Изменения

Перейти к: навигация, поиск

Троичная логика

24 199 байт добавлено, 16:18, 25 декабря 2014
м
Двухместные операции
'''Троичная''' или '''трёхзначная логика''' (англ. ''ternary logic'') — один из видов многозначной логики, использующий три истинностных значения.
 
В традиционной трёхзначной логике "лжи" и "истине" соответствуют знаки <tex>-</tex> и <tex>+</tex>. Третьему (серединному) состоянию соответствует знак <tex>0</tex>. Допустимо использование таких наборов знаков, как <tex>\{0,1,2\}</tex>, <tex>\{-1,0,1\}</tex>, <tex>\{0,1/2,1\}</tex> <tex>\{N,Z,P\}</tex>, и др. Иногда используют обозначения И, Л, Н (истина, ложь и неизвестность).
 
Классическим примером состояний такой логики является множество <tex>\{>, <, =\}</tex>, — значения, которые может принимать компаратор двух объектов.
{{Определение
|definition =
'''Троичнаяфункция''' (или '''трёхзначная логика''' (англ. 'тернарная функция'ternary logic'') от <tex>n</tex> переменных исторически первая многозначная логикаэто отображение <tex>T^n</tex> → <tex>T</tex>, где <tex>T = \{-, 0, разработанная Яном Лукасевичем в 1920 г. Является простейшим расширением двузначной логики+\}</tex>.
}}
В традиционной трёхзначной ==Одноместные операции== По-аналогии с [[Определение_булевой_функции | двоичной логикой]], в троичной логике "лжи" и "истине" соответствуют знаки существует всего <tex>-3^{3^n}</tex> и операций для <tex>+n</tex>аргументов. Третьему (серединному) состоянию соответствует знак Таким образом, в троичной логике всего существует <tex>03^{3^1}=27</tex>одноместных операций. Допустимо использование таких наборов знаков, как {0,1,2}, {-1,0,1}, {0,1/2,1} {N,Z,P}, {Л,Н,И} и др. ===Инверсия===
Классическими примерами состояний такой логики являются знаки <tex>NOT^-</tex>,<tex>NOT</tex>и <tex>NOT^+</tex> — операторы '''инверсии''', сохраняющие состояние <tex>-</tex>, <tex>0</tex> и <tex>=+</tex>соответственно, состояние постоянного тока (движется в одну сторонукогда оно соответствует типу оператора, движется или обращающие в другую сторонузначение, отсутствует) не равное исходному состоянию и дрне соответствующее типу оператора инверсии, то есть в оставшееся третье.
Например, если <tex>a =(-)</tex>, то <tex>NOT^+a=Преимущества перед двоичной логикой==0</tex>. Так как исходное состояние <tex>(-)</tex>, тип инверсии <tex>NOT^+</tex>, то методом исключения можно прийти к результирующему состоянию <tex>0</tex>.
{{Определение|definition = '''Троичная система счисления''' — позиционная система счисления с целочисленным основанием, равным 3. Существует Все возможные варианты для данной одноместной операции приведены в двух вариантах: '''несимметричная''' ({0,1,2}, {0,1/2,1} и др.) и '''симметричная''' (обычно {−,0,+} или {−1,0,1}).}}Троичная логика обладает рядом преимуществ перед двоичной. Ниже перечислены основные из них: * Троичная СС позволяет вмещать больший диапазон чисел в памяти троичного компьютера, поскольку <tex>3^n>2^n</tex>таблице.
* {| style="background-color:#CCC;margin:0.5px"!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{NOT^-}<p/tex>Очевидно, что троичная СС использует меньше разрядов для записи чисел, по!style="background-сравнению с двоичной СС. Напримерcolor:#EEE"| <tex>\bf{NOT}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{NOT^+}</tex>
|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>0</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>1110101_2-</tex>|style=11100_3"background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|}
<tex>1000_2=22_3</tex>==Операция выбора===
<tex>S^-</tex>, <tex>S</tex> и <tex>S^+</tex> — операторы '''выбора'''. Превращают состояние, соответствующее типу оператора в <tex>(для троичной СС используется несимметричный набор {0+)</tex>,1,2}в случае любого из остальных двух состояний переменная приобретает значение <tex>(-)</tex>.
Эти два важных преимущества перед двоичной системой счисления говорят о большей '''экономичности''' троичной системы счисления{| style="background-color:#CCC;margin:0. 5px"!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{ОпределениеS^-}</tex>!style="background-color:#EEE"|definition <tex>\bf{S}</tex>!style= '''Экономичность системы счисления''' — возможность представления как можно большего количества чисел с использованием как можно меньшего общего количества знаков."background-color:#EEE"| <tex>\bf{S^+}}</ptex>
* Троичная логика включает в себя почти все возможности двоичной логики.|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|}
* Компьютер, основанный на троичной логике, обладает большим быстродействием. Например, [[троичный сумматор]] и полусумматор в троичном компьютере при сложении тритов выполняет примерно в 1,5 раза меньше операций сложения, по-сравнению с двоичным компьютером.===Модификация===
<tex>INC</tex> и <tex>DEC</tex> — операторы '''модификации''', соответственно увеличение и уменьшение трита на единицу по модулю три. При переполнении трита счёт начинается заново (<tex>INC (+) ==Перспективы развития==(-)</tex>).
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px"!style=Одноместные операции"background-color:#EEE"| <tex>\bf{a}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{INC a}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{DEC a}</tex>
Очевидно, что в троичной логике всего существует |-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>-</tex>3^3|style=27"background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>0</tex> одноместных операций. |}
<tex>NOT^-</tex>,<tex>NOT</tex> ===Пороговое увеличение и <tex>NOT^+</tex> — операторы '''инверсии'''. <tex>NOT^-</tex> и <tex>NOT^+</tex> сохраняют состояние <tex>-</tex> и <tex>+</tex> соответственно.уменьшение===
<tex>S^+\nearrow</tex>, <tex>S^+\searrow</tex> — данные операторы '''выбора'''. Превращают одно из трёх работают аналогично операторам модификации лишь с тем отличием, что при переполнении трита цикл состояний в <tex>(+)</tex>не повторяется, а остальные две приобретают и значение <tex>(-)</tex>так и остаётся минимальным или максимальным.
{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px"!style="background-color:#EEE"| <tex>INC\bf{a}</tex> и !style="background-color:#EEE"| <tex>DEC\bf{\nearrow a}</tex> — операторы '''модификации''', соответственно увеличение и уменьшение трита на единицу по модулю три. При переполнении трита счёт начинается заново (!style="background-color:#EEE"| <tex>INC (+) = (-)\bf{\searrow a}</tex>).
"<tex>+</tex>", " <tex>0</tex> " и "<tex>|-</tex>" — фунцкии, не зависящие от аргумента <tex>a</tex>.<table border|style="1" width="20%" textbackground-align=color:#EEE;padding:2px 30px"center"><tr><td><tex>a</tex></td><td><tex>-</tex></td><td><tex>0</tex></td><td><tex>+</tex></td><td></td></tr><tr><td><tex>f_0</tex></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td><td><tex>-</tex></td></tr><tr><td><tex>f_1</tex></td><td>-</td><td>-</td><td>0</td><td>| <tex>\searrow</tex></td></tr><tr><td><tex>f_2</tex></td><td>bf{-</td><td>-</td><td>+</td><td><tex>S^+}</tex></td></tr><tr><td><tex>f_3</tex></td><td>|style="background-</td><td>0</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>f_4</tex></td><td>-</td><td>0</td><td>0</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_5</tex></td><td>-</td><td>0</td><td>+</td><td><tex>a</tex></td></tr><tr><td><tex>f_6</tex></td><td>|style="background-</td><td>+</td><td>-</td><td><tex>S</tex></td></tr><tr><td><tex>f_7</tex></td><td>-</td><td>+</td><td>0</td><td>color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>NOT^-</tex></td></tr><tr><td><tex>f_8</tex></td><td>|-</td><td>+</td><td>+</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_9</tex></td><td>0</td><td>|style="background-</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td>color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>f_\bf{100}</tex></td><td>0</td><td>-</td><td>0</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{11}</tex></td><td>0</td><td>|style="background-</td><td>+</td><td>color:#FFF;padding:2px 