Асооциативная однородная среда Советский патент 1981 года по МПК G06F7/00 

(54) АССОЦИАТИВНАЯ ОДНОРОДНАЯ СРЕДА

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть испольГзовано при построении устройств управления исполйительными органами обучающихся роботов, игральных автоматов и устройств автся 1атического управления динамическими объекталда в реальном масштабе времени.

Известна ассоциативная классифицирукйцая среда, содержащая блок датчиков информации, блок определения тек5пцих -частот опроса, блок коммутации, блок программного управления и блоки частотных компараторов с соответствуннцимк сзяэямк, предназначенный для вероятностной коммутации инфсфмационных входов с информационными выходами в,соответствии с программой обучения fl.l.

Однако в данном устройстве невозможно выполнение режима обучения.

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является,ассоциативная однородная среда, содержащая матрицу из N столбцов, каждый из которых содержит М вычислительных ячеек, управляющий блок, блок памяти первый выход которого подключен к первым входам элементов ИЛИ группытч вторые входы которых являются управляющими входами среды и соединены с входагли вычислительных ячеек первого столба, причем входа и выходы вычислительных ячеек .каждого |.го {i«l..N.) столбца соединены с выходами и входа-; ми вычислительных ячеек(1-1),(bfl)-ro столбца . Управляющий блок содержи регистр, элемент И, триггер, выход которого соединен со вторым выходом

0 блока памяти и первым входе элемента И, второй вход которого является входом ассоциативной однородной среды, первый вход триггера соединен с выходом регистра, второй вход является

f входом среды, выход элемента И соединен с входом регистра, последний разрядный выход которого соединен с входом блока памяти. Устройство, со-. держит,кроме того,элементыИЛЙ-НЕ t2J

Недостатком его является трудность записи и считывания в режиме обучения .

Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет осу5ществления записи и считывания в режиме обучения.

Цель достигается тем, что ассоциативная однородная среда содержит дополнительный столбец из М преобразо0 гвателей аналог-код и элемент ИЛИ, входы которого соединены с разрядными выходами регистра, а выход элемента ИЛИ соединен с управляющим вхо дом каждой вычислительной ячейки, входы преобразователей аналог-код являются информационными входами ассоциативной однородной среды, а выхо ды преобразователей соединены с входами записи вычислительных ячеек пос леднего столбца, матрицы. На чертеже.представлено предлагае мое устройство. Оно содержит матрицу 1, столбцы 2 вычислительные ячейки 3, связи 4 меж ду ячейками /дополнительный столбец 5 преобразователи аналог-код 6, связи преобразователей 7, блок 8 управлени регистр 9, триггер 10, элемен.т И 11, элемент ИЛИ 12, блок 13 памяти, элемент ИЛИ 14. Ассоциативная однородная среда ра ботает следующим образом. Перед начёшом работы осуществляет ся контроль среды и блокировка ячеек источников ложных сигналов поиска и выделения, сбиваюцих ее работу. Для подготовки среды к работе осу ществляется холостой пуск. Подачей единичного импульса триггер 10 управ ляющего блока 8 устанавливается в нулевое состояние и выдает разрешени Элементу И 11 на пропуск тактовых им пульсов, подаваемых по шине. В результате записанная единица при сдви ге в подготовительный (пятый) разряд регистра 9, устанавливая триггер 10 в единичное состояние, снимает разрешение с элемента И 11 на пропуск тактовых импульсов. Информация о предъявленных образа вводится в среду столбца 5. На выходе преобразователя аналог-код 6, при нимающего информацию об образе в ана логовой форме, формируется код двоичное, число, соответствующее интенсивности приходягзго аналогового сигнала. В результате на выходах столбца 5 формируется дискретный сигнальный образ; в виде пространственно распределенныхнулей и единиц. Информация о классифицируе1«ых сигнальных образах передается по цепям распространения сигнала выделения от столбца 5, по оси из столбца 2 выводится из среды. Информация о выходе среды, поставленной в соответствие образу, вводится в среду через элементы ИЛИ 14 автоматически из блока 13 памяти. В результате записи сигнального образа в среду образуются сходящиеся на выходе отве дения конъюнктивные сигнальные пути по цепям передачи сигнала выделения и совпадающие по конфигурации расходяи{иеся дизъюнктивные сигнальные пути от выхода отведения к возбужденным выходам столбца преобразователей, ана лог-код. . Пусть к рассматриваемому моменту времени в матрице уже записано некоторое число сигнальных образцов. Новый цикл записи начинается с предъявления столбцу 5 информации о. новом образе. На его выходах формируется сигнальный образ в виде пространственного двоичного кода, поступающий по шинам распространения сигнала выделения звеньев 7 на ячейки столбца 2 По окончании переходных процессов ячейки готовы к участию в построении дерева сигнальных путей, связанного с записью нового сигнгшьиого образца. Цикл записи образа в классифицирующую среду начинается подачей единичного импульса пуска в триггер 10. При этом триггер 10 управляющего блока 8 устанавливается в нулевое состояние и выдает разрешения элементу И 11, данного блока на прюпуск тактовых импульсов, а блоку 13 - памяти на вывод адреса выхода отведения от- . вета. Первым тгктовым импульсом возбуждается ксманда считывания из блока 13 памяти адреса .выхода среды, на котором должен быть зафиксирован ее ответ. Адрес поступает на входы одной изячеек 3 первого столбца. По условию данная ячейка не занята другими образами, поэтому данный потенциал, пройдя входной элемент распространяется в среду в виде волны сигнала поиска. Процесс построения дерева путей сигнала в основных чертах совпадает с аналогичным процессом в волновых коммутирующих средах. Отличие состоит в том, что кроме незанятых ячеек разрешения на прием данного сигнала присутствуют и ячейки, принадлежащие общим сигнальным путям, которые, приняв сигнал поиска из любого направления, передают его только в направлениях, совпадающих с установленными ранее сигнальными путями. Свободные ячейки, как и в волновых коммутирующих средах, выдают в среду данный сигнал во всех направлениях. В результате распространения волны сигнала поиска в логикокоммутирующей матрице 1 строится прадерево кратчайших сигнальных путей от возбужденной ячейки слоя отведения до всех незанятых и достижилшх в данный момент ячеек последнего столбца матрицы. Каждая ветвь его построена из незанятых ранее ячеек. Если ячейки принадлежат сигнальным путям, общим с записанными ранее, то вероятностные автоматы ячеек также выбирают направления приема сигнала поиска случайно. Но наличие разрешения на прием сигнала поиска на напавления, не совпадающего с записанными ранее, :1аиисят от приема или нёприема ланного сигнала ячейкой, предыдущей по сигнальному пути, считая от слоя отведения .

