Bakit Hindi Ternary Computers?

May -Akda: Roger Morrison
Petsa Ng Paglikha: 22 Setyembre 2021
I -Update Ang Petsa: 5 Mayo 2024
Anonim
TV Vs Monitor?? Same Same or Different?? TV as a Monitor 🖥 📺 🔥
Video.: TV Vs Monitor?? Same Same or Different?? TV as a Monitor 🖥 📺 🔥

Nilalaman



Pinagmulan: Linleo / Dreamstime.com

Takeaway:

Ang Ternary computing ay nakasalalay sa tatlong-estado na "trits" sa halip na dalawang-estado na piraso. Sa kabila ng mga pakinabang ng system na ito, bihirang ginagamit ito.

Fry: "Bender, ano ito?"

Bender: "Ahhh, anong kakila-kilabot na panaginip. Ang mga ones at zero sa lahat ng dako ... at naisip kong nakakita ako ng dalawa! "

Fry: "Ito ay isang panaginip lamang, Bender. Walang bagay na dalawa. "

Ang sinumang pamilyar sa digital na computing ay nakakaalam tungkol sa mga zero at mga bago - kabilang ang mga character sa cartoon na "Futurama". Ang mga Zeros at ang mga bloke ng gusali ng wikang binary. Ngunit hindi lahat ng mga computer ay digital, at walang nagsasabi na ang mga digital na computer ay kailangang maging binary. Paano kung gumamit kami ng isang base-3 system sa halip na base-2? Maaari bang maglihi ang isang computer ng isang pangatlong digit?


Tulad ng sinabi ng manunulat ng science sa computer na si Brian Hayes, "Binibilang ng mga tao ang sampu-sampung at ang mga makina ay binibilang ng twos." Ang ilang mga matapang na kaluluwa ay nangahas na isaalang-alang ang isang alternatibong ternary. Inirerekomenda ni Louis Howell ang programming language TriINTERCAL gamit ang base-3 numbering system noong 1991. At ang mga makabagong tagabuo ng Russia ay nagtayo ng ilang dosenang mga makina ng base-3 higit sa 50 taon na ang nakalilipas. Ngunit sa ilang kadahilanan, ang sistema ng pag-numero ay hindi nahuli sa mas malawak na mundo ng computer.

Isang Tumingin sa matematika

Dahil sa limitadong espasyo dito, makikipag-ugnay lang kami sa ilang mga ideya sa matematika upang mabigyan kami ng background. Para sa mas malalim na pag-unawa sa paksa, tingnan ang mahusay na artikulong "Pangatlong Batayan" ni Hayes sa Nobyembre / Disyembre 2001 na isyu ng American Scientist.

Ngayon tingnan natin ang mga termino. Marahil ay napili ka ngayon (kung hindi mo pa alam) na ang salitang "ternary" ay may kinalaman sa numero na tatlo. Karaniwan, ang isang bagay na ternary ay binubuo ng tatlong bahagi o dibisyon. Ang isang ternary form sa musika ay isang form ng kanta na binubuo ng tatlong mga seksyon. Sa matematika, ang ternary ay nangangahulugan ng paggamit ng tatlo bilang isang base. Mas gusto ng ilang mga tao ang salitang trinaryaryo, marahil dahil ito ay mga rhymes na may binary.


Sinasaklaw ni Jeff Connelly ang ilang higit pang mga termino sa kanyang 2008 na papel na "Ternary Computing Testbed 3-Trit Computer Architecture." Ang isang "trit" ay ang ternary na katumbas ng isang bit. Kung ang isang bit ay isang binary digit na maaaring magkaroon ng isa sa dalawang mga halaga, kung gayon ang isang trit ay isang ternary digit na maaaring magkaroon ng alinman sa tatlong mga halaga. Ang isang trit ay isang base-3 na digit. Ang isang "tryte" ay 6 na trits. Si Connelly (at marahil wala nang iba) ay tumutukoy sa isang "tribble" bilang kalahati ng trit (o isang base-27 na digit) at tinawag niya ang isang base-9 na digit na "nit." (Para sa higit pa sa pagsukat ng data, tingnan ang Pag-unawa sa Mga Bits, Byte at ang kanilang Maramihang.)

Walang Mga bug, Walang Stress - Ang Iyong Hakbang sa Hakbang Patnubay sa Paglikha ng Software na Pagbabago ng Buhay nang Walang Pagsira sa Iyong Buhay


Hindi mo maaaring mapabuti ang iyong mga kasanayan sa pag-programming kapag walang nagmamalasakit sa kalidad ng software.

