Каждая ячейка памяти компьютера, работающего в троичной системе счисления, может занимать три
Обновлено: 21.11.2024
Многие знают, что компьютеры хранят данные и работают с ними в двоичной системе счисления. Одно из основных объяснений этому можно найти в схемах современных компьютеров, которые состоят из миллиардов простых и серийно выпускаемых транзисторов и конденсаторов, которые вместе могут представлять два состояния: высокое напряжение (1) и низкое напряжение (0).
Эта конструкция сегодня настолько распространена, что трудно представить, как компьютеры могут работать по-другому. Но, в Советской России 50-х они работали иначе. Если вы не слышали об этом, погуглите «Сетунь» — сбалансированный трехкомпонентный компьютер, разработанный в 1958 году небольшой группой под руководством Брусенцова в МГУ.
Прежде чем говорить о Брусенцове и Сетуни, позвольте мне немного объяснить троичную сбалансированную систему счисления.
Тернарная или тройная система счисления, в которой есть три возможных значения: 0 , 1 и 2 . В его сбалансированной версии есть три вероятности -1 , 0 и +1, которые часто упрощаются до - , 0 и + соответственно.
В этой форме троичные значения подразумеваются как "централизованные" вокруг средней точки 0 . Применяются те же правила, что и для любой другой системы счисления: крайний правый символ R имеет свое значение, а каждый последующий символ имеет значение, умноженное на основание B, возведенное в степень, равную расстоянию D от R. р>
Мм, позвольте мне привести пример. Напишем 114 :
И в двоичном (бинарном):
И, для уверенности, те же правила применяются к десятичной системе счисления:
Что если мы захотим ввести -114 ? В двоичной и десятичной системах нам нужно будет использовать новый символ: знак. В основной памяти двоичного компьютера это делается либо за счет сохранения ведущего бита, указывающего на знак, либо значительного уменьшения количества чисел, которые мы можем представить 1 . Именно по этой причине мы говорим о подписанных и неподписанных языках программирования.
Но в симметричной троичной системе, как мы узнаем позже, для представления обратной величины числа (перевернутого числа) нам просто нужно заменить все «+» на «-» и наоборот. Нам не нужна никакая дополнительная информация для обозначения знака!
Позже мы увидим, что это и несколько других свойств сбалансированной тройной системы дают нам очень интересные вычислительные преимущества. А теперь вернемся к компьютеру «Сетунь».
В конце 1950-х годов в мире компьютеров был захватывающий период: Натаниэль Рочестер и его команда в IBM недавно разработали первый массовый компьютер с программой, хранящейся в памяти, так называемый «современный» компьютер IBM 701. . Джон Бэкус и его команда изобрели FORTRAN, первый широко используемый язык программирования высокого уровня. И, пожалуй, самое главное, начали разрабатываться первые полностью транзисторные компьютеры, такие как TX-0 и Philco Transac S-2000. Было задано направление развития бинарных компьютеров, которое впоследствии стало доминировать.
Но это было в Северной Америке.
В то же время в России группа математиков и инженеров под руководством Брусенцова и его коллеги Сергея Соболева занимается разработкой других компьютерных систем 2 . Брусенцов и его коллеги изучают многие западные компьютеры и технологические достижения, а также понимают, как использовать транзисторы для представления двоичных данных. Но давайте помнить, что это СССР - транзисторы не так легко доступны за железным занавесом. А ламповые электронные лампы одинаково отстой и в России, и на Западе!
Поэтому Брусенцов разрабатывает базовый элемент из миниатюрных ферритовых сердечников и полупроводниковых диодов, способный работать как регулируемый трансформатор тока. Это оказывается эффективной базой для реализации троичной логики 3 . Выяснилось, что эти элементы, по сравнению с их бинарными аналогами, обеспечивают более высокое быстродействие и надежность и требуют меньше энергии для работы.
