Садржај
- Поглед на математику
- Без грешака, без стреса - Ваш корак по корак водич за креирање софтвера за промену живота без да вам уништи живот
- Тернари Цомпутерс ин Хистори
- Случај за Тернари
- Па зашто не Тернар?
- Систем нумерирања будућности
- Закључак
Извор: Линлео / Дреамстиме.цом
Одузети:
Тернарно рачунање ослања се на три државе „тритија“, а не на два државна бита. Упркос предностима овог система, ретко се користи.
Фри: "Бендер, шта је то?"
Бендер: „Аххх, какав ужасан сан. Онес и нула свуда ... и мислио сам да видим двојицу! "
Фри: „Био је то само сан, Бендер. Не постоје две ствари. "
Сви који познају дигитално рачунање знају за нула и оне - укључујући ликове у цртаном филму „Футурама“. Нула и оне су саставни део бинарног језика. Али нису сви рачунари дигитални и ништа не говори да дигитални рачунари морају бити бинарни. Шта ако бисмо користили систем база-3 уместо базе-2? Да ли рачунар може да замисли трећу цифру?
Као што је есејиста из информатике Бриан Хаиес напоменуо, „Људи рачунају на десетине, а машине рачунају се по двоје.“ Неколико храбрих душа усудило се да размотри тернарну алтернативу. Лоуис Ховелл је предложио програмски језик ТриИНТЕРЦАЛ користећи систем нумерирања база-3 1991. године. А руски иноватори су изградили неколико десетина базних-3 машина пре више од 50 година. Али из неког разлога, систем бројања није се захватио у ширем рачунарском свету.
Поглед на математику
С обзиром на ограничен простор овде, само ћемо се дотакнути неколико математичких идеја да нам дају позадину. Да бисте детаљније разумели ову тему, погледајте одличан чланак „Треће базе“ Хаиеса у броју америчког научника за новембар / децембар 2001. године.
Сада погледајмо термине. Вероватно сте до сад већ сазнали (ако већ нисте знали) да реч „тернар“ има везе са бројем три. Опћенито, нешто што је тромјесечно састоји се од три дијела или одјељења. Тернарни облик у музици је облик песме која се састоји од три дела. У математици, тернарни значи кориштење три као базе. Неки више воле реч тринарски, можда зато што се римује са бинарним.
Јефф Цоннелли покрива још неколико појмова у свом раду из 2008. „Тернари Цомпутинг Тестбед 3-Трит Цомпутер Арцхитецтуре.“ „Трит“ је малоштетни еквивалент. Ако је мало бинарна цифра која може имати једну од две вредности, трит је тродневна цифра која може имати било коју од три вредности. Трит је једна основна-3 цифра. "Трите" би био 6 трита. Цоннелли (а можда и нико други) дефинише „триббле“ као пола трита (или једну базну 27 цифру), а једну базну 9 цифру назива „нит“. (За више о мерењу података погледајте Разумевање битова, бајтова и Њихови вишеструки.)
Без грешака, без стреса - Ваш корак по корак водич за креирање софтвера за промену живота без да вам уништи живот
Не можете побољшати своје вештине програмирања када никога није брига за квалитет софтвера.
То све може постати мало неодољиво за математичке лаике (као што сам ја), па ћемо само погледати други концепт који ће нам помоћи да схватимо бројке. Тернарно рачунање се бави три дискретна стања, али саме тернарне цифре могу се дефинисати на различите начине, према Цоннелли:
- Неуравнотежено Тринарство - {0, 1, 2}
- Фракционалан неуравнотежен Тринар - {0, 1/2, 1}
- Уравнотежени Тринар - {-1, 0, 1}
- Логика непознатог стања - {Ф,?, Т}
- Тринарно кодирани бинарни код - {Т, Ф, Т}
Тернари Цомпутерс ин Хистори
Овде нема много тога да покријемо, јер, како је Цоннелли рекао, „Тринарска технологија је релативно неистражен териториј у пољу рачунарске архитектуре.“ Иако постоји скривено благо универзитетског истраживања о овој теми, није баш много рачунара базне 3 направило у производњу. На суперконференцији Хацкадаи у 2016. години, Јессица Танк је говорила о тернарном рачунару на којем ради последњих неколико година. Да ли ће њени напори порасти из нејасности остаје да се види.
Али мало више ћемо пронаћи ако се осврнемо на Русију средином 20-ихтх век. Рачунар се звао СЕТУН, а инжењер Николај Петрович Брусентсов (1925–2014). Радећи са угледним совјетским математичарем Сергејем Лвовицхом Соболевом, Брусентсов је створио истраживачки тим на Московском државном универзитету и дизајнирао троструку рачунарску архитектуру која би резултирала изградњом 50 машина. Како истраживач Еарл Т. Цампбелл наводи на својој веб страници, СЕТУН "је увек био универзитетски пројекат, који није совјетска влада у потпуности подржала, а руководство фабрике је сумњиво гледало."
