Configurazione del computer Trinity. Computer ternario: Sì, no, forse: Logica

N.P. Brusentsov, Ramil Alvarez Jose

All'inizio del 1956, su iniziativa dell'Accademico S.L. Sobolev, capo del Dipartimento di Matematica Computazionale presso la Facoltà di Meccanica e Matematica dell'Università di Mosca, è stato istituito un dipartimento di elettronica presso il centro informatico dell'Università statale di Mosca e si è avviato un seminario con l'obiettivo di creare un esempio pratico di computer digitale destinato all'uso nelle università, nonché nei laboratori e negli uffici di progettazione delle imprese industriali . Era necessario sviluppare un piccolo computer che fosse facile da imparare e da usare, affidabile, poco costoso e allo stesso tempo efficace in un'ampia gamma di compiti.

Uno studio approfondito durato un anno dei computer disponibili a quel tempo e delle capacità tecniche della loro implementazione portò alla decisione non standard di utilizzare nella macchina creata non un codice binario, ma un codice simmetrico ternario, implementando il sistema numerico molto equilibrato che D. Knuth, vent'anni dopo, lo definì, forse, il più elegante e, come divenne noto in seguito, i cui pregi furono individuati da K. Shannon nel 1950 121.

A differenza del codice binario con i numeri 0, 1, generalmente accettato nei computer moderni, che è aritmeticamente inferiore a causa dell'impossibilità di rappresentare direttamente in esso i numeri negativi, il codice ternario con i numeri -1, 0, 1 fornisce la soluzione ottimale costruzione dell'aritmetica dei numeri con segno. Allo stesso tempo, non solo non sono necessari codici di numeri aggiuntivi, diretti o inversi artificiali e imperfetti, ma l'aritmetica acquisisce una serie di vantaggi significativi: uniformità del codice dei numeri, lunghezza variabile degli operandi, unicità dell'operazione di spostamento , funzione a tre cifre del segno di un numero, arrotondamento ottimale dei numeri semplicemente eliminando le cifre inferiori , compensazione reciproca degli errori di arrotondamento nel processo di calcolo.

Il computer ternario Setun, il cui prototipo è stato sviluppato, assemblato e messo in funzione entro la fine del 1958 dai dipendenti del dipartimento di elettronica, come dimostrato dall'esperienza del suo sviluppo, dalle apparecchiature software e da varie applicazioni pratiche, ha soddisfatto pienamente tutti i requisiti stipulato nel compito per il suo sviluppo. Questo successo, tenendo conto del fatto che lo sviluppo di un computer ternario è stato intrapreso per la prima volta, è stato realizzato da un piccolo team di dipendenti alle prime armi (8 laureati dell'Istituto di ingegneria energetica di Mosca e dell'Università statale di Mosca, 12 tecnici e assistenti di laboratorio ) ed è stato completato in breve tempo, indica chiaramente la natura benefica della tecnologia digitale ternaria. A costo di aumentare la complessità degli elementi di memoria e delle operazioni elementari rispetto a quelle binarie, si ottiene una significativa semplificazione e, soprattutto, naturalezza dell'architettura dei dispositivi ternari.

Con un set minimo di comandi (24 comandi unicast in totale), Setun forniva la possibilità di calcolare con virgola fissa e mobile, aveva un registro indice, il cui valore può essere aggiunto o sottratto quando si modifica l'indirizzo, e forniva un'aggiunta con funzionamento del prodotto che ha ottimizzato il calcolo dei polinomi, un'operazione di moltiplicazione bit a bit e tre comandi di salto condizionale in base al segno del risultato. Un'architettura semplice ed efficace permise, grazie all'impegno di un piccolo gruppo di programmatori, di dotare la macchina di un sistema di programmazione e di un insieme di programmi applicativi entro la fine del 1959, sufficienti per effettuare test interdipartimentali di un prototipo nell'aprile 1960 .

Sulla base dei risultati di questi test, "Setun" è stato riconosciuto come il primo modello funzionante di un computer universale basato su elementi senza lampada, caratterizzato da "alte prestazioni, sufficiente affidabilità, dimensioni ridotte e facilità di manutenzione". Su raccomandazione della Commissione interdipartimentale, il Consiglio dei ministri dell'URSS ha adottato una risoluzione sulla produzione in serie di Setun nello stabilimento di macchine matematiche di Kazan. Ma per qualche ragione, il computer ternario non piaceva ai funzionari del dipartimento radioelettronico: non assicuravano lo sviluppo di un modello seriale della macchina, e dopo che fu comunque implementato utilizzando i costrutti dell'M- 20 macchine prodotte dallo stabilimento, non contribuirono ad aumentare la produzione in linea con il crescente numero di ordini, in particolare dall'estero, ma al contrario, limitarono rigorosamente la produzione, rifiutando gli ordini, e la fermarono completamente nel 1965, e impedì lo sviluppo della macchina in Cecoslovacchia, che ne pianificò la produzione su larga scala. La ragione di questa strana politica potrebbe essere il prezzo record di "Setuni" - 27,5 mila rubli, a causa della produzione senza difetti dei suoi elementi digitali magnetici nello stabilimento EA ed EP di Astrakhan, 3 rubli ciascuno. 50 centesimi per elemento (c'erano circa 2mila elementi nell'auto). È significativo che gli elementi elettromagnetici di “Setuni” abbiano permesso di implementare l'implementazione della soglia della logica a tre valori in modo estremamente economico, naturale e affidabile. Un prototipo della macchina in 17 anni di funzionamento presso il Centro informatico dell'Università statale di Mosca, dopo aver sostituito tre elementi con parti difettose nel primo anno, non ha richiesto alcuna riparazione dei dispositivi interni ed è stato distrutto in uno stato di piena funzionalità. I veicoli di produzione hanno funzionato stabilmente in varie zone climatiche da Odessa e Ashgabat a Yakutsk e Krasnoyarsk in assenza di assistenza o pezzi di ricambio.

Grazie alla semplicità e naturalezza dell'architettura, nonché ad un sistema di programmazione costruito razionalmente, compresi i sistemi di interpretazione: IP-2 (virgola mobile, 8 cifre decimali), IP-3 (virgola mobile, 6 cifre decimali), IP-4 (numeri complessi, 8 cifre decimali) caratteri), IP-5 (virgola mobile, 12 cifre decimali), autocode POLIZ con un sistema operativo e una libreria di subroutine standard (virgola mobile, 6 cifre decimali), le macchine "Setun" sono state eseguite con successo padroneggiato da utenti di università, imprese industriali e istituti di ricerca, dimostrandosi un mezzo efficace per risolvere problemi praticamente significativi in ​​una varietà di settori, dalla modellazione della ricerca e calcoli di progettazione alle previsioni meteorologiche e all'ottimizzazione della gestione aziendale. Nei seminari per gli utenti dei computer "Setun" tenuti all'Università statale di Mosca (1965), allo stabilimento di locomotive diesel di Lyudinovo (1968) e al Politecnico di Irkutsk (1969), dozzine di rapporti sulle effettive applicazioni economiche nazionali di queste macchine sono stati presentati. "Setun", grazie alla naturalezza del codice simmetrico ternario, si è rivelato uno strumento informatico veramente universale, facilmente programmabile e molto efficace, che si è dimostrato positivamente, in particolare, come mezzo tecnico per insegnare la matematica computazionale in più di trenta università. E all'Accademia di ingegneria dell'aeronautica. Zhukovsky, è stato a “Setun” che è stato implementato per la prima volta un sistema automatizzato di formazione informatica.

Il sistema numerico ternario si basa sullo stesso principio posizionale di codifica dei numeri del sistema binario adottato nei computer moderni, ma il peso io L'esima posizione (cifra) in esso non è uguale a 2 i , ma 3 i . Inoltre, le cifre stesse non sono a due cifre (non bit), ma a tre cifre (triti): oltre a 0 e 1, consentono un terzo valore, che in un sistema simmetrico è -1, a causa del quale entrambi i valori positivi e i numeri negativi sono uniformemente rappresentabili. Il valore di un numero intero n-trito N è determinato in modo simile al valore di un numero intero n-bit:

dove a i ∈ (1, 0, -1) è il valore della i-esima cifra.