Команда из десяти человек построила «Сетунь» буквально из ничего, работая в небольшой комнате, заполненной лабораторными столами (которые они сами построили!). Каждое утро члены команды собирали пять простых элементов машины. Взяли ферритовые сердечники и с помощью обычной швейной иглы намотали по 52 витка проволоки. Затем ядра были переданы техническим специалистам, которые завершили процесс сборки и смонтировали их в блоки.
Логика троицы была реализована путем объединения двух таких ферритовых элементов и соединения их таким образом, чтобы они имитировали три устойчивых состояния. Такой подход оказался удачным, но количество необходимых элементов не уменьшилось, так как в реальности два ферритовых сердечника потенциально могут быть двумя двоичными битами, что в итоге дает больше информации (2^2), чем один триплет (3^1). по крайней мере энергопотребление было снижено!
Setun работает с числами до 18 тритов, то есть один трит может имитировать любое число от -387 420 489 до 387 420 489 . Для достижения этой мощности двоичному компьютеру требуется не менее 29 бит.
Разработка «Сетуни» длилась два года, несмотря на то, что система смогла провести операции в течение десяти дней с начала испытаний, а на тот момент это было беспрецедентно. Всего было выпущено около 50 автомобилей. И хотя компьютеры «Сетунь» долгие годы безотказно работали в экстремальных российских климатических условиях, проект раздирали противоречия.
В большей степени из-за неспособности производителя обосновать массовое производство того, что они считали дешевой областью науки и «плодом университетской фантазии». Думаю, можно с уверенностью предположить, что Россия в то время просто не была готова понять потенциальную важность компьютеров. В итоге машины «Сетунь» были заменены бинарными аналогами, которые могли выполнять вычисления с той же эффективностью, но стоимость эксплуатации была более чем в два раза!
Как я уже говорил, нет необходимости хранить в нем начальный бит, а точнее триты, для обозначения знака. Итак, нет понятия целых чисел со знаком или без — все это просто целое число. Таким образом, вычитание достигается простым инвертированием операнда и применением сложения (что реализовано аналогично компьютерам с двоичной системой). Эта положительная или отрицательная согласованность также может уменьшить количество передач, необходимых для операций умножения.
Другая полезная особенность сбалансированной троичной системы счисления (или любой симметричной системы счисления, если уж на то пошло) — вероятность реализации округления чисел с плавающей запятой, явного выделения целой части числа, что позволяет упростить осуществление деления. Это связано с тем, как троичная система отображает дробную часть действительных чисел.
Приведу простой пример. Перевод в коде номера 0.2 выглядит следующим образом:
А для записи 0,8 нужно начинать с + в старшем разряде, а потом просто инвертировать дробную часть (например, 1+-0,2):
Выше видно, что выделение целой части тритов справа от побитовой точки эквивалентно округлению: 0,2 становится нулем, а 0,8 становится единицей. Круто!
Хорошо, вернемся к Сетуню в последний раз. В конце 60-х годов Брусенцов разработал более современную машину «Сетунь-70», в которой ярче воплотилась тройственность. Было введено понятие «признак», которое состояло из 6 тритов (примерно 9,5 бит). Сетунь-70 была стековой ЭВМ, и поэтому вместо машинных инструкций, которые намеренно назывались регистрами для ввода и вывода, все операции выполнялись в двух стеках — один для операндов (вход) и один для возвращаемых значений (выход). . Чтобы адаптировать этот дизайн, машинные инструкции были написаны в обратной неблокирующей записи (обратная польская запись или постфиксная запись).
В конце 70-х годов Брусенцов и несколько его учеников разработали язык программирования для Сетунь-70, названный Диалоговой системой структурированного программирования (ДСПП). В своем исследовании 4 я заметил, что это стек-ориентированный язык (что, впрочем, совсем не удивительно), похожий на Форт и использующий обратную польскую нотацию. Это позволяет вам писать программы на языке относительно высокого уровня, но при этом оставаться «низкоуровневым». Настолько, что у его авторов было следующее сообщение:
Рассмотрите программу на PRSP, которая суммирует группу чисел:
Попробуем разложить его. В первом столбце у нас команда, во втором - состояние компьютера после выполнения (стек операндов), а в третьем даю пояснение:
В конце выполнения стек операндов будет пуст и окажется в стеке возврата [10].
