noch keine wesentlichen Vorteile gegenüber binären bietet: Die Freigabe der letzteren erfolgt in Massenproduktion, sie sind einfacher und kostengünstiger. Selbst wenn jetzt ein ternärer Computer gebaut würde, der billig und in seiner Leistung mit binären vergleichbar wäre, sollte er mit ihnen voll kompatibel sein. Bereits die Entwickler von Setun-70 standen vor der Notwendigkeit, Kompatibilität zu gewährleisten: Um Informationen mit anderen Universitätsmaschinen auszutauschen, mussten sie die Fähigkeit hinzufügen, binäre Daten von Lochstreifen zu lesen und Daten während der Ausgabe auch in ein binäres Format zu konvertieren.

Es kann jedoch nicht gesagt werden, dass das ternäre Prinzip in der Computertechnik ein hoffnungsloser Anachronismus ist. In den letzten zehn Jahren war es notwendig, neue zu finden Computertechnologie, und einige dieser Technologien liegen im Bereich der Trinität.

Eines dieser Forschungsgebiete ist die Suche nach alternativen Wegen zur Leistungssteigerung von Prozessoren. Alle 24 Monate verdoppelt sich in etwa die Anzahl der Transistoren in einem Prozessorchip – dieser Trend ist als „Mooresches Gesetz“ bekannt und kann nicht ewig so weitergehen: Die Größenordnung von Elementen und Verbindungen kann in Nanometern gemessen werden, und schon bald werden Entwickler mit einer Reihe von technischen Schwierigkeiten. Hinzu kommen wirtschaftliche Erwägungen – je weniger, desto mehr teurer als Entwicklung und Produktion. Und ab einem gewissen Punkt wird es billiger zu schauen alternative Wege Prozessoren leistungsfähiger zu machen, als den Wettlauf um Nanometer fortzusetzen - sich Technologien zuzuwenden, die zuvor als unrentabel aufgegeben wurden. Der Übergang von homogenen Siliziumstrukturen zu Heterojunction-Leitern, die aus Schichten verschiedener Medien bestehen und mehrere Signalpegel anstelle des üblichen „Ja“ und „Nein“ erzeugen können, ist eine Chance, die Intensität der Informationsverarbeitung zu erhöhen, ohne die Anzahl zu erhöhen Elemente (und weitere Reduzierung ihrer Größe). In diesem Fall müssen Sie von der zweiwertigen Logik zu mehrwertigen übergehen - dreiwertige, vierwertige usw.

Eine weitere Richtung, die ebenfalls auf Leistungssteigerung abzielt, ist die Entwicklung auf dem Gebiet der asynchronen Prozessoren. Es ist bekannt, dass die Sicherstellung der Synchronität von Prozessen in modernen Computern die Architektur erheblich verkompliziert und Prozessorressourcen verbraucht - bis zur Hälfte aller Transistoren im Chip arbeiten, um genau diese Synchronität sicherzustellen. Theseus Logic schlägt vor, eine "erweiterte binäre" (eigentlich ternäre) Logik zu verwenden, bei der zusätzlich zu den üblichen Werten von "wahr" und "falsch" ein separates Signal "NULL" vorhanden ist, für das verwendet wird Selbstsynchronisierung von Prozessen. Mehrere andere Forschungsgruppen arbeiten in die gleiche Richtung.

Es gibt auch fantastischere Bereiche, in denen der Einsatz dreiwertiger Logik gerechtfertigt ist: optische und Quantencomputer.

Der japanische Name für Japan Nihon (日本) besteht aus zwei Teilen, ni (日) und hon (本), die beide sinisch sind. Das erste Wort (日) im modernen Chinesisch wird rì ausgesprochen und bedeutet, wie im Japanischen, „Sonne“ (schriftlich übertragen durch sein Ideogramm). Das zweite Wort (本) im modernen Chinesisch wird bӗn ausgesprochen. Seine ursprüngliche Bedeutung ist "Wurzel", und das Ideogramm, das es vermittelt, ist das Baum-Ideogramm mù (木) mit einem darunter hinzugefügten Bindestrich, um die Wurzel anzuzeigen. Aus der Bedeutung „Wurzel“ entwickelte sich die Bedeutung „Ursprung“, und in dieser Bedeutung gelangte es in den japanischen Namen Nihon (日本) – „Ursprung der Sonne“ > „Land der aufgehenden Sonne“ (modernes Chinesisch rì ben ). Im alten Chinesisch hatte das Wort bӗn (本) auch die Bedeutung von „Schriftrolle, Buch“. Im modernen Chinesisch wurde es in diesem Sinne durch das Wort shū (書) ersetzt, bleibt aber darin als Zähler für Bücher erhalten. Das chinesische Wort bӗn (本) wurde sowohl in der Bedeutung von „Wurzel, Ursprung“ als auch in der Bedeutung von „Schriftrolle, Buch“ ins Japanische entlehnt, und in der Form bedeutet hon (本) im modernen Japanisch Buch. Dasselbe chinesische Wort bӗn (本) in der Bedeutung von „Schriftrolle, Buch“ wurde auch in die alttürkische Sprache entlehnt, wo es nach Hinzufügung des türkischen Suffixes -ig die Form *küjnig annahm. Die Türken brachten dieses Wort nach Europa, wo es aus der Sprache der donautürkischsprachigen Bulgaren in Form eines Buches in die Sprache der slawischsprachigen Bulgaren gelangte und sich über das Kirchenslawische in andere slawische Sprachen, einschließlich Russisch, verbreitete.

So haben das russische Wort book und das japanische Wort hon „Buch“ eine gemeinsame Wurzel chinesischen Ursprungs, und dieselbe Wurzel ist als zweiter Bestandteil im japanischen Namen Nihon für Japan enthalten.

Ich hoffe, alles ist klar?)))