Computadora ternaria

Una computadora ternaria  es una computadora construida sobre elementos y nodos lógicos binarios y ternarios [1] , que opera en un sistema numérico binario y ternario de acuerdo con las leyes de la lógica binaria y ternaria utilizando algoritmos binarios y ternarios .

Historia

• 1203  , Fibonacci ( Leonardo de Pisa ) ( Pisa , Italia ) formuló " problemas sobre pesas " ("Problema de Bashe- Mendeleev " [2] ) y demostró que con el permiso de poner pesas en un solo plato de balanza, el más económico es el Sistema numérico binario [3] , y con permiso para poner pesos en ambas escalas, el más económico es el sistema numérico simétrico ternario [4] [5] y lo publicó en el Libro del ábaco ( Liber abaci ).
• 1840 Thomas Fowler [  ( Gran Torrington, Devon , Inglaterra , Reino Unido ) construyó una computadora mecánica ternaria ( un multiplicador con un registro de resultados de 55 trit ), una de las primeras computadoras mecánicas [6] [7] .
• 1947  , en el trabajo [8] , realizado bajo la dirección de John von Neumann ( EE.UU. ), se menciona, pero no se discute, el sistema numérico ternario.
• 1958  , N. P. Brusentsov construyó en la Universidad Estatal de Moscú la primera computadora ternaria electrónica experimental (computadora) " Setun " [9] en celdas de amplificadores de CA magnéticos de diodo de ferrita [10] , operando en un código ternario de dos bits, el cuarto estado de No se usaron dos bits. Se utilizó un sistema de un solo cable [11] para la transmisión de datos . En Estados Unidos en ese momento también se consideraron las ventajas y desventajas de una computadora ternaria, y luego de los estudios teóricos realizados, no se comenzó a construir una computadora ternaria.
• 1959  , bajo la dirección de N. P. Brusentsov (Centro de Computación de la Universidad Estatal de Moscú), se desarrolló la primera computadora ternaria en serie "Setun". De 1962 a 1964, la Planta de Máquinas Matemáticas de Kazan produjo 46 computadoras Setun [12] .
• 1970  , N. P. Brusentsov construyó la segunda computadora ternaria electrónica (computadora) " Setun-70 " en la Universidad Estatal de Moscú , cuyo principal programador de sistemas fue Ramil Alvarez Jose .
• 1973  , G. Frieder, A. Fong y CY Chao ( SUNY , Buffalo , EE . UU .), crearon Ternac  , un emulador ternario experimental con aritmética sobre enteros de 24 trit y números reales de 48 trit en una computadora binaria Burroughs B1700 .

• 2008 (14 de marzo - 24 de  mayo  ), Jeff Connelly , Chirag Patel y Antonio Chavez con el apoyo del profesor Phillip Nico ( Universidad Estatal Politécnica de California de San Luis Obispo , San Luis Obispo , California , EE . UU .) construyeron un sistema informático digital triple triple TCA2, versión v2.0 [14] , en un sistema de elementos lógicos ternarios de tres niveles (3 niveles LevelCodedTernary, 3L LCT, "un solo cable") en 1484 transistores integrados.   

Ventajas de las computadoras ternarias (computadoras)

Las computadoras ternarias (computadoras) tienen una serie de ventajas sobre las computadoras binarias (computadoras).

Cuando se suman trits en semisumadores ternarios y sumadores ternarios, el número de sumas es una vez menor que cuando se suman bits en semisumadores binarios y sumadores binarios y, por lo tanto, la velocidad durante la suma es 1.58 .. veces (58% ) más.

Cuando se utiliza un sistema numérico ternario simétrico, tanto la suma como la resta se realizan en los mismos medios sumadores y medios restadores de dos argumentos (dos operandos) o sumadores y restadores completos de tres argumentos (tres operandos) sin convertir números negativos en códigos adicionales , es decir, un poco más rápido que en los medios sumadores binarios y los sumadores completos binarios, en los que la suma se usa para restar con dos conversiones de números negativos, primero al primer complemento , y luego al segundo complemento , es decir, dos operaciones adicionales (“inversión” y “+1”) por cada término negativo.

