© www.aupi.info
V roce 1959 vědci z Moskvy státní univerzita pod vedením Nikolaje Brusentseva vyvinuli první a jediný počítač založený na ternární logice. Říkalo se tomu „Setun“. Žádné jiné počítače založené na ternárním kódu neexistují a nikdy nebyly.
Myšlenku použití ternárního systému pro výpočty vyslovil již ve 13. století italský matematik Fibonacci. Zformuloval a vyřešil „problém hmotnosti“, lépe známý jako Bache-Mendělejev: pokud můžete položit závaží pouze na jednu misku váhy, pak je pohodlnější, rychlejší a ekonomičtější provádět výpočty v binárním systému, a pokud můžete položit závaží na obě pánve, pak je účelnější uchýlit se k ternárnímu systému.
Zvláštností ternární číselné soustavy je, že celočíselný základ v ní je roven třem. To znamená, že celou sadu celých čísel lze zapsat pomocí pouhých tří číslic, například 0, 1, 2, 10, 11, 12 a tak dále. 10v v tomto případě odpovídá číslu 3 z nám známé desítkové soustavy.
Většina moderních počítačů používá binární systém, kde se číslice rovná mocnině dvou. Brusentsev a jeho skupina se vydali jinou cestou - v jejich stroji se výboj rovnal síle tří. Při provozu stroj používal dvoubitový ternární kód. Jednotkami měření nebyly bity, ale trity (tedy ne 0 a 1, ale 0, 1 a 2). Minimální jednotka, se kterou paměť „Setuni“ přímo pracovala, byla vlastnost rovnající se šesti tritů (což odpovídá přibližně 9,5 bitům v moderním binární reprezentace). Pro Setun dokonce vyvinuli vlastní programovací jazyk – DSSP.
Podle moderních standardů "Setun" nebyl výkonný počítač: hodinová frekvence jeho procesor byl jen 200 kHz. Ale v roce 1959, kdy vznikaly pouze první prototypy počítačů a vědci se ještě ani neshodli na tom, kolik bitů bude v bajtu, byl takový stroj vynikajícím úspěchem. Potřeboval zpracovat asi 1,5krát méně celkových sčítání než binární počítač pro stejnou úlohu a za stejnou dobu. Mohla tedy pracovat 1,5krát rychleji. Bylo také možné kódovat více.
Ale v Sovětském svazu bylo vyrobeno pouze 46 takových strojů, z nichž 30 bylo předáno ústavům po celé zemi k řešení vědeckotechnických problémů střední složitosti. Poté se výroba vozů zastavila, přestože funkční prototyp neměl téměř žádné chyby. Tvůrce stroje, sám Brusentsev, později řekl:
"Setun" zasahoval do lidí s rigidním myšlením, kteří zastávali vysoké vedoucí pozice."
Úředníci se zřejmě domnívali, že údržba vozu bude stát hodně peněz. Auto bylo ale tak jednoduché, že nevyžadovalo údržbu. Nicméně „ti, kdo uškrtili Setuna, ho rozptýlili po celé zemi“. Takže unikátní počítač byl rozdrcen byrokraty.
Podle Brusentseva se nyní mnoho zemí pokouší vytvořit svůj vlastní ternární počítač, ale všechny pokusy jsou neúspěšné: lidé jsou tak zvyklí na binární logiku, že je pro ně obtížné ternární logiku zvládnout. To je však kontroverzní záležitost: je nepravděpodobné, že by za všechny ty roky nikoho jiného nenapadlo, jak vyrobit hardware takového počítače. A pokud počítačový průmysl na celém světě používá binární systém a nikdo ještě nepřešel na ternární systém, pak to možná není potřeba.
Robocats, lovecké drony, mluvící odpadkové koše: 10 gadgetů a vynálezů měnících města
25 nejlepších vynálezů roku 2014 S těmito úžasnými rukavicemi můžete lézt po stěnách Belgičtí designéři přišli s jedlým nádobím Zmrazené tablety na stolici mohou vyléčit žaludeční infekci Nová baterie se nabije na 70 % za dvě minuty Na letišti v Amsterdamu je v každém pisoáru replika mouchy. Šestnáctiletá školačka vytvořila svítilnu, která běží pouze na tělesné teplo.
- „Setun“ je malý počítač založený na ternární logice, vyvinutý ve výpočetním středisku Moskevské státní univerzity v roce 1959.
Projektový manažer - N. P. Brusentsov, hlavní vývojáři: E. A. Zhogolev, V. V. Verigin, S. P. Maslov, A. M. Tishulina. Vývoj stroje se ujal z iniciativy a probíhal za aktivní účasti sovětského matematika S. L. Soboleva.
Kazan Mathematical Machines Plant vyrobil 46 počítačů Setun, z nichž 30 bylo používáno na univerzitách v SSSR.
Související pojmy
Existují i další významy tohoto slova, viz Mir "MIR" (zkratka pro "Machine for Engineering Calculations") - řada elektronických počítačů vytvořených Ústavem kybernetiky Akademie věd Ukrajiny pod vedením akademika V. M. Glushkova .
Čtěte více: SVĚT
Binární kód je způsob reprezentace dat ve formě kódu, ve kterém každá číslice nabývá jedné ze dvou možných hodnot, obvykle označovaných čísly 0 a 1. Číslice se v tomto případě nazývá binární číslice.
Universal Asynchronous Receiver-Transmitter (UART) je uzel výpočetních zařízení navržený pro organizaci komunikace s jinými digitálními zařízeními. Převádí přenášená data do sériové podoby tak, aby je bylo možné přenášet po jedné fyzické digitální lince do jiného podobného zařízení. Metoda převodu je dobře standardizovaná a široce používaná ve výpočetní technice (zejména ve vestavěných zařízeních a systémech...
Počítač, počítací stroj - mechanismus, elektromechanický popř elektronické zařízení, navržený k automatickému provádění matematických operací. V poslední době je tento pojem nejčastěji spojován s různými typy počítačových systémů. Výpočetní mechanismy se však objevily dlouho předtím, než první počítač fungoval.
Populárním tématem počítačových (nejen) vtipů je jakási ternární ženská logika, postavená na principu „ano – ne – možná“. A málokdo z vypravěčů takových vtipů ví, že ternární logika skutečně existuje a používá se v aplikované matematice. Navíc na tehdejší dobu existoval velmi efektivní počítač, založený na ternární logice. Vznikla v Sovětském svazu v těch letech, kdy se počítačům říkalo elektronické počítače a informatice se říkalo kybernetika.
Koncem roku 1955 se počítalo s instalací velkého počítače "Strela" na Moskevské státní univerzitě. Speciálně pro ni bylo na univerzitě vytvořeno počítačové centrum s vlastním oddělením elektroniky, které vedl Nikolaj Brusentsov. Zároveň bylo rozhodnuto vytvořit „od nuly“ vlastní počítač – „skromnější“, levnější, spolehlivější a snadno vyrobitelný a použitelný. Takový počítač byl žádaný ve vzdělávacích institucích, výzkumných ústavech, laboratořích atd.
V té době ještě nebyly k dispozici tranzistory. Vývojáři ale pochopili, že doba elektronkových počítačů pominula. Stroje založené na lampách značnou část času zahálely – inženýři vyměnili lampy, které pak měly velmi krátkou životnost. Stačí říci, že typický elektronkový počítač těch let fungoval v nejlepším případě několik hodin v řadě - a pak se zastavil kvůli pravidelným opravám a rekonfiguracím.
Poté Nikolai Brusentsov přišel s myšlenkou vyrobit počítač pomocí prvků feritových diod. V té době podobné stroje využívaly pro každý bit dvojici jader – pracovní a kompenzační. Brusentsov uhodl, že při výpočtech použije kompenzační jádro. Každá buňka se tak stala třímístnou. Ve výsledku se ukázalo, že v Setunu byl počet jader sedmkrát menší než v počítači LEM-1, ale zároveň měl Setun téměř dvojnásobnou kapacitu.
