Почему бинарные и не тернарные вычисления?

Не является ли объект из трех состояний мгновенно способен хранить больше информации и обрабатывать большие значения? Я знаю, что в настоящее время процессоры используют массивные блоки XOR-ворот, и их нужно будет переделать.

Так как мы находимся на 64 бит (мы можем представить 2 ^ 63 возможных состояний), вычисляя эквивалентное ternary, может поддерживать число с 30 больше десятков мест log (3 ^ 63-2 ^ 63).

Я полагаю, что так же легко обнаружить разность потенциалов между +1 и 0, поскольку она находится между -1 и 0.

Будет ли какая-то сложность аппаратного обеспечения, энергопотребления или плотности микросхем компенсировать любые преимущества в области хранения и вычислительной мощности?

Ответ 1

Гораздо сложнее собрать компоненты, которые используют более двух состояний/уровней/независимо. Например, транзисторы, используемые в логике, либо замкнуты, либо вообще не работают, либо широко открыты. Наличие их полуоткрытых требует гораздо большей точности и использования дополнительной мощности. Тем не менее, иногда большее количество состояний используется для упаковки большего количества данных, но редко (например, современная флэш-память NAND, модуляция в модемах).
Если вы используете более двух состояний, вам необходимо быть совместимым с двоичным кодом, потому что его использует весь остальной мир. Три из-за того, что преобразование в двоичный файл потребует дорогостоящего умножения или деления с остатком. Вместо этого вы переходите непосредственно к четырем или более высоким степеням из двух.

Это практические причины, почему это не сделано, но математически вполне возможно построить компьютер по тройной логике.

Ответ 2

Здесь много дезинформации. Binary имеет простой переключатель включения/выключения. Trinary/Ternary может использовать один из двух режимов: сбалансированный aka -1, 0, +1 или неуравновешенный 0, 1, 2, но не просто включен или выключен, или, вернее, имеет 2 состояния "on".

С расширением волоконной оптики и экспансивной аппаратуры тройной фактически приведет нас к гораздо более экспансивному и более быстрому состоянию за гораздо меньшую стоимость. Современное кодирование все еще можно использовать (так же, как 32-битное программное обеспечение все еще может быть использовано на 64-битном оборудовании) в сочетании с более новыми тернарными кодами, по крайней мере на начальном этапе. Просто нужно раннее оборудование, чтобы проверить, какая часть информации проходит, или программное обеспечение, чтобы объявить раньше времени, если это бит или трит. Код может быть отправлен по 3 штуки за раз, вместо современных 2 для той же или меньшей мощности.

Благодаря волоконно-оптическому оборудованию вместо современного двоичного процесса включения/выключения он будет определяться 0 = выключенным, а остальные 2 переключаются как ортогональные поляризации света. Что касается безопасности, на самом деле это может быть сделано гораздо более безопасным для отдельного пользователя, поскольку каждый ПК или даже пользователь настроен на специфические "спецификации" поляризации, которые должны быть отправлены/получены только между пользователем и получателем. То же самое касается "ворот" с другим оборудованием. Им не нужно быть больше, просто выберите вариант для 3-х вариантов вместо 2.

Были даже некоторые теории и даже, возможно, начались некоторые тесты на эффект Джозефсона, которые позволяли бы использовать тройные ячейки памяти, используя циркулирующие сверхпроводящие токи, либо по часовой стрелке, и против часовой стрелки, либо вне.

При сравнении напрямую, Ternary - это целочисленная база с наибольшей экономикой счисления, за которой следуют двоичные и четвертичные. Даже в некоторых современных системах используется тройная логика, например SQL, которая реализует тройную логику как средство обработки содержимого поля NULL. SQL использует NULL для представления отсутствующих данных в базе данных. Если поле не содержит определенного значения, SQL предполагает, что это означает, что существует фактическое значение, но это значение в настоящее время не записывается в базу данных. Обратите внимание, что отсутствующее значение не совпадает с числовым значением нуля или строковым значением нулевой длины. Сравнение чего-либо с NULL - даже другим NULL - приводит к неопределенному состоянию UNKNOWN. Например, выражение SQL "City = 'Paris" разрешает FALSE для записи с "Чикаго" в поле "Город", но разрешает НЕИЗВЕСТИТЬ запись с полем NULL City. Другими словами, для SQL поле undefined представляет потенциально любое возможное значение: отсутствующий город может или не может представлять Париж. Вот где триниальная логика используется с современными бинарными системами, хотя и грубая.

Ответ 3

Конечно, мы могли бы хранить больше данных на бит, точно так же, как наша система с десятичным числом может хранить гораздо больше данных в одной цифре.