Случај за Тернари
СЕТУН је користио уравнотежену тернарну логику, {-1, 0, 1} као што је горе наведено. То је заједнички приступ тернарима, а он је пронађен и у раду Јеффа Цоннеллија и Јессице Танк. „Можда је најлепши систем бројева од свих уравнотежени тернарни запис“, пише Доналд Кнутх у одломку из своје књиге „Уметност рачунарског програмирања“.
Бриан Хаиес је такође велики обожаватељ тернара. „Овде желим да понудим три навијача за базу 3, тернарни систем. ... Они су Голдилоцкс избор међу бројевним системима: Када је база 2 премала, а база 10 превелика, база 3 је сасвим тачна. "
Један од Хаиесових аргумената за врлине басе-3 је да је најближи систем бројања бази-е, „бази природних логаритама, са нумеричком вредношћу од око 2.718.“ Са математичким вештинама, есејиста Хаиес објашњава како би басе-е (ако је практичан) био најекономичнији систем бројања. У природи је свеприсутна. И јасно се сећам ових речи господина Робертсона, мог средњошколског наставника хемије: "Бог рачуна са е."
Већа ефикасност тернарне у односу на бинарну може се илустровати употребом рачунара СЕТУН. Хаиес пише: „Сетун је радио на бројевима сачињеним од 18 тринаредних цифара или трита, дајући машини нумерички распон од 387,420,489. Бинарном рачунару би требало 29 бита да би се достигао овај капацитет…. “
Па зашто не Тернар?
Сада се враћамо на првобитно питање чланка. Ако је тернарно рачунање толико ефикасније, зашто их сви не користимо? Један одговор је да се ствари једноставно нису тако одвијале. Толико смо дошли у бинарном дигиталном рачунару да би било прилично тешко вратити се назад.Баш као што робот Бендер нема појма како рачунати преко нуле и један, тако и данашњи рачунари раде на логичком систему који је другачији од било којег потенцијалног тернарног рачунара. Наравно, Бендера би се некако могло натерати да разуме тернарну - али то би вероватно било више као симулација него редизајн.
А СЕТУН ни сам није схватио већу ефикасност тернарка, каже Хаиес. Каже да је, с обзиром на то да је сваки трити био смештен у пару магнетних језгара, „тројна предност потрошена.“ Чини се да је примена једнако важна као и теорија.
Овдје се чини прикладним цитатом Хаиеса:
Зашто се база 3 није успјела захватити? Једноставна претпоставка је да поуздани уређаји са три државе једноставно нису постојали или су били претешки за развој. И кад се једном постави бинарна технологија, огромно улагање у методе израде бинарних чипова надвладало би сваку малу теоријску предност других база.
Систем нумерирања будућности
Разговарали смо о битовима и тритовима, али да ли сте чули за кубит? То је предложена мерна јединица за квантно рачунање. Математика овде постаје мало замагљена. Квантни бит, или кубит, најмања је јединица квантне информације. Кубит може постојати у више стања одједном. Иако може представљати више од две бинарне државе, то није исто што и тернарно. (Да бисте сазнали више о квантном рачунању, погледајте зашто би Квантно рачунање могло бити следеће скретање на аутопуту великих података.)
А мислили сте да су бинарни и тернарни тешки! Квантна физика није интуитивно очигледна. Аустријски физичар Ервин Сцхродингер понудио је мисаони експеримент, гласовито познат као Сцхродингерова мачка. Од вас се тражи да претпоставите на тренутак да је мачка истовремено и жива и мртва.
Овде неки излазе из аутобуса. Смешно је сугерисати да би мачка могла бити и жива и мртва, али то је суштина квантне суперпозиције. Суштина квантне механике је да објекти имају карактеристике таласа и честица. Компјутерски научници раде на искориштавању ових својстава.
Суперпозиција кубика отвара нови свет могућности. Очекује се да ће квантни рачунари бити експоненцијално бржи од бинарних или тернарних рачунара. Паралелизам више кубит стања могао би квантни рачунар чинити милион пута бржим од данашњег рачунара.
Закључак
Све до дана када револуција квантног рачунања све промени, статус квота бинарног рачунања остаће. На питање Јессице Танк какви би се случајеви употребе могли појавити за рачунарско рачунање, публика је застењала слушајући референцу на „интернет ствари“. И то је можда суштина ствари. Осим ако се рачунарска заједница не сложи с веома добрим разлогом да узнемири колица за јабуке и не затражи од својих рачунара да рачунају у троје уместо у двојку, роботи попут Бендера и даље ће размишљати и сањати у бинарном облику. У међувремену, доба квантног рачунања је тек иза хоризонта.