È consigliabile denotare i numeri nel sistema simmetrico ternario con i loro segni, ad es. Invece di 1, 0, -1 scrivi +, 0, -. Ad esempio, i numeri decimali 13, 7, 6, -6 in tale notazione ternaria saranno: 13 = +++, 7 = +-+, b = +-0, -6 = -+0. Cambiare il segno di un numero in un codice simmetrico equivale a invertire le cifre, cioè sostituendo tutto il “+” con “-” e tutto il “-” con “+”. Le operazioni di addizione e moltiplicazione nel codice ternario simmetrico sono definite dalle tabelle:

A differenza del binario, questa è aritmetica con segni, dove il segno di un numero è la cifra della cifra più significativa (diversa da zero). Il problema dei numeri con segno, che non ha una soluzione perfetta nel codice binario, semplicemente non esiste nel codice ternario simmetrico, il che spiega i suoi vantaggi fondamentali.

La macchina “Setun” può essere caratterizzata come unicast, sequenziale, con codice di comando di 9 trit, registri sommatori di 18 trit S e moltiplicatore R, registro indice di modifica dell'indirizzo da 5 terit F e un controindicatore dei comandi eseguiti C, nonché un indicatore del segno a un bit del risultato ? , controllando le transizioni condizionali.

RAM - 162 celle da 9 trit - suddivise in 3 pagine da 54 celle per lo scambio pagina per pagina con la memoria principale - tamburo magnetico con capacità di 36 o 72 pagine. La lettura e la scrittura nella RAM è possibile in parole da 18 trit e 9 trit, con una parola da 9 trit corrispondente alla metà superiore di una parola da 18 trit nei registri S E R. Il contenuto di questi registri viene interpretato come un numero con un punto decimale fisso dopo la seconda cifra più significativa, ovvero in modulo è inferiore a 4,5. Nei calcoli in virgola mobile, la mantissa M del numero normalizzato soddisfa la condizione 0,5< |М| <1,5, а порядок представлен отдельным 5-тритным словом, интерпретируемым как целое со знаком.

La struttura della memoria a due stadi delle pagine con indirizzamento parola per parola all'interno di tre pagine di RAM, utilizzando indirizzi a 5 trit e, di conseguenza, istruzioni a 9 trit, ha determinato la straordinaria compattezza dei programmi e allo stesso tempo l'elevata velocità della macchina , nonostante nei sistemi di interpretazione il tamburo magnetico funzioni come una memoria operativa.

Nel 1967-1969. Sulla base dell'esperienza di creazione e delle applicazioni pratiche della macchina "Setun", è stata sviluppata una macchina digitale ternaria migliorata "Setun 70", il cui prototipo è entrato in funzione nell'aprile 1970. Si trattava di una macchina a due piani non tradizionale architettura, focalizzata sulla fornitura di condizioni favorevoli per l'ulteriore sviluppo delle sue capacità utilizzando i sistemi del metodo interpretativo

L'adozione di uno stack aritmetico (uno stack di 18 operandi banali) è dovuta all'uso della cosiddetta notazione di programma inverso polacca (POLIZ) come linguaggio macchina, che si è dimostrato positivamente nell'interprete con lo stesso nome su Setun. Un programma POLYZ non è costituito da comandi di un indirizzo o di un altro, ma è una sequenza di parole brevi - tratti 6-triti (byte ternari). Come elemento di programma, un tratto può essere basato sull'indirizzo o operativo. Il tratto dell'indirizzo viene utilizzato come operando dagli operandi precedenti, oppure viene percepito come un'istruzione per spingere la parola indirizzata da uno a tre tratti nello stack degli operandi dalla RAM. Nella RAM sono presenti solo 9 pagine di 81 caratteri e attualmente sono aperte all'accesso tre pagine, i cui numeri sono indicati nei cosiddetti “registri anagrafici”.

Un tratto operativo specifica le operazioni, o meglio le procedure, eseguite sullo stack degli operandi, nonché sui registri del processore. Sono previste 81 operazioni in totale: 27 principali, 27 di servizio e 27 programmabili dall'utente.

Il secondo stack (di sistema), contenente indirizzi di ritorno durante l'elaborazione degli interrupt e durante l'esecuzione di subroutine annidate, ha permesso di implementare con successo l'idea di programmazione strutturata di E. Dijkstra su Setun 70, introducendo le operazioni di chiamata di una subroutine, chiamata per condizione, ed eseguire ciclicamente subroutine. La programmazione strutturata procedurale effettuata in questo modo ha confermato nella pratica i vantaggi del suo metodo dichiarati da Dijkstra: l'intensità di lavoro nella creazione di programmi è stata ridotta di 5-7 volte, grazie all'eliminazione del tradizionale debugging mediante test su esempi specifici, e i programmi acquisito la corretta affidabilità, ordine, comprensibilità e modificabilità. Successivamente, queste caratteristiche dell'architettura “Setuni 70” servirono come base per il sistema di programmazione strutturata interattiva DSSP, implementato sulle macchine della serie DVK e sui successivi personal computer.

Sfortunatamente, l’ulteriore sviluppo delle capacità inerenti a “Setuni 70” attraverso lo sviluppo del suo software è stato interrotto per ordine amministrativo. Ho dovuto concentrarmi nuovamente sull’informatizzazione dell’istruzione. “Setun 70” è diventato la base per lo sviluppo e l’implementazione del sistema di insegnamento automatizzato “Mentor”, che incarnava i principi della “Grande Didattica” di John Amos Comenius. Lo scopo del computer in questo sistema non è “girare le pagine elettroniche” o effetti multimediali, ma monitorare la corretta comprensione da parte dello studente di ciò che sta imparando, superare tempestivamente idee sbagliate e garantire una reale padronanza della materia di studio attraverso esercizi ragionevolmente prescritti. Allo stesso tempo, il computer registra l'andamento della lezione, offrendo all'autore del materiale didattico l'opportunità di valutare l'efficacia delle tecniche didattiche utilizzate e migliorarle.

Il materiale didattico in “Mentor” viene fornito agli studenti in forma stampata con sezioni numerate, paragrafi, esercizi e aiuti per risposte errate, grazie al quale, utilizzando un semplice terminale dotato di tastierino numerico e indicatore di calcolatrice, un computer senza display ipertestuale interagisce in modo semplice e innocuo con lo studente, donando al libro la capacità che le manca di dialogare con il lettore. La creazione di materiale didattico per il "Mentore" non è associata alla programmazione del computer e, come ha dimostrato la pratica, lo sviluppo di manuali abbastanza soddisfacenti in matematica, fisica, inglese e altre materie rientra nelle capacità degli insegnanti scolastici. L'efficacia didattica di questo semplice sistema si è rivelata elevatissima. Pertanto, il corso "Fortran di base" è stato completato dagli studenti della Facoltà di matematica computazionale e informatica dell'Università statale di Mosca in "Mentor" per 10-15 ore, studenti della Facoltà di economia - in 15-20 ore, mostrando poi nel workshop una capacità più avanzata di programmare in Fortran rispetto a un corso semestrale regolare.

Il principio del "libro-computer" implementato in "Mentor" ha determinato l'uso ottimale del computer come strumento didattico sotto quasi tutti gli aspetti: l'attrezzatura necessaria (un microcomputer e 3-4 dozzine di terminali ad esso collegati, simili a una semplice calcolatrice) è estremamente economico, affidabile e facile da padroneggiare sia da parte degli studenti che degli insegnanti, lavorare in dialogo con un libro è instancabile, emozionante e, con una corretta organizzazione della presentazione, garantisce una rapida e completa assimilazione della materia studiata. Applicazione del sistema presso l'Università statale di Mosca, l'Istituto di aviazione di Mosca, VIA da cui prende il nome. Kuibyshev, nella scuola secondaria e nella formazione professionale presso la ZIL, ha confermato la sua elevata efficacia in un'ampia gamma di materie e livelli di studio. Allo stesso tempo, "Mentor" viene costantemente utilizzato da più di 30 anni presso la Facoltà di Informatica e Tecnologia per i test automatizzati, nonché per i test degli ammessi alla Facoltà, che determinano il livello di conoscenza della lingua inglese per il reclutamento gruppi di studio omogenei.

Tuttavia, data la necessità apparentemente urgente di migliorare efficacemente il processo di apprendimento nella nostra era dell’informazione, “Mentor” non era richiesto. Apparentemente, è troppo semplice ed economico, e che tipo di sistema informatico è: senza display, mouse e ipertesto. Dopotutto, l'attrezzatura IT nel processo educativo viene ancora solitamente valutata non dal livello e dalla qualità della formazione, ma dal numero e dalla potenza dei computer coinvolti.

