תוֹכֶן
- מבט על המתמטיקה
- אין באגים, אין מתח - המדריך השלב אחר צעד שלך ליצירת תוכנה לשינוי חיים מבלי להרוס את חייך
- מחשבים טרנריים בהיסטוריה
- המקרה לטרנרי
- אז למה לא טרנרי?
- מערכת המספור של העתיד
- סיכום
מקור: Linleo / Dreamstime.com
להסיר:
מחשוב טרנרי מסתמך על "טריקים" של שלוש מצבים ולא על ביטים דו-מצבים. למרות היתרונות של מערכת זו, היא משמשת לעיתים רחוקות.
לטגן: "בנדר, מה זה?"
בנדר: "אההה, איזה חלום נורא. אפסים ואפסים בכל מקום ... וחשבתי שראיתי שניים! "
פריי: "זה היה רק חלום, בנדר. אין דבר כזה שניים. "
כל מי שמכיר מחשוב דיגיטלי יודע על אפסים וכאלה - כולל דמויות בסרט המצויר "Futurama". אפסים הם אבני הבניין של השפה הבינארית. אבל לא כל המחשבים הם דיגיטליים, ושום דבר לא אומר שמחשבים דיגיטליים חייבים להיות בינאריים. מה אם היינו משתמשים במערכת בסיס 3 במקום בבסיס 2? האם מחשב יכול להעלות על הדעת ספרה שלישית?
כפי שציין המסאי במדעי המחשב, בריאן הייס, "אנשים סופרים עשרות ומכונות סופרים עשרים." כמה נשמות אמיצות העזו לשקול אלטרנטיבה טרנרית. לואי האוול הציע את שפת התכנות TriINTERCAL באמצעות מערכת המספור base-3 בשנת 1991. וחדשנים רוסים בנו כמה עשרות מכונות בסיס -3 לפני למעלה מחמישים שנה. אך משום מה, מערכת המספור לא תפסה את עולם המחשבים הרחב יותר.
מבט על המתמטיקה
בהתחשב במרחב המצומצם כאן, אנו ניגע בכמה רעיונות מתמטיים כדי לתת לנו קצת רקע. להבנה מעמיקה יותר של הנושא, עיין במאמר המצוין של הייז "הבסיס השלישי" בגיליון נובמבר / דצמבר 2001 של האמריקאי המדען.
עכשיו נראה את התנאים. סביר להניח שהרמתם עד עכשיו (אם עוד לא ידעתם) שהמילה “טרנרי” קשורה למספר שלוש. באופן כללי, דבר שהוא טרנסי מורכב משלושה חלקים או חלוקות. צורה טרנסית במוזיקה היא צורת שירים המורכבת משלושה קטעים. במתמטיקה פירושו שלילי הוא שימוש בשלושה כבסיס. יש אנשים שמעדיפים את המילה טרינרית, אולי מכיוון שהיא מתחרזת בבינארית.
ג'ף קונלי מכסה כמה מונחים נוספים במאמרו מ -2008 "ארכיטקטורת מחשבים לטרינריה למחשבים נבדקים 3-טריט." "טריט" הוא המקבילה הטרינארית לקצת. אם קצת הוא ספרה בינארית שיכולה להכיל אחד משני ערכים, הרי שזוהי היא ספרה טרנארית שיכולה להכיל אחד משלושה ערכים. נדוש הוא ספרה בסיסית 3. "טריטה" יהיה 6 טריקים. קונלי (ואולי אף אחד אחר) מגדיר "שבט" כחצי טריט (או ספרה בסיס 27) והוא מכנה ספרות אחת -9 ספרות "ניט." (למידע נוסף על מדידת נתונים, ראה הבנת ביטים, ביטים) והכפילים שלהם.)
אין באגים, אין מתח - המדריך השלב אחר צעד שלך ליצירת תוכנה לשינוי חיים מבלי להרוס את חייך
אתה לא יכול לשפר את כישורי התכנות שלך כאשר לאף אחד לא אכפת מאיכות התוכנה.
