Оптический ассоциативный коррелятор для запоминающего устройства Советский патент 1988 года по МПК G11C11/42 

(Л

lifib

О СО

(ffUff.f

позволяет расширить функциональные возможности устройств за счет выполнения сложного поиска информации и повысить их быстродействие при невысокой стоимости.. OAK содержит многока- нальный излучательный блок 1 для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков, проекционный блок 2 для проецирования изображения каждого ассоциативного признака на признаки опроса, отображенные на транспаранте, управляемый транспарант 3 для отображения страницы признаков опроса, блок разведения пучков 4 дпя разделения световых пучков, соответствующих разным признакам опроса, а также отделения признаковых пучков от опорных, фиксирующий; блок 5 для сложения оптических c fHanoB, управляемый светопереключатель 6 для создания двух каналов обработки, корректирующие блоки 7 и 9, обеспечивающие нормальное падение пучков на фотоприемный блок и блоки оптической связи 10, фотоприемные блоки 14 для преобразования оптических сигналов в электрические и регистрации совпадения, формирователи пучков 11 для проецирования изображений, управляемые блоки 12 сведения изображений для объединения информации, оптические преобразователи 13 для создания пара- фазных оптических сигналов на тех выходах, на соответствующих входах которых сигналы отсутствуют, и блок управления 15. 1 з.п. ф-лы., 2 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники. Оптический ассоциативный коррелятор (OAK) решает задачу сложного ассоциативного поиска информации по многим признакам опро- са оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. OAK -.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различного типа ,(оптозлектронными, электронными, магнитными и т.д.) для простого и сложного ассоциативного поиска.

Цель изобретения - выполнение слож- кого поиска информации одновременно по многим признакам опроса.

На фиг. 1 приведена блок-схема оптического ассоциативного коррелятора для запоминающего устройства; на фиг. 2 - блок-схема блока управления.

Оптический ассоциативный коррелятор для запоминающего устройства со- держит многоканальный излучательный блок 1, проекционный блок 2, управляемый транспарант 3, блок 4 разведения пучков, фокусирующий блок 5, управляемый светопереключатель 6, первьш корректируюп ий блок 7, фотоприемный блок 8, второй корректирующий блок 9, блоки 10 оптической связи, формирователи 11 пучков, управляемые блоки 12 сведе гая изображений, оптические преобразователи 13, фотоприемные блоки 14 и блок 15 управления.

Многоканальный излучательный блок 1 предназначен для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков и преобразует, например, входные

электрические сигналы в оптические. Блок 1 может состоять, например, из последовательно расположенных матри цы полупроводниковых лазеров или излучательных диодов, фоконной планшай- бы или жгута волоконных световодов и линзового растра, или сканлазера, или последовательно расположенньк лазера, телескопа и управляемого

транспаранта, или в случае работы совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством из светообъединительного поляризационного или спектрального куба, первый вход которого является

оптическим входом блока 1, а второй вход куба через первый объектив связан с оптическим выходом лазера, выход куба через второй объектив связан с оптически управляемым транспаран

том, выход которого является выходом блока 1.

Проекционный блок 2 служит для проевдрования изображения каждого ассоциативного признака на все признаки опроса, отображенные на управляемом транспаранте 3. Блок 2 может состоять, например, из последовательно расположенных дифракционной решетки, матрицы голографических расщепи- 30 гелей, расположенной в главной плоскости коллективного щшиндрического эбъектива, и колли№ рую цего цилинд U.I 7037

рического объектива, находящегося споследовательно расположенных объекти- коллективным объективом взаимно в фо-на, дифракционной решетки и матрицы кальных плоскостях друг друга. Ди-голограмм. Дифракционная решетка и фракционная решетка и матрица голо- матрица голограмм могут быть выпол- графических расщепителей могут бытьнены, например, на отбеленных фото- выполнены, например, на отбеленнькслоях или желатиновых слоях, фотослоях или желатиновых слоях.Управляемый блок 12 сведения изоб- Управляемый транспарант 3 пред-ражений предназначен для направления назначен для отображения страницы при юизображений, поступающих на его раз- знаков опроса и может быть выполнен,личные входы, на единый выход. Блок 12 например, на основе ниобата лития,может быть вьтолнен, например, в виде ортоферрита, сегнетокерамики или жид-управляемой поликубической системы, кого кристалла. меющей множество входов и один-выход.