Sistema di comando della macchina “Setun”.

Letteratura

1. Shannonc. E.A Notazione simmetrica per i numeri.- “The American Mathematical Monthly”, 1950, 57, N 2, p, 90 - 93,
2. Reid J.B. Lettera all'editore. - “Comm. ACM”, 1960, 3, N 3, p. A12-A13.
3. Howden RF La tecnica di conteggio del peso è più veloce di quella binaria.- “Elettronica”, 1974, 48, N 24, p. 121 - 122.
4. Baytser B. Architettura dei sistemi informatici, volume 1. M., “Mir”, 1974.
5. Atti del sesto simposio internazionale sulla logica a valori multipli, 25-28 maggio 1976. IEEE Press, 1976.
6. Croisier A. Introduzione ai codici di trasmissione pseudoternari.- “IBM Journal of Research and Development”, 1970, 14, N 4, p. 354 - 367.
7. Brusentsov N.P. Dispositivi digitali elettromagnetici con trasmissione a filo singolo di segnali a tre cifre.- Nel libro: Elementi magnetici dell'automazione e dell'informatica. XIV Conferenza pan-sindacale (Mosca, settembre 1972). M., “Scienza”, 1972, p. 242 - 244.
8. Aristotele. 06 interpretazione. San Pietroburgo, 1891.
9. Brusentsov N.P. I diagrammi di Lewis Carroll e la sillogistica aristotelica.- Nel libro: Informatica e questioni di cibernetica, vol. 13. Casa editrice dell'Università statale di Mosca, 1976, p. 164-182.
10. Introduzione alla programmazione. Serie di manuali PDP-8. Società per l'attrezzatura digitale, 1972.

Atti del convegno internazionale SORUCOM 2006 (3-7 luglio 2006)
Sviluppo della tecnologia informatica in Russia e nei paesi dell'ex Unione Sovietica: storia e prospettive
L'articolo è stato collocato nel museo il 31 ottobre 2007 con il permesso dell'autore

• "Setun" è un piccolo computer basato sulla logica ternaria, sviluppato presso il centro informatico dell'Università statale di Mosca nel 1959.

  Responsabile del progetto - N. P. Brusentsov, sviluppatori principali: E. A. Zhogolev, V. V. Verigin, S. P. Maslov, A. M. Tishulina. Lo sviluppo della macchina fu intrapreso su iniziativa e fu realizzato con la partecipazione attiva del matematico sovietico S. L. Sobolev.

  Lo stabilimento di macchine matematiche di Kazan produsse 46 computer Setun, 30 dei quali furono utilizzati nelle università dell'URSS.

Concetti correlati

Ci sono altri significati di questa parola, vedi Mir "MIR" (abbreviazione di "Macchina per calcoli ingegneristici") - una serie di computer elettronici creati dall'Istituto di cibernetica dell'Accademia delle scienze dell'Ucraina, sotto la guida dell'accademico V. M. Glushkov .

Leggi tutto: MONDO

Il codice binario è un modo di rappresentare i dati sotto forma di codice in cui ciascuna cifra assume uno dei due possibili valori, solitamente indicati dai numeri 0 e 1. La cifra in questo caso è chiamata cifra binaria.

Il ricevitore-trasmettitore asincrono universale (UART) è un nodo di dispositivi informatici progettati per organizzare la comunicazione con altri dispositivi digitali. Converte i dati trasmessi in formato seriale in modo che sia possibile trasmetterli su una linea digitale fisica a un altro dispositivo simile. Il metodo di conversione è ben standardizzato e ampiamente utilizzato nella tecnologia informatica (specialmente in dispositivi e sistemi embedded...

Computer, macchina calcolatrice: un meccanismo, un dispositivo elettromeccanico o elettronico progettato per eseguire automaticamente operazioni matematiche. Recentemente, questo concetto è spesso associato a vari tipi di sistemi informatici. Tuttavia, i meccanismi informatici sono apparsi molto prima che il primo computer funzionasse.

Le informazioni su cui opera un computer sono in un modo o nell'altro scomposte in uno e zero: grafica, musica, testi, algoritmi di programma. Tutto è semplice e chiaro: "acceso" - "spento", "c'è segnale" - "nessun segnale". Sia "vero" che "falso" è logica binaria. Nel frattempo, nel 1961, anno del primo volo umano nello spazio, l’Unione Sovietica lanciò la produzione di insoliti computer che funzionavano non con logica binaria, ma ternaria.

Variabile "extra" L'ambiguità della logica risale al fondatore della prima teoria logica completa - Aristotele, che tra affermazione e anti-asserzione pose un terzo "incidentale" - "forse sì, forse no". Nello sviluppo successivo, la logica è stata semplificata abbandonando questo terzo stato, e in questa forma si è rivelata insolitamente tenace, nonostante la sua incoerenza con il fuzzy, non sempre scomposto nella realtà “sì” e “no”. In diversi secoli, Occam, Leibniz, Hegel, Carroll e alcuni altri pensatori tentarono di "espandere" la logica; nella sua forma finale, la logica a tre valori fu sviluppata dallo scienziato polacco Jan Łukasiewicz all'inizio del XX secolo.

"Setun" Nonostante il fatto che il team di Brusentsov abbia successivamente sviluppato il secondo modello "Setun-70", e negli Stati Uniti negli anni '70 fossero in corso i lavori su un computer Ternac simile, "Setun" è rimasto l'unico computer ternario della storia ad essere stato prodotto in massa prodotto.

In linea di principio, il sistema numerico ternario non aveva meno possibilità del sistema numerico binario. Chissà quale strada di sviluppo avrebbe preso il progresso tecnico se i “traits” avessero trionfato sui “bytes”. Come sarebbero i moderni smartphone o navigatori GPS e in che modo il significato “forse” influenzerebbe le loro prestazioni? Difficile da dire. Analizzeremo questo problema e vi daremo l'opportunità di trarre le vostre conclusioni.

L'auto di Fowler

In tutta onestà, va notato subito: il primo computer con un sistema di numerazione ternario, molto prima dei progettisti sovietici, fu costruito dall'inventore autodidatta inglese Thomas Fowler nel 1840. La sua macchina era meccanica e interamente in legno.

Thomas Fowler lavorava come impiegato di banca e, a causa della sua occupazione, era costretto a fare calcoli complessi. Per rendere il suo lavoro più semplice e veloce, creò tabelle per contare in potenze di due e tre, e in seguito pubblicò queste tabelle sotto forma di opuscolo.

Poi andò oltre, decidendo di automatizzare completamente i calcoli utilizzando le tabelle e costruendo una macchina calcolatrice. Il sistema dei brevetti inglese di allora era imperfetto, la precedente invenzione di Fowler (il termosifone per sistemi di riscaldamento a vapore) fu copiata con minime modifiche e brevettata da molti "inventori" senza scrupoli, così, temendo che la sua idea potesse essere nuovamente rubata, decise di farla diventare un'unica copia della macchina e - realizzata in legno. Poiché il legno è un materiale inaffidabile, per garantire una sufficiente precisione dei calcoli, Fowler dovette realizzare la macchina molto ingombrante, circa 2 m di lunghezza. Tuttavia, come scrisse lo stesso inventore in una nota di accompagnamento quando inviò la macchina al King's College di Londra, "se potesse essere di metallo, non sarebbe più grande di una macchina da scrivere".

La macchina di Fowler era semplice, efficace e utilizzava un approccio innovativo: invece del sistema di numerazione decimale, funzionava con le “triadi”, cioè potenze di tre. Sfortunatamente, la straordinaria invenzione è rimasta inosservata, l'originale della macchina non è sopravvissuto fino ad oggi e la sua struttura è conosciuta solo dal lavoro di Fowler Jr., che ha scritto una biografia di suo padre.

PrimoEsperienze sovietiche

L'uso pratico del sistema di numerazione ternario è stato dimenticato per più di cento anni. I successivi che tornarono a questa idea furono gli ingegneri del Dipartimento di Matematica Computazionale della Facoltà di Meccanica e Matematica dell'Università Statale di Mosca.

Tutto iniziò nel 1954: il dipartimento avrebbe dovuto ricevere un computer elettronico M-2, ma non funzionò. E stavano aspettando l'auto, preparandosi a installarla e metterla a punto, ad essa erano associati alcune aspettative e piani. E qualcuno ha suggerito: costruiamolo nostro.

