(54) МНОГОКАНАЛЬНОЕ АССОЦИАТИВНО-АДРЕСНОЕ
ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО
О
поликубичесКИМ мультипликаторам изображения , управляемым поликубическим блокам сведения изображений 2. Основными недостатками данного устройства являются относительно невысокая емкость хранения информации и невысокая надежность его работы.
Цель изобретения - увеличить информационную емкость и надежность устройства. .
Указанная цель достигается тем, что многоканальное ассоциативно-адресное оптическое запоминающее устройство содержит И согласующие управляемых поликубических мультипликаторов изоЬражения,. j( согласующих проекционных блоков, (ц входных блоков оптического согласования, и согласующих управляемых поликубичёских блоко сведения изображения,-и выходных блоков оптического согласования, выходной управляемый поликубический блок, сведения изображений, четвертый блок фокусировки луча, управляемый светопереключатель, блок оптической кор-рекции, проекционный блок, ассоциа-. тивный и адресный фотоприемные блоки причем оптический вход И-го согласугадего управляемого поликубического мультипликатора изображения оптическ связан с выходом И -го входного блока оптического согласования, а,каждый Vn-й оптический выход И-х согласующих управляемых поликубических мультипликаторов изображения оптически связан с входом in-ro выходного блока оптического согласования. Вход каждого k-го согласующего проекционного блока оптически связан с выходом 1(-го блока оптической связи, а выход каждого согласующего про екционного блока оптически связан с оптическим входом т-го входного управляемого поликубического блока сведения изображений, оптический выход которого через УУ -и входной блок оптического согласования оптически связан с у1-м оптическим входом и-х согласующих управляемых поликубических блоков сведения изображений, оптический выход каждого согласующего управляемого поликубического блока сведения изображений через И-и выходной блок оптического согласования оптически связан с У)-м оптиче- ким входом выходного управляемого поликубического блока сведения изображений, оптический выход которого через четвертый блок фокусировки луча оптически связан с входом управляемого светопереключателя, .первый выход которого через блок оптической коррекции оптически связан с ассоциативным фотоприемным блоком, а второй выход управляемого светопереключателя через проекционный блок оптически связан с адресным фотприемным блоком, выходу блока управ ления подключены к согласующим управляемым поликубическим мультипликаторам изображения, согласующим управляемым поликубическим сведе-. ния изображений, выходному управляе-. мому поликубическому блоку сведения изображений, управляемому светопереключателю, ассоциативному иадресному фотоприемным блокам.
На чертеже представлена блок-схема устройства.
В состав многоканального ассоциативно-адресного оптического запоминающего устройства входят источник 1 излучения формирующий на выходе световые пучки на длинах волн записи jan считывания счит стирания J -CTMP 2 адресации луча обеспечивающий как произвольно заданную адресацию световых пучков при записи, считывании и стирании информации, так и одновременное высвечивание всего адресного растра световых пучков при ассоциативной обработке информации fизлучателями света могут быть, наНример, лазеры, излучающие диоды, инжекционные лазеры и т.д. , а в качестве блока адреса:ции луча могут использоваться, например, электрооптические дефлекторы, матрицы излучательных диодов или лазеров, скан-лазер и т.д.); блок 3 формирования луча, обеспечивающий освещение управляемо.го транспаранта 4 под разными углами, выполненный, например на основе линзорастровой оптики или расщепителя светового пучка, например на основе двулучепреломляющихэлементов или голографического, расщепляющего луч на множество пучков, число которых равно полному числу рабочих ячеек управляемого транспаранта 4; управляемый транпарант (УТ ) 4, осуществляющий пространственно-временную модуляцию проходящихсветовых пучков в соответствии с кодом, предназначенным для записи информации или в соответствии с признаком опроса при .