Блок 4 разведения пучков предна- 15Поликубическая система может состо- значен для направления световых пуч-ять из светоделительных поляризацион- ков, соответствующих разным признакамних кубов, между которыми расположе- опроса, например, на разные столбцыны управляемые переключатели поляри- фотоприемников блока 6, а также раз-зации. Переключатели поляризации, наделения признаковых и опорных оптичес-20пример, при подаче на них напряжения ких сигналов в каждом слове для осу-поворачивают плоскость поляризации ществления парафазной регистрации сиг-проходящих световых пучков на 90 и налов в блоке 6. Блок 4 может состо-могут быть выполнены, например, на ять, например, из двух.последователь-основе жидких кристаллов или кристал- но расположенных первого и второго 25лов КДР.

клиновых растров или растров дифракци- Оптический преобразователь 13 осуонных решеток. Фокусирующий блок 5ществляет оптическое преобразование

может быть вьшолнен, например, в видеоптических сигналов, поступающих в

объектива.него с блока 12, следующим образом.

Управляемый светопереключатель 6 зоОптические сигналы парафазных единиц предназначен .для создания двух кана-проходят через преобразователь 13 без лов обработки и может состоять, на-изменения, сигналы парафазных нулей пример, из поляризационного светодели-преобразует в парафазные единицы, тельного куба, перед входной плоское-При отсутствии оптического сигнала тью которого расположен управляемый 5 блока 12 преобразователь 13 созда- переключатель поляризации. Переключа-ет на соответствующих своих выходах гель поляризации, например, при пода-оптические сигналы парафазных нулей, че на него напряжения поворачиваетОптический преобразователь 13 может плоскость поляризации проходящих пуч-обеспечивать также выделение в выход- ков на 90° и может быть выполнен на страницах оптических сигналов от- основе жидких кристаллов или кристал-дельных строк и проецирование их на лов КДР.фотоприемный блок 14. В преобразоваКорректирующий блок 7 обеспечиваеттеле 13 на выходе могут быть последонормальное падение пучков на блок 8 ивательно расположены управляемый

может быть вьтолнен, например, в виде 5транспарант и проекционный узел (наобъектива. Фотоприемный блок 8 служитпример, цилиндрический объектив или

для определения совпадения ассоциатив-растр цилиндрических объективов). Опного признака информации с признакомтический преобразоватапь 13 может

опроса и может быть вьтолнен, напри-и не выполнять вторую свою функцию.

мер, в виде интегральной или наборной этом случае он не содержит управфотоприемной матрицы. Корректирующийляемого транспаранта и проекционного

блок 9 обеспечивает нормальное падениеузла, а фотоприемный блок 14 выполнен

пучков на блок 10 и может быть вьтол-в виде двумерной фотоприемной матней, например, в виде объектива. Блокрицы.

10 оптической связи может быть вьтол- Фотоприемный блок 14 служит для

нен, например, в виде жгута волокон-определения совпадения разрядов ассоных световодов. Формирователь 11 пуч-циативных признаков информации с приков может быть вьтолнен, например, знаком опроса и может быть выполнен,

в виде цилиндрического объектива илинапример, в виде интегральной или на51

борной фотоприемной линейки или матрицы.

Блок 15 управления обеспечивает работу коррелятора и может состоять, например, из генератора 16 синхроимпульсов, канала 17 ввода-вывода, буферных накопителей 18-20, формирователей 21-28 управляющих сигналов, буферных накопителей 29.

В режиме простой ассоциативной выборки информации по многим признакам опроса данный коррелятор работает так же, как устройство по прототипу,

В режиме сложной ассоциативной выборки информации по многим признакам опроса коррелятор работает слег- дующим образом.

Предположим, что необходимо найти все слова исходной информации, у которых ассоциативные признаки совпадают с признаками опроса не менее, чем в 1 (где ,2,3,...,S; S - максимальное число разрядов в. признаке),, разрядах и определить номера этих разрядов в признаках.

По команде генератора 16 синхроимпульсов из канала 17 ввода-вывода п Хгде ,2,3,.. ,рт, где т- число строк излучательных элементов в блоке 1) ассоциативных признаков информации (страницы ассоциативных признаков) через буферный накопитель 18 и формирователь 21 управляющих сигналов поступают на излучательный блок 1, например, в виде электрических сигналов. Блок 1 преобразует электрические сигналы в оптические, например, таким образом, чтобы каждому т-му ассоциативному признаку соответствовала п-я строка оптичесщгх сигналов на выходе блока 1, причем эти оптические сигналы, например, отображают ассоциативные признаки в прямом парафазном коде, между двоичными знаками которого располагаются опорные разряды в простом коде.- При этом ко- jiH4ecTBo единичных опорных сигналов равно 1+(S-1).