Lo presero e lo costruirono, fortunatamente a quel tempo ci furono alcuni sviluppi teorici all'Università statale di Mosca. Nikolai Petrovich Brusentsov fu nominato capo del gruppo che progettò e costruì la macchina. Il compito era questo: rendere l'auto estremamente semplice ed economica (perché il progetto non prevedeva finanziamenti speciali). Inizialmente avrebbero realizzato un computer binario, ma in seguito, proprio per ragioni di economia e semplicità dell'architettura, giunsero alla decisione che sarebbe stato ternario, utilizzando un codice simmetrico ternario “naturale”, il più semplice dei codici simmetrici.

Alla fine del 1958 fu completata la prima copia della macchina, a cui fu dato il nome "Setun" - dal nome del fiume Moscova. "Setun" era relativamente piccolo per i computer di quella generazione e occupava un'area di 25-30 m2. Grazie alla sua elegante architettura, era in grado di eseguire 2000-4500 operazioni al secondo, aveva 162 celle RAM da nove triti e un dispositivo di memorizzazione a tamburo magnetico con una capacità di 36-72 pagine di 54 celle ciascuna. C'erano solo 27 comandi macchina (e tre rimanevano non richiesti), il che rendeva il codice del programma molto economico; programmare direttamente in codici macchina era così semplice che non svilupparono nemmeno un proprio assemblatore per Setun. I dati venivano inseriti nella macchina da un nastro di carta perforata, i risultati venivano inviati a una telescrivente (e, curiosamente, i numeri negativi venivano stampati come al solito, ma capovolti). Durante il funzionamento, la macchina mostrava il 95-98% del tempo utile (dedicato alla risoluzione dei problemi e non alla risoluzione dei problemi e alla risoluzione dei problemi), e a quei tempi era considerato un ottimo risultato se la macchina poteva dare almeno il 60%.

Nei test interdipartimentali del 1960, la macchina fu riconosciuta adatta per l'uso di massa negli uffici di progettazione, nei laboratori e nelle università, seguita da un ordine per la produzione in serie di Setun presso lo stabilimento di macchine matematiche di Kazan. Dal 1961 al 1965 ne furono costruiti e gestiti 50 esemplari in tutto il Paese. Poi la produzione è stata ridotta. Perché hanno smesso di produrre Setun se è stato utilizzato con successo ovunque, da Kaliningrad a Yakutsk? Una possibile ragione è che il computer si è rivelato troppo economico da produrre e quindi non redditizio per l’impianto. Un altro motivo è la rigidità delle strutture burocratiche; l’opposizione si è fatta sentire in ogni fase.

Successivamente, Nikolai Brusentsov e Evgeny Zhogolev svilupparono una versione più moderna della macchina, utilizzando gli stessi principi della trinità, "Setun-70", ma non entrò mai nella produzione di massa; l'unico prototipo funzionò all'Università statale di Mosca fino al 1987.

Logica a tre valori

La logica matematica a due valori, che regna ovunque nel mondo dei computer e delle altre tecnologie “intellettuali”, secondo il creatore del computer ternario Nikolai Brusentsov, non corrisponde al buon senso: la “legge del medio escluso” esclude le conclusioni altro che “verità” e “non verità”, nel frattempo, il processo di cognizione umana della realtà non si riduce affatto a una dicotomia “sì/no”. Pertanto, sostiene Brusentsov, per diventare intelligente, un computer deve essere ternario.

La logica a tre valori differisce dalla logica a due valori in quanto oltre ai significati “vero” e “falso” ce n'è un terzo, che è inteso come “indefinito”, “neutro” o “forse”. Allo stesso tempo, viene mantenuta la compatibilità con la logica a due valori: le operazioni logiche con valori "noti" danno gli stessi risultati.

La logica che opera con tre valori corrisponde naturalmente al sistema numerico ternario: ternario simmetrico o, più precisamente, il più semplice dei sistemi simmetrici. Fibonacci si rivolse per primo a questo sistema per risolvere il suo “problema dei pesi”.

Il sistema simmetrico ternario utilizza i numeri: -1, 0 e 1 (o, come vengono anche designati, -, 0 e +). I suoi vantaggi come sistema simmetrico sono che, in primo luogo, non è necessario contrassegnare in modo speciale il segno del numero: un numero è negativo se la sua cifra iniziale è negativa e viceversa, e l'inversione (cambio di segno) di un numero è fatto invertendo tutte le sue cifre; in secondo luogo, l'arrotondamento in questo caso non richiede regole speciali e viene effettuato semplicemente reimpostando a zero le cifre di ordine inferiore.

Inoltre, tra tutti i sistemi numerici posizionali, quello ternario è il più economico: può scrivere più numeri che in qualsiasi altro sistema, con un uguale numero di segni utilizzati: ad esempio, nel sistema decimale, per rappresentare i numeri da 0 a 999, avrai bisogno di 30 caratteri (tre cifre, dieci valori possibili per ciascuno), nel sistema binario gli stessi trenta caratteri possono codificare numeri nell'intervallo da 0 a 32767 e in ternario - da 0 a 59048. Il più Il sistema numerico economico sarebbe un sistema numerico con una base uguale al numero di Eulero (e = 2,718...), e 3 è l'intero più vicino ad esso.

Se nei computer binari che conosciamo, le informazioni vengono misurate in bit e byte, i computer che utilizzano il sistema numerico ternario funzionano con nuove unità: trits e trites. Trit è una cifra ternaria; così come un bit può assumere i valori 0 e 1 ("falso" e "vero"), un trit può essere (+), (0) o (-) (cioè "vero", "sconosciuto" o "falso").

Un tratto tradizionalmente (come era su “Setuni”) è pari a sei trit e può assumere 729 valori diversi (un byte è solo 256). Tuttavia, forse in futuro i tratti diventeranno a 9 o 27 bit, il che è più naturale, poiché si tratta di potenze di tre.

Il presentee il futuro dei computer ternari

Dopo Setun ci furono diversi progetti sperimentali portati avanti da appassionati (come l'americano Ternac e il TCA2), ma si trattava o di macchine molto imperfette, lontane dalle loro controparti binarie, o addirittura di emulazioni software su hardware binario.

Il motivo principale è che l'uso degli elementi ternari nei computer non offre ancora vantaggi significativi rispetto a quelli binari: questi ultimi sono prodotti in massa, sono più semplici ed economici in termini di costi. Anche se ora venisse costruito un computer ternario, poco costoso e paragonabile nelle sue caratteristiche a quelli binari, dovrebbe essere pienamente compatibile con essi. Già gli sviluppatori di Setuni-70 si sono trovati di fronte alla necessità di garantire la compatibilità: per scambiare informazioni con altre macchine universitarie, hanno dovuto aggiungere la capacità di leggere dati binari da nastri perforati e anche di convertire i dati in formato binario durante l'output.

Tuttavia, non si può dire che il principio ternario nell'ingegneria informatica sia un anacronismo senza speranza. Nell'ultimo decennio è emersa la necessità di trovare nuove tecnologie informatiche e alcune di queste tecnologie si trovano nell'area della Trinità.

Una di queste aree di ricerca è la ricerca di modi alternativi per aumentare le prestazioni del processore. Ogni 24 mesi, il numero di transistor su un chip del processore raddoppia circa: questa tendenza è nota come "legge di Moore" e non può continuare per sempre: la scala degli elementi e delle connessioni può essere misurata in nanometri e molto presto gli sviluppatori dovranno affrontare con una serie di difficoltà tecniche. Inoltre, ci sono considerazioni economiche: quanto più piccolo, tanto più costoso sarà lo sviluppo e la produzione. E ad un certo punto sarà più economico cercare modi alternativi per rendere i processori più potenti piuttosto che continuare la corsa ai nanometri: rivolgersi a tecnologie precedentemente abbandonate in quanto non redditizie. Il passaggio da strutture omogenee di silicio a conduttori a eterogiunzione, costituiti da strati di materiali diversi e in grado di generare più livelli di segnale invece dei soliti “sì” e “no”, è un’opportunità per aumentare l’intensità dell’elaborazione delle informazioni senza aumentare il numero di elementi (e riducendone ulteriormente le dimensioni). In questo caso, dovremo passare dalla logica a due valori a quella multivalore: a tre valori, a quattro valori, ecc.

