Недвоичные системы в вычислительной технике
Автор Д.Б. Малашевич
(Московский государственный институт электронной техники)
Произведён краткий обзор наиболее перспективных альтернативных
не двоичных систем счисления, рассмотрены известные вычисли-
тельные системы на их основе. Рассмотрены пути реализации
троичной систем.
Троичная система
Троичная система счисления и троичная диалектическая логика
Брусенцова [4] с симметричным кодом (-1,0,+1) обладает рядом
ценных свойств наиболее интересными из которых являются [5]:
• Простота и гарантированная точность округления результатов
вычислений. Значение каждого разряда равно 1/3 следующего
более старшего, т.е. всегда менее половины его значения.
Следовательно округление сводится к простому отбрасыванию
лишних младших разрядов.
• Естественность представления знака числа. Нет необходимости
в введении дополнительного кода и хлопотах с ним в процессе
обработки информации, как это имеет место в двоичной системе.
• Более высокая информационная емкость троичного кода, по
сравнению с двоичным, уменьшает количество межразрядных
переносов при соответствующих операциях.
• Для двоичных ЭВМ все данные одинаково ценны, они не могут
игнорировать несущественную информацию или сделать
выбор из равных условий. Как известно двоичный Буриданов
осел умер от голода между двумя стогами сена. А троичный
Брусенцовов осел прекрасно себя там чувствует.
• Троичная логика, где есть «да», «нет» и «может быть» более
естественна и понятна для человека в отличие от двоичной,
исключающей вероятностный ход событий. Да и нейрон
человеческого мозга, оказывается, тоже троичный
(
http://www.sci-tech-today.com/story.xhtml?story id=30..).
Однопроводные троичные элементы
На данный момент проработана схемотехника нескольких
троичных элементов на SPICE-моделях транзисторов технологии
АТ-12 ОАО «Ангстрем», пример такого элемента, реализующего
функцию троичного инвертора, приведен на рис. 1. Исследования
показали принципиальную возможность построения таких
элементов с точки зрения схемотехники и полупроводниковых
технологий, но и вскрыли ряд неразрешимых пока проблем.
...
Двухпроводные троичные элементы
Таким способом может быть двухпроводная реализация троичных
элементов. Она обеспечивает возможность построения троичной
ЭВМ на основе существующих промышленных полупроводниковых технологий и САПР без каких-либо доработок. На основе двухпроводного варианта возможно создание элементов, устройств и систем, полностью реализующих троичную арифметику и троичную диалектическую логику Брусенцова. Посуществу по этому варианту была построена и первая троичная ЭВМ «Сетунь».
Такой вывод в какой-то мере подтверждается проведенными
исследованиями. В частности проведена схемотехническая
разработка элемента, реализующего сугубо троичную функцию
«отношения следования», результаты которой приведены на рис. 2.
Разработка проведена в SPICE-моделях транзисторов базового
матричного кристалла (БМК) ОАО «Ангстрем» 1592ХМ1 (100 тыс.
вентилей). Предполагается дополнить библиотеку стандартных
элементов этого БМК троичными элементами, с тем, чтобы
проводить разработку ЭВМ на его основе.
Таким образом, имеются все необходимые предпосылки для создания элементной базы троичной ЭВМ, работа над проектом которой
в настоящее время начата Н.П. Брусенцовым в МГУ им. М.В. Ломоносова с участием ОАО «Ангстрем» и Санкт-петербургского государственного политехнического университета.