ТРОИЧНАЯ ЭВМ Информатика 1 Введение 2 Троичная

ТРОИЧНАЯ ЭВМ: Информатика 1

Введение 2. Троичная логика 3. Троичные вычислительные машины: 1. 4. Личности: Н. П. Брусенцов С. Л. Соболев Перспективы развития троичных технологий 6. Заключение 7. Рекомендация 8. Список литературы 5. 2 троичная машина Томаса Фоулера Немного истории ЭВМ «Сетунь» Сравнительные характеристики ЭВМ «Сетунь-70» Судьба троичных ЭВМ серии «Сетунь»

Современный мир сейчас уже невозможно представить без компьютерной техники. Всем известно, что информация, с которой работает компьютер, представляется в двоичном коде в виде единиц и нулей – графика, музыка, тексты, алгоритмы программ. Все просто и понятно: «включено» – «выключено» , «есть сигнал» – «нет сигнала» , либо «истина» , либо «ложь» – двоичная логика. А между тем еще в 1950 -х годах в Советском Союзе наладили производство необычных вычислительных машин, оперировавших не двоичной, а троичной логикой. По какому бы пути развития пошел бы технический прогресс, если бы «трайты» одержали победу над «байтами» . Сложно сказать… 3

ТРОИЧНАЯ (ТРЁХЗНАЧНАЯ) ЛОГИКА Трехзначная логика отличается от двухзначной тем, что кроме значений «истина» и «ложь» существует третье, которое понимается как «не определено» , «нейтрально» или «может быть» . При этом сохраняется совместимость с двухзначной логикой – логические операции с «известными» значениями дают те же результаты. Леонардо Фибоначчи Логике, оперирующей тремя значениями соответствует троичная симметричная система счисления. К этой системе впервые обратился итальянский математик Фибоначчи для решения своей «задачи о гирях» . Большой вклад в развитие теории троичной логики внес Льюис Кэрролл, известный английский математик, писатель и фотограф. Основателем трёхзначной логики является Ян Лукасевич, 4 польский математик. Льюис Кэрролл

ТРОИЧНАЯ МАШИНА ТОМАСА ФОУЛЕРА 5 Первую вычислительную машину с троичной системой счисления построил английский изобретательсамоучка Томас Фоулер в 1840 году. Его машина была механической и полностью деревянной, длиной около 2 м. Томас Фоулер был банковским служащим. Чтобы облегчить и ускорить свою работу, он сделал таблицы для счета степенями двойки и тройки и опубликовал их в виде брошюры. Решив полностью автоматизировать расчеты по таблицам, он построил счетную машину. Машина Фоулера была проста, эффективна и использовала новаторский подход: вместо десятичной системы счисления оперировала «триадами» , то есть степенями тройки. К сожалению, замечательное изобретение так и осталось незамеченным.

НЕМНОГО ИСТОРИИ… В середине 1950 -х годов машины первого поколения по своим характеристикам стали достигать “насыщения”. Они не отвечали возрастающим потребностям в научных вычислениях и решении практических задач. Компьютер ЭНИАК, созданный в 1943 г. Лампа - основной элемент ЭВМ первого поколения 6 Ряд зарубежных фирм объявил о своих работах, связанных с созданием транзисторных компьютеров. Все разработки лежали в области двоичной системы счисления и двоичной логики

В отличии от всего остального мира Николай Петрович Брусенцов, под руководством С. Л. Соболева, решил построить машину основанную на троичной системе счисления и троичной логике. Это удалось сделать благодаря изобретённому Николаем Петровичем троичному ферритодиодному элементу. В 1958 году группа единомышленников, во главе с Н. П. Брусенцовым построила первую в мире троичную ЭВМ «Сетунь» . Она обладала рядом преимуществ по сравнению с ЭВМ того времени, основанных на двоичной системе счисления… 7