Un'altra direzione, anch'essa mirata ad aumentare la produttività, sono gli sviluppi nel campo dei processori asincroni. È noto che garantire la sincronizzazione dei processi nei computer moderni complica in modo significativo l'architettura e consuma risorse del processore: fino alla metà di tutti i transistor nel chip lavorano per garantire proprio questa sincronizzazione. Theseus Logic propone di utilizzare la logica "binaria estesa" (in realtà ternaria), dove oltre ai soliti valori "vero" e "falso", esiste un segnale "NULL" separato, che viene utilizzato per auto-sincronizzare i processi. Diversi altri gruppi di ricerca stanno lavorando nella stessa direzione.

Ci sono anche aree più fantastiche in cui è giustificato l'uso della logica a tre valori: computer ottici e quantistici.

Il nome giapponese per il Giappone, Nihon (日本), è composto da due parti: ni (日) e hon (本), entrambe sono sinismi. La prima parola (日) nel cinese moderno si pronuncia rì e, come in giapponese, significa “sole” (rappresentato nella scrittura dal suo ideogramma). La seconda parola (本) nel cinese moderno si pronuncia bÖn. Il suo significato originario è "radice", e l'ideogramma che lo rappresenta è l'ideogramma dell'albero mù (木) con un trattino aggiunto in basso per indicare la radice. Dal significato di “radice” si sviluppò il significato di “origine”, e fu in questo senso che entrò nel nome del Giappone Nihon (日本) – “origine del sole” > “terra del sole nascente” (cinese moderno rì ben). Nel cinese antico la parola b̗n (本) aveva anche il significato di “rotolo, libro”. Nel cinese moderno è sostituito in questo senso dalla parola shū (書), ma rimane in esso come parola di conteggio per i libri. La parola cinese b̗n (本) è stata presa in prestito dal giapponese sia nel senso di "radice, origine" che di "rotolo, libro", e nella forma hon (本) significa libro nel giapponese moderno. La stessa parola cinese b̗n (本) che significa “rotolo, libro” fu presa in prestito anche nell'antica lingua turca, dove, dopo aver aggiunto il suffisso turco -ig, acquisì la forma *küjnig. I turchi portarono questa parola in Europa, dove dalla lingua dei bulgari di lingua turca del Danubio nella forma knig entrò nella lingua dei bulgari di lingua slava e, attraverso lo slavo ecclesiastico, si diffuse in altre lingue slave, compreso il russo.

Pertanto, la parola russa book e la parola giapponese hon "libro" hanno una radice comune di origine cinese, e la stessa radice è inclusa come secondo componente nel nome giapponese del Giappone Nihon.

Spero sia tutto chiaro?)))

Tertium datur: altri computer Mezzo secolo fa, sull'albero evolutivo della tecnologia informatica apparve un ramo speciale: i computer, basati su una logica diversa da quella binaria. Sono stati sviluppati presso l'Università statale di Mosca. Autore: Evgeny Lebedenko, Mobi.ru | Sezione: Articoli | Data: 29 dicembre 2011 "La scienza può fare un sacco di geek." Questa dichiarazione della carta si adatta perfettamente alla storia dello sviluppo dei computer ternari Setun. Se non altro perché, nel crearli, gli sviluppatori sono passati coraggiosamente dalla strada secolare della logica matematica tradizionale ai percorsi poco studiati della logica multivalore. O perché il computer ternario sovietico ha dovuto affrontare molti ostacoli e superarli, dimostrando costantemente la sua fattibilità.
Un fatto rimane veramente immutabile: all'inizio degli anni Sessanta del secolo scorso, sull'albero evolutivo della tecnologia informatica apparve un ramo speciale: il computer, basato su una logica diversa dal binario. Ancora oggi, mezzo secolo dopo la nascita del computer ternario, questo ramo appare come una sorta di ibrido di Vavilov, un po’ fuori luogo rispetto alle conquiste dell’elettronica binaria. Ma questa è un’impressione fuorviante. “Setun” non è un vicolo cieco, ma il primo timido passo di scienziati e ingegneri sulla strada per superare le imperfezioni dei computer realizzati secondo il “principio del terzo escluso”. E questo da solo è un grande contributo allo sviluppo della tecnologia informatica. La nascita del computer Setun Raccontare la storia dello sviluppo del computer Setun è facile e difficile allo stesso tempo. È facile perché, come la maggior parte delle storie sull'emergere di nuove tecnologie, ha un personaggio principale. Una persona che, con la sua perseveranza e il suo duro lavoro, rende possibili queste tecnologie. Un generatore di idee immerso a capofitto in un problema. Nella storia del computer Setun, il personaggio principale è Nikolai Petrovich Brusentsov, il capo progettista del computer ternario.
Nikolai Petrovich Brusentsov E questo è proprio ciò che rende complessa la storia dell'aspetto di "Setun", poiché l'intervallo tra il piano iniziale e la sua implementazione nell'hardware è pieno di molte persone ed eventi diversi. La storia di "Setun" iniziò nel 1952, in uno speciale ufficio di progettazione dell'Università statale di Mosca, dove fu assegnato il laureato MPEI Nikolai Brusentsov. In teoria, l'ufficio avrebbe dovuto migliorare l'attrezzatura tecnica del processo educativo, ma in pratica spesso risolveva problemi completamente diversi, eseguendo ordini per istituti di ricerca e industrie di terzi. Il giovane ingegnere Brusentsov non era affatto soddisfatto di questo stato di cose, quindi accettò con entusiasmo l'offerta del capo del Dipartimento di Matematica Computazionale della Facoltà di Meccanica e Matematica dell'Università Statale di Mosca, l'Accademico Sobolev, di partecipare alla ricevuta , installazione e configurazione del computer M-2, sviluppato dal laboratorio di sistemi elettrici della sua alma mater sotto la guida di Isaac Semyonovich Brook. Sergei Lvovich Sobolev ha compreso perfettamente le prospettive dell'uso dei computer digitali nelle attività educative e scientifiche dell'Università statale di Mosca e ha fatto del suo meglio per contribuire all'emergere del proprio centro informatico presso l'università. I compagni di classe di Brusentsov che lavoravano nel laboratorio di Brook “infettarono” Nikolai Petrovich con computer digitali per il resto della sua vita. La storia, tuttavia, ha decretato a modo suo il destino dell'M-2. La macchina non è mai riuscita a entrare nelle mura dell'Università statale di Mosca, nonostante fosse utilizzata piuttosto attivamente dai suoi scienziati. Questo perché nelle battaglie delle scuole scientifiche, il campo allora emergente della tecnologia informatica, l'accademico Sobolev sosteneva la direzione dei computer ad alte prestazioni di Sergei Alekseevich Lebedev, e non i piccoli computer di Brook. Fu grazie a questo conflitto di interessi che Sobolev decise di sviluppare il proprio piccolo computer presso l'Università statale di Mosca, in grado di risolvere urgenti problemi universitari. La passione per i computer di Nikolai Brusentsov lo ha aiutato a entrare nel dipartimento di elettronica del centro informatico dell'Università statale di Mosca, incaricato di sviluppare un nuovo computer. Alla ricerca dell'elemento base più accettabile in termini di affidabilità, prestazioni e prezzo, l'ingegnere Brusentsov fu inviato al laboratorio di modellizzazione elettrica di Lev Izrailevich Gutenmacher presso l'Istituto di meccanica di precisione e informatica dell'Accademia delle scienze dell'URSS, dove in Nel 1954 fu sviluppato il computer senza lampada "LEM-1". Come unità circuitale del "LEM-1", gli ingegneri del laboratorio di Gutenmacher hanno utilizzato elementi logici a diodi di ferrite trifase: una combinazione unica di celle di memoria basata su anelli di ferrite e diodi semiconduttori. In questi elementi logici, gli anelli di ferrite svolgevano il ruolo di nuclei del trasformatore e servivano a memorizzare gli uno e gli zeri - i componenti di base della logica binaria, e i diodi venivano usati come porte nei circuiti di comunicazione tra loro. Un elemento tipico del "LEM-1" era un registro a scorrimento con diodo in ferrite, costituito da tre anelli di ferrite: ingresso (scrittura), canale (lettura, orologio) e uscita (collegamento del registro con elementi successivi).

