İçerik
- Matematiğe Bir Bakış
- Hata Yok, Stres Yok - Hayatınızı Yok Etmeden Hayat Değiştiren Yazılım Yaratma Adım Adım Kılavuzunuz
- Tarihte Üçlü Bilgisayarlar
- Üçlü Dava
- Peki neden üçlü değil?
- Geleceğin Numaralandırma Sistemi
- Sonuç
Kaynak: Linleo / Dreamstime.com
Paket servisi:
Üçlü hesaplama, iki durumlu bitlerden ziyade üç durumlu “değerlere” dayanır. Bu sistemin avantajlarına rağmen, nadiren kullanılır.
Fry: “Bender, o nedir?”
Bender: “Ahhh, ne korkunç bir rüya. Her yerde olanlar ve sıfırlar ... ve iki tane gördüğümü sanıyordum! ”
Fry: “Bu sadece bir rüyaydı, Bender. İki diye bir şey yok. ”
Dijital hesaplamaya aşina olan herkes “Futurama” çizgi filmindeki karakterler de dahil olmak üzere sıfırlar ve olanlar hakkında bilgi sahibidir. Sıfırlar ve olanlar ikili dilin yapı taşlarıdır. Ancak tüm bilgisayarlar dijital değildir ve hiçbir şey dijital bilgisayarların ikili olması gerektiğini söylemez. Ya base-2 yerine base-3 sistemi kullanırsak? Bir bilgisayar üçüncü bir basamağı düşünebilir mi?
Bilgisayar bilimi denemecisi Brian Hayes’in de belirttiği gibi, “İnsanlar onlarca sayıyor, makineler ikiye katlanıyor”. Birkaç cesur ruh üçlü bir alternatif düşünmeye cesaret etti. Louis Howell, 1991 yılında 3 tabanlı numaralandırma sistemini kullanan TriINTERCAL programlama dilini önerdi. Ve Rus yenilikçiler, 50 yıldan fazla bir süre önce birkaç düzine 3 makineyi inşa ettiler. Ancak bazı nedenlerden ötürü, numaralandırma sistemi daha geniş bilgisayar dünyasında başarılı olamadı.
Matematiğe Bir Bakış
Buradaki sınırlı alan göz önüne alındığında, bize biraz bilgi vermek için birkaç matematiksel fikre değineceğiz. Konuyu daha derinlemesine anlamak için, Kasım ayında Amerikan Bilim Adamının Kasım / Aralık sayısındaki Hayes’in mükemmel “Üçüncü Üssü” makalesine bakın.
Şimdi şartlara bakalım. Muhtemelen şimdiye kadar (zaten bilmiyorsanız) “üçlü” kelimesinin üç sayıyla ilgili olduğunu anlamışsınızdır. Genellikle üçlü olan üç bölüm veya bölümden oluşur. Müzikteki üçlü bir form, üç bölümden oluşan bir şarkı şeklidir. Matematikte, üçlü temel olarak üç kullanarak anlamına gelir. Bazı insanlar belki de ikili kelimeyle kafiyeli olduğundan trinary kelimesini tercih ederler.
Jeff Connelly, 2008 tarihli “Üçlü Bilgi İşlem Testli 3 Yollu Bilgisayar Mimarisi” adlı makalesinde birkaç terimi daha içermektedir. “Bir trit” bir bitin üçlü karşılığıdır. Bir bit, iki değerden birine sahip olabilecek bir ikili basamaksa, o zaman bir trit üç değerden herhangi birine sahip olan bir üçlü basamaktır. Bir trit bir baz-3 hanedir. Bir "tryte" 6 değer olacaktır. Connelly (ve belki de başka hiç kimse) bir “tribble” ı yarı trit (veya bir base-27 rakam) olarak tanımlar ve bir base-9 rakamı bir “nit” olarak adlandırır. (Veri ölçümü hakkında daha fazla bilgi için, bkz. Bitleri Anlama, Bayt ve Katları.)
Hata Yok, Stres Yok - Hayatınızı Yok Etmeden Hayat Değiştiren Yazılım Yaratma Adım Adım Kılavuzunuz
Hiç kimse yazılım kalitesiyle ilgilenmediğinde programlama becerilerinizi geliştiremezsiniz.
