Запрос пользователяСделать краткий пересказ текста.
В СССР в 1959 году создали уникальный троичный компьютер
«Сетунь». История его появления характерна для того времени. В
конце 1950-х за немногочисленными ЭВМ выстраивалась очередь из
представителей вузов, НИИ и конструкторских бюро. Нуждался в
вычислительной машине и МГУ. В главном здании университета на
Воробьёвых горах должна была появиться разработанная в
лаборатории Исаака Брука М-2, но из-за ряда накладок этого не
произошло.
Академик Сергей Соболев, руководивший кафедрой вычислительной
математики механико-математического факультета МГУ, решил, что
сотрудникам и студентам вуза по силам создать ЭВМ самостоятельно.
Коллектив разработчиков из 20 человек возглавил молодой
радиотехник и математик Николай Брусенцов.
Фото:
Коллектив проблемной лаборатории ЭВМ НИВЦ МГУ. В первом ряду в центре —
Николай Брусенцов
Именно Брусенцову принадлежит смелая идея сделать машину
троичной. 1950-е годы ещё были временем активных поисков в
области вычислительной техники. Бок о бок работали аналоговые и
цифровые вычислительные машины, а цифровые не были похожи
одна на другую. Так что выбор в пользу непривычной системы
счисления был вполне в духе того времени.
Конечно, для этого имелись и объективные причины. Из
целочисленных систем счисления троичная является самой
экономной. Что это значит? Представьте, что у вас есть ограниченное
количество карточек, на которых вы можете написать разные цифры.
В случае троичной системы вы сможете с помощью одного и того же
набора карточек представить больше всего чисел. Так что вместо
бита — мельчайшей единицы информации в двоичном компьютере
— рациональнее использовать трит.
Как же выглядит счёт в троичной системе? Сначала идёт 0, затем 1, а
потом… 2? Можно было бы сделать и так, но создатели «Сетуни»
поступили по-другому. Для своей машины они выбрали
симметричную троичную систему счисления. В ней использовались
не 0, 1 и 2, а –1, 0 и 1. Наличие 1 в тех или иных разрядах увеличивало
общую величину числа, а наличие –1 — уменьшало. Представьте себе
весы, где вы можете ставить гирьки на обе чаши — как добавляя к
итоговым показаниям, так и отнимая от них.
Симметричная троичная система имеет ряд преимуществ. В ней
естественным образом записываются отрицательные числа — не
нужно вводить специальный разряд для знака, использовать
дополнительный код. В такой системе легко получать приближённые
значения — достаточно заменить нулями младшие разряды числа.
Многие операции в троичном компьютере выполняются за меньшее
количество шагов. Рассмотрим, например, ветвление в зависимости
от результата предыдущей команды. Если он был положительным —
программа пойдёт по одному пути, отрицательным — по-другому,
нулевым — по третьему. Двоичной машине нужно выполнить для
этого две проверки, троичной — одну.
Но не стоит думать, будто троичный компьютер может делать что-то
такое, чего принципиально не мог бы двоичный.
«Ясно, что троичная техника равноценна двоичной технике в том
смысле, что всё, осуществимое в одной из них, с тем или иным
приближением осуществимо и в другой, — писал сам Николай
Брусенцов. — Ясно также, что трёхзначные вентили и элементы
памяти должны быть сложнее и дороже, чем двузначные, а
трёхзначная логика заведомо сложнее двузначной».
С другой стороны, Брусенцов считал, что:
«…обработка данных в условиях троичной техники осуществляется
при одном и том же физическом быстродействии элементов
быстрее, а структура троичного устройства, как правило,
оказывается проще, чем структура функционально равноценного
двоичного устройства».
В те годы, когда узлы вычислительных машин были крайне дороги, а
монтаж их выполнялся практически вручную, упрощение структуры
было действительно важно. «Сетунь» и вправду получилась
компактной, надёжной и недорогой машиной. При этом она
относилась к классу малых ЭВМ: её быстродействие составляло
порядка 4500 операций в секунду, а оперативная память была всего
на 162 троичных слова — 18-разрядных числа. Для сравнения,
современная «Сетуни» ламповая машина М-20 выполняла в секунду
до 20 000 операций и имела память 4096 слов.
С 1960 по 1965 год Казанский завод математических машин выпустил
47 экземпляров «Сетуни». Больше никто в мире серийно троичные
компьютеры не строил. Во-первых, «Сетунь» сильно отличалась от
других ЭВМ своего времени — а ведь в те годы как раз наметился
курс на унификацию компьютеров и возможность свободного
переноса программ между ними.
Во-вторых, подкачала элементная база. Для создания эффективной
троичной ЭВМ нужны базовые элементы, способные быстро и
надёжно переключаться между тремя состояниями, но электронные
лампы и транзисторы лучше подходят для переключения между
двумя. В итоге «Сетунь» была собрана на так называемых ферритдиодных ячейках Гутенмахера — бесконтактных электромагнитных
реле. Они надёжны и просты в производстве, но слабо поддаются
миниатюризации. К тому же на каждый трит таких ячеек требовалось
по две.
Переход к интегральным технологиям позволил быстро наращивать
количество транзисторов в схемах, а значит — делать ЭВМ более
совершенными и функциональными. А поскольку, как мы уже знаем,
двоичный компьютер может делать всё то же, что и троичный — пусть
и ценой большего количества операций, — проще оказалось
увеличивать мощность двоичных машин, чем конструировать
программно несовместимые с ними троичные.
И третья причина — хотя не факт, что последняя по значимости, —
административная. «Сетунь» по сути была инициативной
разработкой, за которой не стоял крупный научный институт или
завод. Некому оказалось «продавливать» решения о дальнейшей
разработке подобных компьютеров.
Несмотря на всю красоту троичной системы счисления, сегодня ею
интересуются лишь немногочисленные энтузиасты.
Что же касается «Сетуни», то её история в 1965 году не закончилась.
Николай Брусенцов по-прежнему видел в своём детище потенциал
— если не в качестве полноценной ЭВМ для научных и инженерных
расчётов, то в роли учебного компьютера. Это не лишено смысла: чем
проще устроена машина, тем легче разобраться, как именно она
действует.
И через пять лет в МГУ заработала «Сетунь-70» — более
совершенный компьютер на основе тех же идей. Быстродействие её
было ненамного выше, поскольку в основе машины лежали всё те же
ячейки Гутенмахера, но она имела более развитую архитектуру и
оснащалась современным для тех лет набором периферийного
оборудования. Машина более 30 лет проработала на факультете
ВМиК МГУ и уже в 2000-х была передана самим Николаем
Брусенцовым в Политехнический музей. Сегодня её можно увидеть в
нашем фондохранилище. Там же, кстати, хранится и пульт от
оригинальной «Сетуни».
Фото:
«Сетунь-70» в фондохранилище Политехнического музея
«Сетунь» оставила яркий след в истории вычислительной техники.
Она показала, что привычные нам стандарты вроде двоичной
системы счисления и восьмибитного байта вовсе не аксиомы и что
компьютеры могут быть устроены и по-другому. Эта машина стала
прекрасной «учебной партой» для тысяч советских программистов и
инженеров-системотехников, но всё же ей суждено было остаться
лишь интересной альтернативной ветвью, а не положить начало
главному направлению.