Ассоциативное запоминающее устройство Советский патент 1992 года по МПК G11C15/00 

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля и автоматического управления при анализе статистики различных параметров.

Известно ассоциативное запоминающее устройство, содержащее регистр опроса, последовательно соединенные информационные регистры, цифровые блоки сравнения, цифроаналоговые преобразователи, селекторы, аналоговые блоки соавнения и индикаторы.

Недостатками известного устройства являются ограниченное число критериев поиска.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому является ассоциативное запоминающее устройство, содержащее регистр опроса, информационные регистры, аналого-цифровые преобразователи, блоки сравнения и индикаторы, цифроаналоговый преобразовзшль. ключи,

пороговый элемент, сумматор, блок сравнения и элементы И.

Недостатком известного устройства является узость функциональных возможностей за счет ограниченного числа критериев поиска, и низкое быстродействие зг счет последовательного анализа по различным критериям поиска.

Целью изобретения является повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в ассоциативное запоминающее устройство, содержащее информационные регистры,группуцифроаналоговых преобразователей, регистр опроса, цифроа- .калоговый преобразователь, блоки сравнения, выходы которых являются выходами устройства, первые входы блоков сравнения соединены с выходом цифроанапогооо- го преобразователя, входы которого соединены с выходами регистра опроса, входы которого являются входами опроса устройства, входы цифроаналоговых преобсл

XI N

СО XI

XI

разователей группы соединены с соответствующими выходами информационных регистров, входы которых являются информационными входами устройства, сведены группы блоков сортировки и блоки вычитания, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих блоков сравнения, первый вход первого блока вычитания соединен с первым выходом первого блока сортировки предпоследней группы, первые входы блоков вычитания, кроме первого, соединены с соответствующими первыми и вторыми выходами блоков сортировки последней группы, вторые входы каждого блока вычитания, кроме послед- него, соединены с первыми входами последующих блоков вычитания, а второй вход последнего блока вычитания соединен с вторым выходом последнего блока сортировки предпоследней группы, первые и вторые входы блоков сортировки первой группы соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей, первые выходы блоков сортировки, кроме первых, нечетных групп соединены с вторыми входами соответствующих блоков сортировки последующих четных групп, а первые выходы первых блоков сортировки нечетных групп, кроме предпоследней, соединены с первыми входами пердых блоков сортировки последующих нечетных групп, вторые выходы блоков сортировки, кроме последнего, нечетных групп, соединены с первыми входами соответствующих блоков сортировки последующих четных групп, а вторые выходы последних блоков сортировки нечетных групп, кроме предпоследней, соединены с вторыми входами последующих блоков сортировки последующих нечетных групп, первые входы блоков сортировки, кроме первых, нечетных групп, кроме первой, соединены с вторыми выходами соответствующих блоков сортировки предыдущих четных групп, а вторые входы блоков сортировки, кроме последних, нечетных групп, кроме первой, соединены с первыми выходами соответствующих блоков сортировки предыдущих четных групп. Кроме того, каждый блог сортировки содержит элемент сравнения, четыре ключевых элемента и инвертор, причем вход инвертора соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов и выходом элемента сравнения, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока сортировки соответственно, и соединены с информационными входами первого и второго ключевых элементов соответственно, и третьего и четвертого ключевых элементов соответственно, управляющие входы которых соединены с выходами инвертора, выходы первого и четвертого ключевых элементов соединены и являются первым выходом блока сортировки, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены и являются вторым выходом блока сортировки.

На фиг, 1 приведена структурная схема ассоциативного запоминающего устройст0 ва; на фиг. 2 - структурная схема последовательного соединения нечетной и четной групп блоков сортировки; на фиг. 3 - структурная схема блока сортировки.

Ассоциативное запоминающее устрой5 ство содержит группу 1 информационных регистров, rpynny2i-2x цифро-аналоговых преобразователей, последовательно соединенные группы 3-|-Зк блоков сортировки, группу 4-Нк-1 блоков вычитания, группу 5i0 5к-1 блоков сравнения, регистр 6 опроса, цифроаналоговый преобразователь 7, вход О регистра опроса, выходы 9ц-9к1 аналого- цифровых преобразователей группы, выходы 9jj+i - 9к,|-и блоков сравнения i-й группы,

5 ,K.