Подробнее о ДСПП написано на сайте Ивана Тихонова (авторы Сидоров С.А. и Шумаков М.Н.).
Разработка сбалансированных троичных компьютеров почти превратилась в небольшую сноску в анналах компьютерной истории. И хотя исследование ячеек памяти, способных эффективно отображать три разных состояния, было незначительным, некоторые достижения в этой области были.
А именно японские исследователи в конце 90-х описали возможность использования перехода Джозефсона для реализации троичной логики. Этого можно было добиться за счет циркуляции сверхпроводящих токов — положительного (по часовой стрелке), отрицательного (против часовой стрелки) или нулевого. Они обнаружили, что это дает ячейкам памяти «возможность высокоскоростных вычислений, низкое энергопотребление и очень простую конструкцию с меньшим количеством элементов благодаря троичной операции».
Но я не думаю, что в ближайшем будущем вы будете часто сталкиваться с концепцией сбалансированного троичного компьютера. И что DSPP станет прорывом среди агрессивных любителей языков программирования — тоже.Но я считаю, что из прошлого можно извлечь много мудрых решений 5 .
- Это зависит от того, как конкретная машина представляет числа. Дополнительный код — это представление чисел в десятичном виде, что позволяет представить от -((2^n)/2) до ((2^n)/2)-1 в n битах.
2) Хотя компьютер «Сетунь» был первым электронным устройством, в котором использовалась троичная система, стоит отметить, что идея использования такой системы в вычислительных устройствах была впервые популяризирована более 100 лет назад. В 1840 году Томас Фаулер построил компьютер полностью из дерева, и она работала с данными, используя троичную систему.
Более точное описание можно найти на сайте Русского музея вычислительной техники.
Справочные материалы для ДССБ на английском языке не очень доступны, поэтому я предупреждаю вас, что мои знания ограничены и могут содержать предположения.
Есть старый анекдот о том, что в мире есть 10 типов людей. Те, кто знает двоичный код, те, кто не знает, и те, кто не предвидел появления шутки с основанием три. Возможно, [Дмитрий Соколов] услышал эту шутку, потому что он построил троичный (с основанием 3) компьютер. Он утверждает, что это первое здание, построенное за последние 50 лет. Видео об устройстве вы можете посмотреть ниже. Также есть видео устройства с выходом на трубку.
Возможно, вы не часто об этом думаете, но бит — это сокращение двоичной цифры, поэтому в троичном компьютере их нет. У него есть триты. ЦП работает с тремя тритными словами и использует в качестве строительных блоков только мультиплексоры. Инструкции используют 5 третов, некоторые из которых представляют собой двухтритный код операции и 3-х значный адрес одного из 13 регистров. Между прочим, прелесть использования троичной системы в том, что вы можете представить больше чисел меньшим количеством битов — ну, вернее, тритов.
Это может показаться нечетным числом регистров, но при использовании сбалансированного троичного числа слово из 3 тритов может представлять числа от -13 до 13, так что это имеет смысл. Вместо битовых состояний 1 и 0 у сбалансированного трита есть состояния -1, 0 и 1. Чтобы избежать путаницы, [Дмитрий] использует обозначения N, 0 и P, когда говорит о троичном слове. Например, 101 — это 10 десятичных знаков или P0P в его записи. Чтобы представить -10, вместо этого вы просто используете NoN.
В мультиплексорах используется аналоговый коммутатор DG403. Мы уже говорили о создании логических вентилей из мультиплексоров, но, конечно же, это были бинарные элементы. Тем не менее, мы не слишком уверены, что это действительно первый в своем роде за 50 лет, поскольку мы помним похожую запись Hackaday Prize. Фактически, дизайнер рассказала о своем процессоре на прошлогодней суперконференции Hackaday. Тем не менее, это впечатляющая работа.