30px"| <tex>NOT^+</tex></td></tr>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| <tr><td><tex>f_{12}</tex></td><td>0</td><td>0</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{13}</tex></td><td>0</td><td>0</td><td>0</td><td><tex>0</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{14}</tex></td><td>0</td><td>0</td><td>+</td><td><tex>a^+</tex></td></tr>|-<tr><td><tex>f_{15}</tex></td><td>0</td><td>+</td><td>|style="background-</td><td><tex>INC</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{16}</tex></td><td>0</td><td>+</td><td>0</td><td><tex>a^o</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{17}</tex></td><td>0</td><td>+</td><td>+</td><td>color:#EEE;padding:2px 30px"| <tex>\nearrow</tex></td></tr><tr><td><tex>f_bf{18}</tex></td><td>+</td><td>-</td><td>-</td><td><tex>S^-</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{19}</tex></td><td>+</td><td>-</td><td>0</td><td><tex>DEC</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{20}</tex></td><td>+</td><td>|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| </td><td>+</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{21}</tex></td><td>+</td><td>0</td><td>-</td><td><tex>NOT</tex></td></tr><tr><td><tex>f_{22}</tex></td><td>+</td><td>0</td><td>0</td><td><tex>a^|style="background-color:#FFF;padding:2px 30px"| </tex></td></tr><tr><td><tex>f_{23}</tex></td><td>+</td><td>0</td><td>+</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{24}</tex></td><td>+</td><td>+</td><td>-</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{25}</tex></td><td>+</td><td>+</td><td>0</td><td></td></tr><tr><td><tex>f_{26|}</tex></td><td>+</td><td>+</td><td>+</td><td><tex>+</tex></td></tr> </table>
===Другие одноместные функции===
* <tex>+</tex>, <tex>0</tex> и <tex>-</tex> — функции, не зависящие от аргумента <tex>a</tex>, они же вырожденные.
Остальные функции образуются путём сочетания операторов выбора с операторами инверсии * Функция <tex>a</tex> — тождественная и модификациитакже вырожденная функция.
<table border="1" width="15%"><tr><th>&nbsp;</th><th><tex>S^-</tex></th><th><tex>S</tex></th><th><tex>S^+</tex></th></tr><tr><th><tex>NOT^-</tex></th><td><tex>f_9</tex></td><td><tex>f_3</tex></td><td><tex>f_1</tex></td></tr><tr><th><tex>NOT</tex></th><td><tex>f_8</tex></td><td><tex>f_{20}</tex></td><td><tex>f_{24}</tex></td></tr><tr><th><tex>NOT^-</tex></th><td><tex>f_{22}</tex></td><td><tex>f_{16}</tex></td><td><tex>f_{14}</tex></td></tr><tr><th><tex>INC</tex></th><td><tex>f_4</tex></td><td><tex>f_{10}</tex></td><td><tex>f_{12}</tex></td></tr><tr><th><tex>DEC</tex></th><td><tex>f_{17}</tex></td><td><tex>f_{23}</tex></td><td><tex>f_{25}</tex></td></tr></table>* Остальные функции от одной переменной образуются путём [[Суперпозиции | сочетания операторов]] выбора с операторами инверсии и модификации, поэтому они не имеют собственных названий.
==Дизъюнкция и конъюнкцияДвухместные операции==
Всего Легко видеть, что всего в троичной логике существует <tex>3^{3^2}=19683</tex> двухместные операции. Для реализации любой В таблице приведены самые основные и практически полезные из них при использовании сколь угодного числа переменных достаточно использовать операции выбора и наиболее простые двухместные операции: '''дизъюнкция''' и '''конъюнкция'''.
В троичной логике более наглядно использование префиксной нотации для этих операций{| style="background-color:#CCC;margin:0.5px"!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \wedge b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \vee b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \cdot b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \oplus b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \mid b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a+b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \Uparrow b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a\ cmp\ b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \&_L b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow_L b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \wedge_+ b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow_+ b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow_G b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow_M b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \rightarrow_B b}</tex>!style="background-color:#EEE"| <tex>\bf{a \equiv b}</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{-}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{0}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 6px"| <tex>\bf{+}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>-</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px;text-align: center;"| <tex>0</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 20px"| <tex>+</tex>
<tex>a \vee b = max(a,b)</tex>|}
<tex>a \wedge b = min(a,b)</tex>Ниже приведены названия этих функций.
Таблица результатов {| style="background-color:#CCC;margin:0.5px"!style="background-color:#EEE;padding:2px 8px"| '''дизъюнкцииОбозначение''' двух переменных.<table border!style="1background-color:#EEE;padding:2px 8px">| '''Название'''|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <trtex>\bf{a \wedge b}<td/tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Конъюнкция|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tex>max(\bf{a,\vee b)}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Дизъюнкция|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </td><tdtex>\bf{a \cdot b}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Логическое умножение по модулю три|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </tex>\bf{a \oplus b}</td><tdtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Логическое сложение по модулю три|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tex>0\bf{a \mid b}</tex></td><td>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Функция Вебба|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tex>\bf{a+b}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Пороговое сложение|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </tdtex>\bf{a \Uparrow b}</trtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Исключающий максимум|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tr><tdtex>\bf{a \rightarrow b}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Среднее (''Mean'')|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </tex>\bf{a\ cmp\ b}</td><tdtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Сравнение|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </tdtex><td>0\bf{a \&_L b}</tdtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Сильная конъюнкция|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tdtex>+\bf{a \rightarrow_L b}</td></trtex><tr><td>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Импликация Лукасевича|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tex>0\bf{a \wedge_+ b}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Конъюнкция Клини|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </td><td>0</td><td>0</td><tdtex>\bf{a \rightarrow_+b}</td></trtex><tr><td>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Импликация Клини|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tex>+\bf{a \rightarrow_G b}</tex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Импликация Гейтинга (импликация Гёделя)|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| </tdtex><td>+\bf{a \rightarrow_M b}</tdtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Материальная импликация|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tdtex>+\bf{a \rightarrow_B b}</tdtex>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Функция следования Бруснецова|-|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| <tdtex>+\bf{a \equiv b}</td></trtex></table>|style="background-color:#FFF;padding:2px 8px"| Тождество
Таблица результатов '''конъюнкции''' двух переменных.<table border="1"><tr><td><tex>max(a,b)</tex></td><td><tex>-</tex></td><td><tex>0</tex></td><td><tex>+</tex></td></tr><tr><td><tex>-</tex></td><td>-</td><td>-</td><td>-</td></tr><tr><td><tex>0</tex></td><td>-</td><td>0</td><td>0</td></tr><tr><td><tex>+</tex></td><td>-</td><td>0</td><td>+</td></tr></table>|}
==Алгебраические свойства==
 