Оптические сигналы с блока 1 поступают в проекционный блок 2.

По команде генератора 16 из канала 17 К (где ,2,3, ... 5 - число строк в управляемом транспаранте 3) признаков опроса через накопитель 19 и формирователь 23 поступают на управляемый транспарант 3 и отображаются на нем, например, в обратном пара- фазном коде, между двоичными знаками

70376

которого располагаются опорные разряды в простом коде. При этом каждый К-й признак опроса занимает, например, соответствующую К-ю строку транспаранта 3.

В блоке 2 световой пучок, соответствующий каждому р-му (где ,2, 3,...) двоичному знаку п-го ассоциаО тивного признака, проходит через ди- фракционную решетку и голографичес- ким расщепителем размножается на К световых пучков, каждый из которых соответствует одноименному р-му раз5 ряду во всех К-х признаках опроса, отображенных на транспаранте 3. При этом световые пучки, отображающие п-й ассоциативный признак, с помощью цилиндрических объективов освещают

0 под соответствующим определенным углом все К-е признаки опроса, отображенные на транспаранте 3. Таким образом осуществляется оптическое умножение всех п-х ассоциативных призна5 ков на все К-е признаки опроса и при этом оптические сигналы произведений разделены в пространстве.

Световые пучки, соответствующие каждому К-му признаку опроса, прохо0 дят, например, через соответствующий клин первого растра клиньев блока 4 разведения пучков и приобретают определенное угловое смещение в ортогональной плоскости. При этом, наприе мер, све товые опорные пучки проходят через соответствующие клинья второго растра клиньев блока 4 и приобретают дополнительное угловое смещение относительно световых.пучков, переносящих

0 основные разряды, т,е. основные и опорные разряды, соответствующие од ному и тому же К-му признаку опроса, та кже разделены в пространстве.

Фокусирующий блок 5 суммирует оптические сигналы и проецирует их через управляемый сретопереключатель 6 и корректирующий блок 7 на фотоприемный блок 8, имеющий п х К парафазных фотоприемных элементов. При этом фо топриемный элемент блока 8 с координатами пК регистрирует оптический сигнал, соответствующий п-му ассоциативному признаку и К-му признаку опроса.

По команде генератора 16 формирователь 24 подает, например, напряжение на блок 8, Координаты п и К пара- фазньк фотоприемных элементов блока 8, на которых аналогичные оптические сиг5

0

5

7U170378

налы опорных разрядов превьппают опти-ватель 13 и на местах совпавших раэческие сигналы основных разрядов,рядов -появляются сигналы парафазных

определяют соответственно п-е ассоци-нулей, а в остальных разрядах - параативные признаки и признаки опро-фазные единицы.

са, в которых произошло совпадение По команде генератора 16 коды адне менее чем ,в 1 разрядах. По командересов й-х строк, которые содержат

генератора 16 коды адресов этих пК хболее чем 1 совпадающих разрядов,

фртоприемных элементов с блока 8 че-поступают из канала 17 ввода-вывода рез накопитель 25 передаются в канал Q на формирователь 27. Формирователи 27

17 ввода-вывода. Таким образом произ-подают, например, напряжение на п-е

водится определение адресов ассоциа--строки управляемых транспарантов и-х

тивных признаков в странице ассоциа-преобразователей 13, которые пропустивных признаков и адресов признаковкают только те строки оптических сиг- опроса в странице признаков опроса, в g налов (номера строк п определены на

которых произошло совпадение призна-первом этапе поиска), в которых имеков не менее чем по 1 разрядам.ется более чем 1 парафазных нулевых

Определение адресов разрядов, пооптических сигналов (т.е. более чем

которым произошло совпадение призна-: 1 совпавших разрядов). Эти оптические ков, осуществляется следующим образом.2Q сигналы любой строки транспаранта

По команде генератора 16 формиро-проекционньм узлом (цилиндрическим

ватель 23 подает, например, напряже-объективом или растром цилиндричер-

ние на светопереключатель 6. Поэтомуких объективов) проецируются на одну

теперь каждый К-й столбец световых(или несколько) и ту же линейку фотопучков, отображающий оптическое про- 25 приемников фотоприемного блока 14.