Нечетная группа блоков сравнения (фиг.

2) содержит (321+1) К/2 блоков сортировки,

четная (ЗаО - (К/2) - 1 блоков сортировки 10.

Блок сортировки (фиг. 3) содержит эле0 мент 11 сравнения, ключевые элементы 12i- 124 с первого по четвертый, инвертор 13.

Устройство позволяет разбить все множество признаков на классы, то есть, произвести классификацию признаков.

5 Различными признаками /классами/ считаем те их совокупности, которые внутри каждого класса отличаются по значению на некоторую величину, не превышающую заданное заранее значение, задаваемое при0 знаком опроса. К различным классам принадлежат те совокупности признаков, ближайшие из которых отличаются по значению на величину, большую заданной. Так, если имеются признаки, значения которых

5 равны, например, 5, 11, 8, 7, 14, 13, а признак опроса равен 3, то общая совокупность признаков разбивается на два класса: а/ 5, 7 и 8 и б/ 11, 13 и 14, Внутри каждого класса соседние признаки отличаются на величину,

О меньше признака опроса, а между классами - на величину, большую чем признак опроса.

Устройство работает следующим образом.

5 Начальное состояние устройства-регистры 1 и 6 в нулевом состоянии, сигналов с блоков сравнения нет. Цепи установки в нз- чальное состояние не показаны.

Работа устройства начинается с записи в регистры 1 значений признаков и значения признака опроса в регистр 6. В цифро- аналоговых преобразователях эти значения преобразуются в соответствующие аналоговые величины. Аналоговые значения признаков поступают на последовательно соединенные группы блоков сортировки 3, состоящие из блоков сортировки 10. Блок сортировки 10 работает следующим образом: на его входы поступают два значения признаков. Схема сравнения 11 формирует на выходе сигнал в случае, когда значение признака на входе 9i больше значения признака на входе 9. Этот сигнал является разрешающим для ключевых элементов 12i и 12а, он открывает их, и значения признаков с первого и второго выходов блока 10 поступают соответственно на его первый и второй выходы. Если же значения признаков равны, либо значение признака на втором входе больше, схема 11 не выдает единичного сигнала; в этом случае он формируется на выходе элемента НЕ /инвертора/ и открывает ключевые элементы 12з и 134,зна- чение признака с первого входа коммутируется на второй выходи наоборот. Таким образом, в блоке сортировки больший по значению сигнал коммутируется на первый выход, а меньший - на второй.

За смет К ступеней упорядочения /К групп блоков сравнения/ при любом расположении значений признаков на выходе К-й группы блоков сортировки Зк значения признаков будут упорядочены: на первом выходе Эч.к-и максимальное значение признака, на выходе Эк.кп минимальное значение признака. Соединение четных и нечетных групп блоков сортировки /фиг. 2/ обеспечивает участие всех признаков в процессе упорядочения.

Упорядоченные значения признаков поступают на блоки 4 вычитания, причем на вход уменьшаемого каждого блока 4 поступает большее значение признака, а на вход вычитаемого - меньшее значение признака. С блоков 4 формируются значения разностей смежных /после упорядочения/ признаков. Эти разности поступают в устройства 5 - блоки сравнения, которые осуществляют сравнение этих разностей со значением признака опроса. Блоки 5 выдают сигналы на выходах в случае, когда признак опроса меньше соответствующей разности. Таким образом,сигналы с блоков сравнения 5 являются разделяющими для различных классов признаков.

Пусть имеется значений признаков, которые на выходе последнего, восьмого блока 3 упорядочены по значениям ; пусть эти значения равны, например, 8, 5, 4, 4, 3, 2, 1 и 1. Соответствующие значения разностей, например, при пороге - опросе признака, равном 1,5, равны: 3, 1, 0, 1, 1, 1, 0. Таким образом, значения признаков распадаются на два класса - первый признак и

второй-восьмой признаки; при этом сработает первый блок сравнения 5, фиксирующий этот факт.

