Троичный компьютер – утраченное чудо
Прежде чем рассказывать о троичном компьютере, давайте немного разберемся в определениях. До конца 1930-х годов, до появления первого в мире релейного компьютера Конрада Цузе (Konrad Zuse) в Германии, был всплеск разработок аналоговых машин, продолжавшийся, по крайней мере в СССР, почти до начала 1970-х годов. Аналоговая вычислительная машина (АВМ) – это устройство, решающее некоторый класс задач методом физического моделирования. АВМ могут быть механические, пневматические, гидравлические, электромеханические и электронные. Решение – это результаты измерения параметров процесса в виде отсчетов со шкал, графиков, выводимых на самописцы, электрических сигналов и т. д.
Нужно сказать, что достоинство АВМ – высокое быстродействие, но у них есть два плохих свойства: низкая точность и необходимость каждый раз придумывать и реализовывать аппаратно моделирующий процесс – занятие дорогое, требующее очень высокой квалификации.
Дискретные ЭВМ – электронные вычислительные машины или, как теперь говорят, цифровые – это компьютеры, в которых программы и данные представлены в цифровом виде (обычно в виде двоично-кодированных электрических сигналов). Они работали медленнее (особенно первые релейные и ламповые машины), но у них нет проблем с точностью – достаточно увеличить разрядность для представления чисел. Почему для функционирования цифровых компьютеров была выбрана двоичная система счисления? Прежде всего потому, что реализовать схему некоего переключателя, имеющего всего два состояния («включено» – «выключено», или «0» и «1»), гораздо проще, чем схему, в которой, скажем, три состояния. Кроме того, в XVIII веке была разработана булева алгебра, которая хорошо описывала работу схем, составленных из двоичных элементов. Короче говоря, все сложилось.
«Да» и «нет» не хватает
Однако если погрузиться в теорию, то у придуманной схоластами двоичной логики, т. е. логики, построенной на двух элементах (например, «истина» и «ложь»), есть глубокий недостаток: набор некоторых утверждений в ней приводит к парадоксам, то есть имеет противоречивое решение. От этого порока свободна троичная логика, которую исходно развивал великий гений древнего мира Аристотель. Естественно было попытаться сделать компьютер, реализующий троичную логику.
Итак, каждый разряд в троичной машине имеет не два, а три состояния («-1», «0» и «+1»). Все операции реализуются значительно проще и эффективней, чем в двоичных компьютерах. У такого компьютера есть и много других достоинств.
Николай Петрович Брусенцов: «В связи с тем, что при одной и той же точности представления чисел троичное слово в 1,6 раза короче двоичного, операции, подобные сложению, в троичном последовательном арифметическом устройстве выполняются в 1,6 раза быстрее, чем в двоичном. Благодаря наличию в этой системе “положительной” и “отрицательной” цифр, в коде числа нет особого разряда знака, что существенно упрощает логику арифметических операций. Операция сдвига в троичной системе счисления совмещает в себе функции таких разновидностей двоичного сдвига, как логический сдвиг, арифметический сдвиг без округления, арифметический сдвиг с округлением».
В середине 1950-х годов троичный компьютер начали разрабатывать в Вычислительном центре МГУ коллективом разработчиков, возглавляемым Николаем Петровичем Брусенцовым. Мне известно о неудачной попытке в это же время сделать троичный компьютер в США.
Когда мобильников еще не было
Интересные тогда было годы, ни у кого компьютеров не было, несколько штук на всю страну, как не было и мобильных телефонов. Машинное время на первых ЭВМ распределяли руководители очень высокого уровня, даже замминистры. Первый троичный компьютер, назывался он «Малая автоматическая цифровая машина “Сетунь”», был успешно построен. Подробно прочитать о ней можно на страницах «Виртуального компьютерного музея» (www.computer-museum.ru/histussr/setun2.htm).
Вторая модель троичного компьютера, разработанная 10 годами позже («Сетунь 70»), была еще более успешной и серийно выпускалась в Казани. Однако межведомственные игры привели к закрытию выпуска машины и прекращению работ по дальнейшему развитию этой линии. На самом деле очень жаль, поскольку развитие данного направления позволило бы очень сильно изменить лицо современной вычислительной техники.
До нас периодически доходят слухи о разработках троичных компьютеров за рубежом, однако они, скорее всего, предназначены для бортовых систем и систем с искусственным интеллектом, поскольку троичные компьютеры прекрасно подходят для экспертных систем.
Источник: IT News №16 (октябрь 2012)
Опубликовано 16.11.2012