왜 제 3의 컴퓨터가 아닌가?

콘텐츠

• 수학 살펴보기
• 버그 없음, 스트레스 없음-인생을 파괴하지 않고 인생을 바꾸는 소프트웨어를 만드는 단계별 가이드
• 역사에있는 3 차 컴퓨터
• 3 차 사건
• 왜 삼항하지?
• 미래의 넘버링 시스템
• 결론

출처 : Linleo / Dreamstime.com

테이크 아웃 :

3 차 컴퓨팅은 2 상태 비트가 아닌 3 상태 "트릿"에 의존합니다. 이 시스템의 장점에도 불구하고 거의 사용되지 않습니다.

튀김 :“벤더, 그게 뭐야?”

벤더 :“아, 정말 끔찍한 꿈. 사방에 1과 0이 있는데 나는 두 개를 보았다고 생각했습니다!”

프라이 :“벤더. 둘은 없어요”

디지털 컴퓨팅에 익숙한 사람은“Futurama”만화의 캐릭터를 포함하여 0과 1에 대해 알고 있습니다. 0과 1은 이진 언어의 빌딩 블록입니다. 그러나 모든 컴퓨터가 디지털 인 것은 아니며 디지털 컴퓨터가 이진이어야한다는 말은 없습니다. base-2 대신 base-3 시스템을 사용하면 어떻게됩니까? 컴퓨터가 세 번째 숫자를 생각할 수 있습니까?

컴퓨터 과학 수필 브라이언 헤이즈 (Brian Hayes)는“사람들은 수십 명, 기계는 2 명에 달한다”고 지적했다. Louis Howell은 1991 년에 base-3 번호 시스템을 사용하여 TriINTERCAL 프로그래밍 언어를 제안했습니다. 그리고 러시아 혁신가들은 50 년 전에 수십 개의 base-3 기계를 만들었습니다. 그러나 어떤 이유로 든 번호 체계는 더 넓은 컴퓨터 세계에서 포착되지 않았습니다.

수학 살펴보기

여기에는 공간이 제한되어 있으므로 몇 가지 수학적 아이디어만으로 배경 지식을 얻을 수 있습니다. 이 주제에 대해 더 깊이 이해하려면 미국 과학자 2001 년 11 월 -12 월호에서 Hayes의 훌륭한 기사 "Third Base"를 살펴보십시오.

이제 용어를 살펴 보겠습니다. 아마 "삼항"이라는 단어가 3 번과 관련이 있다는 것을 알게되었을 것입니다. 일반적으로 삼항적인 것은 세 부분 또는 나눗셈으로 구성됩니다. 음악의 삼항 형식은 세 부분으로 구성된 노래 형식입니다. 수학에서 삼항은 3을 기본으로 사용하는 것을 의미합니다. 어떤 사람들은 아마도 이진 (binary)으로 운이 좋기 때문에 삼항이라는 단어를 선호합니다.

Jeff Connelly는 2008 년 논문“Ternary Computing Testbed 3-Trit Computer Architecture”에서 몇 가지 더 많은 용어를 다루고 있습니다.“trit”은 약간의 삼항에 해당합니다. 비트가 두 값 중 하나를 가질 수있는 이진수 인 경우, 삼중 항은 세 값 중 하나를 가질 수있는 삼항 숫자입니다. 삼음은 하나의 기본 3 자리입니다. "시도"는 6 개의 트리트입니다. 코넬리 (아마도 다른 사람은 없음)는 "트립"을 삼중 수 (또는 27- 자리)의 절반으로 정의하고 하나의 9- 자리 숫자를 "니트"라고 부릅니다. 그리고 그들의 배수.)

버그 없음, 스트레스 없음-인생을 파괴하지 않고 인생을 바꾸는 소프트웨어를 만드는 단계별 가이드

아무도 소프트웨어 품질에 신경 쓰지 않으면 프로그래밍 기술을 향상시킬 수 없습니다.