Současně byla vytvořena architektura stroje (ačkoli samotný pojem „architektura počítače“ ještě neexistoval). Nakonec bylo vše zredukováno na 24 strojových příkazů a architektura Setun nedoznala v budoucnu žádných změn. Funkční prototyp „Setuni“ se objevil v roce 1958. V dubnu 1960 byly provedeny mezirezortní testy, během kterých Setun ukázal 95 % svého užitečného času (to znamená, že se zabýval řešením problémů, nikoli zkušebními a seřizovacími pracemi). Pro srovnání: v té době, pokud auto ukazovalo 60 %, bylo to považováno za velmi dobrý výsledek.
Po testech se objevilo usnesení Rady ministrů SSSR o organizaci hromadné výroby, pro kterou byl vybrán závod v Kazani. Počítače Setun byly vyráběny tempem 10-12 kusů ročně, ale toto číslo ani částečně nepokrylo žádosti obdržené pro tento stroj.
Přes všechny své výhody byl Setun velmi jednoduchým strojem. Pravda, jeho programátoři museli ve skutečnosti pracovat v prostoru trojhodnotové logiky. Později sám Brusentsov v rozhovoru řekl: "Faktem je, že Setun byl přirozený stroj. Žádný takový idiot neexistuje." doplňkový kód pro záporná čísla. Kladná i záporná čísla jsou dána přirozeně. Pak už je jen 24 týmů. Zvládnout takový stroj a programovat ve strojovém kódu nebylo o nic těžší než řekněme zvládnout Algol nebo Fortran. Přísně vzato, v samotném Setunu nebyla logická část nijak zvlášť rozvinutá. Pravda, trojhodnotová logika, která byla v Setunu, více než pokrývala to, co bylo v binárních strojích. Ale samozřejmě tam nebyly žádné aristotelské soudy. V té době jsme vlastně nestudovali logiku. Po vytvoření „Setuni“ jsem začal chápat, že logiku jako takovou neznám, a tak jsem začal číst knihy. Ukázalo se, že jsem měl předchůdce. A mimochodem, ani jejich cesta nebyla poseta růžemi.“
V roce 1965 byl „Setun“ přerušen a samotný projekt byl prakticky omezen. Na auto se však vzpomínalo při 100. výročí Leninova narození - tehdy bylo zvykem dávat všechny druhy „průmyslových darů“ „vlasti a straně“. Tým MSU Computer Center se zavázal vyvinout Setun-70 do tohoto data. Ve skutečnosti se však ukázalo, že jde o jiné auto. Nový počítač byl založen na stohovém principu, obdobně jako v té době již vyvíjený Elbrus. Elbrus však měl pouze jeden zásobník - zásobník operandů. Jeho pozdější konkurent, americký počítač PDP-11, měl také jeden zásobník – procedurální. "Setun-70" znatelně předběhl svou dobu, protože zpočátku měl dva zásobníky - příkazy a operandy.
Z technického hlediska byl Setun-70 mnohem pokročilejší než Setun. Implementace jednodrátového přenosu třímístných signálů tedy umožnila snížit počet elektrických spojení téměř na polovinu; logické prvky se staly jednoduššími, menšími a s větším relé spotřebovávaly 2,5krát méně energie. Výrazně se zlepšily také parametry ternární paměti a magnetického záznamu ternárního kódu. Prahová technika pro provádění tříhodnotových logických operací byla dále rozvíjena. Tato technika, vyvinutá ve vztahu k elektromagnetickým zařízením, byla přenositelná také na polovodičové prvky, například typ I2L.
Přibližně ve stejné době se objevil vývoj v oblasti strukturovaného programování a bylo zjištěno, že Setun-70 byl pro realizaci této myšlenky lepší než všechny ostatní počítače. Podle vývojářů "programování na Setun-70 nebylo ani strukturované, ale strukturované. Ukázalo se, že programy jsou snadno čitelné a zvládnutelné, snadno upravitelné. Tyto programy nebyly odladěny, ale byla provedena takzvaná kontrolní montáž. Po dokončení programu shora dolů "Oni to napsali, přenesli to zdola nahoru. Poté se program ukázal jako zpravidla bez chyb."
Zajímavý bod: obecně se uznává, že do jisté míry americkým analogem „Setuni“ byl počítač PDP-8, známý mnoha z biografie Billa Gatese. Ale stále je docela obtížné porovnávat Setun a PDP-8. Procesor PDP-8 byl osmibitový a v Setunu byl procesor (v bitech) 30bitový. PDP-8 stál 20 000 dolarů bez periferií a tato cena byla považována za rekordně nízkou. "Setun" stál 27,5 tisíc sovětských rublů se všemi periferiemi.
Viktor DEMIDOV
Nápověda "KV"
"Setun" je malý počítač založený na ternární logice, vyvinutý ve výpočetním středisku Moskevské státní univerzity v roce 1959. Projektový manažer - Nikolaj Petrovič Brusentsov, hlavní vývojáři: E.A. Zhogolev, V.V. Verigin, S.P. Maslov, A.M. Tishulina. Počítač byl pojmenován po řece, která tekla vedle Moskevské státní univerzity.
Konec vývoje: 1959, zahájení výroby: 1961, ukončení výroby: 1965. Celkem bylo vyrobeno 50 vozidel (30 z nich bylo používáno na univerzitách v SSSR). Tovární cena: 27,5 tisíc rublů.
Výrobní závod: Kazaňský závod matematických strojů Ministerstva rozhlasového průmyslu SSSR. Výrobce logických prvků - Astrachaňský závod elektronických zařízení a elektronických zařízení. Výrobce magnetických bubnů - Penza Computer Plant. Výrobcem tiskového zařízení je Moskevský závod na psací stroje.
Vlastnosti:
- 27 týmů (3 rezervované)
- RAM - 162 9-trite buněk
- Hlavní pamětí je magnetický buben s kapacitou 36 nebo 72 stran (strana - 54 buněk).
- Průměrná provozní rychlost stroje je 2000-4500 operací za sekundu
- Taktovací frekvence - 200 kHz
- Příkon - 2,5 kVA
- Ubytovací plocha - 25-30 m2.
- Rozsah provozních teplot - 15-30°C
Brusentsov Nikolaj Petrovič se narodil v roce 1925 na Ukrajině ve městě Dněprodzeržinsk. V únoru 1943 byl povolán do armády a poslán do kurzů radisty. O šest měsíců později byl poslán jako radista k dělostřeleckému pluku do zpravodajského oddělení. Vyznamenán medailí „Za odvahu“ a Řádem rudé hvězdy. Po válce se vrátil do Dněprodzeržinska a pracoval v továrně. V roce 1948 vstoupil do oddělení radiotechniky Moskevského energetického institutu.
V posledním roce svého působení v MPEI sestavil difrakční tabulky na eliptickém válci, dnes známé jako Brusentsovovy tabulky. Po absolvování institutu v roce 1953 byl poslán pracovat na Moskevskou státní univerzitu SKV. V letech 1956-58 se skupinou stejně smýšlejících lidí vytvořil na Moskevské státní univerzitě jediný ternární počítač „Setun“ na světě. V roce 1970 vytvořil nové auto"Setun-70", který měl řadu konstrukčních inovací. V současné době je vedoucím počítačové laboratoře na Fakultě výpočetní matematiky a kybernetiky Moskevské státní univerzity.
Číslo:
Nadpis:
Všimli jste si chyby? Vyberte jej myší a stiskněte Ctrl+Enter!
Komentáře
Stránky
Nikolaj Petrovič Brusentsov vyvinul velmi důležitý směr. Trinitární logika v zásadě zahrnuje kompromisní řešení.
