Напечатать документ Послать нам письмо Сохранить документ Форумы сайта Вернуться к предыдущей
АКАДЕМИЯ ТРИНИТАРИЗМА На главную страницу
Институт Золотого Сечения - Дискуссии

А.А. Борисенко
Реплика по поводу микропроцессоров Фибоначчи

Oб авторе

Уважаемый Алексей Петрович!

Прочитав Ваши статьи и А.В. Никитина о фибоначчиевых микропроцессорах с вашими комментариями, я понял, что Вы решили вернуться к технической стороне фибоначчиевых систем счисления. Безусловно, сегодня появились новые технические возможности для реализации фибоначчиевых схем и даже компьютеров. Об этом я неоднократно говорил вашему ученику доктору технических наук Лужецкому В. А., исходя из его книги (Лужецький В.А. Високонадійні математичні Фібоначчі-процесори. Вінниця: «УНІВЕРСУМ-Вінниця», 2000), в которой он на солидном уровне описал теоретические основы построения фибоначчиевой техники, используя частично для нее и ваши более ранние идеи. Кстати, книга Лужецкого и защита им докторской диссертации по «компьютерам Фибоначчи» являются свидетельством того, что Ваши научные идеи продолжают активно развиваться на Украине. Жаль будет, если Ваши и его работы не найдут технического воплощения. Другими словами, я приветствую вас с новым-старым подходом к системе счисления Фибоначчи, которая, на мой взгляд, вполне конкурентоспособна в ряде случаев с двоичной системой счисления. Разделяю Ваше мнение и по статье Никитина о том, что там дан поверхностный анализ фибоначчиевых процессоров по аппаратурным затратам, не имеющий под собой какого-либо теоретического обоснования.

Однако и Ваша аргументация вызывает у меня иногда определенные затруднения. Во-первых, ссылка на Хетагурова возможно и правильная, но она, по крайней мере, в первой ее половине, относится к обычным микропроцессорам, а не к помехоустойчивым и уж тем более она не относится к фибоначчиевым микропроцессорам. Я понял ее так, что зависимость от поставок микропроцессоров с Запада может привести к эффекту «троянского коня», то есть зависимости от этих поставок собственной стратегической электронной промышленности и эту точку зрения я полностью разделяю. Таким сравнением он хотел сказать - разрабатывайте собственные двоичные микропроцессоры и, скорее всего, в ряде случаев он прав, особенно при изготовлении продукции оборонки. Но и без замечания Хетагурова в России делают свои микропроцессоры. Что это так, я убедился во время разговора на одной из конференций в Крыму с сыном небезызвестного вам Каляева, который возглавляет отдел в ТРТИ по разработке сверхбыстродействующих компьютеров на базе ПЛИС. Денег им дают на это вдоволь. Однако во многих случаях для обычной электронной продукции, а не особой, как следует и из приведенной вами цитаты из статьи Хетагурова, можно вполне спокойно пользоваться зарубежными микропроцессорами, также как я спокойно использую Интернет, посылая вам свои письма, и не боюсь, что кто-то их прочитает. Затем в приведенной вами цитате после трех точек проповедуется уже совершенно иная мысль о необходимости делать помехоустойчивые микропроцессоры на уровне кристаллов, а не защищать их потом с помощью специальных средств, которые и дороги и снижают быстродействие микропроцессоров. К подобной мысли я пришел уже давно, задолго до времени издания цитируемой вами статьи (2009 год) и излагал ее в своих статьях и монографиях, хотя она почти очевидная. Я ее усилил тем, что поставил задачу обнаружения и исправления ошибок в помехоустойчивых микропроцессорах во время рабочего такта микропроцессора, что на защите моего аспиранта в ХИРЭ вызвало ряд недоуменных вопросов сводящихся к одному, а можно ли это осуществить реально. Ведь практически все помехоустойчивые схемы электронных устройств, в том числе и описанные в книге Хетагурова (я думаю, вы ее читали) используют обычное кодирование с кодовым расстоянием, а оно требует несколько тактов (например, циклические коды) для своей реализации, что сильно снижает быстродействие микропроцессоров, использующих такие методы защиты от помех. Более того, данную идею я реализовал еще в конце 80-х годов на основе матричных базовых кристаллов на киевском радиозаводе, тогда еще действующем. Конкретную разработку этих кристаллов вел инженерный центр института кибернетики в Киеве. Финансировали эту работу с 2008 года два советских министерства – общего машиностроения и железнодорожного транспорта. Была сделана интегральная помехоустойчивая микросхема с дублированием каналов на предложенных мною биномиально–четверичных кодах, которая превзошла все ожидания и расчеты, как по быстродействию, так и по надежности – находились и исправлялись не только все ошибки, а и любые отказы. На ее основе были разработаны и изготовлены уже у меня в лаборатории управляющий отказоустойчивый управляющий автомат и счетное устройство. В течение более 10 лет я использовал эти устройства, как для демонстрации надежности этой техники, так и для учебного процесса виде лабораторных устройств. Ни разу за это время не было отказа в их работе и даже намека на него, а ведь вы же понимаете, что такое студенты. Эти работы подтверждают тезис Хетагурова, который вы, судя по всему, активно поддерживаете, что избыточность аппаратуры в микропроцессорах - это лучший вариант, чем внешний контроль, так как снижает стоимость и энергоемкость разрабатываемой электронной аппаратуры и не уменьшает ее быстродействие. Практический анализ разработанных нами микросхем, а затем и теоретический, убедительно показал, что мы использовали в микросхемах где-то десятую часть элементов, а энергетика оставалась практически без изменений при любом количестве задействованных элементов, так как питать надо все элементы микросхемы. Так как этот результат был получен более 20 лет назад, а сегодня когда в одной микросхеме располагаются миллионы элементов, то об аппаратурных затратах и соответственно цене микросхемы можно вообще не говорить. Мои ребята покупают дешевые ПЛИСЫ на рынке за 5 долларов и спокойно на кухне делают небольшие электронные устройства. Так что с мнением Хетагурова и вашим я не только полностью согласен, а и реализую его на практике и в учебном процессе. Кстати, возможно вам будет интересно узнать, что биномиальные и биномиально-четверичные коды в конце 80-х я дважды докладывал в институте кибернетики в Киеве, один раз перед учеными как свою докторскую диссертацию, а второй раз перед практическими специалистами инженерного центра, в основном руководителями отделов. Присутствовал тогда и известный вам Брюхович, который выступил и активно поддержал биномиально-четверичные коды.