ассоциативной выборке информации; блок 5 фокусировки луча, входной управляемый поликубический мультипликатор б изображения И (где И 2, 6 1,2.3...) входных блоков 7 оптического согласования, каждый из которых состоит, например, из двух объективов, имеющих общую главную плоскость; Ц согласующих управляекмх поликубических мультипликаторов 8 иэображеиия; w (где, например, hi , если все мультипликаторы имеют И выходов выходных блоков 9 оптического согласования, каждый из которых состоит, например, из двух объективов, имеющих общую главную плоскость; и выходных управляёадлх поликубических мультипликаторов 10 изображения; (где, например, ( 2, если, все мультипликаторы имеют V) выходов) блоков 11 фокусировки лучей; носителей 12 информации, выполненных, например, на основе ПРОМструктур или любой подходящей среды, допускающей оптическую оперативную запись, считывание и стирание информации; 1 блоков 13 фокусировки лучей J 1( блоков 14 оптической связи, каждый из которых выполнен, например, в виде матрицы волоконных .световодов или световодной планшайбы; k согласующих проекционных блоков 15, выполненных, например, в виде коллективных объективов; m входных управляемы поликубических блоков 16 сведения изображений; Ш входных блоков 17 оптического согласования,- и согласующих управляемых поликубических блоков 18 сведения изображений; у выходных блоков 19 оптического согласованияJ выходной управляемый поликубический блок 20 сведения изображений;- блок 21 фокусировки луча, состоящий, например , из коллимирующего и фокусирующего объективов, имеющих общую . главную плоскость/ управляемый светопереключатель 22, выполненный, например, на основе поляризационного светоделительного куба, пропускающего или отражающего световые пучки в зависимости от ориентации их плоскости поляризации, перед входной плоскостью которого расположен переключатель поляризации, перед входной плоскостью которого расположен переключатель поляризации света, который, например, при подаче напряжения поворачивает плоскость поляризации проходящих пучков на блок 23 оптической коррекции, состоящий, например, из-.корректирующего объектива; ассоциативный фотоприемный блок 24, осуществляющий определение адреса страницьт информации (микрокадра) наk-м носителе 12 при ассоциативной выборке , проекционный блок 25 , состоящими, например, из двух объектиВОВ, имеющих общую главную плоскость , адресный фотоприемный блок 26, осуществляющий регистрацию считываемой информации, блок управления (ВУ 27,управляющий ассоциативным и адресным режимами обработки информации. .
Управляемые поликубические мультипликаторы 6, 8, 10 изображения и управляемые поликубические блоки 16, 18, 20 сведения изображений состоят, например, из светоделительных поляризационных кубов, пропускающих или отражакицих световые пучки в зависй.-. мости от ориентации плоскости поляризации и переключателей поляризации света, которые, например, при подаче напряжения поворачивгиот плоскость поляризации проходящих пучков на 90, что обеспечивает возможность адресной и ассоциативной обработок информации на множестве носителей (по мнргим каналам) с помощью-только двух фотоприемных блоков.
При адресной обработке информации устройство работает следующим образом.
В режиме записи источник 1 излучения работает на длине волны , ,до. По команде БУ 27 световой пучок блоком 2 адресации луча устанавливается в положение, соответствующее адресу микрокадра на -м носителе 12 информации, на который должна записывать,ся информация. Световой пучок, выходящий из блока адресации луча формируется блоком 3 формирования луча и освещает управляемый транспарант 4. На УТ 4 отображается код записываемой информации, поступающий по команде БУ 27 из любого внешнего источника информации (например ЗУ любого типа,- процессора и т.д.). Промодулированный УТ 4 световой пучок через блок 5 фокусировки луча поступает на вход входного управляемого поликубического мультипликатора 6 изображения. Управляемые поликубйческие мультипликаторы 6, 8, 10 изображения совместно с блоками 7, 9 опта-, ческого согласования образуют еди-. ную мультиплицирующую систему (МС), имеющую один вход и выходов. По команде БУ 27 на управляемые поликубические мультипликаторы изображения мультиплицирующей системы подается код адреса ) -го носителя 12, на который должна записываться информация. Этот код открывает соответствующий (-Я канал в МС, по которому блоки 7, 9 оптического согласования переносят изображение с 1входом МС на выбранный выход.
