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Rappresentazione dei dati in un computer: codifica binaria delle informazioni

Nel mondo fisico, qualsiasi informazione deve esserein qualche modo presentato. Leggendo qualsiasi articolo (libro, recensione, nota) pubblicato su Internet o stampato su carta, percepiamo testo e immagini. L'immagine che vediamo si concentra sulla retina dei nostri occhi, sotto forma di segnali elettrici, viene trasmessa al cervello, che riconosce simboli familiari e quindi riceve informazioni. In quale forma queste informazioni rimangono nella nostra memoria - sotto forma di immagini, diagrammi logici o qualcos'altro - può dipendere dalle circostanze della sua ricezione, dall'obiettivo e dal modo specifico di comprendere. La tecnologia informatica è più limitata e funziona con un flusso di zero e uno (la cosiddetta codifica binaria delle informazioni).

Sistema numerico binario, alla base di tutte le tecnologie informatiche,è stato scelto storicamente. Anche nell'era della creazione dei primi computer a valvole termoioniche, gli ingegneri iniziarono a pensare a come codificare le informazioni in modo che il prezzo dell'intero dispositivo fosse minimo. Poiché il tubo a vuoto ha due modalità di azione: fa passare la corrente, la blocca, i due alla base del sistema numerico sembravano essere i più razionali. Con il passaggio ai dispositivi a semiconduttore, questa conclusione potrebbe essere rivista, ma gli ingegneri hanno seguito il percorso zigrinato, preservando la logica binaria di computer sempre più migliorativi. Tuttavia, la fisica dei semiconduttori consente anche la codifica ternaria delle informazioni in un computer: oltre all'assenza di carica (zero ternario), possono esserci sia positivi (+1) che negativi (-1), che corrispondono a tre possibili valori di trit - una cella di memoria elementare. Lo stesso si può dire della corrente elettrica: direzione avanti o indietro, o nessuna corrente (anche tre valori).

Scelta automatica di un sistema di numerazione ternariorisolverebbe il problema della codifica dei numeri negativi, che nel sistema binario si risolve introducendo la cosiddetta inversione, tenendo conto del primo bit con segno. Molto è stato scritto sulla complessità di questa operazione per un sistema binario sia su Internet che nella letteratura sul linguaggio Assember. Nel caso della logica ternaria, il numero potrebbe essere scritto, ad esempio, in questo modo: "+ 00–0 + 0 + -". Qui "+" è un record economico del valore "+1", "-", rispettivamente - "-1", ma lo zero parla da solo. Se tradotto in linguaggio umano, risulterebbe quanto segue: + 3 ^ 8 + 0 + 0 - 3 ^ 5 + 0 + 3 ^ 3 + 0 + 3 ^ 1 - 3 ^ 0 = 6561 - 243 + 27 + 3 - 1 = 6347. I vantaggi della logica ternaria apparirebbero anche quando si lavora con un'ampia varietà di dati: se si suppone una risposta monosillabica a una certa domanda, allora un bit binario può portare una delle due risposte ("sì" o "no") , mentre trit ternario - già su tre ("Sì", "no", "non definito"). I programmatori esperti ricordano quanto spesso è necessario memorizzare una risposta su esattamente tre possibili, quindi per un valore indefinito devi inventare qualcosa, ad esempio, inserire un parametro aggiuntivo (binario) nel sistema: se è stato determinato completamente dal momento attuale.

La codifica binaria delle informazioni è scomoda perlavorare con immagini grafiche. L'occhio umano percepisce tre diversi colori: blu, verde e rosso, di conseguenza ogni pixel grafico è codificato in quattro byte, di cui tre indicano l'intensità dei colori di base, e il quarto è considerato di riserva. Questo approccio riduce deliberatamente l'efficienza della grafica computerizzata, ma finora non è stato proposto nulla di meglio.

Da un punto di vista matematico, un computer ternariodovrebbe essere più efficace. I calcoli rigorosi sono piuttosto complicati, ma il loro risultato si riduce alla seguente affermazione: l'efficienza della tecnologia di calcolo è maggiore, più il suo sistema numerico nativo è vicino al numero e (approssimativamente uguale a 2,72). È facile vedere che tre è molto più vicino a 2,72 che a due. Possiamo solo sperare che un giorno gli ingegneri responsabili della produzione dell'elettronica rivolgano la loro attenzione al sistema di numerazione ternario. Forse questa sarà la svolta dopo la quale verrà creata l'intelligenza artificiale?

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