Comment inverser trois signaux avec deux onduleurs ou leur rôle dans l'histoire des ordinateurs

La tâche "Est-il possible d'inverser trois signaux, si vous n'avez que deux onduleurs, et un nombre illimité d'éléments" ET "et" OU "? nous avons décidé à l'institut dans une paire. Maintenant, sa décision déconcerte même les professionnels avancés. Voyons comment la communauté geektimes le gère et essayons en même temps de restaurer l'historique de son occurrence ...

Un enseignant de l'institut a déclaré que des tâches de ce type étaient apparues à l'ère des ordinateurs à tubes. Mais nous n'avions pas assez d'esprit pour demander des détails aux étudiants de la médiocrité, car maintenant nous devons restaurer l'histoire en fonction de la description des vieilles voitures et réfléchir un peu.
Les premiers ordinateurs électroniques ont été construits sur des lampes. Ainsi, le premier ordinateur MESM de l'URSS (1950) contenait environ 6000 lampes, à l'aide desquelles les fonctions logiques «ET», «OU» et «NON» de la logique binaire ont été mises en œuvre, qui sous-tendent les ordinateurs modernes. La mise en place des vannes classiques sur les lampes est visible sur la photo.



La fonction logique «ET» a été construite sur une seule lampe, le nombre d'entrées a été déterminé par le nombre de grilles dans la lampe. Et pour la mise en œuvre de l'élément de la vanne 2IL classique, deux lampes étaient nécessaires. Et bien que par la suite les soi-disant compactrons soient apparus, quelque chose de similaire à des assemblages de plusieurs lampes dans une ampoule, les ingénieurs devaient encore optimiser les expressions logiques pour que la fonction «Et» y prévale. Les lampes étaient chères, peu fiables (MTBF 750 heures), généraient beaucoup de chaleur, mais surtout elles étaient énormes. En 1952, les premières diodes semi-conductrices domestiques semblaient remplacer les lampes basse consommation. Leur apparition a marqué l'apparition de la logique de diode, ce qui a permis de réduire considérablement la taille des portes logiques. La mise en œuvre des fonctions «ET» et «OU» sur la logique de diode est illustrée sur la figure.



Mais une lampe était encore nécessaire pour mettre en œuvre l'onduleur. Des diodes semi-conductrices étaient déjà utilisées pour construire la machine BESM-2, et elle contenait déjà 4000 lampes et 5000 diodes semi-conductrices. La réduction de la taille et de la consommation des vannes «ET» et «OU» a été significative et a nécessité d'optimiser les fonctions logiques pour réduire le nombre d'onduleurs dans le circuit. C'est probablement alors que les ingénieurs ont dû résoudre ce problème pour la première fois.
La production en série de transistors, qui a permis d'abandonner complètement les lampes, a commencé dans notre pays en 1955. Et en 1959, le premier ordinateur sans tube à transistors était la machine Setun, bien qu'il y ait encore 20 lampes.

Et pourtant, revenons à notre tâche.

Si quelqu'un connaît une solution, ne gâchons pas le plaisir de ceux qui veulent la résoudre eux-mêmes. Les réponses sont acceptées dans les commentaires, veuillez les remplir sous forme d'entrées en C ou Verilog.
Variante {nA, nB, nC} <=! {A, B, C}; non acceptés, ce sont trois onduleurs.

UPD:

Solution de @eatmore
D =! ((A&B) | (B&C) | (A&C))
E =! ((D & (A | B | C)) | (A & B & C))
nA = (D&E) | (D & (B | C)) | (E & B & C)
nB = (D&E) | (D & (A | C)) | (E & A & C)
nC = (D&E) | (D & (A | B)) | (E & A & B)


Visualisation de la solution par @AndreyDmitriev
image

Source: https://habr.com/ru/post/fr405159/


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