Установленный на выходе МС k-й блок 11 фокусировки луча обеспечивает освещение участка -го носителя 12 информации, соответствующего адресу, заданному блоком адресации луча. Таким образом, оптическая система, состоящая из блока 5 фокусировки луча, МС, блока 11 фокусировки луча, обеспечивает перенос изображения УТ. 4 на выбранный, l -и носитель информации. Поскольку пучок света промодуирован УТ 4, то в плоскости -fc -го носителя информации проецируется уменьшенное изображение кода, отображенного на УТ 4 . На -и носитель информации по команде БУ 27 подается сигнал, разрешающий запись. По окончании записи микрокадра сигнал, разешаняций запись снимается,
В режиме считывания информации излучатель 1 работает на длине волны Xсчит ° команде БУ 27 пучок света блоком адресации луча устанавливается в положение, соответствующее адресу считываемого микрокадра с носитея 12 информации. Световой пучок, выходящий из блока адресации луча ормируется блоком формирования луча осве-щает УТ 4. БУ 27переводит все ячейки УТ 4 в режим пропускаИЯ света. Прошедший скбозь УТ 4 свеовой пучок через блок 5 фокусировки луча поступает на вход МС. На МС БУ 27 подает код адреса 1( -го носителя информации, к которому производится обращение. Освещение микрокадра выбранного It-ro носителя 12 осуществляет;ся той же оптической системой, что и при его записи. , Считанное 1эображение микрокадра через V -и блок 13 фокусировки луча, поступает на блок 14 оптической связи, который передает его через 1/-и согласующий проекционный блок 15 на 1(-й вход Ш-го входного управляемого поликубического блока 16 сведения изображений. Управляемые поликубические блоки 16, 18, 20 сведения изображений совместно с блоками 17, 19 оп тического согласования образуют единую систему сведения изображений СССИ), имеющую U входов и один выход. По команде БУ 27 на управляемые поликубические блоки сведения из обра жений системы сведения изображений подается код адреса 1( -го носителя 12, с которого должна считываться информация. Согласно поданному коду от крывается соответствующий 1{ -и канал в ССИ, по которому блоки оптического согласования переносят изображение с входа ССИ на ее единственный вы ход. С выхода ССИ изображение страни цы информации через блок 21 фокусировки луча поступает на вход управляе мого светопереключателя 22, который по БУ 27 направляет его чере проекционный блок 25 на адресный фотоприемный блок 26. Фотоприемный бло 26 по команде БУ 27 считывает это изображение. В режиме стирания информации излу чатель 1 работает на длине волны ХСТИР- По команде БУ 27 световой пучок блоком 2 адресации луча устанавливается в положение,.соответствующе адресу микрокадра на носителе 12 информации, который подлежит стирани БУ 27 переводит все рабочие ячейки УТ 4 в режим пропускания света. По команде БУ 27 МС выбирает k -и носитель информации, на котором необходи мо стереть страницу информации. Опти ческая система работает так же, как к в режиме записи информации, а на |с-й носитель информации, например, подается сигнал, разрешагацийстирание. При стирании слова /(блока слов) БУ 27 переводит в режим пропускания только те ячейки УТ 4J информация в которых должна стираться и перезапис ваться, остальные ячейки маскируются При ассоциативной обработке инфор мгщии устройство работает следуквдим образом. В режиме ассоциативной выборки страницы информации излучатель 1 работает на длине волны ХсциТ л этом БУ 27 высвечивает весь адресный растр световых пучков блока адрвсации луча (например, на все ячейки электрооптического дефлектора подаются четвертьволновые напряжения 7. В ячейках УТ 4, предназначенных для ассоциативных признаков страницы, БУ 27 отображает, например, обратный код признака опроса, остальные ячейки УТ 4, например, маскируются. По команде БУ 27 МС производит, например последовательное переключение носитеЬей информации. Поскольку высвечиваются все положения блока адресации луча, то код признака опроса одновременно проектируется на ассоциативные признаки всех микрокздров каждого -(( -го носителя информации, которые последовательно перебираются МС. Производится оптическое умножение изображения признака опроса на ассоциативные признаки всех страниц Информации (микрокадров) каядцого((-го носителя. Световое распределение., сформированное за { -м носителем информации блоком 13 фокусировки лучей, преобразуется, например, в растр световых точек, который поступает на вход блока 14 оптической связи. С