Ассоциативное запоминающее устройство Советский патент 1980 года по МПК G11C15/00 

(54) АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

1

Изобретение относится к области запоминающих устройств и может быть использовано для записи, хранения и извлечения информации по ее приз- j накам,

Известно ассоциативное запогдинакщее устройство, содержащее основные и дополнительные элементы памяти, соответствующие индикаторы сов- jg падения, регистр опроса, первую, вторую и третью группы элементов ИЛИ, элементы НЕ, первую и вторую группы элементов И, выходной регистр 1.

Недостатком этого устройства является .невозможность многоступенчатого доступа к извлекаемой из памяти информации.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению являет- JQ ся ассоциативное запомингиоадее устройство, содержащее первый и второй накопители, индикаторы совпадения, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов ИЛИ, первую и втору-25 группы элементов НЕ, первую и вторую группы элементов И, регистропроса, выходной регистр, причем первые входы индикаторов совпадения подключены и первым выходам основных и выходам .Q

дополнительных элементов памяти накопителя, а вторые входы одних из индикаторов совпадения - к шннам опроса, одни -из которых соединены с выходами регистра опроса, а другие с управляющими входги-ет элементов И первой группы, выходы индикаторов совпадения подключены соответственно ко входам элементов ИЛИ первой, второй и третьей групп, выходы элементов ИЛИ третьей группы соединены со входами элементов НЕ первой и второй групп, информационные входы элемен- , тов И первой и второй групп подключены к вторым выходам основных элементов памяти соответственно первого и второго накопителей, а выходы - ко входам элементов ИЛИ четвеотой группы, выходы которых соединены со входами выходного регистра 2.

- Недостатком этого устройства является то, что хранимая в нем признаковая информация не может быть изменена при записи В него новой признаковой информации, что существенно снижает область применения устройства.