Однако возвратимся к микропроцессорам Фибоначчи. С моей точки зрения, главное преимущество микропроцессоров Фибоначчи на сегодня – это их помехоустойчивость и возможность получения достоверности данных на выходе микропроцессора. А это с появлением все более новых технологий чрезвычайно актуально Я оппонировал докторскую работу директора завода управляющих вычислительных машин, кстати, моего бывшего студента по ХИРЭ, потом ездил туда и он мне много рассказал об их разработках. Они делают качественную сертифицированную в Европе управляющую технику, в том числе и для атомных станций, и поэтому ее надежность – это главный для них вопрос. Да и докторская у него была по надежности. Потом у меня была беседа, а точнее дискуссия, с их главным инженером, который считается на заводе главным авторитетом по вычислительной технике, по поводу помехоустойчивых микропроцессоров. В этой дискуссии главный инженер ратовал за европейские микропроцессоры, которые, по его мнению, очень надежны. На это вообще-то трудно было возразить. Я сам имел лично дело с продукцией ряда фирм, как американских, так и европейских, производящих управляющую технику, в частности, около 10 лет подряд имел связи с одним из подразделений немецкой фирмы Шнайдер по управляющей технике и убедился в высочайшем качестве их аппаратуры. Однако все же, в конечном итоге, он согласился с тем, что если эти микропроцессоры, кроме того, что они надежны в плане отказов, будут еще более надежными и вдобавок помехоустойчивыми (в смысле сбоев), то хуже не станет. Затем я повторил мысль Хетагурова о необходимости производства микропроцессоров для таких ответственных объектов как атомные станции в своем исполнении, чтобы не зависеть от других поставщиков. Эту логику он признал, после чего наша дискуссия о надежности микропроцессоров и «троянских конях» закончилась, и мы перешли к обсуждению иных вопросов.

