/ / Representasjon av data i en datamaskin: binær koding av informasjon

Presentasjon av data på en datamaskin: binær koding av informasjon

I den fysiske verden må all informasjon værepå en eller annen måte presentert. Når vi leser en artikkel (bok, anmeldelse, notat) publisert på Internett eller trykt på papir, oppfatter vi tekst og bilder. Bildet vi ser er fokusert på netthinnen i øynene våre, overført som elektriske signaler til hjernen, som gjenkjenner kjente karakterer og dermed mottar informasjon. I hvilken form denne informasjonen forblir i minnet vårt - i form av bilder, logiske skjemaer eller noe annet - kan avhenge av omstendighetene rundt mottaket, målet satt og den spesifikke måten å forstå den på. Datateknologi er mer begrenset og fungerer med en strøm av nuller og enere (den såkalte binære kodingen av informasjon).

Binært tallsystem, grunnlaget for all datateknologi,ble valgt historisk. Tilbake i tiden da de første rørdatamaskinene ble opprettet, tenkte ingeniører på hvordan de kunne kode informasjon slik at prisen på hele enheten var minimal. Siden elektronrøret har to mulige virkemåter - det passerer strøm, det blokkerer det, toeren i hjertet av kalkulus virket den mest rasjonelle. Med overgangen til halvlederenheter kunne denne konklusjonen revideres, men ingeniørene gikk langs den riflede veien, og bevarte den binære logikken for flere og flere forbedrede datamaskiner. Likevel tillater halvlederfysikk også ternær koding av informasjon i en datamaskin: i tillegg til fravær av ladning (ternær null) er det mulig å ha både positiv (+1) og negativ (-1), som tilsvarer tre mulige verdier av trit - en elementær minnecelle. Det samme kan sies om den elektriske strømmen: direkte eller omvendt retning, eller ingen strøm i det hele tatt (også tre verdier).

Valg av ternært nummersystem automatiskville løse problemet med å kode negative tall, som i det binære systemet løses ved å introdusere den såkalte inversjonen, tar hensyn til den første biten som et tegn. Mye er skrevet om vanskelighetene ved denne operasjonen for det binære systemet både på Internett og i litteraturen om Assembler-språket. Ved ternær logikk kan tallet for eksempel skrives på denne måten: “+00–0+0+–”. Her er "+" en økonomisk registrering av verdien "+1", "–", henholdsvis er "-1", men null taler for seg selv. Når det oversettes til menneskelig språk, vil det se slik ut: +3^8 + 0 + 0 - 3^5 + 0 + 3^3 + 0 + 3^1 - 3^0 = 6561 - 243 + 27 + 3 - 1 = 6347. Fordelene med ternær logikk vil også manifestere seg når man arbeider med en lang rekke data: hvis et enstavelsessvar skal gis på et bestemt spørsmål, kan en binær bit ha ett av to svar (“ja” eller "nei"), mens en ternær trit allerede er en av tre ("ja", "nei", "ikke definert"). Erfarne programmerere husker hvor ofte det er nødvendig å lagre nøyaktig ett svar av tre mulige, så for en udefinert verdi må du finne opp noe, for eksempel legge inn en ekstra parameter (binær) i systemet: om det er fullstendig bestemt innen gjeldende tid.

Binær koding av informasjon er upraktisk og forjobbe med grafikk. Det menneskelige øyet oppfatter tre forskjellige farger: blått, grønt og rødt, som et resultat er hver grafisk piksel kodet med fire byte, hvorav tre indikerer intensiteten til primærfargene, og den fjerde regnes som en reserve. Denne tilnærmingen reduserer åpenbart effektiviteten til datagrafikk, men så langt har ingenting bedre blitt foreslått.

Matematisk, en ternær datamaskinskal være den mest effektive. Strenge beregninger er ganske kompliserte, men resultatet koker ned til følgende utsagn: effektiviteten til datateknologi er jo høyere, jo nærmere dets opprinnelige tallsystem er tallet e (omtrent lik 2,72). Det er lett å se at de tre er mye nærmere tallet 2,72 enn de to. Man kan bare håpe at en dag vil ingeniørene som er ansvarlige for produksjon av elektronikk rette oppmerksomheten mot det ternære nummersystemet. Kanskje dette blir gjennombruddet som kunstig intelligens vil bli skapt etter?