הכל יכול להיות קצת מכריע עבור הדיוטות המתמטיים (כמוני), אז נסתכל על מושג אחר שיעזור לנו להבין את המספרים. מחשוב טרנרי עוסק בשלושה מצבים נפרדים, אך ניתן להגדיר את הספרות הטרינריות עצמן בדרכים שונות, על פי קונלי:
- טרינרי לא מאוזן - {0, 1, 2}
- טרינרי לא מאוזן שברירי - {0, 1/2, 1}
- משולש מאוזן - {-1, 0, 1}
- היגיון לא ידוע של המדינה - {F,?, T}
- בינארי מקודד משולש - {T, F, T}
מחשבים טרנריים בהיסטוריה
אין כאן הרבה מה לכסות מכיוון שלדברי קונלי, "הטכנולוגיה הטרינרית היא טריטוריה יחסית לא נחקרת בתחום ארכיטקטורת המחשבים." אמנם יתכן שיש אוצר מוסתר של המחקר האוניברסיטאי בנושא, אך לא רבים ממחשבי בסיס -3 עשו זאת. לייצור. בוועידת העל של 2016 בהאקדאי, ג'סיקה טנק שיחה על המחשב הטרינרי שעליו היא עובדת בשנים האחרונות. עדיין נותר לראות האם המאמצים שלה יעלו מהטשטוש.
אבל נמצא קצת יותר אם נסתכל אחורה לרוסיה באמצע העשריםth מאה. המחשב נקרא SETUN, והמהנדס היה ניקולאי פטרוביץ 'ברוסנטסוב (1925–2014). ברוסנטסוב, בעבודה עם המתמטיקאי הסובייטי הבולט, סרגיי לבוביץ סובולב, הקים צוות מחקר באוניברסיטת מדינת מוסקבה ועיצב ארכיטקטורת מחשבים טרנרית שתביא לבניית 50 מכונות. כפי שמצהיר החוקר ארל ט. קמפבל באתר האינטרנט שלו, SETUN "היה תמיד פרויקט אוניברסיטאי, שלא אושר במלואו על ידי ממשלת ברית המועצות, ונראה בחשדנות על ידי הנהלת המפעל."
המקרה לטרנרי
SETUN השתמש בהגיון טרניארי מאוזן, {-1, 0, 1} כאמור לעיל. זו הגישה הרווחת לטרנסי, והיא מצויה גם בעבודתם של ג'ף קונלי וג'סיקה טנק. "אולי מערכת המספרים היפה מכולן היא התיאום הטרינארי המאוזן", כותב דונלד קנוט בקטע מתוך ספרו "אמנות תכנות המחשבים."
בריאן הייס הוא גם מעריץ גדול של טרנסי. "כאן אני רוצה להציע שלוש תרועות לבסיס 3, המערכת הטרינרית. ... הם הבחירה ב- Goldilocks בין מערכות המספור: כאשר בסיס 2 קטן מדי ובסיס 10 גדול מדי, בסיס 3 הוא בדיוק בסדר. "
אחת הטענות של הייז למעלות בסיס 3 היא שהיא מערכת המספור הקרובה ביותר לבסיס e, "בסיס הלוגריתמים הטבעיים, עם ערך מספרי של כ -2,718." עם יכולת מתמטית, מסביר המאמר הייז. כמה base-e (אם זה היה פרקטי) תהיה מערכת המספור החסכונית ביותר. זה מטבעו בכל מקום. ואני זוכר בבירור את המילים האלה ממר רוברטסון, המורה שלי לכימיה בתיכון: "אלוהים נחשב באמצעות דואר אלקטרוני."
ניתן להמחיש את היעילות הגדולה יותר של הטרינארי בהשוואה לבינארית על ידי שימוש במחשב SETUN. הייס כותב: "Setun פעל על מספרים המורכבים מ -18 ספרות טרנסיות, או תעלות, מה שהעניק למכונה טווח מספרי של 387,420,489. מחשב בינארי יצטרך 29 סיביות כדי להגיע ליכולת זו…. "
אז למה לא טרנרי?