수학 평신도 (나 같은)에게는 다소 압도적 일 수 있으므로 숫자를 파악하는 데 도움이되는 다른 개념을 살펴 보겠습니다. 코넬리에 따르면 3 차 컴퓨팅은 3 개의 개별 상태를 처리하지만 3 진 숫자 자체는 다른 방식으로 정의 될 수 있습니다.

• 불균형 삼차 — {0, 1, 2}
• 분수 불균형 삼차 — {0, 1/2, 1}
• 균형 잡힌 3 차 — {-1, 0, 1}
• 미지 상태 논리 — {F,?, T}
• 삼진 코드 이진 — {T, F, T}

역사에있는 3 차 컴퓨터

코넬리 (Connelly)가 말했듯이“3 차 컴퓨터 기술 분야에서 3 차 기술은 비교적 탐구되지 않은 영역”이기 때문에 여기서 다룰 내용은 많지 않습니다. 생산으로. 2016 년 Hackaday Superconference에서 Jessica Tank는 지난 몇 년간 작업 해 온 3 진 컴퓨터에 대해 이야기했습니다. 그녀의 노력이 모호함에서 비롯 될지 여부는 여전히 남아 있습니다.

하지만 20 년대 중반 러시아를 되돌아 보면 조금 더 찾을 수 있습니다^일 세기. 컴퓨터는 SETUN이라고하며 엔지니어는 Nikolay Petrovich Brusentsov (1925–2014)였습니다. Brusentsov는 유명한 소련 수학자 인 Sergei Lvovich Sobolev와 협력하여 Moscow State University에서 연구팀을 구성하고 50 대의 기계를 건설 할 3 차 컴퓨터 아키텍처를 설계했습니다. SET. 캠벨 연구원은 자신의 웹 사이트에서 SETUN은“소련 정부의 승인을받지 않은 공장 프로젝트는 항상 대학 프로젝트였다”고 말했다.

3 차 사건

SETUN은 위에서 언급 한 것처럼 균형이 잡힌 삼항 논리 {-1, 0, 1}을 사용했습니다. 이는 3 원에 대한 일반적인 접근 방식이며 Jeff Connelly와 Jessica Tank의 작품에서도 발견됩니다. 도널드 크 누스 (Donald Knuth)는 자신의 저서“컴퓨터 프로그래밍의 예술”에서 발췌 한 글에서“아마도 가장 아름다운 숫자 체계는 균형 잡힌 삼항 표기법 일 것입니다.

브라이언 헤이스는 또한 삼원의 큰 팬입니다. “여기서베이스 3의 3 원 시스템에 3 개의 응원을 제공하고 싶습니다. … 번호 매기기 시스템 중에서 골디 락이 선택합니다.베이스 2가 너무 작고베이스 10이 너무 크면베이스 3이 맞습니다.”

base-3의 미덕에 대한 Hayes의 논거 중 하나는 base-e와 가장 가까운 번호 체계이며,“2.718의 숫자 값을 갖는 자연 로그의 기초”입니다. base-e (실용적이라면)가 가장 경제적 인 넘버링 시스템이되는 방법. 그것은 사실상 어디에나있다. 저는 고등학교 화학 교사 인 Robertson 씨의“하나님은 e로 계산합니다”라는 말을 분명히 기억합니다.

SETUN 컴퓨터를 사용하면 이진에 비해 3 진의 효율성이 크게 향상됩니다. 헤이즈의 글을 참고하십시오. 이 용량에 도달하려면 이진 컴퓨터에 29 비트가 필요합니다….”

왜 삼항하지?

이제 우리는 기사의 원래 질문으로 돌아갑니다. 삼항 컴퓨팅이 훨씬 더 효율적이라면 왜 우리 모두를 사용하지 않습니까? 한 가지 대답은 그런 일이 일어나지 않았다는 것입니다. 우리는 지금까지 이진 디지털 컴퓨팅으로 돌아와서 돌아 가기가 매우 어려웠습니다.로봇 벤더가 0과 1을 초과하는 방법을 모른 것처럼 오늘날의 컴퓨터는 잠재적 인 3 원 컴퓨터와는 다른 논리 시스템에서 작동합니다. 물론 벤더는 어떻게 든 삼항을 이해하도록 만들 수 있었지만 아마도 재 설계보다는 시뮬레이션과 비슷할 것입니다.