Кстати, под микропроцессором я понимаю любое устройство в интегральном исполнении, выполняющее самостоятельную функцию, и состоящее из нескольких блоков. Например, это может быть счетчик, производимый немецкой фирмой Хенгстлер, с которой у меня когда-то были научные связи, и поэтому я изучал ее продукцию. В данном случае интегральная схема счетчика может содержать генератор импульсов, входные и выходные блоки и непосредственно сам счетчик. Кроме того, я на волне перестройки в конце 80-х и начала 90-х организовал производство многофункциональных электронных часов, которые пользовались определенным успехом у покупателей. Их основу составляла интегральная микросхема на базе реверсивных счетчиков и называлась она микропроцессором. Все это были специализированные микропроцессоры. Именно здесь в специализированных микропроцессорах, выполненных на программно-логических интегральных схемах (ПЛИС), по моему глубокому убеждению, таятся неограниченные возможности для использования фибоначчиевых систем счисления. Мне кажется с таких относительно простых специализированных микропроцессоров и следует начинать применение фибоначчиевых чисел. Так, упомянутая мною выше фирма Хенгстлер более 100 лет занимается счетчиками и датчиками и ничего, процветает. Я насчитал более 30 применений ее продукции в различных отраслях промышленности. Ваши счетчики, с которыми я познакомился еще в семидесятые годы, готовя отзыв на кандидатскую диссертацию вашего первого аспиранта Вишнякова, пришлись бы здесь весьма кстати. Ведь действительно они обладают повышенным быстродействием и к тому же помехоустойчивы. Их алгоритм работы красив и вызывает эстетическое удовольствие.

Во-вторых, такой ученый как Нейман, при всем моем огромном уважении к нему, не может быть авторитетом в дискуссии по микропроцессорам, так как он просто не знал их. Они в его время не были созданы даже в зародыше. А двоичную систему он предложил не потому, что ему не попалась на глаза фибоначчиевая система, как утверждаете вы, а потому что двоичная система является наиболее простой из позиционных систем счисления и, как следствие, электронная техника, сделанная на ее основе, является наиболее надежной и универсальной. И тут Нейман абсолютно прав – двоичной системе счисления для универсальных задач альтернативы тогда не было. Правда, вы можете возразить, что была на то время более простая система счисления, чем двоичная - унитарная, на которой в 60-х годах была сделана вычислительная машина «Проминь». Но ее к позиционным системам счисления трудно отнести, а быстродействие совсем никакое. Хотя у нее имеются неоспоримые достоинства, и поэтому мы с моим другом профессором из Ивано-Франковска и одновременно из Кракова пишем о ней статьи, предлагая строить на ее основе сверхнадежную электронную технику. Думаю, что боле надежную, чем фибоначчиевая. Плата за это низкая скорость работы соответствующих электронных устройств, но во многих устройствах управления она и не нужна большая, а вот высокая надежность действительно нужна. И могу вас уверить, никто в ближайшее время от двоичной системы не откажется еще и потому, что в разработку и производство информационных технологий и вычислительной техники на основе двоичной системы счисления вложены сотни миллиардов долларов.

В целом же мне кажется, что в свое время Вы допустили стратегическую ошибку, взявшись в 80-х годах за создание универсального фибоначчиевого компьютера. Если бы в основу ваших работ были положены специализированные вычислительные устройства, например, сверхточные дальномеры, то вы бы скорее достигли реальных результатов, а значит и признания фибоначчиевой системы счисления, которая его, несомненно, заслуживает. После чего можно было бы говорить и об универсальных фибоначчиевых компьютерах, которые, я верю, рано или поздно будут созданы. Другими словами, надо было идти не революционным путем, а эволюционным. Кроме того, в то время не было тех технических возможностей в нашей стране, которые есть сейчас, когда мои аспиранты и студенты в считанные дни делают сверхбыстродействующие биномиальные матричные процессоры на ПЛИС и испытывают их с помощью компьютеров. Я вспоминаю, как вы мне в конце 80-х показывали ваши технические разработки частей фибоначчиевого сумматора в виде печатных плат, и я видел, сколько сил и труда было вложено туда. А сейчас бы ваш аспирант запрограммировал этот сумматор за несколько дней, а далее в течении нескольких минут он бы был реализован в виде ПЛИС размером с почтовую марку. Почему бы вам не организовать с вашими бывшими учениками эту работу сейчас. Ведь у вас с ними имеются десятки патентов, которые вы могли бы продемонстрировать производителям и кто знает, может быть, фибоначчиевые компьютеры появились бы уже через несколько лет. Сегодня имеются для этого очень хорошие перспективы не только с технической точки зрения, а и с политической и конъюнктурной. Например, как мне кажется, такие гиганты как Майкрософт и Эппл на сегодня не имеют достаточного количества свежих идей, в которые они могли бы вложить свои средства, и нуждаются в таких идеях. Это не значит, что коды Фибоначчи решат проблемы этих корпораций, но это все же нечто такое, которое может их заинтересовать, хотя бы на уровне идейных проработок.