Все нижеперечисленные законы и свойства легко доказываются путём перебора всех значений входящих в них переменных.
Алгебраический подход заключается в том, чтобы определить над множеством <tex>\{-, 0, +\}</tex> двухместные (<tex>\wedge</tex>, <tex>\vee</tex>) и одноместные (<tex>'</tex>, <tex>S</tex>, <tex>\neg</tex>) операции с помощью законов, а оставшиеся свойства уже выводить из них алгебраически.
<ol>
<li>Для конъюнкции и дизъюнкции в троичной логике сохраняются '''коммутативный''', '''ассоциативный''' и '''дистрибутивный законы''', '''закон идемпотентности'''.</li>
<li>Закон '''двойного отрицания''' (отрицания ЛукашевичаЛукаcевича) и '''тройного (циклического) отрицания''':</li>
<tex>\overline{\overline{a}}=a</tex>
<tex>(+) ' = (-)</tex>
<li>Имеет место быть '''неизменность третьего состояния''' ("<tex>0"</tex>) при отрицании ЛукашевичаЛукаcевича:</li>
<tex>\overline{0} = 0</tex>
<tex>a \wedge S^-d \vee b \wedge Sd \vee c \wedge S^+d \vee a \wedge b \wedge c = a \wedge S^-d \vee b \wedge Sd \vee c \wedge S^+d</tex>
<li>'''Антиизотропность отрицания ЛукашевичаЛукаcевича''':</li>
<tex>a \leq leqslant b \Rightarrow \overline a \geq geqslant \overline b</tex>
</ol>
 