Целью изобретения является расширение области применения устройства за счет обеспечения возможности выбора свободных разрядов и ячеек памят-и при записи новой признаковой информации. Поставленная цель достигается тем что устройство содержит первые и вто рые- индикаторы несовпадения, третью четвертую, пятую и шестую группы элементов и, пятую, шестую я седьмую группы элементов ИЛИ, третью группу элементов НЕ, коммутаторы, бл ки- местного управления, первую и вторую группы триггеров, элементы НЕ, причем вторые входы основных элементов памяти второго накопителя подключены к одним входам индикаторов несовпадения, другие входы которых соединены с опроса,входы основных элементов памяти второго накопителя подключены к выходам одних из коммутаторов г информационные входы которых соединены с шинами опроса, а управляющиевходы - с выхо дами элементов ИЛИ седьмой группы, входы дополнительных элементов памяти второго накопителя подклю« ены к к выходам других коммутат.оров., первые входы которых соединены с выхода ми элементов И четвертой группы, а вторые входы - с выходами одних и индикаторов несовпадения.и входами элементов ИЛИ пятой группы, выходы других индикаторов несовпадения подкл чены ко входам элементов ИЛИ шестой группы, выходы элементов ИЛИ пятой и шестой групп соединены со входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко входам элемен тов НЕ третьей группы,, и первыми вхо дами элементов И четвертой группы, вторые входы которых соединены с пер выми выходами элементов ИЛИ второй группы, а третьи входы -- с выходами элементов НЕ второйгруппы,.выкоды элементов ИЛИ первой и второй групп подключ.ены к единичным входам первы триггеров первой группы и вхЪдаМ одних из блоков местного управления первые выходы которых соединены с первыми входами элементов И пятой группы, а вторые выхрды - с нулевыми входами первых и единичными вход ми вторых триггеров первой группы, нулевые входы которых подключены к выходам, одних из элементов НЕ, вход которых соединены соответственно с выходами элементов НЕ первой и второй групп, единичные выходы триггер первой группы подключены сЬответст™ венно ко вторым и третьим входам элементов И пятой группы, выходы од них из элементов И пятой группы сое динены с управляющими входаг-ш элементов И первой группы, а выход каж го другого элемента И пятой группы соединен с единичным входом каждого .первого триггера второй группы и входом другого блока местного управ ния, первый выход которого подключе нулевому входу каждого первого и единичному входу каждого второго триггеа второй группы, выхрды элементов НЕ третьей группы соединены со вхоами других элементов НЕ, выход каждого из которых подключен к нулевому . входу каждого второго триггера втоой группы, единичные выходы триггеов второй группы и второй выход кажого из других блоков местного управения соединены соответственно с первым, вторым и третьим входами элеента И шестой группы, выход которого подключен к управляющему входу элемента И второй группы,.вторым входам ругих индикаторов совпадения первого накопителя и первым входам элементов ИЛИ седьмой группы, вторые входы которых соединены с шинами опроса, подключенными к управляющим входам элементов И первой группы. На чертеже:изображена блок-схема предложенного устройства. Устройство содержит первый накопитель 1, второй накопитель 2, основные элементы памяти 3, дополнительные элементы памяти 4, индикаторы совпадения 5, первую б, вторую 7 и третью 8 группы элементов ИЛИ, первую 9 группу элементов НЕ, первую 10 группу элементов и, четвертую 11 группу элементов ИЛИ, вторую 12, . третью 13,,четвертую 14, пятую 15 и шестую 16 группы элементов И, пятую 17, шестую 18 и седьмую 19 группы элементов ИЛИ, вторую 20 и третью 21 группы элементов НЕ, регистр опроса 22, выходной регистр 23, индикаторы несовпадения 24-1 и 24-2, коммутаторы 25-1 и 25-2, блоки местного управления 26, первую группу триггеров 27 и 28, элементы НЕ 29, вторую группу триггеров 30-1 и 30-2. При этом индикаторы несовпадения 24-1 содержат последовательно соединенные элементы НЕ 31 и элементы И 32, а индикаторы несовпадения 24-2 содержат последовательно соединенные элементы НЕ 33 и элементы И -34. На чертеже обозначены также шины опроса 35. Первые входы индикаторов совпадения 5 подключены к первым выходам основных 3 и выходам дополнительных 4 элементов памяти накопителей 1 и 2, а вторые входы одних.из индикаторов совпадений 5 подключены к шинам опроса 35, одни из которых соединены. G выходами регистра опроса 22, а другие с управляющими входами элементов И парной группы 10. Выходы индйкатороз совпадения 5 подключены соответственно ко входам элементов ИЛИ первой б, второй 7 и третьей 8 групп. Выходы элементов ИЛИ третьей группы 8 соединены со входами элементов НЕ первой 9 и второй 20 rpiynn. Информационные входы элементов И первой Q и второй 12 групп подключены К вторым выходам основных элементов памяти 3 соответственно накопителей 1 и 2, а выходы - ко входам элементов ИЛИ четвертой группы 11, выходы которых соединены со входами выходного регистра 23. Вторые выходы основных элементов памяти 3 накопителя 2 подключены к одним входам индикаторов несовпадения 24-1 и 24-2, другие входы которых соединены с шинами опроса 35, Входы основных элементов памяти 3 накопителя 2 подключены к выходам коммутаторов 25-1, информационные входы которых соединены с шинами опроса 35, а управляющие входы - с выходом элемента ИЛИ яедьмой группы 19. Входы дополнительных элементов памяти 4 накопителя 2 подключены к выходам коммутаторов 25-2, первые входы которых соединены с выходами элементов И четверто группы 14, а вторые входы - с выходами индикаторов несовпадения 24-1 и входами элементов ИЛИ пятой группы 17. Выходы других индикаторов несовпадения 24-2 подключены ко входам элементов ИЛИ шестой группы 18. Выходы элементов ИЛИ пятой 17 и шестой 18 групп соединены со входами элементов И третьей группы 13, выходы которых подключены ко входам элементов НЕ третьей группы 21 и первым входам элементов И четвертой, группы 14, вторые входы которых сое динены с первыми выходами элементов ИЛИ второй группы 7, а третьи входы - с выходами элементов НЕ второй группы 20. .Выходы элементов ИЛИ первой 6 и второй 7 групп подключены к единичным входам первых триггеров 27 первой группы и входам одних из блоков местного управления 26, первые входы которых соединены с первыми входами элементов И пятой группы 15, а вторые выходы - с нулевыми входами первых 27 и единичными входами вторых 28 триггеров первой группы, нулевые входы которых подключены к выходам одних из элементов НЕ 29, входы которых соединены соответственно с выходами элементов НЕ первой 9 и второй 20 групп. Единичные выходы триггеров 27 и 28 первой группы подключены соответственно к вторым и третьим входам элементов И пятой группы 15. Выходы одних из элементов И пятой группы 15 соединены с управляющими входами элементов И первой группы 10. Выход каждого из других элементов И пятой группы 15 соединен с единичным входом каждого первого триггера 30- второй группы и входом другого блока местного управления 26, первый выход которого подключен к нулевому входу каждого первого 30-1 и единичному входу каждого второго 30-2 триггера второй группы. Выходы элементов НЕ