A první systém vícehodnotové logiky – tříhodnotová logika – vyvinul Łukasiewicz. Jako třetí logická hodnota byla zavedena hodnota vyjádřená slovy „pravděpodobně“, „neutrální“. O každém tvrzení v Lukasiewiczově systému lze říci: je buď pravdivé, nepravdivé nebo neutrální.
Hmm, z nějakého důvodu klíčová fráze, která by měla být vyslovena při zmínce o „ternární logice“, prostě není vyslovena...
10. března 2009 jsme obdrželi patent na „multifunkční modul“ (http://www.bio-net.by.ru/public/pat_doc_2348976.pdf)
Prvek víceprahové (vícehodnotové) logiky. Prototyp byl prvkem navrženým Yu.L. Ivaskiv z Výzkumného ústavu kybernetiky pojmenovaný po. Gluškovová (Ukrajina). Na rozdíl od prototypu, implementovaného na digitálních binárních logických prvcích, je náš logický prvek analogový. Jedná se o distribuovaný systém PLL (pulzní smyčka fázového závěsu) několika (2 nebo více) pulzních samooscilátorů. Takový systém implementuje víceprahovou funkci „mapování kruhu“, jejíž centrální částí (kromě konečných prahů 0 a 1) je funkce – spojitá analogie ternární Cantorovy množiny – „rozdělení měření“. Lze tedy tvrdit, že náš prvek mnohohodnotové logiky je v zásadě ternární.
Informace, se kterými počítač pracuje, jsou tak či onak rozděleny na jedničky a nuly – grafika, hudba, texty, programové algoritmy. Vše je jednoduché a jasné: „zapnuto“ - „vypnuto“, „existuje signál“ - „žádný signál“. Buď „pravda“ nebo „nepravda“ je binární logika. Mezitím, v roce 1961, v roce prvního letu člověka do vesmíru, zahájil Sovětský svaz výrobu neobvyklých počítačů, které nefungovaly s binární, ale s ternární logikou.
„Extra“ proměnná Nejednoznačnost logiky sahá až k zakladateli první úplné logické teorie – Aristotelovi, který mezi afirmaci a anti-tvrzení umístil třetí „náhodné“ – „možná ano, možná ne“. V dalším vývoji se logika zjednodušila opuštěním tohoto třetího stavu a v této podobě se ukázala jako neobyčejně houževnatá, i přes svůj nesoulad s fuzzy, ne vždy rozložená na realitu „ano“ a „ne“. O „rozšíření“ logiky se v různých staletích pokoušeli Occam, Leibniz, Hegel, Carroll a někteří další myslitelé, v konečné podobě trojhodnotovou logiku rozvinul polský vědec Jan Łukasiewicz na počátku 20. století.
„Setun“ Navzdory skutečnosti, že Brusentsovův tým následně vyvinul druhý model „Setun-70“ a v USA v 70. letech probíhaly práce na podobném počítači Ternac, zůstal „Setun“ jediným ternárním počítačem v historii, který byl masově vyrobeno.
V zásadě neměla ternární číselná soustava o nic menší šanci než dvojková. Kdo ví, jakou cestou by se technický pokrok ubíral, kdyby „vlastnosti“ zvítězily nad „byty“. Jak by vypadaly moderní smartphony nebo GPS navigace, jak by hodnota „možná“ ovlivnila jejich výkon? Těžko říct. Budeme analyzovat tento problém a dáme vám příležitost udělat si vlastní závěry.
Fowlerovo auto
Abychom byli spravedliví, je třeba hned poznamenat: první počítač s ternární číselnou soustavou, dávno před sovětskými konstruktéry, sestrojil anglický vynálezce-samouk Thomas Fowler již v roce 1840. Jeho auto bylo mechanické a celé dřevěné.
Thomas Fowler pracoval jako zaměstnanec banky a kvůli svému povolání byl nucen provádět složité výpočty. Aby si práci usnadnil a urychlil, vyráběl tabulky pro počítání v mocninách dvě a tři a později tyto tabulky vydal ve formě brožury.
Pak šel dále, rozhodl se zcela automatizovat výpočty z tabulek a postavil počítací stroj. Tehdejší anglický patentový systém byl nedokonalý, předchozí Fowlerův vynález (termosyfon pro parní topné systémy) byl s minimálními změnami zkopírován a patentován mnoha bezohlednými „vynálezci“, takže se ze strachu, že by jeho nápad mohl znovu ukrást, rozhodl vyrobit jediná kopie stroje a - vyrobena ze dřeva. Protože dřevo je nespolehlivý materiál, pro zajištění dostatečné přesnosti výpočtů musel Fowler vyrobit stroj velmi objemný, asi 2 m dlouhý. Nicméně, jak sám vynálezce napsal v průvodní poznámce, když poslal stroj na King's College London, „pokud by mohl být vyroben z kovu, nebyl by větší než psací stroj“.
Fowlerův stroj byl jednoduchý, efektivní a využíval inovativní přístup: namísto desítkové číselné soustavy fungoval s „triádami“, tedy s mocninami tří. Pozoruhodný vynález bohužel zůstal bez povšimnutí, originál stroje se do dnešních dnů nedochoval a jeho konstrukce je známá pouze z díla Fowlera mladšího, který napsal životopis svého otce.
PrvníSovětské zkušenosti
Praktické využití ternárního číselného systému bylo na více než sto let zapomenuto. Další, kdo se k této myšlence vrátil, byli inženýři z katedry výpočetní matematiky Fakulty mechaniky a matematiky Moskevské státní univerzity.
Všechno to začalo v roce 1954: oddělení mělo dostat elektronický počítač M-2, ale nevyšlo to. A na auto se čekalo, připravovalo se na jeho instalaci a ladění, s tím byla spojena určitá očekávání a plány. A někdo navrhl: postavme si vlastní.
Vzali to a postavili, naštěstí v té době došlo na Moskevské státní univerzitě k nějakému teoretickému vývoji. Vedoucím skupiny, která stroj navrhla a vyrobila, byl jmenován Nikolaj Petrovič Brusentsov. Úkol byl tento: udělat auto extrémně jednoduché a levné (protože projekt neměl žádné zvláštní financování). Nejprve se chystali vyrobit binární počítač, ale později – právě z důvodů hospodárnosti a jednoduchosti architektury – dospěli k rozhodnutí, že bude ternární, využívající „přirozený“ ternární symetrický kód, nejjednodušší ze symetrických kódů.
Do konce roku 1958 byla dokončena první kopie stroje, která dostala jméno „Setun“ - podle názvu řeky Moskvy. „Setun“ byl pro počítače této generace relativně malý a zabíral plochu 25-30 m2. Díky své elegantní architektuře byl schopen provádět 2000–4500 operací za sekundu RAM ve 162 devítitritových buňkách a úložném zařízení na magnetickém bubnu s kapacitou 36–72 stran po 54 buňkách. Strojových příkazů bylo pouze 27 (a tři zůstaly nevyzvednuté), díky čemuž programový kód se ukázalo jako velmi ekonomické; programování přímo ve strojových kódech bylo tak jednoduché, že pro Setun ani nevyvinuli svůj vlastní assembler. Data byla do stroje zadána z děrné papírové pásky, výsledky byly vytištěny na dálnopis (a kupodivu byla vytištěna záporná čísla jako obvykle, ale obrácená vzhůru nohama). Během provozu stroj vykazoval 95–98 % užitečného času (stráveného řešením problémů, nikoli řešením problémů a odstraňováním problémů) a v té době bylo považováno za velmi dobrý výsledek, pokud stroj mohl poskytnout alespoň 60 %.
