НАКОПИТЕЛЬ АССОЦИАТИВНОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГОУСТРОЙСТВА Советский патент 1970 года по МПК G11C15/00 

Изобретение относится к вычислительной технике, в частиости к ассоциативным запоминающим устройствам (АЗУ). Известен накоиигель ассоциативного запоминающего устройства, позволяющего разделять хранимые в нем слова на три груииы (больше, меньше и разно ассоциативному критерию), содержащий запоминающие логические элементы, способные выполнять операцию несоответствия (соответствия) хранимой и опросной информации при ее иеразрушающем считывании. Предложенный накопитель отличается тем, что его элементы содержат подключенные к детекторам обмоткн детектирования, числа витков которых соответствуют весам разрядов в принятой для накоиителя системе счисления. Это позволяет упростить накопитель и повысить его быстродействие, так как разделение слов на искомые грунпы лго/кио лровести за одни параллельно-пословный и параллельно-поразрядпый опрос. Основной формулой, которая позволяет определить стеиень соответствия хранимых слов ассоциативнолгу критерию АК, V AXMXC--A-МХВ, где нрямоугольная матрица массив храиимых слов, среди которых выполияются поиски; строки матрицы А - слова, хранимые в накопителе, а столбцы - соответствующие разряды. матрица А имеет элементы, обратные соответствующим элементам матрицы А. Матрицы В и С следующим образом связаиы с АК. Матрица В Вд 00 О 022 О О О В:„О 000в„ -диагоиальиая квадратная матрица, элементы которой, располагающиеся на главной диагонали, представляют опросный ассоциативный критерий (АК), причем первый диагоиальпый элемент Вц - старший разряд кода АК, второй диагопальный элемент вая - еле дующий разряд этого кода и т. д.

О О

ВЦ

о В22 оо

о о is3о

-диагональная квадратная матрица, элементы которой, располагающиеся на главной диагонали, являются обратным кодом АК. Маскирующая диагональная матрица

М

имеет по главной диагонали элементы, равцые единице, в тех столбцах, номера которых соответствуют опрашиваемым разрядам. Если разряд-не опрашивается (маскируется), то диагональный элемент матрицы М и в этом столбце равен нулю.

in

V,

Val 22

2n

- прямоугольная матрица, у которой каждая строка представляет (в троичной системе счисления) целое число, указывающее разницу между словом, записанным в соответствующую этой строке ячейку накопителя, и опросным АК. Если i-Toe слово больше АК, то соответствующая этому слову i-тая строка матрицы V представляет целое положительное число, если i-Toe слово меньше АК, то j-тая строка матрицы V есть целое отрицательное число. При точном равенстве хранимого слова и АК все элементы строки, соответствующие в матрице V этому слову, равны нулю.

Каждый элемент найденной матрицы указывает разницу между соответствующим хранимым словом и АК.

Для организации накопителя используется такой элемент АЗУ, который позволяет не только устанавливать соответствие или несоответствие хранимой и опросной )формации, но и указывает, что опрашиваемый разряд меньше или больше опросного.

Может быть использован обычный элемент магнитного оперативного запоминающего ycTj ройства, выполненного по схеме с линейной выборкой (системе Z), состоящий из двух ферритовых тороидальных сердечников на один двоичный разряд и реализующий логическую операцию несоответствия при неразрущающем опросе, согласно таблице.

Хранимая информация опросная ,1

О 1

,0°

В таблице приняты следующие обозначения: 1-полезный выходной сигнал, имеет отрицательную полярность; / - полезный выходной сигнал, имеет положительную полярность; О - отсутствие полезното сигнала.

Для организации накопителя с нростейщими ассоциативными функциями такие элементы необходимо расположить в виде линейногоризонтальных и вертикальных рядов, а для того чтобы накОПитель выполнял вышеуказанную функцию разделения хранимых слов на три группы, нужно еще ввести «вес каждого

разряда. Другими словами, -каждый элемент АЗУ в случае несовпадения хранимой и оиросной информации должен индуктировать в выходной детекторной обмотке сигнал, соответствующий «весу того двоичного разряда,

который этот элемент представляет. Например, если имеется несоответствие в 4-ом разряде такого вида: «1 - хранимая информация, а «О - опросная, то в выходной детекторной обмотке, проходящей через запоминающий элемент этого разряда, должен индуктироваться положительный сигнал, имеющий амплитудное значение, в восемь раз больше по сравнению с сигналом несоответствия такого же вида в первом (младшем) разряде.