третьей группы 21 соединены со входами других элементов НЕ 29, выход каждого из которых подключен к нулевому .входу каждого второго триггера 30-2 второй группы. Е;циничные выходы триггеров 30-1 и 30-2 второй группы и выход каждого из других блоков местного управления 26 соединены соответственно с первым вторым и третьим входами элемента И шестой группы 16, выход которого подключен

o К управляющему входу элемента И второй группы 12, вторым входом других индикаторов совпс1Дения 5 накопителя

1и первым входам элементов ИЛИ седьмой группы 19, вторые входы ко5торых подключены к шинам опроса 35, соединенным с управляющими входами элементов И первой группы 10.

Устройство работает следующим образом.

0

В предлагаемом устройстве соединены с единичными входами триггеров 30 выходы только тех элементов ИЛИ пятой группы 15, которые соответствуют первым восемнадцати ячейкам накопителя 2, соответственно выходы

5 элементов И шестой группы 16 подключены к первым входам только тех элементов ИЛИ седьмой группы 19, выходы которых соединен со входами коммутаторов 25-1 тех же первых восем0надцати ячеек второго накопителя 2.

Выходы элементов И пятой группы 15, соответствующих остальным ячейкам второго накопителя 2, подключены к первым входам соответствующих эле5ментов ИЛИ седьмой группы 19.

Во время работы устройства Впервых восемнадцати ячейках накопителя

2хранится признаковая информация, а информация, записанная в ячейки с де0вятнадцатой по тридцать девятую управляет записью признаковой информации. Если в каком-либо основном элементе Пс1мяти 3 записана 1, то в дополнительном элементе памяти 4 в одноименном разряде по тому же адре5су должен быть записан О и, наоборот, если в каком-либо дополнительнее элементе памяти 4 записана 1, то в основном элементе памяти 3 в том же разряде по тому же адресу

0 должен быть записан О.

Признаковая информация перед началом работы может быть нулевой например в первых десяти ячейках накопителя 1. В ячейках с одиннадцатой по

5 тридцать девятую накопителя 2- записана информация, при которой выход двадцатой ячейки связан со входом ячеек с двадцать первой по двадцать девятую, выход каищой ячейки с тридцатой по тридцать девятую связан

О со входсял одной из ячеек соответственно с первой по десятую. При этсад в двадцатой ячейке накопителя 2 записана 1 в основном элементе памяти 3 пятидесятого разряда и в до5

полнительные элементы памяти 4 с тридцать пятого по сорок четвертый разряды, а в каждой из ячеек с тридцатой по тридцать девятую содержится 1 в основном элементе памяти 3 одного определенного разряда и в ополнительном элементе памяти 4 ледующего по порядку разряда.