Русские проделали большую работу в этой области еще в 1950-х годах. Если вы немного умеете читать по-русски, вы всегда можете попробовать их эмулятор онлайн.
< /p>
Ваш компьютер использует единицы и нули для представления данных. Тем не менее, нет никакой реальной причины для того, чтобы базовая единица информации в компьютере была только единицей или нулем. Это исторический выбор, который распространен из-за условностей, таких как движение по одной стороне дороги или правая резьба на болтах и винтах. Фактически, компьютеры могут быть более эффективными, если они построены с использованием разных систем счисления. Вычисления с основанием 3, или троичные вычисления, более эффективны в вычислениях и фактически упрощают проектирование компьютера.
На суперконференции Hackaday 2016 Джесси Танк рассказала о том, над чем она работала последние несколько лет. Это троичный компьютер, построенный из единиц, нулей и отрицательных единиц. Эта сбалансированная троичная система — «возможно, самая красивая система счисления из всех», — пишет Дональд Кнут, и теперь эта система счисления превратилась в кремний в виде настоящего микропроцессора.
< /p>
После шестидесяти или семидесяти лет вычислений только с единицами и нулями, зачем кому-то переходить от битов к тритам? Большую роль играет система счисления, или количество цифр, необходимых для выражения числа в определенной системе счисления. Самая эффективная система счисления — не двоичная и не троичная, а основание e, или 2,718. За исключением изобретения иррационального количества транзисторов, основание три — наиболее эффективный способ хранения чисел в памяти.
Учитывая, что троичные вычисления настолько эффективны, почему их никто не делал раньше? Что ж, это так.СЭТУН представлял собой троичную ЭВМ, созданную советским университетом в конце 1950-х годов. Как и в компьютере Джесси, в нем использовалась сбалансированная троичная конструкция с использованием электронных ламп. СЭТУН — это самый современный троичный компьютер, который когда-либо был запущен в производство.
Последние несколько лет Джесси работала над трехкомпонентным компьютером на базе интегральных схем и интегральных схем, благодаря чему он стал намного меньше своего предка на электронных лампах. По сути, конструкция этой троичной логики основана на разделенных шинах — отрицательное напряжение, положительное напряжение и земля. Логика по-прежнему состоит только из И-НЕ и НЕ-ИЛИ (троичная логика предоставляет более двух универсальных логических вентилей, но это просто излишне сложно), а троичные мультиплексоры, сумматоры и XOR построены точно так же, как их двоичные аналоги.
Мы не в первый раз слышим о троичном компьютере Джесси. Это была работа для премии Hackaday Prize два года назад, и она приехала на нашу десятую юбилейную конференцию, чтобы рассказать об этой странной компьютерной архитектуре. За последние два года Джесси нашла команду и финансирование, чтобы превратить эти наброски на бумаге для инженерных тетрадей в схемы на реальном кремнии. Чтобы превратить этот чип в настоящий компьютер — подумайте о чем-то вроде тренажера для микрокомпьютеров из 1970-х годов — на самом деле потребуется всего несколько переключателей, светодиодов и красивый корпус.
Куда пойдет троичный компьютер в будущем? По словам Джесси, Интернет вещей. Это вызвало несколько стонов в аудитории во время ее выступления, но в этом есть смысл: это растущий рынок, где важна эффективность, и мы более чем рады видеть что-то, что ставит под сомнение основы компьютерной архитектуры, выходит на рынок.
87 мыслей о создании первого троичного микропроцессора
Компьютеры используют 0 и 1 из-за того, как работают диоды и транзисторы. Прежде чем отказаться от подписки / отказаться от подписки на хакадай, пожалуйста, укажите, «нет ли реальной причины, чтобы основная единица информации в компьютере была только единицей или нулем. ” — это цитата, а не утверждение автора.