Při mezirezortních zkouškách v roce 1960 byl stroj uznán jako vhodný pro hromadné použití v konstrukčních kancelářích, laboratořích a univerzitách, následovala zakázka na sériovou výrobu Setunu v Kazaňském závodě matematických strojů. Od roku 1961 do roku 1965 bylo postaveno a provozováno po celé zemi 50 exemplářů. Poté byla výroba omezena. Proč přestali vyrábět Setun, když se úspěšně používal všude od Kaliningradu po Jakutsk? Jeden z možné důvody skutečnost, že se počítač ukázal jako příliš levný na výrobu, a proto pro závod nerentabilní. Dalším důvodem je strnulost byrokratických struktur, odpor byl cítit v každé fázi.
Následně Nikolaj Brusentsov a Evgeny Zhogolev vyvinuli modernější verzi stroje, využívající stejné principy trojice, „Setun-70“, ale nikdy se nedostal do sériové výroby; jediný prototyp pracoval na Moskevské státní univerzitě až do roku 1987.
Trojhodnotová logika
Dvouhodnotová matematická logika, která vládne všude ve světě počítačů a dalších „intelektuálních“ technologií, podle tvůrce ternárního počítače Nikolaje Brusentsova neodpovídá zdravému rozumu: „zákon vyloučeného středu“ omezuje závěry Kromě „pravdy“ a „nepravdy“ se proces lidského poznávání reality v žádném případě neredukuje na dichotomii „ano/ne“. Proto Brusentsov tvrdí, že aby se stal inteligentním, musí být počítač trojčlenný.
Tříhodnotová logika se od dvouhodnotové liší tím, že kromě významů „pravda“ a „nepravda“ existuje ještě třetí, která je chápána jako „nedefinovaná“, „neutrální“ nebo „možná“. Současně je zachována kompatibilita s dvouhodnotovou logikou - logické operace se „známými“ hodnotami dávají stejné výsledky.
Logika pracující se třemi hodnotami přirozeně odpovídá ternární číselné soustavě - ternární symetrické, přesněji řečeno nejjednodušší ze symetrických soustav. Fibonacci se nejprve obrátil na tento systém, aby vyřešil svůj „problém s váhami“.
Ternární symetrický systém používá čísla: -1, 0 a 1 (nebo, jak se také označují, -, 0 a +). Jeho výhody jako symetrického systému spočívají v tom, že zaprvé není potřeba speciálně označovat znaménko čísla - číslo je záporné, pokud je jeho úvodní číslice záporná, a naopak a inverze (změna znaménka) čísla je záporná. provede se převrácením všech jeho číslic; za druhé, zaokrouhlování zde nevyžaduje žádná zvláštní pravidla a provádí se pouhým vynulováním číslic nižšího řádu.
Navíc ze všech polohovací systémy ternární zápis je nejekonomičtější – lze do něj zapisovat velké množstvíčísla než v kterémkoli jiném systému, se stejným počtem číslic: například v desítkové soustavě, která představuje čísla od 0 do 999, je vyžadováno 30 číslic (tři číslice, deset možných hodnot pro každou) v binární soustava stejných třicet znaků může kódovat čísla v rozsahu od 0 do 32767 a v ternárních - od 0 do 59048. Nejekonomičtější číselná soustava by byla se základem rovným Eulerovu číslu (e = 2,718...), a 3 je mu nejbližší celé číslo.
Jestliže se v binárních počítačích, které známe, informace měří v bitech a bytech, pak počítače používající ternární číselnou soustavu pracují s novými jednotkami: trity a trity. Trit je jedna ternární číslice; stejně jako bit může nabývat hodnot 0 a 1 („false“ a „true“), trit může být (+), (0) nebo (-) (tj. „true“, „neznámý“ nebo "nepravda").
Jedna vlastnost se tradičně (jako na „Setuni“) rovná šesti tritům a může nabývat 729 různých hodnot (bajt je pouze 256). Možná však v budoucnu budou vlastnosti 9- nebo 27-bitové, což je přirozenější, protože se jedná o mocniny tří.
Přítomnosta budoucnost ternárních počítačů
Po Setunu proběhlo několik experimentálních projektů provedených nadšenci (jako americký Ternac a TCA2), ale buď to byly velmi nedokonalé stroje, daleko od jejich binárních protějšků, nebo dokonce softwarové emulace na binárním hardwaru.
Hlavním důvodem je, že použití ternárních prvků v počítačích zatím neposkytuje žádné výrazné výhody oproti binárním: ty se vyrábějí masově, jsou jednodušší a cenově levnější. I kdyby byl nyní sestaven ternární počítač, levný a srovnatelný ve svých vlastnostech s binárními počítači, měl by s nimi být plně kompatibilní. Již vývojáři Setuni-70 se potýkali s potřebou zajistit kompatibilitu: pro výměnu informací s ostatními univerzitními stroji museli přidat možnost čtení binárních dat z děrných pásek a také převod dat do binárního formátu při výstupu.
Nelze však říci, že by ternární princip v počítačovém inženýrství byl beznadějným anachronismem. Během posledního desetiletí bylo potřeba hledat nové počítačová technologie, a některé z těchto technologií leží v říši trojice.
Jednou z těchto oblastí výzkumu je hledání alternativních způsobů zvýšení výkonu procesoru. Každých 24 měsíců se počet tranzistorů na procesorovém čipu přibližně zdvojnásobí – tento trend je znám jako „Mooreův zákon“ a nemůže pokračovat donekonečna: měřítko prvků a spojení lze měřit v nanometrech a velmi brzy se vývojáři setkají s s řadou technických potíží. Navíc jsou tu ekonomické úvahy – čím menší, tím dražší vývoj a výroba. A v určitém okamžiku bude levnější hledat alternativní způsoby učinit procesory výkonnějšími než pokračovat v závodě o nanometry znamená obrátit se na technologie, které byly dříve opuštěny jako nerentabilní. Přechod od homogenních křemíkových struktur k heteropřechodovým vodičům, skládajícím se z vrstev různých médií a schopných generovat více úrovní signálu namísto obvyklého „ano“ a „ne“, je příležitostí ke zvýšení intenzity zpracování informací bez zvýšení počtu prvky (a další zmenšení jejich velikosti). V tomto případě budeme muset přejít od dvouhodnotové logiky k vícehodnotové – tříhodnotové, čtyřhodnotové atd.
Dalším směrem, rovněž zaměřeným na zvýšení produktivity, je vývoj v oblasti asynchronních procesorů. Je známo, že zajištění synchronizace procesů v moderní počítače výrazně komplikuje architekturu a spotřebovává zdroje procesoru – na zajištění právě této synchronizace pracuje až polovina všech tranzistorů v čipu. Theseus Logic navrhuje použít „rozšířenou binární“ (ve skutečnosti ternární) logiku, kde kromě obvyklých hodnot „true“ a „false“ existuje samostatný signál „NULL“, který slouží k samosynchronizaci procesů. Několik dalších výzkumných skupin pracuje stejným směrem.
Existují také fantastickější oblasti, kde je použití trojhodnotové logiky oprávněné: optické a kvantové počítače.
„Setun“ je malý počítač postavený na principech ternární logiky, jinými slovy je to ternární počítač. Byl vyvinut v roce 1959 ve zdech počítačového centra Moskevské státní univerzity. Tento unikátní ternární počítač nemá prakticky žádné obdoby nejen v tento moment době, ale i v historii výpočetní techniky obecně.
Nejprve pojďme zjistit, co je ternární počítač, což, jak již bylo zmíněno, je uvažovaný model „Setun“. Tento název dostal specializovaný počítač, který je postaven na dvou typech logických prvků a uzlů – jak klasických binárních, tak unikátních ternárních. Je zřejmé, že ve své práci používá odpovídající číselné soustavy, logiku a operační algoritmy - binární a ternární.