Цикл записи начинается, с формирования на выходе регистра опроса 22 кода признаковой информации, наприер, при появлении на выходе регистра опроса 22 в 18-ом - 34-ом разрядах кода 11010010101010101(3 коде крайней слева -18-ый разряд, а крайний справа -34-ый разряд, т. е. номера азрядов возрастают слева направо) ыборка ни одной из ячеек с первой по восемнадцатую не разрешается, так как в 1-ой - Ю-ой; ячейках полностью отсутствует признаковая информация, а в 11-ой - 18-ой ячейках записанная информация из-за отсутствия выборки первых десяти ячеек не выбирается. Но по наличию единицы на выходе регистра опроса 22 хотя бы в одном из, азрядов срабатывает элемент и 15 евятнадцатой ячейки и соответственно элементы И 15 двадцатой и тридцатой ячеек накопителя 2, При этом по сигналу с выхода элемента И 15 двадцатой ячейки, который, пройдя через элемент ИЛИ 19 двадцать первой, ячейки, поступает на управляющий вход ее коммутатора 25-1, в 51-ый разряд указанной двадцать первой- ячейки в основной элемент памяти 3 записывается единица, выполняющая функцию выборки этой ячейки при записи новой информации во время следующих опросов, а по сигналу с выхода элемента И 15 тридцатой ячейки в основной элемент памяти 3 первой ячейки записывается указанный выше код, формируемый на выходе регистра опроса, так как срабатывает элемент ИЛИ .19, относящийся к этой ячейке. При формировании на выходе регистра опроса в следующем цикле опроса (или записи при выявлении ее необходимости) в 17-ом - 34-ом разрядах кода 101010100101С10000 на выходе первой ячейки срабатывают не только индикаторы совпадения 5 основных элементов памяти 3 в соответствующих разрядах но и индикаторы несовпадения 24 в 17-ом, в 23-ем, в 19-ом и в 24-ом разрядах. В результате этого на выходе элемента НЕ 21 и соответственно на входе триггера 30-1,относящегося к первой лчейке, формируется сигнал, запрещающий срабатывание элемента И 16. Поэтому вновь ни одна из первых десяти ячеек не выбирается, что приводит к тому, что вновь срабатывают элементы И 15 на выходах девятнадцатой и двадцатой ячеек, свидетельствуя об отсутствии выборки указанных десяти

ячеек при наличии, в то же время Признаковой информации на выходе регистра опроса. Только в этом случае записанная ранее в 51-ый разряд двадцать первой ячейки единица обеспечивает срабатывание элемента И 15 тридцать первой ячейки, запрещая при этом срабатывание обеспечивающего ранее запись признаков в основные элементы памяти 3 первой ячейки элемента И 15 тридцатой ячейки. В результате этого производится запись указанного вы1ле кода в основные элементы памяти 3 второй ячейки. При этом по сигналу с выхода элемента 15 двадцатой ячейки производится запись единицы в 52-ой разряд двадцать второй ячейки, обеспечивая тем самым в дальнейшем запись в третью ячейку той признаковой информации, которая будет отличаться от информации первых двух ячеек. В то же время, по сигналу 1 с выхода элемента И 13 первой ячейки, запретившего, .как указано вы1ие, через элемент НЕ 21 срабатывание элемента И 16 этой ячейки,а также по сигналам 1 с выхода элементов ИЛИ 7 первой ячейки означающим частичное совпадение признаков в коде, записанном в эту ячейку, и в коде признаковой информации с регистра опроса 22 и НЕ 20 первой ячейки (означающим отсутствие в коде регистра опроса 22 запрещающих выборку данной ячейки признаков)срабатывает элемент и 14, отно сящийся к Первой ячейке по сигналу с которого разрешается срабатывание коммутаторов 25-2 на входе дополнительных элементов памяти 4 первой ячейки накопителя 2. В результате в эти элементы памяти 4 будут записаны поступающие с регистра опроса 22 единицы только в те разряды, в которых в основном элементе памяти 3 отсутствует единица, например в 23-й разряд первой ячейки. При формировании на выходе регистра опроса в следующем цикле в 17-ом - 34-ом разрядах кода 101010100101010101 срабатывает элемент И 16 только на выходе второй ячейки. По сигналу с которого, прошедшему через элемент ИЛИ второй ячейки, в эту ячейку в основные элементы памяти 32-го и 34-го разрядов будут за.писаны дополнительные и записанвше в предыдущем цикле опроса единицы.

При следующих циклах записи срабатывание элементов И 15 на выходах ячеек с 22-ой по 29-ю и 32-ой по 39-ю обеспечивает управление записью признакотзой информации, формируемой на выходе регистра опроса 22, в ячейки с 3-ей по 10-ю накопителей 1 и 2.