Введение разрядного «веса может быть выполнено различными путями: увеличением размеров запоминающего элемента, величиной опросного тока и т. д. По-видимому, наиболее простой способ - это увеличение числа витков выходной детекторной обмотки при переходе к более старшему разряду. Если ограничиться рассмотрением такого идиеализированного случая, когда сигнал помехи, индуктируемый запоминающим элементом при

соответствии хранимой и опросной информации, равен нулю, то очевидно, что число витков выходной обмотки WBHX ДЛЯ этого случая должно увеличиваться в соответствии с «весом разрядов в двоичной системе счисления, и по

мере перехода к более старшим разрядам вых должно соответственно равняться 1,2,4, 8 и т. д., т. е. 2, где п - номер разряда.

На фиг. 1 представлен накопитель АЗУ, обладающий описываемыми свойствами разделения и содержащий два четырехразрядных слова.

Выходная детекторная шина каждого слова последовательно проходит через разрядные запоминающие элементы этого слова; поэтому при параллельно-пословном и параллельно-поразрядном опросе накопителя происходит суммирование положительных и отрицательных сигналов, наводимых в выходных обмотках тех разрядов, в которых имеется неИ так как при опросе-поиске каждый сигнал входит со своим «весом то для случая, когда сумма сигналов отрицательна, можно сделать вывод, что хранимое слово меньше опросного АК, если же сумма их положительна - хранимое слово больше опросного АК. В третьем случае, когда имеется соответствие хранимой и опросной информации в каждом поисковом разряде, на выходных концах детекторной шины наводится только сигнал помехи. Понятно, что при структуре накопителя АЗУ, представленной на фиг. 1, большее отличие хранимого слова от опросного АК приводит к большей амплитуде выходного сигнала (той или иной полярности), индуктируемой в выходной шине соответствующего слова, и наоборот. Чем меньше опросный АК отличается от хранимого слова, тем меньше амплитудное значение полезного сигнала. Минимальный полезный сигнал (отрицательной или положительной полярности) будет тогда, когда испытуемое слово всего лишь на одну двоичную единицу меньше или больше АК. Такой случай несовпадения наиболее неблагоприятен для индикации, однако и в условиях минимального входного сигнала детектор должен надежно переключаться в состояние «меньше или «больше в зависимости от полярности этого сигнала. В качестве детектора используется чувствительная балансная схема пассивного детектора, изображенная на фиг. 2. Схема содержит два ферритовых тороидальных сердечника (или их двухотверстный ферритовый эквивалент), которые пронизывают три обмотки; U/BX - входная обмотка, которая подключается к выходной детекторной шине; под -обмотка подготовки и считывания; вых - выходная Обмотка (служит для съема выходного сигнала). Зависимость АФвых /(1вх) иллюстрирует способность балансной схемы «запоминать сигналы обоих полярностей. Важной особенностью этой схемы также является равенство нулю выходного сигнала при отсутствии тока возбуждения в обмотке WBX . При соответствующем подборе ферритового материала и оптимальной временной последовательности входных и подготавливающих импульсов балансная схема обладает высокой чувствительностью и обеспечивает - - , олизкое к единице, значение Кф т. е. такая схема позволяет «запоминать весьма малые изменения потока АФвх, причем, что важно для данного конкретного случая применения, эти изменения АФ быть обеих полярностей, Предмет изобретения Накопитель ассоциативного запоминающего устройства, разделяюший хранимые в нем слова на три группы (больше, меньше и равно ассоциативному критерию), содержащий запоминаюн;ие логические элементы, выпол.няюш:пе операцию несоответствия (соответствия) хранпмой и опросной информации при ее неразрушающем считывании, отличающийся тем, что, с целью повышения быстродействия и упрощения накопителя, его элементы содержат подключенные к детекторам o6iMOTKH детектирования, числа витков которых соответствуют весам разрядов в принятой для накопителя системе счисления. V,,,,, %nf.r ш зап. cmS zan.cmi Wза п. слое iS.«./ VrH« - -A Щ:,1 мд/шр Щщщ 2розряд 1 разряд gi-iK W, %и ffff.O , w.faaf 4разряд Зразряд