Z historie výpočetní techniky je známo, že zpočátku byl počet bitů ve strojovém slovu určován různými konstruktéry různými způsoby, téměř libovolně. Samotný bajt měl původně šest binárních bitů, ale šestibitový bajt se neuchytil, protože volně souvisel s binárním systémem (6 volně souvisí s binárním systémem). 8 bitů je 3. mocnina dvou, to znamená, že jsou lépe propojeny s binárním systémem, takže později se přešlo z šestibitového bajtu na osmibitový bajt, ale tento systém není dokonalý, protože 3. mocnina dvou není dělitelné dvěma, 4. mocnina dvou je lépe spojena s binární číselnou soustavou.
Dokonalejší řada v binárním systému je řada 2, 4, 16, 256, ..., ale kvůli hardwarovým potížím bylo obtížné okamžitě přejít ze 4 bitů na 16, takže se jako předchůdci objevily 8bitové počítače 16bitové počítače, ty bitové počítače. V současné době jsou kvůli potížím s hardwarem 32, 64 a 128bitové počítače předchůdci 256bitových počítačů.
Ve vývoji ternárního počítače lze rozlišit následující hlavní fáze:
- v období od poloviny 12.-13. století dokázal Fibonacci prokázat, že ternární číselná soustava může být ekonomičtější než binární - v případě, kdy při podmíněném vážení je možné pokládat závaží ne na jednu váhu , ale na obou;
- v roce 1840 se objevil první ternární počítač, který se stal jedním z prvních mechanických počítačů;
- v období 1956 až 1958 N.P. Brusentsov vytvořil první ternární počítač v hromadné výrobě - samotný „Setun“;
- později, v roce 1970, Brusentsov vydal druhou verzi svého duchovního dítěte, které dostalo jméno „Setun-70“;
- po dlouhou dobu neměl tento směr prakticky žádný vývoj, nicméně v roce 2008 třítrite digitál počítačový systém TCA2, který na rozdíl od Setunu nefungoval na feritových diodových magnetických zesilovačích střídavý proud, ale na integrovaných tranzistorech. Ale to je, jak se říká, úplně jiný příběh.
Projektový manažer - N. P. Brusentsov, hlavní vývojáři: E. A. Zhogolev, V. V. Verigin, S. P. Maslov, A. M. Tishulina. Vývoj stroje byl podniknut z iniciativy a probíhal za aktivní účasti nejvýznamnějšího sovětského matematika S. L. Soboleva.
Kazaňský závod matematických strojů vyrobil 50 počítačů Setun, z nichž 30 bylo používáno na univerzitách v SSSR.
Autor „Setuni“, založené na konvenční Gutenmacherově binární feritové diodové buňce, vyvinul její unikátní ternární analog, jehož provoz byl založen na dvoubitovém ternárním kódu. Všechno to vypadalo takto: jeden trit (to je v tomto případě název měrné jednotky) je zapsán dvěma binárními číslicemi.
Kromě tritu se v ternární logice používané Setunyou, podobně jako v binárním systému, ve kterém je bit a bajt, používá termín „trite“, což je minimální přímo adresovatelná jednotka hlavní paměti Setunya, rovná se šesti tritů, což se přibližně rovná devíti a půl bitům Ukazuje se tedy, že znak je o něco větší než obvyklá měrná jednotka binární systém byte. Dvě vlastnosti jsou rovny 19 bitům, tři vlastnosti jsou téměř 29 bitů atd. Může nabývat hodnot v poměrně širokém rozmezí - od -364 do 364.
Počet bitů procesoru je 9 tritů.
Taktovací frekvence procesoru je 200 kHz.
Na základě Gutenmacherova binárního feritového diodového článku, což je elektromagnetické bezkontaktní relé založené na magnetických zesilovačích transformátorového typu, vyvinul N. P. Brusentsov ternární feritový diodový článek, který pracoval ve dvoubitovém ternárním kódu, tzn. jeden trit byl zapsán dvěma binárními číslicemi, čtvrtý stav dvou binárních číslic nebyl použit. Stav každé číslice na ovládacím panelu byl zobrazován dvěma kontrolkami, čtvrtá kombinace (1,1) nebyla použita.
Za zmínku stojí úsměvný fakt - negativní trojčíslí a devět číslic vytištěné na Setuni byly zobrazeny obráceně, tedy otočené o 180 stupňů.
Hlavní výhody, které mají ternární počítače oproti binárním, jsou:
1) za prvé, ternární systém má nejvyšší hustotu záznamu informace ze všech existujících celočíselných číselných systémů. Z této skutečnosti vyplývá, že za stejných okolností budou mít ternární počítače ve srovnání s jejich binárními protějšky lepší specifickou kapacitu paměti a specifický výkon procesoru;
2) ternární počítače jsou lépe přizpůsobeny ternárním algoritmům, které jsou rychlejší než binární algoritmy;
3) zároveň jsou ternární počítače schopny dělat téměř vše, co jejich binární protějšky, protože binární logika je centrální podmnožinou ternární logiky;
4) proces hromadění chyb zaokrouhlování na ternárních počítačích je také mnohem pomalejší, protože k zaokrouhlování v ternárním systému dochází vyřazením přebytečných číslic.
Když mluvil o budoucnosti strojů, jako je „Setun“ (tj. ternární počítače), slavný americký vědec Donald Knuth poznamenal, že v počítačovém průmyslu zabírají velmi málo místa, což se vysvětluje masivní dominancí binárních součástek vyráběných v obrovském množství. Ale protože je ternární logika mnohem efektivnější, a co je nejdůležitější, efektivnější než binární logika, je možné, že se k ní v blízké budoucnosti vrátí.
V tuto chvíli vypadá docela reálně možnost použití ternárního počítače v kombinaci s vláknovou optikou, která má tři nastavené hodnoty: 0, odpovídající stavu Off, 1 – Low state a 2 – High state.
Zde je rozhovor s tvůrcem tohoto počítače od autora D.G. Rumyantseva:
Dmitrij Rumjancev: Takže vlastně proč ternární stroj?
Nikolay Brusentsov: Pak byl úkol velmi jednoduchý: museli jsme získat stroj M-2 pro Moskevskou státní univerzitu, který byl vyroben v Brookově laboratoři. Ale nastal problém. V akademických volbách Sergej Lvovič Sobolev - náš vůdce - nehlasoval pro Brooka, ale pro Lebeděva. Brook se urazil a auto mi nedal. Přišel jsem k Sobolevovi a zeptal jsem se: co teď budu dělat? Odpovídá mi: "Pojďme si vyrobit vlastní auto." Bylo to na konci roku 1955.
V té době ještě nebyly k dispozici tranzistory, ale bylo jasné, že stroj nemusí být elektronkový. Lampy mají krátkou životnost a stroje s lampami většinu času nestály, protože byly neustále opravovány. Lampový stroj fungoval v nejlepším případě pár hodin, pak bylo nutné hledat další poruchu. Julius Izrailevich Gutenmacher postavil stroj LEM-1 s použitím feritových diodových prvků. Napadla mě myšlenka, že když nejsou žádné tranzistory, můžeme zkusit vyrobit počítač pomocí těchto prvků. Sobolev, kterého si všichni velmi vážili, mi domluvil stáž u Gutenmachera. Vše jsem podrobně studoval. Jelikož jsem vystudovaný radiotechnik, hned jsem viděl, že ne všechno je třeba dělat tak, jak to dělají oni. Hlavní věc, kterou jsem viděl: používají pár jader pro každý bit - práci a kompenzaci. A napadla mě myšlenka: co kdybychom udělali jádro kompenzace funkční. Poté se každá buňka stane třímístnou. Ve výsledku se ukázalo, že v Setunu byl počet jader sedmkrát menší než v LEM-1. Zároveň měl „Setun“ téměř dvojnásobnou kapacitu.