Характеристика ЭВМ «М-2» ЭВМ «Сетунь» Год создания 1953 г. под рук. М. А. Карцева 1958 г. под рук. Н. П. Брусенцова Используемая система счисления Двоичная Троичная Производительность 2000 оп/сек 4800 оп/сек Потребляемая мощность 29 к. Вт 2, 5 к. Вт Элементарная база Полупроводниковые диоды 1676 электровакуумных ламп 37 электровакуумных ламп, 300 транзисторов, 4500 полупроводн. диодов и 7000 ферритов Занимаемая площадь 22 м 2 25 м 2 Полезное время работы 60% 95% Стоимость Десятки миллионов рублей 27, 5 тыс. рублей 8

«СЕТУНЬ -70» Следующим этапом в создании ЭВМ на основе троичной системе счисления была «Сетунь-70» . Она имела следующие характеристики: производительность 6000 оп/мин. ; потребляемая мощность 1. 5 к. Вт; занимаемая площадь 15 м 2. Особенностью ЭВМ «Сетунь-70» являлось управление ходом программы осуществлялось в духе структурированного процедурного программирования, что позволило сократить трудоёмкость создания программ в 5 -7 раз. На основе опытного образца машины созданы диалоговая система структурированного программирования ДССП и автоматизированная система обучения «Наставник» , используемые в дальнейшем на серийных компьютерах. 9

СУДЬБА ТРОИЧНЫХ ЭВМ СЕРИИ «СЕТУНЬ» Несмотря на то что ЭВМ серии «Сетунь» и «Сетунь-70» хорошо себя зарекомендовали высокой производительностью, надёжностью, судьба их весьма печальна. Чиновники всячески препятствовали серийному производству ЭВМ, хотя потребность в них была очень высока. Коллектив лаборатории Н. П. Брусенцова Было выпущено всего 50 машин первой серии которые бесперебойно работали много лет без всякого сервисного обслуживания в разных климатических зонах. ЭВМ «Сетунь» , которая находилась в ВЦ МГУ в полностью исправном состоянии с полным пакетом программного обеспечения, была распилена и выброшена на свалку после 17 лет бесперебойной работы. А что касается «Сетунь-70» , то она была создана в единственном экземпляре. После создания «Сетунь-70» лабораторию закрыли и 10 дальнейшие разработки были прекращены.

Николай Петрович Брусенцов — главный конструктор троичной ЭВМ «Сетунь» , заслуженный научный сотрудник МГУ. Кандидат технических наук. Родился 7 февраля 1925 городе Каменское. Участник ВОВ. В 1947 году поступил на радиотехнический факультет Московского энергетического института (МЭИ). На последнем курсе МЭИ составил таблицы дифракции на эллиптическом цилиндре, которые сегодня известны как «таблицы Брусенцова» . В 1956— 1958 гг. с группой единомышленников создал в МГУ троичную ЭВМ «Сетунь» . Им опубликовано более 100 научных работ, имеет 11 авторских свидетельств на изобретения. В настоящее время Н. П. Брусенцов заведует лабораторией ЭВМ факультета вычислительной математики и кибернетики МГУ. 11

Академик Сергей Львович Соболев (1908 — 1989) – советский математик, один из крупнейших математиков XX века, внесший основополагающий вклад в современную науку, в своих фундаментальных исследованиях положивший начало ряду новых научных направлений в современной математике. В школе, где учился С. Л. Соболев, преподавали лучшие учителя Петербурга В университете профессора Н. М. Гюнтер и В. И. Смирнов, заметив любознательность и старание молодого студента, привлекли его к научной работе. Сергей Львович всячески поддерживал своих коллег по созданию троичной ЭВМ. Он организовал семинар, на котором лучшие умы университетской науки обсуждали теоретические и практические 12 вопросы, касающиеся создания вычислительной машины.