헤이즈에 따르면 SETUN 자체는 삼항의 효율성을 크게 인식하지 못했다고한다. 그는 각 삼중 항이 한 쌍의 자기 코어에 저장 되었기 때문에“삼원의 이점은 낭비되었다”고 말했다. 구현은 이론만큼이나 중요한 것으로 보인다.

Hayes의 확장 인용문은 여기에 적절 해 보입니다.

베이스 3이 왜 따라 잡지 못했습니까? 한 가지 쉬운 추측은 신뢰할 수있는 3 상태 장치가 존재하지 않았거나 개발하기가 너무 어렵다는 것입니다. 그리고 이진 기술이 확립되면 이진 칩을 제조하는 방법에 대한 막대한 투자가 다른 기반의 작은 이론적 이점을 압도했을 것입니다.

미래의 넘버링 시스템

비트와 트 라이트에 대해 이야기했지만 큐 비트에 대해 들어 보셨습니까? 이것이 양자 컴퓨팅을위한 제안 된 측정 단위입니다. 여기서 수학은 약간 애매합니다. 양자 비트 또는 큐비 트는 가장 작은 양자 정보 단위입니다. 큐비 트는 한 번에 여러 상태로 존재할 수 있습니다. 따라서 이진의 두 가지 상태 이상을 나타낼 수 있지만 삼항과는 다릅니다. 양자 컴퓨팅에 대한 자세한 내용은 양자 컴퓨팅이 빅 데이터 고속도로의 다음 차례가 될 수있는 이유를 참조하십시오.

그리고 당신은 이진과 삼진이 어렵다고 생각했습니다! 양자 물리학은 직관적으로 명확하지 않습니다. 오스트리아 물리학자인 에르빈 슈뢰딩거는 슈뢰딩거의 고양이로 알려진 사고 실험을 제공했습니다. 당신은 고양이가 동시에 살아 있고 죽는 시나리오를 잠시 동안 가정해야합니다.

이것은 사람들이 버스에서 내리는 곳입니다. 고양이가 살아 있고 죽을 수 있다고 제안하는 것은 우스운 일이지만 양자 중첩의 본질입니다. 양자 역학의 요점은 물체가 파도와 입자의 특성을 가지고 있다는 것입니다. 컴퓨터 과학자들은 이러한 특성을 활용하기 위해 노력하고 있습니다.

큐빗의 중첩은 새로운 가능성의 세계를 열어줍니다. 양자 컴퓨터는 이진 또는 삼진 컴퓨터보다 기하 급수적으로 더 빠를 것으로 예상됩니다. 여러 큐 비트 상태의 병렬 처리는 오늘날의 PC보다 양자 컴퓨터를 수백만 배 더 빠르게 만들 수 있습니다.

결론

양자 컴퓨팅 혁명이 모든 것을 변화시키기 전까지는 이진 컴퓨팅의 현상은 그대로 남아있을 것입니다. Jessica Tank가 3 진 컴퓨팅에 어떤 유스 케이스를 사용할 수 있는지 물었을 때, 관중은“사물 인터넷”에 대한 언급을 듣고 신음했습니다. 그리고 이것이 문제의 핵심 일 수 있습니다. 컴퓨팅 커뮤니티가 애플 카트를 화나게하는 아주 좋은 이유에 동의하지 않고 컴퓨터가 2 대가 아닌 3 대를 세도록 요구하지 않는 한, Bender와 같은 로봇은 계속해서 바이너리로 생각하고 꿈꾸게 될 것입니다. 한편, 양자 컴퓨팅의 시대는 지평을 초월합니다.