Исходное расположение каждого признака в регистрах 1 определяется однознач0 но при анализе сигналов, например, с инверторов 13 блоков 10 сортировки. Анализируя- последовательность сработавших /или нет/ инверторов, начиная от некоторого выбранного по желанию выходного сиг5 нала, используя знание принципа сортировки пар признаков блоками сортировки, однозначно для любого случая можно достичь соответствующего выбранному признаку информационного регистра 1, и,

0 таким образом, определить, расположение заданного признака в совокупности классов и упорядоченных значений.

Таким образом, устройство позволяет решать различные задачи разбиения мно5 жества признаков: определение максимума и минимума среди значений признаков, определение признаков, имеющих минимальное и максимальное значение, разбиение множества признаков на классы, определе0 ние наличия максимального и минимального среди значений признаков, отличающихся от остальных на величину, превышающую заданное значение опроса. Причем решение этих задач проивоздится

5 устройством одновременно, что повышает его быстродействие в сравнении с известными устройствами.

Формула изобретения

1. Ассоциативное запоминающее уст0 ройство, содержащее информационные регистры, группу цифроаналоговых преобразователей, регистр опроса, цифроа- налоговый преобразователь, блоки сравнения, выходы которых являются выходами

5 устройства, первые входы блоков сравнения соединены с выходом цифроаналогово- го преобразователя, входы которого соединены с выходами регистра опроса, входы которого являются входами опроса

0 устройства, входы цифроаналоговых преобразователей группы соединены с соответствующими выходами информационных регистров, входы которых являются информационными входами устройства, от л и ч а5 ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, оно содержит группы блоков сортировки и блоки вычитания, выходы которых соединены с вторыми входами соответствующих блоков сравнения, первый вход первого блока вычитания

соединен с первым выходом первого блока сортировки предпоследней группы, первые входы блоков вычитания, кроме первого, соединены с соответствующими первыми и вторыми выходами блоков сортировки по- следной группы, вторые входы каждого блока вычитания, кроме последнего, соединены с первыми входами последующих блоков вычитания, а второй вход последнего блока вычитания соединен с вторым выходом последнего блока сортировки предпоследней группы, первые и вторые входы блоков сортировки первой группы соединены с выходами соответствующих цифроаналоговых преобразователей группы, первые выходы блоков сортировки, кроме первых, нечетных групп соединены с вторыми входами соответствующих блоков сортировки последующих четных групп, а первые выходы первых блоков сортировки нечетных групп, кроме предпоследней, соединены с первыми входами первых блоков сортировки последующих нечетных групп, вторые выходы блоков сортировки, кроме последнего, нечетных групп, соединены с первыми входами соответствующих блоков сортировки последующих четных групп, а вторые выходы последних блоков сортировки нечетных.групп, кроме предпоследней, соединены с вторыми входами последних

блоков сортировки последующих нечетных групп, первые о ходы блоков сортировки, кроме первых, нечетных групп, кроме первой, соединены с вторыми выходами соответствующих блоков сортировки предыдущих четных групп, а вторые входы блоков сортир.овки, кроме последних, нечетных групп, кроме первой, соединены с первыми выходами соответствующих блоков сортировки предыдущих четных групп.

2. Устройство по п. 1, о т л и ч а ю щ е е- с я тем, что каждый блок сортировки содержит элемент сравнения, четыре ключевых элемента, инвертор, вход которого соединен с управляющими входами первого и второго ключевых элементов и выходами элемента сравнения, первый и второй входы которого являются первым и вторым входами блока сортировки соответственно и соединены с информационными входами первого и второго ключевых элементов соответственно и третьего и четвертого ключе- вых элементов соответственно, управляющие входы которых соединены с выходом инвертора, выходы первого и четвертого ключевых элементов соединены и являются первым выходом блока сортировки, выходы второго и третьего ключевых элементов соединены и являются вторым выходом блока сортировки.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в системах контроля и автоматического управления при анализе статистики различных параметров. Целью изобретения является повышение быстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем, что оно содержит группы блоков 3 сортировки и блоки 4 вычитания с соответствующими связями, Эги признаки позволяют решать различные задачи разбиения по множеству признаков: определение минимума и максимума, разбиение на классы и т.д. Связи между блоками устройства обеспечивают параллельное выполнение всех этих задач. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.

Ј

,

/,

К.

У 1,21

:-f-f

F.I .. i..-i 31.гШ - . Т

%rm

QV.2