ОБУЧАЮЩЕЕСЯ УСТРОЙСТВО Советский патент 1967 года по МПК G06F15/18 

Известны обучающиеся устройства, содержащие входное, запоминающие, арифметические н выходные устройства.

Предлагаемое устройство отличается от известных тем, что в нем запоминаюи ее устройство входного поля иодсоедппеио к запомиiUiiOHuiM устройствам хранения весов, нод1,люченньп1 к арифметическим устройствам и устройствам управления, выходы которых связаны с устройством вывода информации. Внешнее многоканальное заноминаюи-1,ее устройство подключено к арифметическим устройствам н его усилители воспроизведения дорожек кодов адресов и кодов знаков весов через устройство мажоритарного голосования связаны с регистрами, которые через соответствующие дешифраторы иодключеиы к запоминающим устройствам хранения весов.

Это позволяет увеличить количество распознаваемых образов, легко заменить один образ другим, а также повысить быстродействие устройства.

На чертеже предетавлена блок-схема устройства.

В иего входят входиое поле /, дещифрато)ы 2 и регистры 5 сдвига, запоминающие оперативные устройства 4 на ферритовых сердечниках; арифметические устройства 5 и устройства 6 управления, выходное устройство 7 и

запоминающее устройство 8 па магнитной ленте.

Входиое иоле / элементов состоит из регистра на ферритовых сердечниках, информация в котором вь1ражеиа в двоичных кодах. Каждый разряд регистра соединен с соответствую цнм число.м в устройстве 4. Таким образом, дешифратор 2 выбирает одповремеиио число из устройства 4 и соответствующий ему код разряда.

Входное поле соедине;1о с ееколы.ими заиоминающими устройствами 4. Количество элементов входного поля равно количеству чисел во всех этих устройствах. Каждое устройство 4 охватывает только часть входного ноля, но связи его |1асиределены равномерно но всему нолю. Прн выходе одного или нескольких усгройств 4 из строя входное поле будет охвачено все, ио как бы с пустыми местами, распределепнымп равномерно ио всему полю. Количество элементов входного поля определяется точностью распознавания образов, ко:1ичество заномннаюпхнх устройств - необход;1мой надежностью.

В арифметических устройствах 5 и устройствах 6 унравленпя происходит обработка весов методами цифровых вычислительных мащин по соответствующим законам «поощрения или «наказания весов и выдача данных в выходное устройство. Выходное устройство 7 может быть любым, обеспечивающим фиксацию данных в двоичном коде или какомлибо другом виде. В устройстве 8 на магнитной ленте хранятся коды весов, законченных в обработке образоз. Длина магнитной ленты определяется количеством образов, предназначенных для распознавания. При помощи специальной дорожкп 9 (для надежности берется три дорожки с мал оритарным объединением, так как этот узел является наиболее ответственным), устройство 8 на магнитной лейте соединяется через регистры 3 сдвига и дещифраторы 2 с элементами входного ноля /. На дорожках записаны адреса элементов поля, для которых на дорожках 10 и т. д. записаны значения весов. Таким образом обеспечивается «жесткая связь веса с элементами тюля. Калчдому запоминающему устройству веса соответствует одна дорожка на магнитной ленте. Дорожкой как бы охватывается в грубом масштабе вся картина ноля. Процесс обучения происходит следующим образом: в соответствии с расс.чатриваемым образом каждый элемсит входного поля устанавливается в одно из двух возможных положений 1 или 0. Посредством регистров 3 сдвига и дещифраторов 2 выбираются одновременно коды элементов поля / и соответствующие им веса из устройства 4 и записываются в арифметическое устройство 5, где производится соответствующая обработка весов, суммирование, сравнение суммы с соответствующим пороговым значением, подстройка и т. д. Скорость выборки зависит от быстродействия обрабатывающей аппаратуры, а от количества параллельио работающих трактов, состоящих из дещифратора с регистрами 3 сдвига, устройства 4, арифметического устройства 5 и устройства 6 управления. После каждого цикла обработки измененные веса засылаются обратно в устройства 4 и так происходит до тех пор, пока не будет получена необходимая выходная информация с устройства 7, говорящая о том, что обучение закончено. После этого значе ия обработанных весов переписываются в запоминающее устройство 8 на магнитной ленте; одновременно адреса этих весов в устройстве 4 нереписываются па доролску 5. Процесс распознавания образов происходит следующим образом: на регистр дещифратора сиисываются со специальной дорожки коды адресов, по которым затем из устройства выбираются знаки (код) тех элеме ггов, для которых в то время списываются в суммирующее устройство значения весов. Знаки элементов приписываются к значениям весов, после чего идет суммирование всех весов, сравиепие с пороговым зиаче11ие и т. д. Так как съем информации с ленты производиться параллельно со всех дорол ек так же, как и первоначальная запись иа леиту из различных запоминающих устройств веса, то все дешифраторы 2. На одной ленте может храниться большое количество образов. Таким образом, предлагается обучающееся устройство для распознавания образов с весовыми коэффициентами, выраженными в двоич1:ых кодах, которое построено иа базе элементов дискретной вычислительной техники и запоминающих устройств на ферритовых сердечниках и магнитной ленте и в котором используется различная «память весов для режима обучения л распознавания. Хранение кодов весовых коэффициентов при обучении производится в нескольких оперативных запоминаюииьк устройствах 4 веса на ферритовых сердечниках, жестко связанных с входным ферритовым запоминающим устройством (полем входных элементов). Жесткая связь обеспечивает надежную привязку весов к элел ентам входного поля, благодаря чему при случайных отказах элементы входного поля с их весами не перепутываются. Использование нескольких запоминающих устройств по все.му полю обеспечивает безотказную работу устройства при полном отказе какпх-лпбо запоминающих устройств и вследствие иараллельной работы позволяет получить достаточно высокое быстродействие. Хранение кодов весов при опознавании образа осуществляется на магнитиой ленте, что обесиечивает большую гибкость устройства при переходе от одного образа к другому, дает возможность записывать неограпнченное число образов и передавать образы с одного устройства на другое, а также использовать устройство распозпавання отдельно от устройства обучения, Пспользование нескольких дорожек с привязкои каждой из них через специальпую дорол-ску с адресами, распределенную по всему полю, обеспечивает высокую иадел пость и быстродействие. Вырабогка весов «поощренпя и «наказания по соответствующим законам, -принятым для данного устройства, процесс регулировки порога, получение окончательных эффекторных данных и т. д. производятся в устройствах 5 и 6. Использование вычислительных устройств позволяет в широких пределах меиять законы обучения самообучения и способы «ноощрения и «наказания. Предмет изобретения Обучающееся устройство, содерл ащее входное, запоминающие, арифметические и выходные устройства, отличающееся тем, что, с целью увеличения количества распознаваемых образов, легкой замены одного образа другим, а также повышения быстродействия устройства, в нем запоминающее устройство входного тюля подсоединено к запоминающим устройствам хранения весов, подключенным к арифметическим устройствам и устройствам управления, выходы которых связаны с устройством вывода информации, внещнее мпогокаиалыюе запоминающее устройство

и его усилители воспроизведения дорожек кодов адресов и кодов знаков весов через устройство мажоритарного голосоваиия связаны с регистрами, которые через соответствующие дешифраторы иодключеиы к заиомииающим устройствам хранения весов.