Bunların hepsi matematiksel meslekten olmayanlar (kendim gibi) için biraz zorlayıcı olabilir, bu yüzden sayıları kavrayabilmemiz için başka bir konsepte bakacağız. Üçlü hesaplama üç ayrı durumla ilgilidir, ancak üçlü basamakların kendisi Connelly'ye göre farklı şekillerde tanımlanabilir:
- Dengesiz Trinary - {0, 1, 2}
- Kesirli Dengesiz Trinary - {0, 1/2, 1}
- Dengeli Trinary - {-1, 0, 1}
- Bilinmeyen Durum Mantığı - {F,?, T}
- Üçlü Kodlu İkili - {T, F, T}
Tarihte Üçlü Bilgisayarlar
Burada ele alınacak çok fazla bir şey yok çünkü Connelly'nin belirttiği gibi, “Trinary teknolojisi bilgisayar mimarisi alanında nispeten keşfedilmemiş bir bölge.” Konuyla ilgili üniversite araştırmasının gizli bir hazinesi olsa da, pek çok üs-3 bilgisayar bunu yapmamış üretime. 2016 Hackaday Süper Konferansında Jessica Tank, son birkaç yıldır üzerinde çalıştığı üçlü bilgisayarda bir konuşma yaptı. Çabalarının müstehcenlikten doğup yükselmeyeceği görülmemektedir.
Ama 20'nin ortalarında Rusya'ya dönüp bakarsak biraz daha fazlasını bulacağız.inci yüzyıl. Bilgisayara SETUN adı verildi ve mühendis Nikolay Petrovich Brusentsov (1925-2014) idi. Ünlü Sovyet matematikçi Sergei Lvovich Sobolev ile birlikte çalışan Brusentsov, Moskova Devlet Üniversitesinde bir araştırma ekibi oluşturdu ve 50 makinenin yapımıyla sonuçlanacak bir üçlü bilgisayar mimarisi tasarladı. Araştırmacı Earl T. Campbell web sitesinde belirttiği gibi, SETUN “her zaman bir Sovyet hükümeti tarafından tam olarak onaylanmayan ve fabrika yönetimi tarafından şüpheyle görülen bir üniversite projesiydi”.
Üçlü Dava
SETUN, yukarıda belirtildiği gibi {-1, 0, 1} dengeli üçlü mantık kullandı. Bu, üçlüye ortak yaklaşım ve aynı zamanda Jeff Connelly ve Jessica Tank'ın çalışmalarında da bulundu. “Belki de en güzel sayı sistemi, dengeli üçlü gösterimdir”, diye yazıyor Donald Knuth, “Bilgisayar Programcılığı Sanatı” adlı kitabından bir alıntı.
Brian Hayes ayrıca üçlü büyük bir hayranıdır. “Burada taban üç için üç tezahürat, üçlü sistem sunmak istiyorum. … Bunlar numaralandırma sistemleri arasında Goldilocks seçimidir: 2. taban çok küçük ve 10. taban çok büyük olduğunda, 3. taban doğru. ”
Hayes'in üs-3 erdemleri konusundaki argümanlarından biri, üs-e'ye en yakın numaralandırma sistemi, “doğal logaritmaların temeli, yaklaşık 2.718 sayısal değeri olan” dır. Temel-e'nin (pratik olsaydı) en ekonomik numaralandırma sistemi nasıl olurdu? Doğada her yerde bulunur. Ve bu sözcükleri, lise kimya öğretmenim Bay Robertson'dan açıkça hatırlıyorum: “Tanrı e ile sayar.”
İkililere kıyasla üçlü maddenin daha yüksek verimi SETUN bilgisayarı kullanılarak gösterilebilir. Hayes şöyle yazıyor: “Setun, makineye sayısal bir dizi 387,420,489 veren 18 üç basamaktan oluşan sayılarla çalıştırıldı. İkili bir bilgisayarın bu kapasiteye ulaşması için 29 bite ihtiyacı olacak… ”
Peki neden üçlü değil?