Elementi logici con diodo in ferrite Questo circuito di registro con diodo in ferrite piuttosto elegante è stato complicato dall'inclusione di nuclei di compensazione aggiuntivi che eliminano gli impulsi di rumore nell'anello di ferrite di uscita. Causata dall'imperfezione dell'anello di isteresi degli anelli di ferrite, questa interferenza potrebbe, con l'aumentare della temperatura di esercizio, raggiungere il livello del segnale. Per Nikolai Brusentsov era ovvio che un simile schema era tutt'altro che ideale. Pertanto, ha proposto di migliorarlo introducendo una tensione costante nel circuito dei nuclei funzionanti, che ha spento il diodo. Questa soluzione eliminava la comparsa di interferenze e quindi non richiedeva l'uso di anelli magnetici compensatori. Ora potrebbero essere utilizzati come una seconda coppia di nuclei di lavoro, operando di fronte alla coppia di lavoro principale. È così che la modernizzazione dell'elemento base imperfetto del "LEM-1" ha contribuito all'emergere di un elemento logico a diodo di ferrite, che potrebbe trasmettere in parallelo due sequenze di segnali che non coincidono nel tempo - la base di un codice ternario . Logica ternaria contro logica binaria La logica binaria, che è la base della moderna tecnologia informatica, è oggi percepita come una sorta di assioma, la cui verità non viene messa in discussione. Infatti, la codifica delle informazioni utilizzando la presenza o l'assenza di un segnale sembra essere il modo più adatto per implementare i sistemi digitali. Ma lo è? Le regole su come funzionano i computer sono determinate dalle persone. L'uso della logica binaria nell'informatica non è una legge della natura, ma una decisione consapevole che qualcuno ha preso una volta perché soddisfaceva i progettisti, i programmatori e gli utenti di computer nella risoluzione dei loro problemi. Perché la logica binaria è diventata la base dei computer moderni? La risposta sembra ovvia. Storicamente, la logica matematica si basava sull’idea “non esiste una terza opzione”, riducendo il processo di inferenza logica a decisioni binarie. Questo dogma della logica classica deve la sua nascita al principio di bivalenza dei giudizi logici, introdotto dal feroce stoico Crisippo e sostenuto dall'autorità di Aristotele. “Il fondamento della dialettica è la tesi secondo cui ogni affermazione (quello che viene chiamato “assioma”) è vera o falsa”, diceva Cicerone. La semplicità della bivalenza descrive in realtà abbastanza bene le realtà logiche della vita. Vale la pena ricordare i semafori, gli attraversamenti pedonali e gli interruttori a levetta on-off. Il sistema binario governa abbastanza bene la vita di tutti i giorni. Pesiamo due oggetti A e B su una normale bilancia a leva. La bilancia ci permetterà facilmente di determinare due opposti: peso A > B e peso A< В. Но разве это всё? А как же А = В? Выходит, задача о весе А и В имеет три решения. Именно так.
Un normale bilanciamento della leva può funzionare bene come porta logica ternaria, così come la terza soluzione ha l'esito di una partita di calcio (pareggio), la neutralità svizzera (terzo) e un "forse" indefinito ottenuto in risposta a una domanda specifica. Avendo trasformato la bilancia a leva in un dispositivo binario, ci troviamo di fronte all'incertezza A © B, che può essere risolta solo scambiando le posizioni pesate A e B, cioè eseguendo un'operazione aggiuntiva.
Installando un fermo sotto una delle leve, la bilancia può essere trasformata in un elemento logico binario con tutti i suoi svantaggi intrinseci. La logica della vita quotidiana è difficile da inserire in un quadro di bivalenza in bianco e nero: molti pensatori se ne sono resi conto. Di conseguenza, apparvero logici non classici, abbandonando la legge del terzo escluso. Una delle prime versioni della logica multivalore fu sviluppata dallo scienziato polacco Jan Łukasiewicz negli anni venti del secolo scorso. Nella sua logica a tre valori, oltre ai polari “sì” e “no”, appariva il significato “possibile”. Le affermazioni logiche a tre valori di Lukasiewicz consentivano una mancanza di coerenza e venivano chiamate modali. Ricordi la consultazione nella fiaba su Pinocchio? "È più probabile che il paziente sia vivo che morto." “Piuttosto vivo” è un’affermazione logica modale. L'autore delle avventure di Alice, Lewis Carroll, ha sviluppato l'algebra a tre valori utilizzando la terza caratteristica di un oggetto: "irrilevanza" insieme a "esistenza" e "non esistenza". Nell'informatica, la perfezione dell'algebra booleana comincia a vacillare quando si ha a che fare con valori negativi. Dopotutto, per rappresentare un numero negativo in forma binaria, è necessario introdurre un bit aggiuntivo. Proprio quel “terzo” con cui è possibile determinare il segno di un numero in codice binario. Il fatto che tale codifica non sia convenzionale è indicato anche dal suo nome: codice aggiuntivo. Si scopre che per facilitare l'implementazione delle operazioni sui numeri positivi e negativi nei computer, i loro sviluppatori si sono deliberatamente allontanati dalla logica binaria a favore di quello stesso "centro escluso".
L'algoritmo binario per la verifica del segno della variabile X non è ottimale, mentre nell'algoritmo ternario la verifica viene effettuata utilizzando una sola operazione. Un altro inconveniente della logica binaria è il fatto che senza “stampelle” aggiuntive è impossibile implementare l'espressione logica principale: la conseguenza. Un tentativo di realizzare la natura trivalente del seguire le forze della logica bivalore ha portato al fatto che questa espressione logica è stata effettivamente sostituita da un'implicazione materiale. Questo trucco ha funzionato negli algoritmi computazionali, ma il tentativo di implementare l'inferenza su un computer è fallito. La sostituzione del seguito con un'implicazione materiale a due valori limita l'“intellettualità” del computer. Una persona con la sua capacità di passare rapidamente dalla logica binaria a quella ternaria, accettando un “pareggio” al momento giusto, si è rivelata molto più flessibile di un computer. E se la logica del computer fosse inizialmente resa ternaria? Così ragionò Nikolai Petrovich Brusentsov, presentando nell'autunno del 1956 a un seminario dedicato allo sviluppo del computer dell'Università statale di Mosca, un amplificatore magnetico alimentato da impulsi di corrente - lo stesso registro del diodo di ferrite da lui modificato. La sua caratteristica principale era la formazione di una tripla di valori: 1, 0 e -1 - una versione ideale di un elemento digitale che funziona con logica ternaria. Nikolai Petrovich Brusentsov ha parlato in un'intervista con Computerra dei vantaggi della logica ternaria: "Le persone sono così "ingannate" dalla legge del terzo escluso che non sono in grado di capire come stanno realmente le cose. In effetti, la logica binaria è completamente inadatta anche per descrivere l'espressione logica di base - implicazione. Quando si cerca di descrivere la normale forma disgiuntiva di implicazione nella logica binaria, questa si trasforma in un'identità o nella famigerata implicazione materiale. Il matematico S. K. Kleene e il suo libro "Logica matematica" un tempo avevano una tale influenza su questo ramo della matematica, che oggi praticamente in nessun libro di logica matematica si trova la relazione di implicazione. Riferendosi ad Aristotele, Kleene sostituì l'implicazione con un'implicazione materiale (“Due sono più semplici, e quindi più utili”) I logici, ovviamente, riconoscono che l'implicazione materiale nella formulazione di Kleene è una relazione priva di significato. Il fatto è che tutti i logici cercano di esprimere la relazione di implicazione utilizzando la legge del terzo escluso, ma non esiste una legge del genere in natura, perché la relazione di implicazione ha tre valori..." "...Abbiamo scoperto lo svantaggio della logica binaria quando abbiamo cercato di insegnare a un computer a fare inferenze. Si è scoperto che utilizzando la logica a due valori ciò è impossibile. Le persone, quando traggono conclusioni, escono dalla situazione rimuovendo la logica binaria al momento giusto e utilizzando la relazione di sequenza, e quindi la logica a tre valori." Trits e tratti Tre tipi di segnali formati dall'elemento base del futuro computer ternario , i suoi creatori chiamarono trit. Se prendiamo un bit come misura della quantità di informazioni, la capacità informativa del trit sarà di circa 1,5. E questo significa che, a parità di altre condizioni, un computer ternario elabora più informazioni per unità di tempo di uno binario.L'unità di memoria minima indirizzabile del computer ternario progettato era un trit pari a sei trits e accettava valori da -364 a 364. Lavorare con un intervallo di valori negativi è una caratteristica che distingue un tratto da un byte binario, i cui valori vanno da 0 a 255.
La capacità informativa del tratto è tale che può essere facilmente utilizzato per codificare tutti i caratteri maiuscoli e minuscoli degli alfabeti russo e latino, simboli matematici e di servizio. Una caratteristica unica del codice ternario utilizzato a Setun è associata alla sua simmetria: la diffusione dei valori sia nelle aree positive che in quelle negative. Grazie alla simmetria del computer ternario, i numeri negativi venivano rappresentati in modo naturale, senza manipolazioni intelligenti con codice complementare. Questa caratteristica da sola ha semplificato notevolmente sia il sistema di comando Setuni che la sua architettura.

