WikiSort.ru - Не сортированное

Проверить нейтральность. На странице обсуждения должны быть подробности.

Троичный компьютер — компьютер, построенный на двоичных и троичных логических элементах и узлах ^[1], работающий в двоичной и троичной системе счисления по законам двоичной и троичной логики с применением двоичных и троичных алгоритмов.

История

• 1203 г., Фибоначчи (Леонардо Пизанский) (Пиза, Италия) сформулировал «задачи о гирях» («задача Баше-Менделеева»^[2]) и доказал, что, при разрешении класть гири только на одну чашу весов, наиболее экономичной является двоичная система счисления^[3], а при разрешении класть гири на обе чаши весов, наиболее экономичной является троичная симметричная система счисления^[4][5], и опубликовал её в «Книге абака» (Liber abaci).

• 1840 г., Томас Фоулер^[en] (Большой Торрингтон (англ.)русск., графство Девон, Англия, Великобритания) построил механическую троичную вычислительную машину (умножитель с 55-тритным регистром результата), одну из самых ранних механических вычислительных машин^[6][7].
• 1947 г., в работе^[8], выполненной под руководством Джона фон Неймана (США), упоминается, но не обсуждается троичная система счисления.

• 1958 г., Н. П. Брусенцов построил в МГУ первую опытную электронную троичную ЭВМ (компьютер) «Сетунь»^[9] на ячейках из ферритдиодных магнитных усилителей переменного тока^[10], работавших в двухбитном троичном коде, четвёртое состояние двух битов не использовалось. Для передачи данных использовалась однопроводная система^[11]. В США в то время тоже рассматривали преимущества и недостатки троичного компьютера и после проведённых теоретических исследований строить троичный компьютер не стали.

• 1959 г., под руководством Н. П. Брусенцова (ВЦ МГУ) разработана первая серийная троичная ЭВМ «Сетунь». С 1962 г. по 1964 г. Казанским заводом математических машин было произведено 46 ЭВМ «Сетунь»^[12].

• 1970 г., Н. П. Брусенцов построил в МГУ вторую электронную троичную ЭВМ (компьютер) «Сетунь-70», ведущим системным программистом которой был Рамиль Альварес Хосе.
• 1973 г., G. Frieder, A. Fong и C. Y. Chao (SUNY, Буффало, США), создали Ternac — экспериментальный троичный эмулятор с арифметикой над 24-тритными целыми и 48-тритными действительными числами на двоичном компьютере Burroughs B1700.

• 2008 г., (14 марта — 24 мая), Джефф Коннелли (англ. Jeff Connelly), Кираг Патель (англ. Chirag Patel) и Антонио Чавез (англ. Antonio Chavez) при поддержке профессора Филлипа Нико (англ. Phillip Nico) (California Polytechnic State University of San Luis Obispo, San Luis Obispo, Калифорния, США) построили трёхтритную цифровую компьютерную систему TCA2, версия v2.0^[14], в трёхуровневой (3-Level LevelCodedTernary, 3L LCT, «однопроводной») системе троичных логических элементов на 1484-х интегральных транзисторах.

Преимущества троичных ЭВМ (компьютеров)

В этом разделе не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете отредактировать эту статью, добавив ссылки на авторитетные источники. Эта отметка установлена 5 октября 2015 года.

Троичные ЭВМ (компьютеры) обладают рядом преимуществ по сравнению с двоичными ЭВМ (компьютерами).

При сложении тритов в троичных полусумматорах и в троичных сумматорах количество сложений в ${\displaystyle \log _{2}3=1,58...}$ раза меньше, чем при сложении битов в двоичных полусумматорах и в двоичных сумматорах, и, следовательно, быстродействие при сложении в 1,58.. раза (на 58%) больше.

При применении симметричной троичной системы счисления и сложение и вычитание производится в одних и тех же двухаргументных (двухоперандных) полусумматорах-полувычитателях или полных трёхаргументных (трёхоперандных) сумматорах-вычитателях без преобразования отрицательных чисел в дополнительные коды, то есть ещё немного быстрее, чем в двоичных полусумматорах и в двоичных полных сумматорах, в которых для вычитания используется сложение с двумя преобразованиями отрицательных чисел, сначала в первое дополнение, а затем во второе дополнение, т.е. два дополнительных действия ("инверсия" и "+1") на каждое отрицательное слагаемое.

Сложение сильно тормозят переносы, которые в двоичном сумматоре возникают в 4-х случаях из 8-ми (в 50% случаев), в троичном несимметричном сумматоре возникают в 9-ти случаях из 18-ти (в 50% случаев), а в троичном симметричном сумматоре в 8-ми случаях из 27-ми (в 29,6...% случаев), что ещё немного увеличивает быстродействие при применении троичных симметричных сумматоров.