V té době se Moskevská státní univerzita právě chystala obdržet velký stroj Strela a vytvořili počítačové centrum. Sergej Lvovič v něm zajistil oddělení elektroniky - moje oddělení. A auto jsme museli vytvořit úplně od začátku. Podmínky jsou následující: stroj musí být malý, spolehlivý, snadno se učí a používá - zkrátka stroj pro všeobecné použití, pro vzdělávací instituce, laboratoře atd. Když jsem zjistil, že je možné použít ternární číslo systému, řekl jsem o tom Sergeji Lvovičovi. Schvaloval úplně všechno. Jsem si jistý, že někdo jiný na jeho místě by řekl: "Co to děláš, všichni tvoří binární, ale kam jdeš?"
Dmitrij Rumjancev: Opravdu dal úplnou volnost?
Nikolay Brusentsov: Ano. V naší laboratoři nikdy nepracovaly více než dvě desítky lidí, včetně dívek, které navíjely jádra. A na začátku jsem měl obvykle tři nebo čtyři zaměstnance. Musím říci: k vývoji počítačů nejsou absolutně potřeba tisíce ústavů. Pracovali jsme ve firmě s naším programovacím oddělením, které vedl E.A. Zhogolev. To, čemu se tehdy říkalo „strojová architektura“, jsme vytvořili společně. Navrhl nápady na programování a já přemýšlel o tom, jak by se daly implementovat na hardwarové úrovni. Nakonec jsme vytvořili celkem 24 strojových příkazů. Mnoho lidí tomu stále nevěří. A následně architektura „Setuni“ neprošla žádnými změnami. Všechna sériová auta byla architektonicky úplně stejná, no, možná lehce upravená pro výrobu. Začali jsme v roce 1956, o dva a půl roku později, v roce 1958, jsme vyrobili vzorek, který fungoval. A tehdy začalo něco nepříjemného.
Na podzim roku 1959 jsme byli pozváni do představenstva Státního výboru radioelektroniky – GKRE. A tam jsme se dozvěděli, že naše auto není potřeba. Jak Gosplan, tak VSNKh zaujaly negativní stanovisko. Na College jsme byli zařazeni na černou listinu uzavřených projektů. Na vytvoření auta jsme nikdy nedostali ani cent navíc. Tady na Moskevské státní univerzitě jsme pracovali jen za plat. Použili jsme zařízení, která byla v továrnách odepsána, když byly výrobky ukončeny. Aby však ušetřili, rozhodli se nás zavřít.
Dmitrij Rumjancev: Ale musí to mít nějaké vysvětlení?
Nikolay Brusentsov: Sobolev se zeptal: "Viděl jsi vůbec tento stroj, když už existuje?" Ředitel SKB-245 V.V. Alexandrov odpověděl: "Nepotřebujeme vidět ani vědět - musí existovat autoritativní papír s pečetěmi a podpisy." Po kolegiu se Sergej Lvovič připojil k Ústřednímu výboru KSSS. Již ve večerních hodinách k nám přišel pracovník odboru ÚV F.K. Kochetov a přivedl s sebou M.K. Sulima - vedoucí osmého oddělení Státní energetické regulační komise. „Setun“ fungoval normálně a udělal neobvykle dobrý dojem. Obvykle to tak bylo: na výstavě jsou auta a za nimi lidé v bílých pláštích něco staví. Vše nám fungovalo jako hodinky. No, samozřejmě, že nás potom nezavřeli, protože auto už bylo hotové. Bylo rozhodnuto provést mezirezortní testy. Testy byly provedeny v dubnu 1960. Setun na nich ukázal 95 % užitečné doby. A v té době, pokud auto ukazovalo 60 %, bylo to považováno za velmi dobrý výsledek.
Dmitrij Rumjancev: Co znamená pojem „užitečný čas“?
Nikolay Brusentsov: Zapnete stroj, spustíte testy, začnete řešit problém, spadne, vše zopakujete. A tak dále, dokud není problém vyřešen. Užitečný čas je po celou dobu, kdy je stroj zaneprázdněn řešením problémů a neprovádí zkušební a seřizovací práce.
Po těchto testech bylo přijato usnesení Rady ministrů o organizaci hromadné výroby. Kazaňský závod jsme nevybrali moc dobře, lepší by byl závod Astrachaň. Astrachánci pak začali vyrábět prvky pro tento stroj a vyrobili je skvěle. Prvek stál 3,5 rublů. Samozřejmě tam nebyly žádné špičkové technologie. Počítače Setun byly vyráběny tempem 10-12 ročně, což znamená, že se zdá, že se dodržuje usnesení Rady ministrů SSSR, ale ve skutečnosti tomu tak není. Navíc se sešlo mnoho žádostí nejen v tuzemsku, ale i ze zahraničí. Jednak samozřejmě ze socialistických zemí, ale také ze zemí jako USA a Anglie, kde se vývojáři velmi zajímali o to, co je to za trojku.
Dmitrij Rumjancev: Americkou obdobou „Setuni“ je PDP-8, na kterém teenager Bill Gates sestavil své první programy?
Nikolay Brusentsov: Ano. Mimochodem, je zajímavé porovnat Setun a PDP-8. Procesor PDP-8 je osmibitový. Procesor Setun, co se týče bitů, byl 30bitový. PDP-8 stojí 20 tisíc dolarů bez jakýchkoliv periferií, pouze s jednou procesorovou jednotkou. To bylo považováno za rekord nízká cena. „Setun“ stál 27,5 tisíc rublů se všemi periferiemi. Češi věřili, že dokážou Setun dobře prodat v souladu s tržními cenami a získat z každého auta zisk zhruba půl milionu dolarů. Na jejich pozvání jsem jel do Československa, ukázali mi závod, který se plánoval použít na výrobu stroje Setun, Zbroevka Jan Szwerma. Tento závod mimochodem během války vyráběl nejlepší zbraně pro německou armádu, jako byl náš ZIS-3. Rostlina mě prostě potěšila. Pro Setun už mají připravené magnetické bubny, tiskové zařízení a vstupní zařízení. Obecně bylo vše připraveno na výrobu Setun. A ptají se mě: "No, kdy konečně dostaneme dokumentaci?" Slíbili nám to už v prosinci, ale stále to neexistuje." A byl jsem připraven se modlit za takovou rostlinu - skutečnou vysokou produkční kulturu.
Když jsem se vrátil do SSSR, zavolal mi Kosyginův asistent a požádal mě, abych řekl svým českým soudruhům, jak se tehdy říkalo, že dostanou dokumentaci k Setunu ihned po zvládnutí velkovýroby tohoto stroje v Sovětském svazu. Ale co čert ve velkovýrobě, když byla přijata všechna možná opatření k zamrazení Setuna. Je jasné, že bez SCRE by se to nemohlo stát. Tentýž Sulim byl zástupcem hlavního konstruktéra M-20. A konstrukční kancelář strávila 2,5 roku prací na M-20, než jej předala továrně. Pro „Setun“ nedali žádnou projekční kancelář - závod je označen, jděte a vyrobte ho. Dobře V.M. Glushkov nabídl své konstrukční kanceláři za nominální poplatek sto tisíc rublů, aby vydal projektovou dokumentaci.
Dmitrij Rumjancev: Je sto tisíc rublů symbolický poplatek?
Nikolay Brusentsov: No, samozřejmě! 2,5 roku, které konstrukční kanceláři trvalo vývoj M-20, stálo desítky milionů rublů. Jaká byla tehdejší designová kancelář? To je několik stovek lidí s vysokými platy v první kategorii atd. Později jsem zjistil, že Čechům řekli: tohle auto stejně přestaneme vyrábět, tak si ho neobjednávejte. Tak to se Setunem všechno skončilo. Počátkem 70. let jsme byli přestěhováni z hlavní budovy EC do podkroví. "Setun", přestože byl plně funkční a nabitý úkoly, byl o několik let později zničen - byl rozřezán a vyhozen na skládku.