изведение всех ассоциативных призна-Если управляемый транспарант и проков на определенный К-й признак опро-екционный узел в преобразователе 13

са, с блока 5 через светопереключа- отсутствуют (или проекционный узел

тель 6, корректирующий блок 9, блоквыполнен в виде растра цилиндрических 10 оптической связи и формирователь 11 дд объективов), то коды адресов п-х

пучков поступает на соответствующийстрок, которые содержат более чем 1

вход|и-го (где ju 0,1,2, ... ,г/2) уп-совпавших разрядов, поступают непоравляемого блока 12 сведения изоб-средственно (также) через формироваражений, т.е. -й управляемый блок 12тель 28 на -е фотоприемные блоки 14. сведения изображений объединяет изоб- Координаты фотоприемников, которые

ражения, формируемые несколькимирегистрируют парафазные нулевые опти- столбцами оптических сигналов на вы- ческие сигналы, определяют номера

ходе светопереключателя 6. .разрядов в п-х ассоциативных признаПо команде генератора 16 коды ад-ках, по которым произошло совпадение, ресов К-х признаков опроса, для кото- . Таким образом, номера разрядов

рык произошло совпадение с ассоциа-определяются только в соответствуютивными признаками более чем в п-х строках р-х фотоприемных блоразрядах, из канала 17 ввода-выводаков по соответствующим п и К, которые

.через накопитель 20 и формировательопределены на первом этапе поиска 26 поступают на соответствующие ju-eпоиска по совпадению не менее чем в блоки 12 (если на какой-либо -й блок 1-х разрядах слов. Это существенно

12 приходится несколько адресов, топовьшает быстродействие корреляторам они поступают по очереди, например. По команде генератора 16 коды адв порядке приоритета). Поэтому наресов найденных разрядов с блоков 14

выход каждого fx-ro блока 12 поступа-через соответствующие накопители 29

ет только страница оптических произ-подаются в канал 17 ввода-вывода, ведений п-х ассоциативных признаков Таким образом, производится опреHia К-й признак опроса, для которыхделение номеров совпавших разрядов

произошло совпадение не менее чемпри сложном ассоциативном поиске инв 1 разрядах. При этом в этих страни-формации.

цах в позициях совпавших разрядовФормула изобретения оптические сигналы отсутствуют.

Страница оптических распределений . 1. Оптический ассоциативный корпроходит через оптический преобразо-релятор для запоминающего устройства.

91

содержащий многоканальный излучатель- ный блок, выход которого через последовательно расположенные проекционный блок, управляемый- транспарант и бло к разведения пучков оптически связан

I с входом фокусирующего блока, первый корректирующий блок, выход- которого оптически связан с входом первого фотоприемного блока, блок управления, выходы которого с первого по третий подключены к управляющим входам соответственно многоканального излуча- тельного блока, управляемого транспаранта и первого фотоприемного блока, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения, путем вьтолнения сложного поиска информации одновременно по многим признакам опроса, в коррелятор введены управляемый светопереключатель, второй корректирующий блок и по чис- лу оптических выходов второго корректирующего блока, блоки оптической связи, формирЬватели пучков, управ.ляемые блоки сведений изображений, оптические преобразователи, вторые фотоприемные блоки, причем выход фокусирующего блока оптически связан с входом управляемого светопереключа- теля, первый выход которого оптически связан с входом первого корректирующего блока, другие выходы управляемого светопереключателя оптически связаны с входами второго корректирующего блока, каждый оптический выход которого связан с входом блока опти3710 .

ческой связи, выход которого оптически связан через формирователь пучков с соответствукяцим входом соответст-: вующего управляемого блока сведения изображений, вькод каждого из которых через оптический преобразователь связан с оптическим входом соответствующего второго фотоприемного блока,

четвертый выход блока управления подключен к управляющему входу управляемого светопереключателя, выходы блока управления с пятого по седьмой под- ключены к управляющим входам соответственно блоков сведения изображений, оптических преобразователей и вторых фотоприемных блоков, выходы вторых фотоприемных блоков подключены к соответствующим информационным входам блока управления.

клиновые растры, расположенные в одной плоскости и развернутые на 180 относительно друг друга, и узел клиновых растров, причем углы между преомляющими плоскостями каждого из

клиньев первого и. второго клиновых растров ступенчато изменяются от клина к клину, на выходной плоскости каждого из клиньев первого и второго клиновых растров размещен соответствующий клин узла клиновых растров, клинья которого имеют одинаковые угы между преломляющими плоскостями.

Составитель С.Самуцевич Редактор Е.Копча Техред А.Кравчук Корректор М.Пожо

Заказ 4070/49

Тираж 590

В1ГИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Подписное