כעת אנו חוזרים לשאלה המקורית של המאמר. אם המחשוב הטרינארי יעיל בהרבה, מדוע כולנו לא משתמשים בהם? תשובה אחת היא שדברים פשוט לא התרחשו ככה. הגענו כל כך רחוק בתחום המחשוב הדיגיטלי הבינארי, שיהיה די קשה לחזור אחורה.בדיוק כמו שלרובוט בנדר אין מושג איך לספור מעבר לאפס ואחד, המחשבים של ימינו פועלים במערכת לוגית השונה מזו שתשתמש בכל מחשב טרנסארי פוטנציאלי. כמובן שאפשר איכשהו לגרום לנדר להבין טרנסיון - אבל כנראה שזה יהיה יותר סימולציה מאשר עיצוב מחדש.
ו- SETUN עצמה לא הבינה את היעילות הגדולה יותר של טרנסיון, לדברי הייז. לדבריו, מכיוון שכל טריטון אוגר בזוג ליבות מגנטיות "היתקלו היתרון הטריוני." נראה כי היישום חשוב לא פחות מהתיאוריה.
נראה כי ציטוט מורחב של הייז מתאים כאן:
מדוע בסיס 3 לא הצליח להתמודד? ניחוש קל אחד הוא שמכשירים אמינים של שלוש מדינות פשוט לא היו קיימים או שהיו קשה מדי לפתח אותם. ברגע שהטכנולוגיה הבינארית התבססה, ההשקעה האדירה בשיטות לייצור שבבים בינאריים הייתה מציפה כל יתרון תיאורטי קטן של בסיסים אחרים.
מערכת המספור של העתיד
דיברנו על קטעים וטרטים, אבל האם שמעת על קטבולים? זו יחידת המדידה המוצעת למחשוב קוונטי. המתמטיקה קצת מטושטשת כאן. ביט קוונטי, או ריבוע, הוא היחידה הקטנה ביותר של מידע קוונטי. ריבוע יכול להתקיים במספר מצבים בבת אחת. כך שהוא יכול לייצג יותר משני מצבים של בינאריים, אך זה לא ממש כמו טרנסארי. (למידע נוסף על מחשוב קוונטי, ראה מדוע מחשוב קוונטי עשוי להיות התור הבא בכביש ביג דאטה.)
וחשבתם כי בינאריים וטרינריים הם קשים! פיזיקה קוונטית אינה ברורה באופן אינטואיטיבי. הפיזיקאי האוסטרי ארווין שרדינגר הציע ניסוי מחשבה, הידוע בכינויו החתול של שרדינגר. אתה מתבקש להניח לרגע תרחיש בו החתול חי ומת גם יחד.
זה המקום בו יש אנשים שיורדים מהאוטובוס. מגוחך להציע שחתול יכול להיות חי ומת גם יחד, אבל זו תמצית הסופרפוזיציה הקוונטית. עיקר מכניקת הקוונטים הוא שלעצמים יש מאפיינים של גלים וחלקיקים כאחד. מדעני מחשבים פועלים כדי לנצל נכסים אלה.
הסופרפוזיציה של קוויביטים פותחת עולם חדש של אפשרויות. מחשבים קוונטיים צפויים להיות מהירים יותר באופן אקספוננציאלי ממחשבים בינאריים או טרנריים. ההקבלה של מצבים מרובים של רבביט עלולה להפוך מחשב קוונטי מהיר פי מיליונים מהמחשב של היום.
סיכום
עד היום בו מהפכת המחשוב הקוונטי תשנה הכל, הסטטוס קוו של המחשוב הבינארי יישאר. כשנשאלה ג'סיקה טנק באילו מקרים שימוש עשויים להתעורר למחשוב השלילי, הקהל נאנח כששמע התייחסות ל"אינטרנט של הדברים ". וזה יכול להיות עיקר העניין. אלא אם כן קהילת המחשוב תסכים על סיבה טובה מאוד להרגיז את עגלת התפוחים ומבקשת מהמחשבים שלהם לספור בשלשות במקום שניים, רובוטים כמו בנדר ימשיכו לחשוב ולחלום בבינארית. בינתיים, עידן המחשוב הקוונטי הוא ממש מעבר לאופק.