Dmitrij Rumjancev: A co Setun-70?
Nikolay Brusentsov: Ke 100. výročí Leninova narození si každý musel dát nejrůznější průmyslové dárky. Samozřejmě jsme se také zavázali vyrobit Setun-70 do tohoto data. Tohle je ale úplně jiné auto. Bylo to naskládané vozidlo, jako náš Elbrus. Ale Elbrus měl jen jeden zásobník - zásobník operandů. PDP-11 měl také pouze jeden zásobník - procedurální. A Setun-70 měl dva zásobníky – příkazy a operandy. Musím říci, že jsme tyto zásobníky vyrobili nezávisle na PDP-11, které se objevily později. Když Dijkstra přišel s myšlenkou strukturovaného programování, viděli jsme, že jsme postavili stroj jen proto, abychom realizovali jeho nápad. Programování na Setun-70 nebylo ani strukturované, ale strukturované. Programy se ukázaly být snadno čitelné a zvládnutelné a snadno upravitelné. Hlavní je, že nebyly odladěny programy, ale byla provedena tzv. kontrolní montáž. Poté, co byl program zapsán shora dolů, byl předán zdola nahoru. V dobrých designových kancelářích se to dělá vždy - typická designová technika. Poté je program obvykle bez chyb. Později byl Setun-70 emulován na binárních strojích ve formě interaktivního strukturovaného programovacího systému DSSP.
Dmitrij Rumjancev: A přesto, Nikolaj Petrovič, kterému „Setun“ vadil?
Nikolay Brusentsov: Lidé s rigidním myšlením, kteří přesto zastávali vysoké vedoucí pozice. Jak ukázala praxe, „Setun“ fungoval bez jakékoli služby. Ti, kteří uškrtili počítač Setun, jej rozptýlili po celé zemi.
Dmitrij Rumjancev: Jaký to má smysl?
Nikolay Brusentsov: Zřejmě, aby se vzdaloval od servisní středisko a šíření klimatických pásem co nejvíce odhalilo konstrukční nedostatky. Jde ale o to, že prakticky žádné nebyly. "Setun" byl velmi jednoduchý stroj. Jako inženýr věřím, že jednoduchost věci je její hlavní kvalitou. V přírodě se vše, co se jí podařilo vyvinout v jednoduché formě, ukazuje jako nejspolehlivější, nejstabilnější. Geografie biotopu „Setuni“: Jakutsk, Irkutsk, Krasnojarsk, Dušanbe, Ašchabad, Machačkala, Kaliningrad atd. Navíc to často přišlo k lidem, kteří poprvé viděli digitální technologii. A navzdory tomu našel stroj téměř všude významné uplatnění. V Jakutsku byl „Setun“ v Astrofyzikálním institutu. Měli nějaký těžký úkol, který nemohli dokončit na velkém vozidle Ural-2 dva roky. Pak někdo řekl: "Zkusíme to na Setunu." Všichni usoudili, že jde o vtip. Po měsíci a půl se však problém vyřešil. Faktem je, že Setun byl přirozený stroj. Neexistuje žádný hloupý extra kód pro záporná čísla. Kladná i záporná čísla jsou dána přirozeně. Pak už je jen 24 týmů. Zvládnout takový stroj a programovat ve strojovém kódu nebylo o nic těžší než řekněme zvládnout Algol nebo Fortran.
Dmitrij Rumjancev: Ale programátor musel skutečně pracovat v prostoru trojhodnotové logiky?
Nikolay Brusentsov: Co znamená trojhodnotová logika? Jakou funkci má znaménko čísla? Třímístné! Číslo může být kladné, záporné nebo rovné nule. To je zcela přirozené a je to jasnější než to, co máme v binárních strojích, když abychom zjistili, jaké znaménko je výsledkem, musíme udělat dva kroky. Ale přísně vzato, v samotném Setunu nebyla logická část nijak zvlášť rozvinutá. Pravda, trojhodnotová logika, která byla v Setunu, více než pokrývala to, co bylo v binárních strojích. Ale samozřejmě tam nebyly žádné aristotelské soudy. V té době jsme vlastně nestudovali logiku. Po vytvoření „Setuni“ jsem začal chápat, že logiku jako takovou neznám, a tak jsem začal číst knihy. Ukázalo se, že jsem měl předchůdce. A mimochodem, ani jejich cesta nebyla poseta růžemi. Ve 13. století existoval takový muž, Raymond Lull (1235-1315). Vytvořil logický stroj, byť na papíře, v podobě koláčových grafů se sektory. Toto auto bylo třídílné. Tento Lull byl ukamenován k smrti. Byl tu William Ockham, který také navrhoval trojhodnotovou logiku, mnohem reálnější než tu, kterou vynalezl Jan Lukasiewicz v roce 1920. Nejdále byl Lewis Carroll. Nikdy neříká, že má trojhodnotovou logiku. Carrollovy diagramy z jeho Symbolické logiky ale kromě červených a bílých čítačů umožňují i prázdné buňky. To je logika tří hodnot. Carroll neodkazuje na Aristotela a svou sylogistiku vytvořil jako implementaci logiky přirozeného jazyka. Je pozoruhodné, že Gardner, popularizátor informatiky, popsal Carrolla jako průměrného logika a průměrného matematika. A navzdory skutečnosti, že Carroll v podstatě vytvořil systém - měl velmi drobné nesrovnalosti - Rešit problém, nad kterým se logici potýkali poslední a půl století.
Dmitrij Rumjancev: Nikolaji Petroviči, dostal jsem dopisy, ve kterých se čtenáři zajímali o to, jak přesně se jim podařilo implementovat ternární počítač? Objevil se dokonce dopis, kde autor vyjádřil pochybnost, že takový počítač vůbec existoval.
Nikolay Brusentsov: Zrovna onehdy jsem dostal dopis z USA, kde se také ptali, jak se jim podařilo implementovat ternární logiku? Lidé k nám neustále přicházejí emailové dopisy s žádostmi. Nutno říci, že největší zájem projevují země jako Bangladéš, Pákistán, Indie. Mám pocit, že hlavní centrum vývoje počítačů je tam teď. Ale dnes všechny pokusy o replikaci ternárního stroje selhaly. Důvod není technologický – ostatně oproti tomu období šla technologie hodně dopředu. Pointa je jiná: lidé oklamaní logikou dvou hodnot nemají dovoleno vstupovat do logiky tří hodnot. Podle tradice se věří, že logika, kterou dnes vyznáváme, je aristotelská logika. To je zcela nepravdivé. Faktem je, že aristotelská logika je trojhodnotová. Logika se třemi hodnotami se přirozeně nemůže vejít do logiky se dvěma hodnotami. Samozřejmě můžete simulovat: nastavit trity v párech bitů, ale o to nejde.
Logika, které se dnes říká matematická, je založena na absurditě. Gilbert to dovolil. V jeho společné knize s Ackermanem „Základy teoretické logiky“ se říká: „V interpretaci výroku „Všechna A jsou B“ se odchylujeme od Aristotela. Podle Aristotela může být tento úsudek pravdivý, to znamená, že se naplňuje pouze v případě, kdy existují nějaká A. To považujeme za nevhodné.“ jaký byl výsledek? Výsledkem je, že „Všechna A jsou B“ je pravda a zároveň „Některá A jsou B“ není pravda. To je absurdní! Namísto aristotelské implikace, která je ve všech přirozených jazycích vyjádřena slovy „Všechna A jsou B“, a Aristoteles to ve svém systému velmi přesně reprodukoval, sklouzli k takzvané materiální implikaci. Faktem je, že Aristotelova věta „Všechna A jsou B“ je trojhodnotová, nelze ji vyjádřit dvouhodnotovou logikou. V důsledku toho vznikaly tzv. paradoxy materiální implikace, se kterými se logici snaží vyrovnat už sto let.