В-четвертых, фраза в вашей реплике на статью Никитина, что «двоичная система счисления не может служить информационной и арифметической основой специализированных и компьютерных систем ...где проблемы надежности, помехоустойчивости... выходят на передний план» меня ошеломила. Как же не может, когда она исправно много лет успешно служит людям. Ракеты летают, атомные станции работают и т. д. Дальше больше – «альтернативы для кодов фибоначчи … не существует». Не слишком ли резко? Ведь Вы же сами дали, будучи моим оппонентом по докторской да и кандидатской диссертации, дорогу в жизнь биномиальным и факториальным системам счисления, которые, вне всякого сомнения, по ряду параметров и прежде всего простоте проигрывают фибоначчиевой системе, но в то же время и имеют ряд других неоспоримых достоинств.

В принципе я считаю Вас в области систем счисления своим учителем, так как благодаря вашей фибоначчиевой системе счисления и книгам на эту тему я пришел к своим биномиальным и другим нестепенным позиционным системам счисления, например, линейно циклическим или матричным. Монографии на эту тему я вам высылал. Фибоначчиевая система счисления также помогла мне построить общую теорию позиционных систем счисления, которую я в сжатой форме изложил в своем учебнике по дискретной математике. Так что вы, можно сказать, является соавтором моих систем счисления.

Теперь о наноэлектронике. Я понял, что Вы нашли серьезное применение фибоначчиевым системам счисления в этой области. Мне было бы очень интересно с этим применением познакомиться. Подскажите, где о таком применении я могу прочитать. Также, почему вы считаете, что коды Фибоначчи очень хороши для наноэлектроники, а двоичная система хуже или вообще непригодна? Если можно, поясните.

Все сказанное выше не было направлено против фибоначчиевой системы, а наоборот, говорилось для ее защиты от необоснованных нападок, с которыми Вам приходилось сталкиваться. По моему мнению, она может найти широкое применение для решения в первую очередь специальных задач, например, построения определенных видов управляющей техники для тех же атомных станций или датчиков, но не следует исключать и возможность построения персональных фибоначчиевых компьютеров, хотя бы в будущем. Нужно учитывать еще и консерватизм мышления разработчиков. Если речь идет о специальной технике - это одно ее восприятие, если же о технике для массового пользователя – то другое.

Ну и наконец, я не увидел в ваших статьях каких-либо достаточно убедительных оценок быстродействия, помехоустойчивости, аппаратурных затрат для фибоначчиевых микропроцессоров, хотя как раз за это вы справедливо критикуете Никитина. А для того, чтобы рекомендовать новую технику для производства, такие оценки необходимы. Здесь я вижу непочатый край работы, без которой трудно убедить производителей вкладывать деньги в фибоначчиевую технику.


С уважением. Алексей Борисенко


Доктор технических наук, профессор Сумского государственного университета, заведующий кафедрой электроники и компьютерной техники


А.А. Борисенко, Реплика по поводу микропроцессоров Фибоначчи // «Академия Тринитаризма», М., Эл № 77-6567, публ.16805, 01.09.2011

[Обсуждение на форуме «Публицистика»]

В начало документа

© Академия Тринитаризма
info@trinitas.ru