Şimdi makalenin orijinal sorusuna geri dönüyoruz. Üçlü hesaplama çok daha etkiliyse, neden hepimiz onları kullanmıyoruz? Cevaplardan biri, olayların böyle olmadı. İkili dijital hesaplamada şimdiye kadar geri döndük.Robot Bender'in sıfıra ve bir tanesine nasıl sayılacağına dair hiçbir fikri olmadığı gibi, bugünün bilgisayarları da potansiyel üçlü bilgisayarın kullanabileceğinden farklı bir mantık sistemi üzerinde çalışıyor. Elbette, Bender bir şekilde üçlüyü anlamak için yapılabilirdi - ama muhtemelen yeniden tasarlanmadan çok bir simülasyon gibi olurdu.
Ve SETUN'un kendisi, Hayes'e göre, üçlü maddenin daha verimli olduğunu anlamadı. Her bir tritinin bir çift manyetik çekirdekte saklandığından “üçlü avantaj ezildi” diyor. Uygulamanın teori kadar önemli olduğu görülüyor.
Hayes'den genişletilmiş bir teklif burada uygun görünüyor:
Temel 3 neden yakalanamadı? Tahmin edilebilecek basit bir tahmin, güvenilir üç durumlu cihazların henüz bulunmadığı ya da geliştirilmesi zor olduğu. İkili teknoloji kurulduktan sonra, ikili yongaların üretilmesi yöntemlerine yapılan muazzam yatırım, diğer tabanların küçük bir teorik avantajını etkilemiş olacaktı.
Geleceğin Numaralandırma Sistemi
Bitler ve püf noktaları hakkında konuştuk, peki duydunuz mu? Kuantum hesaplama için önerilen ölçüm birimi budur. Matematik burada biraz bulanıklaşıyor. Bir kuantum biti veya bit, en küçük kuantum bilgisi birimidir. Bir seferberlik, birden fazla durumda aynı anda bulunabilir. Bu yüzden sadece ikilik ikili durumdan daha fazlasını temsil edebilirken, üçlü ile tamamen aynı değildir. (Kuantum hesaplama hakkında daha fazla bilgi edinmek için, bkz. Quantum Computing, Büyük Veri Yolu'ndaki Sıradaki Yolcu Olabilir.)
Ve sen ikili ve üçlünün zor olduğunu düşündün! Kuantum fiziği sezgisel olarak açık değil. Avusturyalı fizikçi Erwin Schrödinger, Schrödinger'in kedisi olarak bilinen bir düşünce deneyi sundu. Bir dakika boyunca kedinin aynı anda hem canlı hem de ölü olduğu bir senaryo düşünmeniz isteniyor.
Burası bazı insanların otobüsten indikleri yer. Bir kedinin hem canlı hem de ölü olabileceğini önermek saçma ama bu kuantum süperpozisyonunun özü. Kuantum mekaniğinin ana noktası, nesnelerin hem dalgaların hem de parçacıkların özelliklerine sahip olmasıdır. Bilgisayar bilimciler bu özelliklerden yararlanmak için çalışıyorlar.
Qubitlerin süperpozisyonu yeni bir olasılıklar dünyası açar. Kuantum bilgisayarların, ikili ya da üçlü bilgisayarlara göre üssel olarak daha hızlı olması beklenmektedir. Çok kesitli durumların paralelliği, bugünün bilgisayarından milyonlarca kat daha kuantum bir bilgisayar sağlayabilir.
Sonuç
Kuantum hesaplama devrimi her şeyi değiştirdiği güne kadar, ikili hesaplamanın statükoları kalacaktır. Jessica Tank'a üçlü bilgisayar kullanımı için hangi davaların ortaya çıkabileceği sorulduğunda, izleyiciler “nesnelerin interneti” ne bir referans duyduktan sonra bağırdı. Bu da meselenin özü olabilir. Bilgi işlem topluluğu, elma sepetini üzmek için çok iyi bir neden kabul etmediği ve bilgisayarlarından iki yerine üçlü saymalarını istemediği sürece, Bender gibi robotlar ikili düşünmeye ve hayal etmeye devam edecek. Bu arada, kuantum hesaplama yaşı ufkun hemen ötesinde.