выхода блока оптической связи изображение растра через -и согласующий проекционный блок 15 поступает на 1(-й вход ССИ. По команде БУ 27 на ССИ подается код адреса К-го носителя, в котором производится ассоциативная выборка страницы информации. Таким образом, по командам БУ 27 в МС и ССИ производится синхронное переключение каналов. В соответствии с поданным кодом открывается -k-и канал ССИ, по которому поступаемое на -fc-и вход ССИ изображение направляется на ее единственный выход. С выхода ССИ изображение растра через блок 21 фокусировки луча поступает на вход управляемого сватопереключателя 22, который по команде БУ 27 направляет его через блок оптической коррекции-23 на ассоциативный фотоприемный блок 24. j Если один из ассоциативных признаков совпал с .признаком опроса, то суммарный сигнал, полученный с соответствующего фотоприемника (группы фотоприемников) фотоприемного блока 24,. будет равен нулю. Адрес этого фотоприемника (группы фотоприемников в фотоприемном блоке 24 соответствует искомому адресу микрокадра на ( -м носителе 12, а адрес Ц-го носителя 12 в устройстве определяется кодом адреса ( -го канала, выбранного в МС по команде БУ 27, Устройство переводится S режим адресного считывания по.найден ному адресу и работает описанным выше способом. Запись инфррмаи и в МАОЗУ может производиться, например, одним из следующих СПОСС160В: по адресу, по признаку, с шаговым распределением, с сортировкой информации. Стирание информации в МАОЗУ может производиться либо по адресу, при этом устройство работает в адресном режиме, описанном вьоше, либо по приз наку, при этом страница, подлежащая стиранию, отыскивается при работе устройства в ассоциативном режиме выборки, описанном выше, После этфго стирание производится при работе устройства в адресном режиме, Следует отметить, что введение в состав ЗУ ССИ позволило в МАОЗУ по уравнению с прототипом сократить чис ло фотоприемных блоков до двух, т.е. в уп раз, а также значительно уменьшить объем их электронного обеспечения. Введение же согласующих проекционных i блоков 15, установление новых функциональных связей блоков 14 оптической связи и использование бло ков 17, 19 оптического согласования:, входящих в состав ССИ, позволило упростить устройство и обеспечить возможность передачи изображений с выхода 1 -го носителя информации на фотоприемные блоки 24, 26 посредством гомоцентрических пучков. В прототипе такая передача осуществляется на бол шие расстояния параллельными пучками что технически трудно осуществимо. Внедрение этих предложений позволит значительно повысить надежность рабо ты ЗУ. Включение в состав МС И согласующих управляемых поликубических мультипликаторов изображения, а в ССИ и согласующих управляемых поликубических блоков сведения изображений, поз воляет создать разветвленные простра ственные структуры МС и ССИ, имеющие значительно большее число k-х выходов в МС и, соответственно, входов в ССИ, чем у прототипа, что существенно увеличивает информацион.ную емкость устройства. Кроме того, информационная емкость МАОЗУ может быть знаЧ:ительно увеличе на за счет введения в МС и ССИ соответственно дополнительных согласующих управляемых поликубичёских мультипликаторов изображения И дополнительных согласующих управляемых поли кубических блоков сведения изрбражеНИИ совместно с дополнительными ёлоКё1ми оптического согласования При этом дополнительные согласующие управляемые прликубические мультипликаторы изображения с блоками оптичес кого согласования включаются в схему МС следующим образом: каждый С -и оп тический выход согласующих управ ляемых поликубических мультипликаторов 8 изображения через В-и первый дополнительный блок оптического согласования оптически связан соптическим входом 8-го первого дополнитель ного согласующего управляемого полику бического мультипликатора изображения каждый р-й оптический выход которого ерез р-й второй дополнительный бпок оптического согласования оптически связан -с входом р-го второго дополнительного управляемого паликубического мультипликатора изображения и т.д., а уи-й выход 5-х дополнительных согласующих управляемых мультипликаторов изображения оптически связан с входом vn -го выходного блока 19 оптического согласования. Соответствукяцим образом включаются и дополнительные согласующие управляемые поликубические блоки сведения изображений с дополнительными блоками оптического согласования в схему ССИ. Использование предлагаемого устройства в вычислительной технике позволит осуществить ассоциативный поиск информации по массиву л 10 .