3-битная троичная физическая система кодирования и передачи данных 3B BCT имеет на 15,3% большее быстродействие, чем обычная двоичная система кодирования и передачи данных^[15], что ещё немного увеличивает быстродействие.

3-битная троичная физическая система кодирования троичных данных 3B BCT избыточна (используются только 3 кода из 8-ми), что позволяет обнаружить ошибки и повысить надёжность изделия.

В сумме, приблизительно в 2 раза большее увеличение быстродействия в изделиях долговременного применения может окупить приблизительно в 1,5 раза большие единовременные затраты на аппаратную часть. В некоторых изделиях одноразового применения увеличение быстродействия и надёжности может перевесить увеличение затрат на аппаратную часть.

Кроме этого, вместо 4-х унарных, 16-ти бинарных и 256-ти тринарных двоичных логических функций в троичных ЭВМ появляются 27 унарных, 19 683 бинарных и 7 625 597 484 987 тринарных (трёхоперандных) троичных логических функций, которые намного мощнее бинарных. Увеличение "логической мощности" в неизвестное число раз, может в 19 683/16 = 1 230 раз, а может в 7 625 597 484 987/256 = 29 787 490 175 раз (нет методики сравнения "логических мощностей"), но намного, может увеличить "логическую мощность" даже медленнодействующих физических систем кодирования и передачи данных, в том числе и трёхуровневой (3-Level LevelCodedTernary (3L LCT), "однопроводной").

Подобно тому, как в двоичных ЭВМ деление на 2 осуществляется для целых чисел операцией сдвига кода на 1 разряд вправо, а для чисел в виде мантиссы и экспоненты (с плавающей запятой) вычитанием 1 из экспоненты, в троичных ЭВМ для целых чисел операцией сдвига кода на 1 разряд вправо, а для чисел в виде мантиссы и экспоненты (с плавающей запятой) вычитанием из экспоненты 1 производится деление на 3. Из-за этого свойства троичные алгоритмы, а некоторые троичные алгоритмы работают быстрее двоичных алгоритмов, работают на троичных ЭВМ быстрее, чем на двоичных ЭВМ, что ещё немного увеличивает скорость решения некоторых задач, особенно имеющих троичность, на троичных ЭВМ.

В троичной системе знак числа может иметь все три значения: "-", "0" и "+", т.е. лучше используется троичная суть знака числа. Это можно сделать и в двоичной системе, но в двоичной системе потребуется два двоичных разряда (бита) на знак числа, а в троичной системе только один троичный разряд (трит).

Может быть, что на первых порах пакеты прикладных программ с применением более мощной, чем двоичная логика, троичной логики, особенно в задачах имеющих троичность (обработка RGB-изображений, трёхкоординатные (объёмные) x,y,z-задачи и др.) позволит существенно сократить время решения многих троичных задач на обычных двоичных компьютерах (двоичная эмуляция троичных эвм и троичной логики на двоичных компьютерах).

Удельное натуральнологарифмическое число кодов (чисел) (плотность записи информации) описывается уравнением ${\displaystyle y={\frac {\ln x}{x}}}$ , где ${\displaystyle x}$  — основание системы счисления^[16]. Из уравнения следует, что наибольшей плотностью записи^{[неизвестный термин]} информации обладает Ошибка Lua: attempt to compare string with number.. Эту задачу решали ещё во времена Непера при выборе основания для логарифмических таблиц. Из целочисленных систем счисления наибольшей плотностью записи информации обладает троичная система счисления^{[источник не указан 86 дней]}.

Троичная логика целиком включает в себя двоичную логику, как центральное подмножество, поэтому троичные ЭВМ (компьютеры) могут делать почти ^{[источник не указан 413 дней]} всё, что делают двоичные ЭВМ (компьютеры), плюс возможности троичной логики.

Элементы троичных ЭВМ (компьютеров)

Известны троичные элементы следующих видов:

Узлы троичных ЭВМ

• Троичные сумматоры

Полный троичный тринарный (трёхоперандный) одноразрядный сумматор является неполной троичной логической тринарной (трёхоперандной) функцией.

