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三進制計算機

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三进制计算机,是以三進法數字系統為基礎而發展的計算機

歷史[编辑]

於 1840年由 Thomas Fowler 就以平衡三進制的設計,使用木材建造了一台早期的計算機。第一台數位電子三進制計算機 Setun,是於 1958年在蘇聯莫斯科國立大學由 Nikolay Brusentsov 所建造,它比二進位計算機在未來發展上更有優勢,但二進位計算機因其低耗電和低廉的生產成本,而於現代盛行。1970年,布魯納多夫構建了一個增強版本,他稱之為 Setun-70。在1973年美國開發了在二進位計算機器上模擬三進制計算的 Ternac 模擬器。

随着技术进步,真空管晶体管等计算机元器件被速度更快、可靠性更好的铁氧体磁芯和半导体二极管[來源請求]取代。这些电子元件组成了很好的可控电流变压器,这为三进制逻辑电路的实现提供了可能性,因为电压存在着三种状态:正电压(1)、零电压(0)和负电压(-1)。三进制逻辑电路非但比二进制逻辑电路速度更快、可靠性更高,而且需要的设备和电能也更少。[來源請求]这些原因促成了三进制计算机Сетунь的诞生。

平衡三進制[编辑]

三进制逻辑相比较现今的计算机使用二进制数字系统更接近人类大脑的思维方式:二进制计算规则非常简单但并不能完全表达人类想法。在一般情况下,命题不一定为真或假,还可能为未知。在三进制逻辑学中,符号 1 代表真;符号 -1 代表假;符号 0 代表未知。这种逻辑表达方式更符合计算机在人工智能方面的发展趋势。它为计算机的模糊运算和自主学习提供了可能,但目前电子工程师对这种非二进制的研究大都停留在表面或形式上,没有真正深入到实际应用中去。[來源請求]

三进制代码的一个特点是对称,即相反数的一致性,因此它就和二进制代码不同,不存在无符号数的概念。这样,三进制计算机的架构也要简单、稳定、经济得多。其指令系统也更便于阅读,而且非常高效。[來源請求]

未來應用的潛能[编辑]

隨著生產二進位計算機元件的經濟規模出現,三进制計算機受到關注而流行於世的可能性已經降低。然而 Donald Knuth認為,以三元邏輯的簡單設計與高效,可能會有人再次投入研發;有种可能的可行方案是將光學計算機與三元邏輯系統相結合。使用光纖的三元計算機可以使用 0 和 2 的正交偏振光作為 1 和 -1。IBM 也有報導三元計算主題的論文,但它並沒有積極參與其中。

約瑟夫遜結已被提出作為一個平衡的三元儲存器單元,採用循環超導電流,無論是順時針、逆時針,或關斷。“由於三元操作,所提出的儲存器電路的優點是具有高速計算能力,低功耗和非常簡單的構造,並具有較少的元件。”

2009年,量子計算機被提出使用量子三態 qutrit,而不是典型的量子位。當量子元素的基態數為 d 時,稱為 qudit。

流行文化中[编辑]

延伸閱讀[编辑]

另見[编辑]

外部链接[编辑]