{"id":828,"date":"2004-06-18T00:00:00","date_gmt":"2004-06-17T22:00:00","guid":{"rendered":""},"modified":"-0001-11-30T00:00:00","modified_gmt":"-0001-11-29T22:00:00","slug":"828","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.vialattea.net\/content\/828\/","title":{"rendered":"Sembrerebbe una domanda banale ma in realt\u00e0 penso che la risposta non sia semplice, il mio quesito \u00e8 questo: perch\u00e9 i calcolatori utilizzano la logica binaria? Non si migliorerebbero le prestazioni utilizzando una logica multilivello (magari a spese di una maggiore complessit\u00e0)?"},"content":{"rendered":"


\nInnanzitutto, come nota la stessa domanda, la realizzazione di circuiti
\ndigitali che possano assumere pi\u00f9 di due stati risulta
\nassai complessa, ma per di pi\u00f9 questo non porterebbe nemmeno
\nad un aumento delle prestazioni del circuito. Cercher\u00f2 di
\ngiustificare in modo semplice questa affermazione.
\n<\/font><\/p>\n

\nNei circuiti digitali lo stato di un elemento viene rappresentato da un
\nparticolare livello di tensione: ad esempio convenzionalmente si dice
\nche una linea \u00e8 allo stato 0<\/b> se si trova a 0 volt ed allo
\nstato 1<\/b> se si trova a 5 volt. Naturalmente nella pratica occorre
\ntenere presente che ai segnali sono sempre sovrapposti “rumori”, oppure che
\nle tensioni di alimentazione possono variare, ecc. Quindi i circuiti vengono
\ncostruiti in modo che sia considerato stato 0<\/b> una tensione, ad esempio,
\ninferiore a 1.5 volt e stato 1<\/b>
\nuna tensione superiore a 3.5 volt. In questo modo segnali spuri che si
\nsovrappongono a quello voluto o variazioni di tensione non producono
\nerrori purch\u00e9 abbiano effetti che non superino i valori
\ndi soglia. Si noti anche che fra lo stato 0 e lo stato 1 c’\u00e8 una
\n“zona di incertezza” (fra 1.5 e 3.5 volt, nell’esempio considerato) che
\n\u00e8
\npriva di significato, ovvero il circuito non dovrebbe mai trovarsi
\nin condizione da avere elementi che si trovano a tensioni
\ncomprese fra 1.5 e 3.5 volt. Pi\u00f9 precisamente questo avviene soltanto
\ndurante la commutazione<\/b>, ovvero il passaggio fra uno stato e l’altro.
\nQuesta zona di incertezza \u00e8 indispensabile per evitare ambiguit\u00e0 nella
\nidentificazione dello stato, che si tradurrebbero in errori.
\n<\/font><\/p>\n

\nCi\u00f2 che stabilisce la velocit\u00e0 di un elemento digitale e di
\nconseguenza le prestazioni di tutto il circuito \u00e8 il “tempo di commutazione”
\novvero il tempo necessario per passare da uno stato 0 ad 1 o viceversa.
\nQui ci troviamo in presenza di una scelta fra due esigenze contrastanti:
\ninfatti facendo
\npi\u00f9 grande la zona di incertezza si ottiene una minore
\nprobabilit\u00e0 di errore, ma contemporaneamente si diminusce
\nla velocit\u00e0 di commutazione: un circuito che deve passare da 0 a 1 volt impiega
\nla met\u00e0 del tempo di uno che deve passare da 0 a 2 volt (cio\u00e8,
\nin sostanza, la velocit\u00e0 di commutazione si potrebbe esprimere in
\n“volt al secondo”).
\nIn generale, quindi, data una certa tecnologia di realizzazione del
\ncircuito digitale che stabilisce la velocit\u00e0 di commutazione,
\nuno dei modi per aumentare le prestazioni complessive consiste
\nnel fare pi\u00f9 piccola la zona di incertezza, senza scendere al di sotto
\ndel valore che corrisponde alla probabilit\u00e0 di errore che
\npossiamo accettare.
\n<\/font><\/p>\n

\nVediamo cosa succede se progettiamo una logica a tre livelli (0, 1 e 2),
\nanzich\u00e9
\ndue. Dato che vogliamo mantenere la stessa probabilit\u00e0 di errore,
\ndovremo mantenere fra i livelli la stessa ampiezza della zona di incertezza,
\ne quindi avremmo, ad esempio, lo stato 0 rappresentato con valori fra 0 ed 1.5
\nvolt, lo stato 1 con valori fra 3.5 e 5 e lo stato 2 con valori fra 7 e 8.5 volt.
\nIl risultato \u00e8 che i tempi di commutazione non sono pi\u00f9
\nuguali per ogni cambiamento di stato, ma per passare dallo stato 0 al 2 (o
\nviceversa) occorre pi\u00f9 tempo che non nella transizione 0\/1.
\n<\/font><\/p>\n

\nIn sostanza, anche tenendo conto del fatto che utilizzando logiche
\na pi\u00f9 livelli si potrebbe diminuire il numero di circuiti in cascata
\n(ad esempio un circuito a quattro livelli \u00e8 equivalente a due circuiti
\na due livelli in cascata), il risultato che si ottiene \u00e8 grosso
\nmodo uguale, dal punto di vista della velocit\u00e0 e quindi non
\ngiustifica l’aumento di complessit\u00e0 necessario per realizzare
\n logiche non binarie.
\n<\/font><\/p>\n<\/p>\n

\u00a0 <\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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