Как проинвертировать три сигнала двумя инверторами или их роль в истории ЭВМ

в 12:53, , рубрики: Железо, микроэлектроника, Научно-популярное, старое железо, Электроника для начинающих

Как проинвертировать три сигнала двумя инверторами или их роль в истории ЭВМ - 1Задачу «Можно ли проинвертировать три сигнала, если у вас есть только два инвертора, и неограниченное количество элементов „И“ и „ИЛИ“? мы решали в институте за одну пару. Сейчас ее решение ставит в тупик даже продвинутых специалистов. Давайте посмотрим как с ней справится geektimes-сообщество, а заодно попробую восстановить истории ее возникновения…

Преподаватель в институте рассказывал, что подобного рода задачи возникали в эру ламповых ЭВМ. Но расспросить подробности у нас студентов-бездарей ума не хватило, потому сейчас историю приходится восстанавливать по описанию старых машин и немного додумывать.
Первые электронные вычислительные машины строились на лампах. Так первая в СССР (1950 год) ЭВМ МЭСМ содержала около 6000 ламп, с помощью которых реализовывались логические функции „И“, „ИЛИ“ и „НЕ“ двоичной логики, которые лежат в основе и современных компьютеров. Реализацию классических вентилей на лампах можно посмотреть на картинке.
Как проинвертировать три сигнала двумя инверторами или их роль в истории ЭВМ - 2

Логическая функция „И“ строилась на одной лампе, число входов определялось числом сеток в лампе. А для реализации элемента классического вентиля „2ИЛИ“ требовалось две лампы. И хотя в последствии появились так называемые компактроны, что то на подобии сборок из нескольких ламп в одной колбе, инженерами все же приходилось оптимизировать логические выражения для того, что бы в них преобладала функция „И“. Лампы были дорогими, не надежными (наработка на отказ 750 часов), выделяли много тепла, но самое главное они были огромными. В 1952 году появились первые отечественные полупроводниковые диоды для замены маломощных ламп. Их появление ознаменовало появление диодной логики, которая позволила значительно сократить размер логических вентилей. Реализация функции „И“ и „ИЛИ“ на диодной логике представлено на рисунке.
Как проинвертировать три сигнала двумя инверторами или их роль в истории ЭВМ - 3

Но для реализации инвертора все еще требовалась лампа. Для построения машины БЭСМ-2 уже применялись полупроводниковые диоды, и она содержала уже 4000 ламп и 5000 полупроводниковых диодов. Сокращение размеров и потребления вентилей „И“ и „ИЛИ“ были значительными, и заставляло оптимизировать логических функций для уменьшении числа инверторов в схеме. Наверное именно тогда инженерам и пришлось впервые решить эту задачу.
Серийное производство транзисторов, позволивших полностью отказаться от ламп, началось в нашей стране в 1955 году. И в 1959 году первой транзисторной безламповой ЭВМ была машина „Сетунь“, хотя в ней все же было 20 ламп.

И все же вернемся к нашей задаче.
Если кто знает решение, давайте не портить удовольствие тем кто хочет решить ее сам. Ответы принимаются в комментариях, просьба оформлять их в виде записи на языке С или Verilog.
Вариант {nA,nB,nC} <= !{A,B,C}; не принимается, это три инвертора.

Автор: Sergei2405

Источник

Поделиться

* - обязательные к заполнению поля