Maaari itong lahat maging medyo napakalaki para sa mga layko sa matematika (tulad ng aking sarili), kaya titingnan lamang namin ang isa pang konsepto upang matulungan kaming makakuha ng isang pagkakahawak ng mga numero. Ang deal sa computing ng Ternary ay may tatlong estado ng discrete, ngunit ang ternary na numero mismo ay maaaring tukuyin sa iba't ibang paraan, ayon kay Connelly:

  • Di-timbang na Trinary - {0, 1, 2}
  • Fractional Unbalanced Trinary - {0, 1/2, 1}
  • Balanse Trinary - {-1, 0, 1}
  • Logic na Hindi Alam-Estado - {F,?, T}
  • Binary na may Coded Binary - {T, F, T}

Ternary Computers sa Kasaysayan

Hindi gaanong dapat sakupin dito dahil, tulad ng inilagay ni Connelly, "Ang teknolohiya ng Trinary ay medyo hindi maipapaliwanag na teritoryo sa larangan ng arkitektura ng computer." Habang maaaring mayroong isang nakatagong kayamanan ng pananaliksik sa unibersidad sa paksa, hindi maraming mga base-3 na computer ang gumawa nito sa paggawa. Sa 2016 Hackaday Superconference, nagbigay ng pahayag si Jessica Tank sa ternary computer na pinagtatrabahuhan niya sa mga nakaraang taon. Kung ang kanyang pagsisikap ay babangon mula sa kadiliman ay nananatiling makikita.

Ngunit makahanap kami ng kaunti pa kung magbabalik-tanaw kami sa Russia sa kalagitnaan ng 20ika siglo. Ang computer ay tinawag na SETUN, at ang engineer ay si Nikolay Petrovich Brusentsov (1925–2014). Nagtatrabaho sa kilalang taga-Sobyet na matematiko na si Sergei Lvovich Sobolev, lumikha si Brusentsov ng isang pangkat ng pananaliksik sa Moscow State University at dinisenyo ang isang ternaryong arkitektura ng computer na magreresulta sa pagtatayo ng 50 machine. Tulad ng sinabi ng mananaliksik na si Earl T. Campbell sa kanyang website, ang SETUN "ay palaging isang proyekto sa unibersidad, hindi ganap na inendorso ng gobyerno ng Sobyet, at tiningnan ng kahina-hinalang ng pamamahala ng pabrika."

Ang Kaso para sa Ternary

Gumamit ang SETUN ng balanseng ternaryong lohika, {-1, 0, 1} tulad ng nabanggit sa itaas. Iyon ang karaniwang diskarte sa ternary, at natagpuan din ito sa gawa nina Jeff Connelly at Jessica Tank. "Marahil ang pinakatanyag na sistema ng numero ng lahat ay ang balanseng talaan ng ternaryo," isinulat ni Donald Knuth sa isang sipi mula sa kanyang aklat na "The Art of Computer Programming."

Si Brian Hayes ay isa ring malaking tagahanga ng ternary. "Narito nais kong mag-alok ng tatlong tagay para sa base 3, ang ternary system. ... Sila ang pagpipilian ng Goldilocks sa mga sistema ng pag-numero: Kung ang base 2 ay napakaliit at ang base 10 ay masyadong malaki, ang base 3 ay tama lamang. "

Ang isa sa mga argumento ni Hayes para sa mga birtud ng base-3 ay ito ang pinakamalapit na sistema ng pag-numero sa base-e, "ang batayan ng likas na mga logarithms, na may isang bilang ng bilang ng mga 2.718." Sa matematika katapangan, ipinaliwanag ng sanaysay na si Hayes. kung paano ang base-e (kung ito ay praktikal) ay ang pinaka matipid na sistema ng pag-numero. Ito ay nasa lahat ng kalikasan. At malinaw kong naaalala ang mga salitang ito mula kay G. Robertson, ang aking guro sa kimika sa high school: "Binibilang ng Diyos ang e."

Ang higit na kahusayan ng ternary sa paghahambing sa binary ay maaaring mailarawan sa pamamagitan ng paggamit ng computer ng SETUN. Sumulat si Hayes: "Pinatatakbo ni Setun sa mga numero na binubuo ng 18 ternary digit, o trits, na nagbibigay sa makina ng bilang na 387,420,489. Ang isang binary computer ay nangangailangan ng 29 bits upang maabot ang kapasidad na ito…. ”

Kaya Bakit Hindi Ternary?