з и в несколько раз увеличить быстродействие и емкость запоминающих ус тройств. Создание электронного аналога памяти таков емкости не представляется возможным из-за сложности, технических трудностей и слишком высокой стоимости. Применение МАОЗУ в вычислительных системах, позволит эффективно управлять поиском информации в оперативных ЗУ, осуществлять динамическое распределение памяти аппаратурными средствами, реализовать ассоциативную виртуальную память и ускорить обмен информацией между различными уровнями памяти машин, осуществить аппаратурную реализацию транслятора и части операционной скстетл и др. Формула изобретения Многоканальное ассоциатиЕНО-ад- ресное оптическое запот-тнающее устройство, содержащее последовательно расположенные ,и оптически связанные источник излучения, блок адресации луча, первый блок формирования луча, управляемый транспарант, первый блок фокусировки луча, входной управляемый поликубический мультипликатор изображения, каждый h -и выход которого (где и 2, ,2,3...) оптически связан с П-м входным блоком оптического согласования, Wi выходных блоков оптического согласования (где, например ) , оптически связанных с входами m выходных упавляемых поликубических,мультипликаторов изображения, каждый V -и выход которых (где, например, 1 2 ерезпоследовательно расположенные торой блод фокусировки луча, носитель информации, третий блок фокусиовки лучей оптически связан с вхоом ( -го блока оптической связи, m ходных управляемых поликубических локов сведения изображений и блок упавления, выходы которого пбдключены
К источнику излучения, блоку адресации луча, управляемому транспаранту, управляеьим поликубическим мультипликаторам изображения, упргшляемым поликубическим блокам сведения изображений, отличающееся тем, что, с целью увеличения информационной емкости и надежности устройства, в него введены Vi согласующих упрашляегллх поликубических мультипликаторо изображения, 1( согласующих проекцион ных блоков, tn входных блоков оптического согласования, Vi согласующих управляемых поликубических блоков сведения изображений, Y выходных блоков оптического согласования, выходной / управляемый полйкубический блок сведения изображений, четвертый блок фокусировки луча, управляемый светопереключатель, блок оптической коррекции, проёкционный блок, ассоциативный и адресный фотоприемные блоки, причем оптический вход И -го согласующего управляемого поликубического мультипликатора изображения оптически связан с выходом и-го входного блока оптического согласования, а каждый т-й оптический выход yi-x согласующих управляемых поликубических мультипликаторов изображения оптически связан с входом )ii-ro выходного блока оптического согласования, вход каждого согласующего проекционного блока оптически связан с выходом 1 -го блока оптической связи, а выход каждого - -го согласующего проекционного блока оптически связан с К-м оптическим входом т-го входного управляемого поликубичёского блока сведения изображений, оптический выход которого через ni-й входной
блок оптического согласования оптически связан с п-м оптическим входом исогласующих управляемых поликубически блоков сведения изображений, оптический выход каждого И-го согласующего управляемого лоликубического блока сведения изображений через выходной блок оптического согласования опТ1Аески связан с )1-м оптическим входом выходного управляемого поликубического блока сведения изображений, оптический выход которого через четвёртый блок фокусировки луча оптически связан с входом управляемого светопереключателя, первый выход которого через блок оптической коррекции оптически связан с ассоциативным фотоприемным блоком, а второй выход управляемого светопереключателя через проекционный блок оптически связан с адресным фотоприемным блоком, выходы блока управления подключены к согласующим управляемым поликубическим мультипликаторам изображения, согласующим управляемым поликубическим блокам сведения изображений, выходному управляемому поликубическому блоку сведения изображений, управляемому светопереключателю, ассоциативному и адресному фотоприемным блокам.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1.Авторское свидетельство СССР по заявке № 2617214/18-24,
кл. G 11 С 11/42, 1978.
-«-2.Авторское свидетельство СССР
по заявке № 2636462/18-24,
кл. G 11 С 11/42, 1978. (прототип).
LJLJ-- l jgLJ
I S Ф TT