Во вемя дальнейшей работы устройство работает в режиме распознавания 5 (различения) в поступающем с регистра

22 параллельном коде признаков опрос грании между различными признаками. При этом в каждой по порядку паре разрядов в разрядах кода с 19-го по 34-ый единица в нечетном разряде соответствует одному уровню, например освещенности в определенной точке (координате) одномерного пространства, а единица в четном разряде - другому в этой точке пространства. При появлении на выходе регистра опроса 22 в 19-ом-34-ом разрядах, например кода признаков опроса 1010010101010101, ни один из элементов И 15 накопителя 2 не возбуждается, а из элементов И 15 накопителя 1 возбуждается только единственный, тот который относится к первой ячейк По сигналу с этого элемента содержимое первой ячейки, в том числе и единица 18-го разряда, через элементы И 10.считывается в выходной регистр 23. Появление в 18-ом разряде выходного регистра единицы означает, что в сформированном на выходе регистра опроса вы1аеуказанном коде имеется только одна граница между различными признаками, которая находится между второй и третьей парой разрядов кода. В то же время, . весь указанный выше код может быть считан в выходной регистр при появлении единицы в 18-ом разряде на выходе регистра опроса 22. При появлении далее на выходе регистра 22 в указанных выше разрядах последовательности кодов 1010100101010101, 1010101001010101, 1010101010010101, 1010101010100101 поочередно срабатывают соответственно вторая, третья четвертая и пятая ячейки (возбуждаются соответствующие элементы И 15 накопителя 1) и считываются единицы в 17-ый,16-ый, 15-ый и 14-ый разряды выходного регистра, фиксирукщие для каждого очередного кода опроса смещение границы на одну координату чправо. При этом при каждом опросе срабатывает элемент И 15 только у одной ячейки накопителя, так как элементы И 15 других ячеек заблокированы соответствующими, записанными рнее в дополнительные элементы 4 этих ячеек, признаками. При появлении же на выходе регистра например, кода OlOlOlQlOlOllOlo, считанная из шестой ячейки в 13-ый, разряд регистра 23 единица фиксирует границу между признаками противоположного знака, находящуюся между шестой и седьмой парой разрядов кода. При выборке любой из первых пятя ячеек одноБременно выбирается и одиннадцатая ячейка со считыванием единицы в восьмой разряд регистра 23, фиксирующей границу одного знака, а при выборе любой из вторых пяти ячеек единицей, считанной из двенсшцатой ячейки в седьмой разряд регистра 23

фиксируется граница другого знака. При формировании на выходе регистра 22 кода 1010010110101010 в четвертый разряд регистра 23 из 15-ой ячейки считывается единица, фиксирующая присутствие двух границ противоположного знака, а в третий разряд - единица, фиксирующая местоположение этих границ.

Согласование по времени работы всех элементов устройства, участвую0щих в считывании информации и в записи признаковой информации, осуществляется блоками местного управления 26. При поступлении на единичный вход какого-либо из триггеров 27(или

5 триггеров 30-1) разрешающего импульса, этот триггер устанавливается в единичное состояние и при этом запускается один из блоков местного управления 26. Если не поступает им0пульс запрета с одного из элементов ИЛИ 8, ИЛИ 17, ИЛИ 18 на нулевой вход соответствующего триггера 28 1ли триггера 30-2), то через определенный промежуток времени на одном выходе блока местного управления 26

5 формируется импульс, разрещающий срабатывание элемента И 15 (или со-«ответственно И 16). После срабатывания этого элемента И 15 (или И 16) на другом выходе блока местного

0 управления 26 формируется импульс, :устанавливающий триггеры 27 и 28

(или триггеры 30-1 и 30-2) в исходное состояние.

Технико-экономические преимущест5ва описываемого устройства заключаются в том, что оно обеспечивает широкие возможности самоорганизации, а именно выбора свободных разрядов и ячеек накопителей при записи новой, отличающейся от ра0нее записанной, признаковой информации, сортировки поступающей с регистра опроса признаковой информации путем разделения отличающихся друг от друга признаков и записи их

5 в разные ячейки накопителей, а также перераспределения записанной информации по различным зонам накопителей, за счет чего существенно расширяется область применения ассоциа0тивного запоминающего устройств а.