Schema a blocchi del computer Setun Il set di comandi Setun consisteva di sole ventiquattro operazioni, tre delle quali erano riservate e mai utilizzate. Sono stati assegnati tre trits per il codice operativo. La parte dell'operazione relativa all'indirizzo in sei triti conteneva: l'indirizzo, un'indicazione della lunghezza dell'operando e il trit di indicizzazione (aggiungere, sottrarre o non indicizzare). Sei trit di indirizzo hanno permesso di indirizzare centosessantadue parole di nove trit, suddivise in tre pagine di memoria. L'implementazione di "Setuni" nell'hardware è stata molto semplice. L'unità strutturale del computer era una cella, che è un amplificatore magnetico a diodo di ferrite assemblato su una base getinax. Il generatore di frequenza dell'orologio imposta l'orologio operativo della cella su duecento hertz.

Le celle del sommatore erano organizzate in blocchi funzionali: sommatori, decodificatori di codici ternari, registri a scorrimento. Utilizzando un connettore a trenta pin, ogni blocco era collegato ad altri blocchi Setuni, formando i componenti base del computer: un'unità aritmetica e un'unità di controllo.

La memoria di Setun, come i moderni sistemi di archiviazione dati ibridi, era a due stadi: un cubo di ferrite con una capacità di una pagina veniva scambiato pagina per pagina con un dispositivo di archiviazione tradizionale dell'epoca: un tamburo magnetico.

Il programmatore e utilizzatore della prima versione di "Setuni" comunicava con lei utilizzando una telescrivente. Successivamente, per l'immissione dei dati furono utilizzati un perforatore fotoelettrico e un lettore di nastri perforati, mentre per l'output fu utilizzata una macchina da scrivere controllata elettricamente. “Non abbiamo bisogno di vederlo o di saperlo.” In termini di capacità, “Setun” è stato classificato come un piccolo computer. Non potrebbe essere altrimenti: il computer ternario è stato concepito come un computer universitario, di supporto al processo didattico e alla ricerca scientifica dell'ateneo. Tuttavia, la semplicità e la naturalezza del lavoro con Setunya, grazie all'uso della logica ternaria, hanno guadagnato una buona fama. Sulla versione del computer installata nel centro informatico dell'Università statale di Mosca sono stati risolti i problemi economici, sono stati effettuati calcoli meteorologici ed è stata elaborata un'ampia varietà di dati statistici. Il tentativo di avviare la produzione in serie di Setun non solo non ha avuto successo, ma si è quasi concluso con la chiusura del progetto. L'alta dirigenza non ha prestato alcuna attenzione al campione Setun, accuratamente realizzato e testato, installato alla mostra dei risultati scientifici e tecnici delle università.

Implementazioni della prima versione di "Setun" (1958) e una copia dimostrata alla VDNKh nel 1961 Inoltre, il progetto "Setun" fu chiuso come parte del ripristino dell'ordine nella variegata flotta di computer sovietici dell'epoca. Uno dei membri del Comitato statale di ingegneria radiofonica (SCRE), un rispettato direttore dell'ufficio di progettazione, ha licenziato Setun con la frase: "Non abbiamo bisogno di vederlo o di saperlo. Mostrami il documento con firme e sigilli autorevoli .” Fu solo grazie all'intervento dell'accademico Sobolev che, nell'estate del 1960, la commissione interdipartimentale del Comitato statale per l'energia e l'energia condusse test approfonditi della durata di una settimana del computer ternario, a seguito dei quali riconobbe Setun come "il primo esempio funzionante di computer universale basato su elementi senza lampada, la cui creazione rappresenta un risultato definitivo nella tecnologia informatica. Ne più ne meno. La produzione in serie del computer ternario fu imposta allo stabilimento di macchine matematiche di Kazan, sebbene Brusentsov e il suo team di sviluppo ricevessero offerte da altri produttori, anche dall'estero. Gli ingegneri di Kazan, non ispirati dal basso costo di Setun (27.500 rubli), non erano ansiosi di produrre i suoi campioni di produzione come previsto. Nonostante il fatto che gli amplificatori a diodi di ferrite, gli elementi base di un computer ternario, siano stati forniti a Kazan dallo stabilimento di apparecchiature elettroniche di Astrakhan, costano solo tre rubli e cinquanta copechi. Inoltre, con la loro ricerca "ingegneristica", i produttori di Kazan si sono sforzati di introdurre modifiche nel design ben funzionante di un computer ternario che ne hanno portato l'inoperabilità. Il team di sviluppo di Setuni si stabilì effettivamente nello stabilimento, effettuando costantemente il debug dei veicoli di produzione.

Un team amichevole di sviluppatori Setuni Nonostante tutti gli ostacoli, nel 1965 lo stabilimento aveva prodotto e venduto cinquanta copie del Setuni. I progetti industriali del computer furono lanciati in tutto il paese: presso l'Accademia aeronautica Zhukovsky e presso l'Istituto di ricerca "Pishchepromavtomatika" di Odessa, presso l'Istituto Yakut di ricerca cosmofisica e nelle principali università di Mosca. E ovunque i “Setuni” hanno dimostrato di essere macchine estremamente affidabili e facili da apprendere e da utilizzare. Pertanto, la prima versione di "Setuni", assemblata per il centro informatico dell'Università statale di Mosca, ha funzionato perfettamente per più di quindici anni. "Setun-70" Le idee incorporate nell'architettura del primo computer ternario e implementate in "Setun" si rivelarono così efficaci che nel 1967 si decise di rilasciarne una versione modificata. Insieme ai miglioramenti hardware (aumento della quantità di RAM, implementazione di un sistema di interruzione, riduzione del consumo energetico e delle dimensioni del computer), l'innovazione più importante è stata l'implementazione di un'architettura dual-stack. La versione del computer ternario aggiornato, rilasciata nel 1970, si chiamava "Setun-70".