Мы выбрасываем 1/3 дополнительной ширины штата?
Иными словами, имеется набор стандартных ИС и сопоставимых контроллеров для ARM с такими же, как и сопоставимые бинарные контроллеры и ИС. Сколько дополнительного места на печатной плате требуется за пределами отрицательной шины питания для сопоставимой двоичной платы?
8 состояний потребуют только 2 контакта для троичного кода, а для двоичного — 3. Мне кажется, это сэкономит место на доске, что позволит нам создавать более качественные игрушки для игр.
Я не думаю, что бинарные системы должны исчезнуть, но я не думаю, что они должны быть единственным игроком.
Черт... плохое редактирование в разделе "контроллеры и интегральные схемы". Следует просто читать IC. бла бла бла. Вы поняли идею.
Да, у магнитного сердечника может быть много состояний, и может показаться очевидным использование CW, CCW и «none», но на практике очень сложно получить «none». Из-за гистерезиса материалов, используемых для памяти магнитного сердечника, он скорее перевернется с одного направления на другое, чем просто найдет удобное промежуточное состояние. Это все равно, что пытаться остановить тумблер в наполовину нажатом положении — это можно сделать, но не так просто.
Я думал об этом снова и снова, пока не погуглил, не делает ли кто-нибудь троичный компьютер. Если я прав, даже при разрядности 32 бита и вдвое меньшей тактовой частоте троичный компьютер в 5×10^15 раз мощнее современного двоичного компьютера. Оттуда она резко возрастает, очевидно. 3^64 безумно мощный.
Мы используем тиристоры. Это устройство с тремя состояниями. У нас они очень давно. Мы действительно продали себя с помощью двоичного кода. Проще?
Я не уверен, что это обязательно правда. Я имею в виду, что это должно быть немного проще, но не так, как достижение той же мощности с помощью двоичного кода. Это даже невозможно. Таким образом, в какой-то момент тернарность является требованием для развития вычислений.
У компьютера Тьюринга было 6 состояний, если я не ошибаюсь. (Это было давно для меня, ребята). Сегодня это создает некоторые проблемы. Но с точки зрения тройки, если бы ваш ноутбук был в 5 × 10 ^ 15 раз мощнее, даже при половинной тактовой частоте, ваш ноутбук превзошел бы все суперкомпьютеры в мире, ВМЕСТЕ.
Может быть, я ошибаюсь в математике. Проверь это. На калькуляторе легко посчитать.
Проблема троичных вычислений связана не столько с эффективностью, сколько с мощностью. Как я уже сказал, даже при 32-битной разрядности и половинной тактовой частоте у нас будет в 5×10^15 раз больше мощности, чем в двоичном коде. Это возрождение вычислительной техники. Это не какая-то дополнительная морковь на палочке. Помните 2x CDROM, 4x, 8x, потом 24, потом…. тогда нас выманивали на деньги. Тернарный компьютер — это все равно, что разумная вычислительная платформа для начала, если вы простите гиперболу. Он может легко превзойти самые быстрые бинарные компьютеры, решая самые сложные проблемы в мире в качестве заставки или в фоновом режиме. Дело не в том, ДОЛЖНЫ ли мы.мы должны, если мы хотим расти такими же темпами, как в 90-е годы. Мы стали намного меньше и эффективнее, но в вычислительной мощности мы не видели НАСТОЯЩЕГО прорыва с тех пор, как перешли от 32 бит к 64. Если нам нужно решить проблемы, требующие троичных вычислений, тогда начните с биологии и генетики. наука, моделирование холодного синтеза, данные, отправляемые на корабли и с кораблей, отправленные в дальний космос (то есть эффективность), спросите любого ученого, что мир может сделать с компьютерами, которые примерно в 10 ^ 15 раз мощнее его ноутбука. Если он есть, люди будут его использовать.