V roce 1918 Carroll navrhl přísnou implikaci, pak Ackerman vyvinul kalkul silné implikace, byla navržena relevantní implikace, a přesto logika zůstává bez přirozených smysluplných důsledků. To znamená, že to, čemu se říká následování logiky, neodpovídá tomu, jak tomu rozumíme. Obvykle říkají: neodpovídá naší intuici. Ale to je mírně řečeno. Ve skutečnosti to neodpovídá intuici, ale tomu, jak jsou věci navzájem propojeny ve světě, ve kterém žijeme.
Aristoteles neuznával zákon vyloučeného středu. Ani se o něm nemluvilo. Hilbert věřil, že aristotelské chápání výroku „Všechna A jsou B“ by nemělo být přijato, protože je nepřijatelné z hlediska matematických aplikací. Je absurdita přijatelná? Celá historie naznačuje, že tato absurdita existuje.
Proto se tolikrát marně snažili zavést do škol logiku? Zdálo by se, že i na základní škole již ovládají numerickou algebru, ale nezvládají booleovskou algebru. Faktem je, že dvouhodnotová logika je nepřirozená. Místo toho, aby studium logiky rozvíjelo intelekt člověka, tak jej potlačuje. Na naší Filosofické fakultě Moskevské státní univerzity i na naší fakultě se studuje matematická logika, a co myslíte – stávají se z toho lidé chytřejšími? Učí se nazpaměť důkazy teorémů, dělají zkoušky a je to.
Jediná adekvátní aplikace dvouhodnotové logiky je binární digitální obvody. Ale toto je zvláštní svět binárních počítačů a pouze v něm tato pravidla fungují, aniž by vyžadovala pochopení. Zeptal jsem se studentů: co je to spojka? A odpověď mi: ano, to je znak, ve kterém je jedna a tři nuly... No a jaký to má význam? Přeložte latinské slovo „konjunkce“ do ruštiny. Nikdo nemůže. To znamená, že tato logika se učí čistě formálně, v přísném souladu s jejím názvem – formální logika. Při syntéze obvodů jsou možnosti omezené. Věda není schopna minimalizovat libovolné schéma. Ve tříhodnotové logice se provádí minimalizace, ale ve dvouhodnotové logice neexistuje žádný univerzální algoritmus.
Tento problém bych formuloval takto: chceme-li získat normální myšlení, musíme opustit dvouhodnotový svět a osvojit si trojhodnotovou logiku v podobě, v jaké ji vytvořil Aristoteles. Ne tak úplně pravda, samozřejmě. Jeho postavy nejsou potřeba. To vše lze dnes pomocí algebry elegantně prezentovat a snadno vnímat. Je ale důležité pochopit, že kromě ANO a NE existují ještě NE-ANO a NE-NE.
Nyní bylo možné zavést do škol dvouhodnotovou logiku pod názvem „informatika“. Musím říct, že po tomto už škola nebude vychovávat lidi jako naši vědci z minulého století. Proč bylo v té době tolik kreativních vědců? Někde v roce 1936 panoval ve školství zhruba stejný průšvih jako nyní v Rusku. Pak na to zjevně upozornil sám Stalin. Mimochodem, Stalin byl úžasně pracovitý člověk, co se učení týče. Zachoval se jeho dopis manželce, ve kterém ji na dovolené žádá, aby mu poslala učebnici elektrotechniky. Pochopil, že vše je potřeba znát „ve skutečnosti“, a ne ve formě nějakých teoretických schémat. Poté byly do školy vráceny Kiselevovy učebnice algebry a geometrie. Kiselevovy učebnice jsou euklidovská matematika. Ale Euklides je matematik s Aristotelovou filozofií a zjevně Aristotelovi rozuměl správně. Pokud nechceme ve školách vychovávat lidi reflexy byrokratů a formalistů, pak musíme nahradit dvouhodnotovou logiku Aristotelovou tříhodnotovou dialektickou logikou.
Dmitrij Rumjancev: Nikolaji Petroviči, vytvořil jsi jedinečný počítač, který možná předběhl dobu. Ale celý život jste byli nuceni překonávat neuvěřitelný odpor, setrvačnost byrokratického stroje a vidět, jak je vaše duchovní dítě zničeno. Na druhou stranu, řekněme, v USA je dnes ten samý Steve Jobe, který si vyrobil svůj první a dost ubohý osobní počítač v garáži, multimilionář. Neurazíš se jako člověk?
Nikolay Brusentsov: Spíš ne. Chápu, že bohužel takhle lidstvo funguje. A obecně je to odsouzeno k záhubě, pokud se nic nezmění. Bohužel všechny pokusy situaci nějak napravit, aby byla více v souladu s přirozeným řádem věcí, selhávají. Podívejme se: opravdu získáme tolik z toho, že jsme tento svět zautomatizovali? Nyní jsou počítače všude. Systém je navíc navržen tak, že každé tři až čtyři roky je potřeba jej zakoupit nový počítač A nový software. Ale proč? Ano, protože na samém počátku byly stanoveny špatné zásady. Pokud to založíte na jednoduchých, přirozených principech, pak veškerý vývoj probíhá jednoduše, logicky, přirozeně. Nejsem uražený osudem. Štěstí nepochází z peněz, zvláště ne z miliard. Když se vše zredukuje na peníze, ztratí život lidí smysl a stane se absurdním. Ve válce nemohla být žádná radost z toho, že výbuch, který havaroval poblíž, nezabil vás, ale vašeho kamaráda, který byl poblíž. Naší duchovní jednotou byla radost a štěstí. Ta nejtěžší doba, poznamenaná beznadějí ztrát a utrpení, je zároveň osvětlena ne jasným, ale věčným světlem nezištného souhlasu lidí. "Ale silnějšími přáteli jsme se stali až pod křížovou dělostřeleckou palbou." Zdá se, že taková shoda vzniká mezi lidmi sjednocenými společným cílem, zapálenými pro realizaci racionální myšlenky.
Životopisné informace Nikolaje Brusentsova
Brusentsov Nikolaj Petrovič se narodil v roce 1925 na Ukrajině ve městě Kamenskoje (Dněprodzeržinsk).
Během války jsme byli s rodinou evakuováni.
Vstoupil na Kyjevskou konzervatoř ve Sverdlovsku na Fakultu lidových nástrojů.
V únoru 1943 byl povolán do armády a poslán do Sverdlovských radových kurzů.
O šest měsíců později byl poslán jako radista k dělostřeleckému pluku do zpravodajského oddělení.
V jedné z bitev zabil granát, který vybuchl poblíž, dva jeho kamarády a důstojníka; N. P. Brusentsov sám nebyl zraněn. Vyznamenán medailí „Za odvahu“ a Řádem rudé hvězdy.
Po válce se vrátil do Dněprodzeržinska a pracoval v továrně.
V roce 1948 vstoupil do oddělení radiotechniky Moskevského energetického institutu.
V posledním roce v MPEI jsem sestavil difrakční tabulky na eliptickém válci,
které jsou dnes známé jako Brusentsovovy tabulky.
Po absolvování institutu v roce 1953 byl poslán pracovat na Moskevskou státní univerzitu SKV.
V letech 1956-58. se skupinou stejně smýšlejících lidí vytvořil jedinou na světě na Moskevské státní univerzitě
ternární počítač „Setun“, pojmenovaný podle řeky tekoucí poblíž.
V roce 1970 vytvořil nový stroj „Setun-70“,
měl také řadu konstruktivních inovací.
V současné době pracuje jako vedoucí počítačové laboratoře
na Fakultě výpočetní matematiky a kybernetiky Moskevské státní univerzity. M.V. Lomonosov.