Формула изобретения

Ассоциативное запоминающее устройство, содержащее первый и второй накопители и индикаторы совпадения, первую, вторую, третью и четвертую группы элементов ИЛИ, первую и вторую группы элементов НЕ, первую и вторую группы элементов И, регистр опроса, выходной регистр, причем первые входы индикаторов совпадения подключены к первым выходам основных и выходам дополнительных элементов памяти накопителей, а вторые входы одних из индикаторов совпадения - к шинс1м опроса, одни из которых соеди нены с выходами регистра опроса, а другие - с управлякадими входами эле ментов И первой группы, выходы инди каторов совпадения подключены соответственно ко входам элементов ИЛИ первой, второй и третьей групп, выходы элементов ИЛИ третьей группы соединены со входами элементов НЕ первой и второй групп, информационны входы элементов И первой и второй групп подключены ко вторым выходам основных элементов памяти соответственно первого и второго накопител а выходы -.ко входам элементов ИЛИ четвертой группы, вкходы которых соед динены со входами выходного регистра от ли ч ающеес я тем, что, с целью расширения области применения устройства за счет обеспечения возможности выбора свободных разрядов и ячеек памяти при записи новой при наковой информации, устройство содер жит индикаторы несовпадения -третью четвертую, пятую и шестую группы элементов И, пятую, шестую и седьму группы элементов ИЛИ, третью группу .элементов НЕ, коммутаторы, блоки местного управления, первую и вторую группы триггеров, элементы НЕ, причем вторые выходил основных элементов п-амяти второго накопителя подключены к одним входам индикаторов несовпадения, другие входы которых соединены с шинами опроса, входы основных элементов памяти вто рого накопителя подключены к выходам одних из коммутаторов, информационные входы которых соединены с шинами опроса, а управляющие входы с выходами элементов ИЛИ седьмой группы, входы дополнительных элементов памяти второго накопителя под ключены к выходам других коммутатор первые входы которых соединены с выходами элементов И четвертой груп пы, а вторые входы - с выходами одни из индикаторов несовпадения и входам элементовг ИЛИ пятой группы, выходы другйх индикаторов несовпадения под ключены ко входам элементов ИЛИ йчестой группы, выходы элементов ИЛИ пятой и шестой групп соединены со входами элементов И третьей группы, выходы которых подключены ко входам элементов НЕ третьей группы, и первыми входами элементов И четвертой труппы, вторые входы которых соединены с первыми выходами элементов ИЛИ второй группы, а третьи входы с выходами элементов НЕ второй группы, выходы элементов ИЛИ первой и второй групп подключены к единичным входам первых триггеров первой группы и входам одних из блоков местного управления, первые выходы которых соединены с первыми входами элементов И пятой группы, а вторые выходы - с нулевыми входами первых и единичными входами вторых триггеров первой группы, нулевые входы которых подключены к выходам одних из элементов НЕ, входы которых соединены соответственно с выходами элементов НЕ первой и второй групп, единичные выходы триггеров первой группы подключены соответственно к вторым и третьим входам элементов И пятой группы, выходы одних из элементов И пятой группы соединены с управляющими входами элементов И первой группы, а выход каждого другого элемента И пятой группы соединен с единичным входом каждого первого триггера второй группы и входом другого блока местного управления, первый выход которого подключен к нулевому входу каждого первого и единичному входу каждого второго триггера второй группы, выходы элементов НЕ третьей группы соединены со входами других элементов НЕ, выход каждого из которых подключен к нулевому входу каждого второго триггера второй группы, единичные выходы триггеров второй группы и второй выход каждого из других блоков местного управления соединены соответственно с первьлм, вторым и третьим входами элемента И шестой группы, выход которого подключен к управляющему входу элемента И второй группы, вторым входам других индикаторов первого накопителя и первым входам элементов ИЛИ седьмой группы, вторые входы которых соединены с -шинами опроса, подключенными к управляющим входам элементов И первой группы. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2359707/18-24, кл. q 11 С 15/00, 1977. 2.Авторское .свидетельство СССР по заявке 2588347/18-24, кл. Q 11 С 15/00, 1978(прототип).

5 е

Т

.

1№

НЕ

;5й

ФГ

15

J5

J5

Я

«

у/1 f

гз