По окончании переходных процессов в матрице 1 строится прадерево сигнальных путей с корнем в возбужденно ячейке слоя отведения и ветвями-, окачиваккцимися на всех ДОСТИЖИМЁПС в данный момент ячейках.

Работа ассоциативной классифицирующей среды в режиме классификации полностью совпадает с режимом предвари тельного предъявления режима записи. Кпас жфицируемЁ1й образ, отдельно или в составе других образов, предъявляется преобразователям аналог-код 6, По шинам распространения сигнала выделения звеньев 7 волна даиного сигнгша направляется в матрицу 1. Ксли классиф{1цируемЕ2й образ занял nojtoжение, совпадающее с положением во время записи, то происходит егй опоздание . Если таких объектов было несколько, то возбуждаются все шигал-вывода ответа, поставленные им в соответствии во время обучения Г.

Если среди предъявленных объектов нет ни одного, записанного ранее в среду, то на выходных шинах среды продолжают удерживаться нулевые потенциалы .

Время, необходимое для классификации предъявленного объекта или их композиции при совпадении их положе НИИ с положениями записи,равно времени срабатывания преобразователей аналог-код рецепторного столбца и . времени распространения волны сигнала выделения по логико-ко «Я11утируквдей матрице от последнего столбца до столбца отведения ответов.

Формула изобретения

Ассоциативная однородная среда, содержащая матрицу из М столбцов, каждый из которых содержит М вычислительных ячеек, блок управления,блок , первый выход которого подключен к первым входам элементов ИЛИ группы, вторые входы KOTOJHJX являются управляющими входами среды, соединены с входами вычислительных ячеек первого столбца, причем входы и выхсщы Ш11числнтельных ячеек каждого I. -гр (I 1. . .N) столбца соединены,, с выходами и входами вычислительных , ячеек (1-1), (1+1)-го столбца, управ7 ляюощй блок содержит регистр, элемент И, триггер, вход которого соединен со вторым выходом блока памяти и первым входом элемента И, второй вход является входом ассо5циативной однородной среды, первый вход триггера соединен с выходом регистра, .второй вход является входом среды, выход элемента И соединен с входом регистра, последний разрядный выход которого соединен с входом бло0ка памяти, отличающаяся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет осуществления записи и считывания в режиме обучения ассоциативная однородная

5 среда содержит дополнительный столбец из М преобразователей аналог-код и элемент ИЛИ, входы которого соединены с разрядными входами регистра, а выход элемента ИЛИ соединен с управ0ляющим входом каждой вычислительной ячейки, входы преобразователей аналогкод являются информационными входами ассоциативной однородной среды, а выхода преобразователей соединены с

5 входами записи вычислительных ячеек последнего столбца матрицы.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

0 433525, кл, & 08 С 19/16 1974.

2.Авторское свидетельство СССР № 478439, кл. Н 03 К 17/02, 1975. (прототип). 57 53 4Ц S3 58 I ЧЛ Р