==Перспективы развития==
 
===Преимущества троичной системы счисления перед двоичной===
 
{{Определение
|definition =
'''Троичная система счисления''' (англ. ''ternary numeral system'') — позиционная система счисления с целочисленным основанием, равным <tex>3</tex>. Существует в двух вариантах: '''несимметричная''' (<tex>\{0,1,2\}</tex>, <tex>\{0,1/2,1\}</tex> и др.) и '''симметричная''' (обычно <tex>\{-,0,+\}</tex> или <tex>\{-1,0,1\}</tex>).
}}
Троичная логика обладает рядом преимуществ перед двоичной. Ниже перечислены основные:
* Троичная СС позволяет вмещать больший диапазон чисел в памяти троичного компьютера, поскольку <tex>3^n>2^n</tex>.
 
* <p>Очевидно, что троичная СС использует меньше разрядов для записи чисел, по-сравнению с двоичной СС. Например:
 
<tex>1110101_2=11100_3</tex>
 
<tex>1000_2=22_3</tex>
 
Для троичной СС используется несимметричный набор <tex>\{0,1,2\}</tex>.
 
Эти два важных преимущества перед двоичной системой счисления говорят о большей '''экономичности''' троичной системы счисления.
{{Определение
|definition =
'''Экономичность системы счисления''' (англ. ''radix economy'') — возможность представления как можно большего количества чисел с использованием как можно меньшего общего количества знаков.
}}
</p>
 
Докажем экономичность троичной системы счисления математически.
 