La suma está fuertemente inhibida por las transferencias, que ocurren en 4 casos de 8 (en el 50% de los casos) en un sumador binario , en 9 casos de 18 (en el 50% de los casos) en un sumador asimétrico ternario, y en 8 casos de 27 en un sumador simétrico ternario

El sistema de transmisión y codificación física ternaria 3B BCT de 3 bits tiene un rendimiento un 15,3 % más rápido que el sistema de transmisión y codificación binaria convencional [15] , lo que aumenta aún más el rendimiento.

El sistema de codificación de datos ternario 3B BCT físico ternario de 3 bits es redundante (solo se usan 3 de 8 códigos), lo que permite la detección de errores y mejora la confiabilidad del producto.

En resumen, aproximadamente 2 veces el aumento de rendimiento en productos duraderos puede recuperar aproximadamente 1,5 veces el costo de hardware único. En algunos productos desechables, el aumento del rendimiento y la fiabilidad pueden compensar el aumento de los costes de hardware.

Además, en lugar de 4 funciones lógicas unarias, 16 binarias y 256 binarias trinarias , en las computadoras ternarias aparecen 27 funciones lógicas unarias, 19 683 binarias y 7 625 597 484 987 trinarias (tres operandos) , que son mucho más poderosas que las binarias. Un aumento en el “poder lógico” por un número desconocido de veces, quizás 19,683/16 = 1,230 veces, o quizás 7,625,597,484,987/256 = 29,787,490,175 veces (no existe una metodología para comparar “poderes lógicos”), pero mucho, puede aumentar el “ poder lógico” incluso de sistemas físicos lentos para la codificación y transmisión de datos, incluido uno de tres niveles (3-Level LevelCodedTernary (3L LCT), “single-wire”).

Al igual que en las computadoras binarias, la división por 2 se realiza para números enteros mediante la operación de desplazar el código 1 bit hacia la derecha, y para números en forma de mantisa y exponente (coma flotante) restando 1 del exponente, en computadores ternarios para números enteros mediante la operación de desplazar el código 1 bit hacia la derecha, y para números en forma de mantisa y exponente (coma flotante), restando del exponente 1 se divide por 3. Debido a esta propiedad, ternario Los algoritmos, y algunos algoritmos ternarios funcionan más rápido que los algoritmos binarios, funcionan en computadoras ternarias más rápido que en computadoras binarias, lo que aumenta ligeramente la velocidad de resolución de algunos problemas, especialmente aquellos con ternario, en computadoras ternarias.

En el sistema ternario, el signo de número puede tener los tres significados: "-", "0" y "+", es decir, se usa mejor la esencia ternaria del signo de número. Esto se puede hacer en el sistema binario, pero en el sistema binario se requieren dos dígitos binarios (bits) por signo del número.[ claro ] , y en el sistema ternario solo hay un dígito ternario (trit).

Puede ser que, al principio, los paquetes de aplicaciones que utilizan una lógica ternaria más poderosa que la lógica binaria, especialmente en tareas que tienen una naturaleza ternaria (procesamiento de imágenes RGB, problemas tridimensionales (volumétricos) x, y, z, etc.) reducir el tiempo de resolución de muchos problemas ternarios en computadoras binarias convencionales (emulación binaria de computadoras ternarias y lógica ternaria en computadoras binarias).

El número logarítmico natural específico de códigos (números) (densidad de registro de información) se describe mediante la ecuación , donde  es la base del sistema numérico [16] . De la ecuación se deduce que la mayor densidad de grabación[ término desconocido ] la información tiene un sistema numérico con una base igual a la base de los logaritmos naturales , es decir, igual al número de Euler e \u003d 2.71 ... Este problema se resolvió en la época de Napier al elegir la base para tablas logarítmicas .

A la hora de almacenar números, el sistema ternario es más económico en cuanto al número de caracteres utilizados que el binario y el decimal. También la lógica ternaria es compatible con la binaria . Sin embargo, en el caso de una computadora basada en lógica ternaria que sería completamente similar a las binarias existentes (y tendría las ventajas adicionales de una mayor intensidad de procesamiento de información y desarrollo en el campo de asegurar la sincronización de procesos), entonces tal computadora sería tienen que ser compatibles con los binarios para intercambiar información con ellos. [17]

Elementos de computadoras ternarias (computadoras)

Se conocen elementos ternarios de los siguientes tipos:

Impulso

• Elementos ternarios de ferritodiodo de N. P. Brusentsov , similares a los elementos binarios LEM-1 de L. I. Gutenmakher ( amplificadores magnéticos )

[18] [19]

Potencial