Одна из самых трудноразрешимых истин во многих областях заключается в том, что достаточно хорошее — враг лучшего, что обычно выражается соотношением затрат и выгод. Хотя есть некоторые преимущества использования троичных вычислений в вычислениях, реальный вопрос (как всегда) заключается в том, стоит ли оно того.
Для многих приложений общего назначения, как правило, нет. Но, как это обычно бывает, всегда есть нишевые случаи, когда определенные вещи не имеют такого большого веса. Большинство потребительских товаров далеки от «идеальности», если таковая вообще существует, но это происходит гораздо чаще, чем вы думаете. Даже для таких приземленных вещей, как кровельные материалы. Заплатите «немного» сейчас за дешевую крышу или заплатите много сейчас за лучшую крышу, но пусть она продержится несколько десятилетий или больше. Или использование чрезвычайно специализированных и нишевых механических устройств, когда в них есть потребность, а стоимость не имеет большого значения. Хирургия, космический полет, гонки F1 и т. д.
Энтони Хеддингс
Энтони Хеддингс
Писатель
Энтони Хеддингс (Anthony Heddings) – штатный облачный инженер LifeSavvy Media, технический писатель, программист и эксперт по платформе Amazon AWS. Он написал сотни статей для How-To Geek и CloudSavvy IT, которые были прочитаны миллионы раз. Подробнее.
Компьютеры понимают слова и числа не так, как люди. Современное программное обеспечение позволяет конечному пользователю игнорировать это, но на самых нижних уровнях вашего компьютера все представлено двоичным электрическим сигналом, который регистрируется в одном из двух состояний: включен или выключен. Чтобы разобраться в сложных данных, ваш компьютер должен закодировать их в двоичном формате.
Двоичная система счисления – это система счисления с основанием 2. Основание 2 означает, что есть только две цифры — 1 и 0 — которые соответствуют состояниям включения и выключения, которые может понять ваш компьютер. Вы, вероятно, знакомы с основанием 10 — десятичной системой. В десятичном числе используются десять цифр в диапазоне от 0 до 9, а затем они переходят друг в друга, образуя двузначные числа, где каждая цифра в десять раз больше предыдущей (1, 10, 100 и т. д.). Двоичный код аналогичен: каждая цифра стоит в два раза больше, чем предыдущая.
Подсчет в двоичном формате
В двоичном формате первая цифра равна 1 в десятичном. Вторая цифра соответствует 2, третья — 4, четвертая — 8 и так далее, каждый раз удваивая число. Сложив все это, вы получите десятичное число. Итак,
С учетом 0 это дает нам 16 возможных значений для четырех двоичных битов. Перейдите к 8 битам, и у вас будет 256 возможных значений. Это занимает гораздо больше места для представления, так как четыре десятичных знака дают нам 10 000 возможных значений. Может показаться, что мы пытаемся заново изобретать нашу систему счета только для того, чтобы сделать ее более неуклюжей, но компьютеры понимают двоичную систему гораздо лучше, чем десятичную. Конечно, двоичный файл занимает больше места, но нас сдерживает аппаратное обеспечение. А для некоторых вещей, таких как логическая обработка, двоичный код лучше, чем десятичный.
Есть еще одна базовая система, которая также используется в программировании: шестнадцатеричная. Хотя компьютеры не используют шестнадцатеричный формат, программисты используют его для представления двоичных адресов в удобочитаемом формате при написании кода. Это связано с тем, что две цифры в шестнадцатеричном формате могут представлять собой целый байт, восемь цифр в двоичном формате. В шестнадцатеричном формате используются числа от 0 до 9, как и в десятичном, а также буквы от A до F для обозначения дополнительных шести цифр.
Итак, почему компьютеры используют двоичные файлы?