Il desiderio di implementare una rappresentazione dei programmi più ponderata e compatta ha portato gli sviluppatori di Setuni-70 all'idea di abbandonare il codice macchina tradizionale e di utilizzare la notazione polacca inversa (POLIZ) come linguaggio macchina. Le istruzioni macchina standard costituite da un codice operativo e un indirizzo di operando sono state sostituite da tratti di operazioni e operandi. L'uso della notazione polacca inversa ha determinato l'architettura dello stack di Setuni-70. Nel primo stack, i tratti dell'indirizzo controllano il trasferimento dei dati dalla RAM allo stack, mentre i tratti operativi controllano la conversione dei dati e la restituzione del risultato dallo stack alla RAM. Allo stesso tempo, come previsto con l'elaborazione dello stack, queste operazioni vengono eseguite sui dati nella parte superiore dello stack e sui dati sottostanti. Cinquantaquattro operazioni sono state implementate nell'hardware. Di queste, la metà erano operazioni di uso generale e le restanti ventisette erano operazioni di servizio e non potevano essere eseguite in modalità utente. Oltre alle operazioni hardware, Setun-70 supportava il lavoro con ventisette macrooperazioni: subroutine create dall'utente e richiamate dalla RAM secondo necessità. Per lavorare con le operazioni macro, è stato utilizzato il secondo stack di computer (di sistema).
L'accademico Sobolev ha costantemente supervisionato il progetto del computer ternario, usando la sua autorità in caso di ostacoli e ritardi burocratici. Tale implementazione dell'architettura Setuni-70 non è stata casuale. L'uso degli stack e lo sviluppo delle operazioni nella notazione POLIZ hanno implicato l'introduzione di idee di programmazione strutturata nel processo di sviluppo del programma, il cui concetto è stato proposto da Edsger Dijkstra. L'approccio strutturato ha consentito di risparmiare notevolmente tempo nello sviluppo e nel debug di programmi complessi, dividendoli in una serie di unità strutturali, ognuna delle quali può essere utilizzata come oggetto indipendente. Soprattutto per l'implementazione di questa idea è stato sviluppato l'ambiente DSSP (Dialogue System for Structured Programming), il prototipo degli attuali ambienti di programmazione integrata. Sfortunatamente non è stato possibile testare adeguatamente le idee implementate in Setuni-70. Un'altra ondata di epurazioni burocratiche volte a sradicare i progetti per sviluppare i propri computer nelle università portò Setun-70 a trasferirsi nell'attico di un dormitorio studentesco nell'edificio principale dell'Università statale di Mosca. Forse il suo destino sarebbe stato simile a quello del primo "Setun", barbaramente distrutto dopo tanti anni di lavoro, se non fosse stato per il lavoro di ricerca "Sviluppo di un sistema di insegnamento automatizzato basato su una piccola macchina digitale". Così "Setun-70" si trasformò in un insegnante ed esaminatore di elettronica, e il suo principale programmatore di sistema, Jose Ramil Alvarez, divenne lo sviluppatore del complesso software e hardware "Mentor", un ambiente di apprendimento unico nel suo genere. Jose Ramil Alvarez afferma: "Dopo che al nostro laboratorio è stato vietato di lavorare sui computer, il professore dell'Università Tecnica Superiore Bauman di Mosca Anisimov ha suggerito a Nikolai Petrovich Brusentsov di iniziare a usare i computer nell'insegnamento, in modo che, come ha detto, "nessuno lo direbbe non possiamo farlo." Fu allora che Nikolai Petrovich mi suggerì di andare da lui per sviluppare le idee dell'allenamento programmato. Prima di ciò, emulavo i comandi Setuni-70 su Setuni per eseguire il debug dei programmi macro del sistema DSSP. Fin dall'inizio All'inizio del nostro lavoro, Nikolai Petrovich ha detto che “Mentor” non sarebbe andato in serie, sia a causa del basso costo di produzione, sia perché il sistema non permetteva né allo studente né all'insegnante di scherzare... ...Uno Un giorno, l'accademico Bakhvalov venne da Nikolai Petrovich e disse che aveva bisogno di partire per un viaggio d'affari, e in questo momento avrebbe dovuto tenere un colloquio sui metodi numerici. È possibile utilizzare "Mentore" per condurlo? Gli abbiamo spiegato l'idea del sistema, Bakhvalov ha preparato dei modelli di incarico e il colloquio è stato un successo. Più tardi, mentre ripetevamo i test, Bakhvalov e io osservammo uno studente sedersi allo stesso terminale "Mentore" dell'ultima volta, pensando che si sarebbe imbattuto nelle stesse domande. Ho spiegato che le domande sono selezionate in modo casuale. Bakhvalov ha chiesto quale algoritmo viene utilizzato come generatore di numeri casuali. "È molto semplice", risposi, "l'algoritmo conta il numero di tasti premuti sui terminali dell'intera classe di display. E questo è un numero casuale ogni volta..." Nel 1974, una classe di computer basata su Setuni-70 con ventisette terminali ad esso collegati accolsero i primi studenti: centocinquanta studenti del corso di analisi numerica. Successivamente è stato implementato un corso di formazione linguistica Fortran.

Terminale del sistema "Mentor".

Manuale operativo "Mentore".

Archivio dei risultati dei test degli studenti Le soluzioni software e hardware di "Mentor", testate con successo sulla base di "Setuni-70", hanno successivamente reso possibile l'implementazione di questo ambiente di apprendimento sulla base del computer DVK-2M. In questa forma modificata, "Mentore" funziona ancora presso l'Università statale di Mosca. La logica ternaria ha una possibilità? Naturalmente, lo sviluppo dei computer ternari Setun può essere considerato un’anomalia accidentale nel regolare programma di sviluppo della logica digitale binaria. Tuttavia, questo è troppo semplicistico. La logica trinitaria viene sempre più utilizzata nel campo delle telecomunicazioni. L'attuale generazione di modem ad alta velocità, invece del metodo di trasmissione dati a due frequenze utilizzato in precedenza, utilizza un metodo a tre frequenze, la cui banda di frequenza è formata da due generatori ternari a tre frequenze, che sono in grado di trasmettere nove codici in un ciclo di clock. Inoltre, gli sviluppatori di tecnologia dei microprocessori guardano sempre più alle logiche multivalore, in particolare alla loro implementazione ternaria. Aziende come IBM, Motorola e Texas Instruments stanno conducendo ricerche con leghe di silicio-germanio (SiGe) in grado di implementare circuiti integrati digitali che operano a tre o più livelli di segnale. Dal punto di vista implementativo, un computer con bus a sedici bit fornisce supporto per 216 (65536) indirizzi di memoria, mentre un computer ternario della stessa capacità ne supporta 316, circa quarantatré milioni di indirizzi. C'è molto a cui pensare, dato il funzionamento più semplice della logica ternaria con valori negativi, che semplificherà notevolmente anche l'architettura dei microprocessori. Possiamo solo sperare che le anime di “Setuni” e “Setuni-70” trovino la tripla immortalità non solo negli emulatori di software, ma anche nelle future generazioni di computer che non sapranno che “non esiste una terza opzione”. Leggi anche: Alexander Samsonov sulla logica ternaria e l'archeologia delle reti. Un appassionato che cercava di far rivivere Setun-70 sotto forma di emulatore software ha raccontato a Computerra la storia poco conosciuta di Setun e i vantaggi pratici della logica ternaria. SUPPLEMENTO da un'altra fonte. Nel 1965 "Setun" fu interrotto e il progetto stesso fu praticamente ridotto. Tuttavia, l'auto fu ricordata nel centenario della nascita di Lenin, quindi era consuetudine fare tutti i tipi di "doni industriali" alla "patria e al partito". Il team del MSU Computer Center si è impegnato a sviluppare Setun-70 entro questa data. Questa, tuttavia, si rivelò essere in realtà un'auto diversa. Il nuovo computer si basava sul principio dello stack, analogamente all'Elbrus, già in fase di sviluppo a quel tempo. Tuttavia, Elbrus aveva un solo stack: lo stack degli operandi. Anche il suo concorrente successivo, il computer americano PDP-11, aveva uno stack: procedurale. "Setun-70" era notevolmente in anticipo sui tempi, poiché inizialmente aveva due stack: comandi e operandi. In termini tecnici, Setun-70 era molto più avanzato di Setun. Pertanto, l'implementazione della trasmissione a filo singolo di segnali a tre cifre ha permesso di quasi dimezzare il numero di collegamenti elettrici; gli elementi logici sono diventati più semplici, più piccoli e, con un maggiore relè, hanno consumato 2,5 volte meno energia. Anche i parametri della memoria ternaria e della registrazione magnetica del codice ternario sono stati notevolmente migliorati. La tecnica della soglia per eseguire operazioni logiche a tre valori è stata ulteriormente sviluppata. Sviluppata in relazione ai dispositivi elettromagnetici, questa tecnica era trasferibile anche agli elementi semiconduttori, ad esempio del tipo I2L. Nello stesso periodo apparvero sviluppi nel campo della programmazione strutturata e si scoprì che Setun-70 era migliore di tutti gli altri computer per implementare questa idea. Secondo gli sviluppatori, "la programmazione su Setun-70 non era nemmeno strutturata, ma strutturata. I programmi si sono rivelati facili da leggere e padroneggiare, facilmente modificabili. Questi programmi non sono stati sottoposti a debug, ma è stato eseguito un cosiddetto assembly di controllo. " Dopo che il programma è stato completato da cima a fondo "Lo hanno scritto, lo hanno passato dal basso in cima. Dopodiché, il programma si è rivelato, di regola, privo di errori." Un punto interessante: è generalmente accettato che in una certa misura l'analogo americano di "Setuni" fosse il computer PDP-8, noto a molti dalla biografia di Bill Gates. Ma è ancora abbastanza difficile confrontare Setun e PDP-8. Il processore del PDP-8 era a otto bit e in Setun il processore (in termini di bit) era a 30 bit. Il PDP-8 costava 20.000 dollari senza periferiche e questo prezzo era considerato un minimo storico. "Setun" è costato 27,5 mila rubli sovietici con tutta la periferia.