Ngayon bumalik kami sa orihinal na tanong ng artikulo. Kung ang ternary computing ay mas mabisa, bakit hindi natin lahat ginagamit ito? Ang isang sagot ay ang mga bagay na hindi lang nangyari. Nakarating kami sa ngayon sa binary digital computing na magiging medyo mahirap na bumalik.Kung paanong ang robot na Bender ay walang ideya kung paano mabibilang nang higit sa zero at isa, ang mga computer ngayon ay gumana sa isang logic system na naiiba sa kung ano ang maaaring magamit ng anumang potensyal na ternary computer. Siyempre, ang Bender ay maaaring magawa upang maunawaan ang ternaryo - ngunit marahil ito ay magiging katulad ng isang kunwa kaysa sa muling pagdisenyo.

At ang SETUN mismo ay hindi napagtanto ang higit na kahusayan ng ternary, ayon kay Hayes. Sinabi niya na dahil ang bawat trit ay nakaimbak sa isang pares ng magnetic cores "ang ternary na kalamangan ay nawasak." Tila na ang pagpapatupad ay kasinghalaga ng teorya.

Ang isang palugit na quote mula kay Hayes ay tila naaangkop dito:

Bakit hindi nahuli ang base 3? Ang isang madaling hulaan ay ang maaasahang mga aparato ng tatlong estado na hindi umiiral o masyadong mahirap na umunlad. At kapag naitatag na ang teknolohiyang binary, ang matinding pamumuhunan sa mga pamamaraan para sa paggawa ng mga binuong chips ay nasasapawan ang anumang maliit na teoretikal na bentahe ng iba pang mga base.

Ang Sistema ng Pag-numero ng Hinaharap

Napag-uusapan natin ang tungkol sa mga piraso at bit, ngunit narinig mo ba ang mga qubits? Iyon ang iminungkahing yunit ng pagsukat para sa computing ng kabuuan. Ang matematika ay nakakakuha ng isang maliit na malabo dito. Ang isang dami ng dami, o qubit, ay ang pinakamaliit na yunit ng impormasyon ng dami. Ang isang qubit ay maaaring umiiral sa maraming mga estado nang sabay-sabay. Kaya't habang maaari itong kumatawan sa higit pa sa dalawang estado ng binary, hindi ito katulad ng ternary. (Upang malaman ang higit pa tungkol sa kabuuan ng pag-compute, tingnan ang Bakit Maaaring Maging Computing ang Pag-compute ng Quantum sa Big Data.)

At naisip mo na ang binary at ternary ay mahirap! Ang dami ng pisika ay hindi intuitively halata. Ang Austriko pisisista na si Erwin Schrödinger ay nag-alok ng isang eksperimento sa pag-iisip, na kilalang kilala bilang pusa ni Schrödinger. Hilingin sa iyo na ipagpalagay na isang minuto ang isang sitwasyon kung saan ang pusa ay parehong buhay at patay nang sabay-sabay.

Dito nakasakay ang ilang tao sa bus. Katawa-tawa na iminumungkahi na ang isang pusa ay maaaring maging buhay at patay, ngunit iyon ang kakanyahan ng dami ng superposition. Ang crux ng quantum mechanics ay ang mga bagay ay may mga katangian ng parehong alon at mga partikulo. Ang mga siyentipiko sa computer ay nagtatrabaho upang samantalahin ang mga pag-aari na ito.

Ang superposition ng qubits ay nagbubukas ng isang bagong mundo ng mga posibilidad. Inaasahan na maging mas mabilis ang dami ng mga kompyuter na computer kaysa sa binary o ternary computer. Ang pagkakatulad ng maraming mga estado ng qubit ay maaaring gumawa ng isang computer na dami ng milyon-milyong beses nang mas mabilis kaysa sa PC ngayon.

Konklusyon

Hanggang sa araw na binago ng rebolusyon ng kabuuan ang computing ng lahat, mananatili ang katayuan ng binary computing. Nang tinanong si Jessica Tank kung ano ang mga kaso ng paggamit na maaaring lumitaw para sa ternary computing, ang tagapakinig ay nagngangalit nang marinig ang isang sanggunian sa "internet ng mga bagay." At maaaring iyon ang crux ng bagay na ito. Maliban kung ang kasunduan sa computing ay sumasang-ayon sa isang napakahusay na dahilan upang mapataob ang karton ng mansanas at hiniling ang kanilang mga computer na mabilang sa mga pitong sa halip na twos, ang mga robot na tulad ng Bender ay patuloy na mag-iisip at mangarap sa binary. Samantala, ang edad ng computing ng kabuuan ay lampas lamang sa abot-tanaw.