ПЕРСПЕКТИВЫ ТРОИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В последнее десятилетие возникла необходимость в поиске новых компьютерных технологий, и некоторые из этих технологий лежат в области троичности. Одно из направлений – разработки в области асинхронных процессоров. Компания Theseus Logic предлагает использовать «расширенную двоичную» (фактически – троичную) логику, где помимо обычных значений «истина» и «ложь» есть отдельный сигнал «NULL» , который используется для самосинхронизации процессов. В этом же направлении работают еще несколько исследовательских групп. 13

ПЕРСПЕКТИВЫ ТРОИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Другое направление - поиск альтернативных способов увеличения производительности процессоров. Каждые 18 месяцев по «закону Мура» число транзисторов в кристалле процессора увеличивается примерно вдвое: масштабы элементов и связей можно измерить в нанометрах, и очень скоро разработчики столкнутся с целым рядом технических сложностей. Переход от однородных кремниевых структур к гетеропереходным проводникам, состоящим из слоев различных сред и способным генерировать несколько уровней сигнала вместо привычных «есть» и «нет» , – это возможность повысить интенсивность обработки информации без увеличения количества элементов. При этом от двухзначной логики придется перейти к многозначным – трехзначной, четырехзначной и т. д. 14

ПЕРСПЕКТИВЫ ТРОИЧНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ Еще одно из возможных направлений развития вычислительной техники будущего – создание так называемых квантовых компьютеров. Группа исследователей из Австралии предполагает, что троичные данные будут не просто подспорьем, но практической необходимостью в перспективной области квантовых вычислительных систем. Но с пришествием квантовых компьютеров троичные вычисления получили новую жизнь. Расширение квантовых компьютеров неизбежно. Группа исследователей под руководством Б. П. Ланьона из Квинслендского университета предложила новую методику для ускоренного расширения квантовых компьютеров с использованием хорошо исследованной области троичных вычислений. 15

ЗАКЛЮЧЕНИЕ История и перспективы развития троичных ЭВМ – это увлекательная история развития человеческой мысли, борьбы идей и научных направлений… Недаром говорят, что всё новое – это хорошо забытое старое. Мне было интересно работать над данной темой, потому что я узнал много нового: о троичной логике и троичной системе счисления, о достижениях советской науки, о талантливых и замечательных людях. Также мне было интересно узнать о перспективах развития технологий, и было очень приятно, что ученые нашей страны первые осознали перспективность использования трехзначной логики. 16

Данная презентация может быть использована на уроках информатики в качестве дополнительного материала при изучении тем «История развития компьютерной техники» , «Логика» , «Системы счисления» . В ней содержится обзорный материал по истории и перспективам развития троичных ЭВМ. Работа выполнена учеником 9 класса Прашко Максимом. Следует отметить большую самостоятельность в подборе и систематизации материала, составлении таблицы сравнительных характеристик ЭВМ М-2 и ЭВМ «Сетунь» . 17

1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. 10. 11. 12. 13. 14. 18 http: //www. computer-museum. ru/static/histussr/setun_b. htm http: //lib. ru/MEMUARY/MALINOWSKIJ/8. htm http: //it. alchevsk. net/index. php? newsid=482 http: //chinapads. ru/c/s/troichnyiy_kompyuter_-_uzlyi_troichnyih_evm http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 1%E 5%F 2%F 3%ED%FC_(%EA%EE%EC%EF%FC%FE%F 2%E 5 %F 0) http: //yandex. ru/yandsearch? text=%D 0%A 4%D 0%BE%D 1%82%D 0%BE%D 0%B 3%D 1%80%D 0 %B 0%D 1%84%D 0%B 8+%D 1%8 D%D 0%B 2%D 0%BC+%D 0%A 1%D 0%B 5%D 1%82%D 1%83%D 0%BD%D 1%8 C&lr=65 http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 2%F 0%EE%E 8%F 7%ED%FB%E 9_%EA%EE%EC%EF%FC%FE %F 2%E 5%F 0 http: //ru. wikipedia. org/wiki/%C 4%E 2%EE%E 8%F 7%ED%EE%E 4%E 5%F 1%FF%F 2%E 8%F 7%ED%FB%E 9_%EA%EE%E 4 http: //chernykh. net/content/view/236/252/ http: //www. membrana. ru/particle/1566 http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%A 4%D 0%B 0%D 0%B 9%D 0%BB: Fibonacci 2. jpg http: //ru. wikipedia. org/wiki/%D 0%A 4%D 0%B 0%D 0%B 9%D 0%BB: Lewis. Carroll. Self Photo. jpg http: //nano-info. ru/post/437 http: //www. cyberstyle. ru/newsline/7369 -steven-rodrig. html