苏联时代居然研发过三进制的军用计算机!下
2021-12-22 23:29:12
二战后的基本国际大格局就是从美苏冷战发展到美苏争霸。苏联在现代电子科技的硬件上一直没有追上美国,当美国人开始发明集成电路的时候,苏联方面还在使用笨重而高耗能的电子管设备。这方面可以说是终苏联整个时代的最大短板和痛点之一。在电子设备的硬件完全追不上美国和西方的情况下,苏联军方和本国大学的一流数学天才们合作,想找到一个短时间内可以超越西方二进制电子计算机捷径。于是就有数学家提出了用三进制研制苏联军方急需的电子计算机。苏联人使用的三进制并不是0、1和2三个数字,还是更巧妙了采用了-1、0和1,
继续和二进制电子计算机一样,用无电压代表0,用有电压代表1,而用负电压代表-1。这么做的好处非常明显。因为从数学本质上来说,二进制是没有负数概念的。单纯用0和1,无论如何也不能自然表示出负数。为此所有的二进制电子计算机计算最简单的负数,也需要增加一套额外的程序。而苏联人搞的这种三进制计算方式,自带负数,就让计算程序更加简化和高效。苏联军方和部分大学名校合作,敢想敢干,居然真的研发和制造出数十台电子管的早期三进制的电子计算机。分配到各军种和科研计算单位应用后使用反馈良好。证明比普通的二进制电子计算机计算速度更快,而且耗电更少;二进制电子管计算机经常因为大容量运算,导致烧毁部分电路,而三进制电子计算机几乎没有同类故障。
不过良好的反馈并没有让苏方的三进制电子计算机发扬光大,而是最终无疾而终。原因主要有两条。首先是三进制计算的容错率很低。二进制有比较强的天然容错率,就像当年可以看D版光碟的DVD机,有句行话叫做超级容错就是超级D版。这是因为对二进制体制来说,局部乱码不影响整体计算的大致正确性。但是三进制就不行了。三进制因为有天然的负1,因此更强调一是一二是二,局部的小错误就会导致最终结果的大错误。这就要求三进制电子计算机编程员都必须是头脑极端精密和细致的人,稍微的马大哈都当不了早期三进制计算机的编程员和使用者。一句话就是三进制计算机对使用者的素质要求太高。不是任何军事单位都适合应用。其实技术上的难点只是三进制计算机没有发展下去的一个借口。
更主要的是,三进制计算机寿命普遍更长,配件损耗更少。而当时苏联内部已经有一批西方设备和技术的代言人;如果三进制计算机深入发展下去,就可能彻底断了苏联从各种公开或者秘密渠道引进西方计算设备的既有格局。而在当时的苏联,已经有部分所谓的专家从这类渠道中获得不小的既有利益。这样一来,苏联方面自己搞起来的三进制计算机,除了苏联军方和研发的大学。在其他的科研单位基本都是碰壁的。说白了,就是动了部分人的奶酪而导致最终被群起抵制。最后就是不了了之,设备没有了下文,研发团队解散。不过时过境迁,到了当代,三进制的计算体制的好处又成了高性能计算机博弈的制高点。因为二进制的电子计算模式,不论硬件还是软件都面临上限天花板。芯片电路之间的绝缘越来越窄,
单个的电子很容易走错路串错门。而二进制固有的数字量过大的问题,在当代超级规模的运算中早晚会把自己累垮。而到了量子计算甚至是光子计算的时代,三进制的综合优势更加明显。当今全球,对三进制新体制计算机的研发水平最高的,既不是美国也不是前苏联的继承方,在这方面必然有惊人的突破。
继续和二进制电子计算机一样,用无电压代表0,用有电压代表1,而用负电压代表-1。这么做的好处非常明显。因为从数学本质上来说,二进制是没有负数概念的。单纯用0和1,无论如何也不能自然表示出负数。为此所有的二进制电子计算机计算最简单的负数,也需要增加一套额外的程序。而苏联人搞的这种三进制计算方式,自带负数,就让计算程序更加简化和高效。苏联军方和部分大学名校合作,敢想敢干,居然真的研发和制造出数十台电子管的早期三进制的电子计算机。分配到各军种和科研计算单位应用后使用反馈良好。证明比普通的二进制电子计算机计算速度更快,而且耗电更少;二进制电子管计算机经常因为大容量运算,导致烧毁部分电路,而三进制电子计算机几乎没有同类故障。
不过良好的反馈并没有让苏方的三进制电子计算机发扬光大,而是最终无疾而终。原因主要有两条。首先是三进制计算的容错率很低。二进制有比较强的天然容错率,就像当年可以看D版光碟的DVD机,有句行话叫做超级容错就是超级D版。这是因为对二进制体制来说,局部乱码不影响整体计算的大致正确性。但是三进制就不行了。三进制因为有天然的负1,因此更强调一是一二是二,局部的小错误就会导致最终结果的大错误。这就要求三进制电子计算机编程员都必须是头脑极端精密和细致的人,稍微的马大哈都当不了早期三进制计算机的编程员和使用者。一句话就是三进制计算机对使用者的素质要求太高。不是任何军事单位都适合应用。其实技术上的难点只是三进制计算机没有发展下去的一个借口。
更主要的是,三进制计算机寿命普遍更长,配件损耗更少。而当时苏联内部已经有一批西方设备和技术的代言人;如果三进制计算机深入发展下去,就可能彻底断了苏联从各种公开或者秘密渠道引进西方计算设备的既有格局。而在当时的苏联,已经有部分所谓的专家从这类渠道中获得不小的既有利益。这样一来,苏联方面自己搞起来的三进制计算机,除了苏联军方和研发的大学。在其他的科研单位基本都是碰壁的。说白了,就是动了部分人的奶酪而导致最终被群起抵制。最后就是不了了之,设备没有了下文,研发团队解散。不过时过境迁,到了当代,三进制的计算体制的好处又成了高性能计算机博弈的制高点。因为二进制的电子计算模式,不论硬件还是软件都面临上限天花板。芯片电路之间的绝缘越来越窄,
单个的电子很容易走错路串错门。而二进制固有的数字量过大的问题,在当代超级规模的运算中早晚会把自己累垮。而到了量子计算甚至是光子计算的时代,三进制的综合优势更加明显。当今全球,对三进制新体制计算机的研发水平最高的,既不是美国也不是前苏联的继承方,在这方面必然有惊人的突破。