• Троичные триггеры
• Троичные регистры

Простейшие троичные процессоры на троичных регистрах сдвига, выполняющие операции умножения и деления на ${\displaystyle 3}$ и ${\displaystyle 3^{n}}$ , прибавления и вычитания ${\displaystyle 3}$ и ${\displaystyle 3*n}$ , умножения и деления на ${\displaystyle 1}$ и ${\displaystyle n}$ , прибавления и вычитания ${\displaystyle 1}$ и ${\displaystyle n}$ описаны в ^{[источник не указан 3202 дня]}.

Будущее

Дональд Кнут отмечал, что из-за массового производства двоичных компонентов для компьютеров, троичные компьютеры занимают очень малое место в истории вычислительной техники. Однако троичная логика элегантнее и эффективнее двоичной и в будущем, возможно, вновь вернутся к её разработке^[26].

В работе [Jin, He, Lü 2005]^[27] возможным путём считают комбинацию оптического компьютера с троичной логической системой. По мнению авторов работы, троичный компьютер, использующий волоконную оптику, должен использовать три величины: 0 или ВЫКЛЮЧЕНО, 1 или НИЗКИЙ, 2 или ВЫСОКИЙ, т.е. трёхуровневую систему. В работе же ^[24] автор пишет, что более быстродействующей и более перспективной является трёхчастотная система с тремя величинами: (f1,f2,f3) равными "001" = "0", "010" = "1" и "100" = "2", где 0 - частота выключена, а 1 - частота включена.

Будущий потенциал троичной вычислительной техники был также отмечен такой компанией как Hypres, которая активно участвует в её изучении. IBM в своих публикациях также сообщает о троичной вычислительной технике, но активно в этом направлении не участвует.

См. также

• Троичная система счисления
• Троичный разряд
• Троичные функции
• Троичная логика
• Троичный триггер
• Троичный регистр
• Троичный полусумматор
• Троичный сумматор
• Троичный процессор
• Троичная ячейка памяти
• Троичная SRAM
• Троичные полностью параллельные АЦП прямого преобразования
• Троичные алгоритмы
• Компьютер
• Сетунь (компьютер)
• Ternac
• Суперкомпьютер
• Три

Примечания

Ссылки

Эта статья или раздел нуждается в переработке. Пожалуйста, улучшите статью в соответствии с правилами написания статей.

• Сайт материалов по троичной информатике (МГУ)
• Дмитрий Румянцев. Льюис Кэрролл и троичная машина  (недоступная ссылка с 13-05-2013 [2080 дней] — история)
• Академия тринитаризма. Дмитрий Румянцев. Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ. Также в UPgrade февраль 27, 2009)
• «Сетунь-ВС». Программа-модель троичной ЭВМ «Сетунь» Брусенцова
• Виктор Лофгрен. Thunguska the ternary computer emulator.
• Виктор Лофгрен. Проект «Тунгуска» (эмулятор 6-разрядной троичной ЭВМ).
• Стив Грабб. Проект элементов и узлов троичного трёхуровневого компьютера.
• Брусенцов Н. П. Неадекватность двоичной информатики.
• Микросхема нового усилителя тока работающая в троичной системе.
• Стахов А. П. Троичный принцип Брусенцова, система счисления Бергмана и «золотая» троичная зеркально-симметричная арифметика
• Team: r2d2. Multiple-Valued Logic architectures and circuits. Participants: Daniel Chillet, Ekue Kinvi-Boh, Olivier Sentieys — команда, которая в 2004 г., в Catholic University of Louvain-La-Neuve (UCL) (Франция), выпустила первые полностью троичные микросхемы (64-term SRAM и 4-term сумматор).
• INRIA. Team R2D2. Reconfigurable and Retargetable Digital Devices. Renne. Activiti Report. 2004
• Будущее квантовых компьютеров — в троичных вычислениях
• Троичные цифровые системы и троичная логика
• Творец троичного компьютера^{[неавторитетный источник?]}
• Сергей Матющенко. Первые «малогабаритные» компьютеры
• Творец троичной ЭВМ
• История компьютера. Троичный компьютер.
• Научная конференция, посвящённая пятидесятилетию ЭВМ «Сетунь»
• «Троичный Компьютер???»
• Фотографии конструкции и осциллограммы трёхуровневой 3-х тритной троичной цифровой компьютерной системы.
• Ternary Computing Testbed 3-Trit Computer Architecture. Jeff Connelly, Computer Engineering Department, August 29th, 2008, with contributions from Chirag Patel and Antonio Chavez. Advised by Professor Phillip Nico. California Polytechnic State University of San Luis Obispo. Архитектура 3-х тритного троичного компьютера.
• «Двоичную логику в отставку!»
• Академия тринитаризма. Румянцев Д. Льюис Кэрролл и троичная машина

Для улучшения этой статьи желательно: Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.