Но это также увеличивает сложность. Во многих случаях двоичный код очень хорошо себя ведет, делая его замечательно простым для манипулирования. Логика для двоичного сумматора намного проще, чем одна для тройных чисел (или, если на то пошло, десятичных).

Вы не могли бы волшебным образом хранить или обрабатывать больше информации. Аппаратное обеспечение должно быть настолько большим и сложным, что это более чем компенсирует большую емкость.

Ответ 4

Вы должны прочитать статьи о русском тернарном компьютере:

Ответ 5

Многие из них связаны с тем, что в конечном счете биты представляются в виде электрических импульсов, и проще создавать аппаратные средства, которые просто различают "заряженные" и "бесплатные", а также легко обнаруживают переходы между состояниями. Система, использующая три состояния, должна быть более точной в дифференциации между "заряженными", "частично заряженными" и "без взимания платы". Кроме того, "заряженное" состояние не является постоянным в электронике: энергия начинает "истекать кровью" в конце концов, поэтому "заряженное" состояние изменяется в реальном "уровне" энергии. В системе с тремя состояниями это также необходимо учитывать.

Ответ 6

Ну, во-первых, нет меньшей единицы информации, чем бит. работа на битах - это самый простой и фундаментальный способ обработки информации.

Возможно, более сильная причина состоит в том, что гораздо проще сделать электрические компоненты, у которых есть два стабильных состояния, а не три.

Кроме того: ваша математика немного выключена. есть приблизительно 101.4 двоичных цифр в 64-значном трехмерном числе. Объяснение: наибольшее число цифр из 64 цифр составляет 3433683820292512484657849089280 (3 ^ 64-1). для представления этого в двоичном коде требуется 102 бита: 101011010101101101010010101111100011110111100100110010001001111000110001111001011111101011110100000000

Это легко понять, log2 (3 ^ 64) составляет около 101.4376

Ответ 7

Тройной эквивалент "бит" просто вызвал слишком много возмущений!

Ответ 8

Существуют также теории, которые предполагают, что волоконная оптика может использовать световые частоты (то есть цвет) для дифференциации состояний, тем самым позволяя получить почти бесконечное (в зависимости от разрешения единицы обнаружения) количество базовых возможностей.

Логические ворота определенно занижены для любой базы, но позволяют использовать триад для примера:

Для трехмерного XOR-затвора он может быть исключительным для одного (или любого) из трех состояний, которые он сравнивает ИЛИ одного из трех других состояний. Он также может связывать два из трех состояний для двоичного вывода. Возможности увеличиваются буквально экспоненциально. Конечно, для этого потребуется более сложное аппаратное и программное обеспечение, но сложность должна уменьшить размер и, что более важно, мощность (читать тепло). Существует даже разговор об использовании trinary в нанокомпьютерной системе, где имеется микроскопический "удар", "дырка" или "неизменный" для представления трех состояний.

В настоящее время мы являемся проблемой типа QWERTY. Qwerty был разработан, чтобы быть неэффективным из-за проблемы с машиной ввода, которая больше не существует, но каждый, кто сегодня использует клавиатуру, научился использовать систему qwerty, и никто не хочет ее менять. Трининные и более высокие базы когда-нибудь преодолеют эту проблему, когда мы достигнем физических ограничений двоичных вычислений. Может быть, не в течение еще двадцати лет, но мы все знаем, что мы не можем продолжать удваивать наши возможности каждый полтора года навсегда.

Ответ 9

Ответ на болтовню правильный и исправляет некоторые из искажений, предлагаемых здесь. Те, кто ответил о дробных положительных значениях, полностью упустили концепцию тройной системы, которая основана на 0, +1 и -1. Когда в 1950-х годах впервые были построены русские, конкуренция между СССР и США была интенсивной. Я подозреваю, что политика между ними имела много общего с бинарной возможной популярностью в США над тройским СССР.

Из того, что я прочитал, есть несколько троичных компьютеров. В Москве есть некоторые из них в своем университете, и у IBM есть свои лаборатории. Есть ссылки на других, но я не мог различить, насколько они серьезны, или если они предназначены только для экспериментов или игр. По-видимому, они гораздо дешевле строить, и они используют гораздо меньше энергии для работы.

Ответ 10

Еще одно серьезное препятствие заключается в том, что существует гораздо большее количество логических операций, которые необходимо будет определить. Число операторов найдено по формуле b ^ (b ^ i), где b - база, а я - количество входов. Для двух входных двоичных систем это работает до 16 возможных операторов. Не все это обычно реализуется в воротах, а некоторые ворота охватывают более одного условия, однако все они могут быть реализованы с тремя или менее стандартными воротами. Для двух входной тройной системы это число намного выше в 1968 году. Хотя некоторые из этих ворот были бы похожи друг на друга, в конечном итоге возможность проектирования базовых схем вручную была бы почти невозможна. Хотя даже студент-первокурсник способен проектировать в своей голове базовые двоичные схемы.