Короткий ответ: оборудование и законы физики. Каждое число в вашем компьютере — это электрический сигнал, а на заре вычислительной техники электрические сигналы было гораздо сложнее измерить и очень точно контролировать. Было бы разумнее различать только состояние «включено», представленное отрицательным зарядом, и состояние «выключено», представленное положительным зарядом. Для тех, кто не знает, почему «выкл» представлен положительным зарядом, это потому, что электроны имеют отрицательный заряд — чем больше электронов, тем больше ток с отрицательным зарядом.
Итак, первые компьютеры размером с комнату использовали двоичные файлы для построения своих систем, и хотя они использовали гораздо более старое и громоздкое оборудование, мы сохранили те же основные принципы. Современные компьютеры используют так называемый транзистор для выполнения вычислений с двоичным кодом. Вот схема того, как выглядит полевой транзистор (FET):
По сути, он позволяет току течь от истока к стоку только в том случае, если в затворе есть ток. Это формирует двоичный переключатель. Производители могут делать эти транзисторы невероятно маленькими — вплоть до 5 нанометров, или размером с две нити ДНК. Именно так работают современные процессоры, и даже они могут страдать от проблем с различением между включенным и выключенным состояниями (хотя это в основном из-за их нереального молекулярного размера, подверженного странностям квантовой механики).
Но почему только основание 2?
Итак, вы можете подумать: «Почему только 0 и 1? Не могли бы вы просто добавить еще одну цифру?» Хотя отчасти это сводится к традициям построения компьютеров, добавление еще одной цифры означало бы, что нам придется различать разные уровни тока — не только «выключено» и «включено», но и такие состояния, как «немного включено». бит» и «на лоте».
Проблема здесь в том, что если вы хотите использовать несколько уровней напряжения, вам нужен способ легко выполнять вычисления с ними, а аппаратное обеспечение для этого не может заменить двоичные вычисления. Он действительно существует; это называется троичным компьютером, и он существует с 1950-х годов, но практически на этом его развитие остановилось. Тернарная логика намного эффективнее двоичной, но на данный момент ни у кого нет эффективной замены двоичному транзистору, или, по крайней мере, не было проделано никакой работы по их разработке в таких же крошечных масштабах, как двоичная.
Причина, по которой мы не можем использовать троичную логику, заключается в том, как транзисторы уложены друг на друга в компьютере — так называемые вентили — и как они используются для выполнения математических операций. Шлюзы принимают два входа, выполняют над ними операцию и возвращают один выход.
Это подводит нас к длинному ответу: двоичная математика намного проще для компьютера, чем что-либо еще. Булева логика легко сопоставляется с бинарными системами, где True и False представлены как on и off. Гейты в вашем компьютере работают по логической логике: они принимают два входа и выполняют над ними операцию, такую как И, ИЛИ, XOR и так далее. Два входа просты в управлении. Если бы вы изобразили ответы для каждого возможного входа, у вас была бы так называемая таблица истинности:
Двоичная таблица истинности, работающая на основе булевой логики, будет иметь четыре возможных выхода для каждой основной операции. Но поскольку троичные вентили принимают три входа, троичная таблица истинности будет иметь 9 или более. В то время как двоичная система имеет 16 возможных операторов (2 ^ 2 ^ 2), троичная система будет иметь 19 683 (3 ^ 3 ^ 3). Масштабирование становится проблемой, потому что, хотя троичный код более эффективен, он также экспоненциально сложнее.
Кто знает? В будущем мы можем начать видеть, как троичные компьютеры становятся чем-то особенным, поскольку мы раздвигаем границы двоичного кода до молекулярного уровня. Однако на данный момент мир будет продолжать работать на двоичном коде.
- › Что такое вычисления на GPU и для чего они нужны?
- › Является ли SSD Wear проблемой для PlayStation 5?
- › HTG объясняет: как на самом деле работает ЦП?
- › Что такое процессор и для чего он нужен?
- › Как использовать команду cut в Linux
- › Что означает «Запись компакт-диска»?
- › Сколько оперативной памяти требуется вашему ПК?
- › Что означает ИК и как вы его используете?
Читайте также: