Троичный компьютер

Троичный компьютер

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

Содержание

История

Леонардо Пизанский (Фибоначчи)
Витраж с изображением машины Томаса Фаулера в Храме святого Михаила (St. Michael’s Church in Torrington, Devon)[5]
  • 1947 г., в работе [8], выполненной под руководством Джона фон Неймана (США), упоминается, но не обсуждается троичная система счисления.
Первая опытная троичная ЭВМ «Сетунь»
  • 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].
Первая серийная троичная ЭВМ «Сетунь»
  • 1959 г., под руководством Н. П. Брусенцова (ВЦ МГУ) разработана первая серийная троичная ЭВМ «Сетунь». С 1962 г. по 1964 г. было выпущено около 50 ЭВМ "Сетунь"[12].
ЭВМ «Сетунь-70»
  • 1973 г., G. Frieder, A. Fong и C. Y. Chao (SUNY, Буффало, США), создали Ternac — экспериментальный троичный эмулятор на двоичной эвм, с арифметикой над 24-тритными целыми и 48-тритными действительными числами.
Трёхуровневая 3-тритная цифровая компьютерная система TCA2[13]
  • 2008 г., (14 марта — 24 мая), Jeff Connelly, Chirag Patel и Antonio Chavez (Advised by Professor 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 CodedTernary, 3L CT, "однопроводной") системе троичных логических элементов на 1484-х интегральных транзисторах.
Снимок модели троичного контроллера 2BT3BTCA021[15] в логическом симуляторе Atanua
  • 2011 г., (август), А. С. Куликов (Москва, Россия) построил 12288-тритную модель троичного контроллера с двухбитными и трёхбитными троичными шинами 2BT3BTCA021[15] в двухуровневых двухбитной (2-Level 2-Bit BinaryCodedTernary, 2L 2B BCT, "двухпроводной") и трёхбитной (2-Level 3-Bit BinaryCodedTernary, 2L 3B BCT, "трёхпроводной") системах троичных логических элементов в логическом симуляторе Atanua.

Преимущества троичных ЭВМ (компьютеров)

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

Удельное натуральнологарифмическое число кодов (чисел) (плотность записи информации) описывается уравнением y = \frac{\ln x}x, где x — основание системы счисления[16]. Из уравнения следует, что наибольшей плотностью записи информации обладает система счисления с основанием равным основанию натуральных логарифмов, то есть равным числу Эйлера (е=2,71…). 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.


Троичная логика целиком включает в себя двоичную логику, как центральное подмножество, поэтому троичные ЭВМ (компьютеры) могут делать почти всё, что делают двоичные ЭВМ (компьютеры), плюс возможности троичной логики.


Элементы троичных ЭВМ (компьютеров)

Известны троичные элементы следующих видов:

Импульсные

[17] [18]

Потенциальные

Трёхуровневые

  • Трёхуровневые потенциальные логические элементы (3-Level CodedTernary, 3L CT, "однопроводные"), в которых трём устойчивым состояниям соответствуют три уровня напряжения (положительное, нулевое, отрицательное), (высокое, среднее, низкое)[19][20][14]. Объём передаваемых данных увеличивается в 1,5 раза на один разряд. Амплитуда сигнала помехи до Uп/4 (до 25% от Uп).

Двухуровневые

Двухбитные

    • Двухуровневые двухбитные (2-Level 2-Bit BinaryCodedTernary, 2L 2B BCT, "двухпроводные")[21]. По скорости приблизительно на 1/3 уступают троичным двухуровневым трёхбитным триггерам[источник не указан 979 дней]. По сравнению с обычными двоичными триггерами в 1,5 раза увеличивают прямые аппаратные затраты[источник не указан 979 дней].

Трёхбитные

    • Двухуровневые трёхбитные (2-Level 3-Bit BinaryCodedTernary, 2L 3B BCT, "трёхпроводные")[источник не указан 979 дней]. На 1/3 быстрее по сравнению с троичными двухуровневыми двухбитными триггерами. По сравнению с обычными двоичными RS-триггерами увеличивают объём хранимых и передаваемых данных в 1,5 раза на один разряд. Наиболее экономичны с точки зрения аппаратных затрат (уменьшают прямые аппаратные затраты приблизительно на 5,7 % по сравнению с аппаратными затратами на обычных двоичных триггерах)[источник не указан 979 дней].

Смешанные

  • Смешанные, в которых вход данных трёхуровневый по одной линии и земле, а выход данных двухуровневый по трём линиям и земле. [22]

Узлы троичных ЭВМ

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

Простейшие троичные процессоры на троичных регистрах сдвига, выполняющие операции умножения и деления на 3\! и 3^n\!, прибавления и вычитания 3\! и 3*n\!, умножения и деления на 1\! и n\!, прибавления и вычитания 1\! и n\! описаны в [источник не указан 979 дней].

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. [23]

В работе [24] 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.

Оптическая троичная двухуровневая трёхразрядная (трёхбитная) одноединичная (однонулевая, однозначная) система из-за передачи за один такт одного трита увеличивает скорость передачи данных по одному разряду в 1,5 раза на один разряд, по n троичным разрядам ещё больше, при этом уменьшаются удельные аппаратные затраты.

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

См. также

Примечания

  1. Славянская «золотая» группа. Mузей Гармонии и Золотого Сечения.
  2. «Liber аbaci» Леонардо Фибоначчи. Наталья Карпушина. Задача 4. Вариант 1
  3. «Троичный принцип» Николая Брусенцова. Mузей Гармонии и Золотого Сечения
  4. «Liber аbaci» Леонардо Фибоначчи. Наталья Карпушина. Задача 4. Вариант 2
  5. The ternary calculating machine of Thomas Fowler
  6. Троичная механическая счётная машина Томаса Фоулера.
  7. Сайт Томаса Фоулера
  8. Раздел 5.2 Choice of binary system
  9. Троичные ЭВМ “Сетунь” и “Сетунь 70”. Н.П. Брусенцов, Рамиль Альварес Хосе
  10. Брусенцов Н. П. Троичные ЭВМ "Сетунь" и "Сетунь 70" // Международная конференция SORUCOM. — 2006.
  11. Брусенцов Н. П. Электромагнитные цифровые устройства с однопроводной передачей трёхзначных сигналов // Магнитные элементы автоматики и вычислительной техники. XIV Всесоюзное совещание (Москва, сентябрь 1972 г.). — Москва: Наука, 1972. — С. 242-244.
  12. Забытая история советских ЭВМ. Владимир Сосновский, Антон Орлов
  13. http://www.flickr.com/photos/theyoungthousands/sets/72157605274828930/ Trinary Computer
  14. 1 2 http://xyzzy.freeshell.org/trinary/CPE%20Report%20-%20Ternary%20Computing%20Testbed%20-%20RC6a.pdf 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
  15. 1 2 А.С.Куликов. Троичные контроллеры и троичные ЭВМ (троичные компьютеры)
  16. А. С. Куликов. Экономичность систем счисления с показательной весовой функцией
  17. http://emag.iis.ru/arc/infosoc/emag.nsf/f0c3e40261f64c5b432567c80065e37d/72de119fdb628501c3257193004180c8?OpenDocument МГУ — не конкурент, а колыбель науки или о том, что в информационном обществе нельзя без Аристотеля. Н. П. Брусенцов. О «Сетуни», её разработках, производстве
  18. http://www.trinitas.ru/rus/doc/0226/002a/02260054.htm АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА. Дмитрий Румянцев. Долой биты! (Интервью с конструктором троичной ЭВМ)
  19. Троичная цифровая техника. Перспектива и современность. 28.10.05 Александр Кушнеров, Университет им. Бен-Гуриона, Беэр-Шева, Израиль.
  20. http://www.trinary.cc/Tutorial/Tutorial.htm
  21. http://trinary.ru/materials/ternary-binary-based-trigger Троичные триггеры на двоичных логических элементах
  22. http://trinary.cc/Tutorial/Registers/Registers.htm
  23. D.E. Knuth, The Art of Computer Programming — Volume 2: Seminumerical Algorithms, pp. 190—192. Addison-Wesley, 2nd ed., 1980. ISBN 0-201-03822-6.
  24. Ternary Optical Computer

Ссылки



Wikimedia Foundation. 2010.

Игры ⚽ Поможем написать курсовую

Полезное


Смотреть что такое "Троичный компьютер" в других словарях:

  • Троичный разряд — Не следует путать с трит. Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице …   Википедия

  • Троичный триггер — Возможно, эта статья содержит оригинальное исследование. Добавьте ссылки на источники, в противном случае она может быть выставлена на удаление. Дополнительные сведения могут быть на странице обсуждения. (11 мая 2011) …   Википедия

  • Компьютер — Схема персонального компьютера: 1. Монитор 2. Материнская плата 3 …   Википедия

  • Сетунь (компьютер) — У этого термина существуют и другие значения, см. Сетунь …   Википедия

  • Двоичнотроичная ячейка памяти — Троичный триггер электронное, механическое, пневматическое, гидравлическое или другое устройство, имеющее три устойчивых состояния, возможность переключения из любого одного из трёх устойчивых состояний в любое из двух других устойчивых состояний …   Википедия

  • Троичная система счисления — Системы счисления в культуре Индо арабская система счисления Арабская Индийские Тамильская Бирманская Кхмерская Лаоская Монгольская Тайская Восточноазиатские системы счисления Китайская Японская Сучжоу Корейская Вьетнамская Счётные палочки… …   Википедия

  • Трит — Не следует путать с Троичный разряд. Трит применяется в информатике, цифровой и вычислительной технике. 1 трит (трор) равен троичному логарифму 3 х возможных состояний (кодов) одного троичного разряда 1 трит (трор) = log3(3 [возможных состояний… …   Википедия

  • Троичные алгоритмы — Троичные алгоритмы  алгоритмы, в которых применяется деление или умножение на 3 или на 3 в степени n и применяется троичная логика анализа результата. Хорошо подходят для реализации на троичных компьютерах, при эмуляции на двоичных… …   Википедия

  • Кутрит — Стиль этой статьи неэнциклопедичен или нарушает нормы русского языка. Статью следует исправить согласно стилистическим правилам Википедии. Кутрит (квантовый трит)  квантовая ячейка, имеющая три возможных состояния. Другим, более …   Википедия

  • Единицы измерения ёмкости носителей и объёма информации — Единицы измерения информации служат для измерения различных характеристик связанных с информацией. Чаще всего измерение информации касается измерения ёмкости компьютерной памяти (запоминающих устройств) и измерения объёма данных, передаваемых по… …   Википедия


Поделиться ссылкой на выделенное

Прямая ссылка:
Нажмите правой клавишей мыши и выберите «Копировать ссылку»