Пусть <tex>p</tex> – основание системы счисления, а <tex>n</tex> – количество требуемых знаков. Для записи <tex>n</tex> знаков потребуется <tex>n/p</tex> разрядов, а количество чисел, которое при этом можно записать, будет равно <tex>p^{n/p}</tex>.
 
Рассмотрим функцию <tex>f(p)=p^{n/p}</tex>.
 
Для того, чтобы определить максимальное значение функции, найдем ее производную:
 
<tex>f'(p)=-n(p^{n/p - 2})(\ln p - 1) \Rightarrow \ln⁡ p - 1 = 0, \ln p = 1, p = e</tex>
 
<tex>e \approx 2,71</tex>, ближайшее число к <tex>e</tex> — <tex>3</tex>. Таким образом, троичная СС не только экономичнее двоичной, но и экономичнее любой другой СС.
 
* Троичная логика включает в себя почти все возможности двоичной логики.
 
* Компьютер, основанный на троичной логике, обладает большим быстродействием. Например, [[Троичная_функциональная_схема |троичный сумматор]] и полусумматор в троичном компьютере при сложении тритов выполняет примерно в 1,5 раза меньше операций сложения по-сравнению с двоичным компьютером.
 
===Проблемы реализации===
 
Одним из барьеров, сдерживающих развитие и распространение троичной техники, является неверное представление о необычности и трудной постижимости трехзначной логики. Современная формальная логика (как традиционная, так и математическая) основана на принципе двузначности. Кроме того, электронные компоненты для построения логики, использующие более двух состояний, требуют больше материальных затрат на их производство, достаточно сложны в реализации, и потребляют больше электроэнергии, поэтому троичные компьютеры занимают очень малое место в истории.
Использование двоичных компьютеров — более простых и дешёвых в реализации — практически полностью затмило применение троичных компьютеров.
 
===Практические реализации===
 
Говоря о будущем таких машин, как «Сетунь» (то есть троичных компьютеров), известный американский учёный Дональд Кнут, отмечал, что они занимают очень мало место в отрасли вычислительной техники, что объясняется массовым засильем двоичных компонентов, производимых в огромных количествах. Но, поскольку троичная логика гораздо эффектнее, а главное, эффективнее двоичной, не исключено, что в недалёком будущем к ней вернутся.
 
В настоящий момент, в условиях интегральной технологии и микроэлектроники привлекательность троичной техники увеличивается: сложность трехзначных вентилей теперь не так страшна, а сокращение количества соединений и уменьшение рассеиваемой мощности особенно ценны. Особо благоприятное влияние на развитие троичное логики оказало пришествие квантовых компьютеров — вычислительных устройств, работающих на основе квантовой механики, принципиально отличающихся от классических компьютеров, работающих на основе классической механики.
Полноценный квантовый компьютер является пока гипотетическим устройством, сама возможность построения которого связана с серьёзным развитием квантовой теории в области многих частиц и сложных экспериментов; эта работа лежит на переднем крае современной физики.
Канадская компания D-Wave заявила в феврале 2007 года о создании образца квантового компьютера, состоящего из 16 ''кубит'' — квантовых аналогов битов.
Используя в универсальных [[Квантовые_гейты | квантовых вентилях]] кутриты вместо кубитов, можно существенно снизить количество необходимых вентилей.
Ланьон утверждает, что компьютер, который в обычном случае использовал бы 50 традиционных квантовых вентилей, сможет обойтись всего девятью, будучи основанным на троичном представлении.
Также, согласно некоторым исследованиям, использование кутритов вместо кубитов позволит упростить реализацию квантовых алгоритмов и компьютеров.
==См. также==
* [[Троичная функциональная схемаОпределение_булевой_функции | Булевые функции]] ==Источники информации== * [http://www.computer-museum.ru/histussr/12-1.htm Заметки о троичной цифровой технике — часть 1]
==Источники==* [http://unidevices.blogspot.ru/2011/11/blog-post.html «Сетунь» — единственный серийный троичный компьютер]
* [https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%BA%D0%B0 Википедия — Троичная логика]
* [http://arvi.livejournal.com/144849.html Жизнь сквозь решето сети — Трёхзначная логика]
 
* [http://traditio-ru.org/wiki/%D0%A2%D1%80%D0%BE%D0%B8%D1%87%D0%BD%D0%B0%D1%8F_%D0%BB%D0%BE%D0%B3%D0%B8%D0%BA%D0%B0 Традиция — Троичная логика]
 
[[Категория: Дискретная математика и алгоритмы]]
[[Категория: Булевы функции]]
192
правки

Навигация