Ответ 11

Я считаю, что это по двум причинам (пожалуйста, исправьте меня, если я ошибаюсь): во-первых, потому что значение 0 и 1 на самом деле не является текущим/текущим или чем-то похожим. Шум довольно высок, и электронные компоненты должны быть способны отличить, что значение, колеблющееся, например, от 0.0 до 0.4, равно нулю, а от 0,7 до 1,2 - одно. Если вы добавляете больше уровней, вы в основном делаете это различие более сложным.

Во-вторых: вся логическая логика сразу перестала бы иметь смысл. И поскольку вы можете реализовать сумму из булевых ворот, а также из суммы, любой другой математической операции, лучше иметь что-то, что хорошо отображает в практическом использовании для математики. Какова была бы логическая таблица истинности для произвольной пары между false/maybe/true?

Ответ 12

Многое должно быть, я уверен, с проверкой ошибок цифровых сигналов. Например, в квантовых вычислениях эта задача почти невозможна, но не невозможна, для достижения принципа non-cloning, но также из-за того, что существует повышенное количество состояний. Для двух состояний процесс проверки ошибок не является тривиальным, но он относительно прост. Для трех состояний проверка ошибок становится более сложной. Именно поэтому исключены аналоговые компьютеры с почти бесконечным количеством состояний.

Если вы заинтересованы в Quantum Computing, хотя смотрите на упаковку сферы и проверку квантовой ошибки, некоторые довольно аккуратные вещи там.

Ответ 13

Я думаю, что троянец будет более эффективным. Он никогда не становился популярным. Бинарные вышли на сцену, и теперь переход на тройной будет изменением всего, что мы знаем.

Ответ 14

Чтобы иметь схему во всех, кроме двоичных, вы должны определить, как будут представлены другие состояния. Вы предложили систему с -1, 0 и +1, но транзисторы не работают таким образом, им нравится иметь свое напряжение или ток только в одном направлении. Чтобы сделать бит из 3 состояний, потребуется 2 транзистора, но вы можете сделать 2 бинарных бита из одного и того же транзистора и иметь 4 состояния вместо 3. Бинарный диск является более практичным на низком уровне.

Если вы попытались установить пороговые значения в цепи и вместо этого используете 0, +1, +2, вы столкнетесь с другим набором проблем. Я не знаю достаточно, чтобы вдаваться в детали, но для логических схем это просто больше проблем, чем это стоит, особенно когда индустрия полностью посвящена бинарному уже.

Существует одна область, где несколько уровней используются для получения более двух состояний на бит: MLC флэш-памяти. Даже там количество уровней будет иметь мощность 2, так что выход может быть легко преобразован в двоичный код для использования остальной системой.

Ответ 15

Конечно, но тернарный бит (tet?) будет более сложным, вы все равно будете хранить то же количество информации, только в base3 вместо base2, а мощность, если компоненты двух состояний - это простота, Почему бы не просто пойти и сделать 10-state base10

Двоичные вычисления связаны с двоичными И, ИЛИ и НЕ затворами, их огромной простотой и способностью объединяться в произвольно сложные структуры. Они являются краеугольным камнем буквально всей обработки вашего компьютера.

Если бы был серьезный случай переключения на тройной или десятичный, то они бы. Это не случай, "они пробовали это так и просто застряли"

Ответ 16

Если мы используем 3 состояния, то основная проблема, возникающая из-за этого,

Если мы используем униполярный сигнал, тогда маржа шума уменьшится, что приведет к увеличению частоты ошибок в битах.
Для униполярного сигнала, чтобы поддерживать постоянный уровень шума, мы должны увеличить мощность, и, следовательно, потребление энергии будет увеличиваться.
Если мы используем биполярный сигнал, тогда общее колебание сигнала будет увеличиваться, увеличивая потери.
Дополнительный слой в многослойной печатной плате должен быть добавлен для учета отрицательного колебания в биполярных сигналах.

Надеюсь, я убедительна

Ответ 17

Я думаю, что это больше связано с программируемостью, условными утверждениями и эффективностью использования и функциональностью транзисторов, чем с чем-либо еще. Было бы очевидно, что вложенный IF является истинным, если есть ток через схему, но как программа знает, что делать, если решение может быть достигнуто тысячами разных маршрутов? Это интересно в отношении ИИ, где память и обучение гораздо важнее, чем грубая вычислительная мощность.