Блок оптической ассоциативной выборки информации (БОАВИ) для оптического запоминающего устройства Советский патент 1985 года по МПК G11C11/42 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптических запоминаю щих устройствах большей емкости для оптической ассоциативной выборки информации. Известно.ассоциативно-адресное голографическое запоминающее устройство 1 J, содержащее источник излу чения, адресную систему, формирующу оптику, управляемые транспаранты, н ситель информации, фотоприемные матрицы и устройство управления, в котором при ассоциатив1}ой выборке информации производится оптическое умножение изображения признака опро са на ассоциативные признаки, представленные соответственно в обратном и прямом парафазном коде, и суммирование разрядов полученного произведения, которое получается в прос том коде. Суммарный оптический сигнал, соответствующий этой сумме, поступает на матрицу фотоприемников. Если ассоциативный признак совпадает с признаком опроса, то суммарный сигнал, полученный с соответствующего фотоприемника (группы фотоприемников) матрицы фотоприемников равен нулю. Основным недостатком этого устройства, затрудняющим его практическую реализацию, яв ляется определение местонахождения нужной информации по отсутствию светового сигнала на фотоприемнике в матрице с числом элементов /v 10 . Низкая надежность определения отсут ствия сигнала на фотопрйемнике, регистрирующем в общем случае сумму дискретных световых сигналов в большом динамическом диапазоне, при водит к низкой надежности работы всего ассоциативно-адресного запоми нающего устройства. Наиболее близким техническим решением является блок ассоциативной оптической выборки информации .для оптического ЗУ C2J, содержащий блок фокусировки луча, блок формирования луча, операционный цилиндрический блок, цилиндрический проекционный блок,фотоприемное устройство и блок управления, осуществляющий ассоциативный поиск информации, представленной в парафазном коде на всех этапах обработки. Основным недостатком такого поиска является необходимость иметь фотоприемное устройство с числом элементов , обуславливающая низкую надежность ассоциативной выборки информации. Цель изобретения - повьшение надежности Ассоциативной выборки информации за счет уменьшения количества фоточувствительных элементов в фотоприемном устройстве, а также сокращение электронного оборудования, обеспечивающего его работу. Цель достигается тем, что в блок L2J, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные блок фокусировки луча и блок формирования луча, выход которого оптически связан через операционный цилиндрический блок и первый проекцио ный цилиндрический блок с фотоприемным блоком, блок управления, выходы которого подключены к фотоприемному блоку и оптическому запоминающему устройству, введены светообъединяющий элемент, блок оптического инвертирования, блок оптического согласования, второй проекционный цилиндрический блок, светоделитель-i ный элемент, кодирующая пластина, блок оптического считьгоания и блок обратной связи, причем выходы опера ционного и первого проекционного цилиндрических блоков оптически связаны с первым входом светообъединяющего элемента, выход которого оптически связан через блок оптиче кого инвертирования с блоком оптического согласования, первый выход которого оптически связан с вх( дом светоделительного элемента, а второй выход оптически связан с вх дом светоделительного элемента через второй проекционный цилиндричес кий блок, первый выход светоделительного элемента через блок обратной связи связан с вторым входом ев тообъединяющего элемента, второй вы ход светоделительного элемента через кодирующую пластину и блок оптического считывания оптически связан с фотоприемным блоком, выход блока управления подключен к блоку оптического инвертирования и блоку обратной связи. На чертеже представлена блок-схема предложенного блока. Блок работает, например, в составе оптического запоминающего устройства (ОЗУ) 1. В качестве ОЗУ-1 могут быть использованы, например голографические или растровые ЗУ со страничной структурой, обладающие, например, возможностью одновременно го считывания информации со всех страниц (микрокадров) носителя. Информация в микрокадрах носителя име ет страничную, структуру, а признаки опроса и ассоциативные признаки пре сгавлены в ОЗУ-1 в виде строк в парафазном коде с опорными двоичными единицами или с массивами опорных двоичных единиц, расположенных, например, также в виде строк. Причем строка опорных двоичных единиц (или опорная двоичная единица) может, на пример, соответствовать каждой стро ке, блоку строк или всей странице ассоц ативньк признаков или признаков опрос Такой способ представления заключается в том, что к ассоциативным признакам и признакам опроса добавляют опорные двоичные единицы, пред ставленные в простом коде; умножают ассоциативные признаки на призна ки опроса с добавленными опорными единицами так, чтобы опорные знаки этих признаков перемножались между собой. Затем отдельно суммируют разряды кода каждого произведения признака опроса на ассоциативньй признак и разряды кода произведения соответствующих им опорных единиц, пространственно разделяют полученные суммы, которые совместно составляют парафазный двоичный знак определяющий степень совпадения ассоциативного признака с признаком опроса. БОАВИ содержит 0лок фокусировки луча 2, блок формирования луча 3, первый проекционный цилиндрический блок 4, операционный цилиндрический блок 5, светообъединяющий элемент 6 обеспечивающий объединение канала II обратной связи с основным каналом X и состоящий, например, из поляризационного светоделительного куба или полупрозрачного зеркала, блок оптического инвертирования (БОИ) 7, создающий на выходе свето вой сигнал только при отсутствии сигнала на его входе, при наличии же сигнала на входе сигнал на выход отсутствует, и состоящий, например из первого дополнительного источни ка излучения света с оптической системой, формирующей растр световых точек, и светочувствительной среды, на которой совмещаются растр точек от этого источника и растр световых точек вспомогательной информации, поступакнций со светообъединяющего элемента 6 и блокирующий в исходном состоянии растр дополнительного источника, при отсутствии, например, какой-либо световой точки во вспомогательном растре на выход БОИ проходит сигнал от первого дополнительного источника излучения. Блок оптического согласования 8, обеспечивающий на своем выходе параллельность осей плоско-гомоцентрических (в ортогональных плоскостях) пучковоптической оси устройства, второй проекционный цилиндрический блок 9, светоделительньй элемент 10, например поляризационный светоделительный куб или полупрозрачное зеркало, создающее канал II обратной связи, в котором расположен блок обратной срязи (БОС) 11 и канал III считывания информации, в котором последовательно расположены: кодирующая пластина 12, хранящая коды адресов соответствующих страниц или слов (блоков слов) ОЗУ-1, в качестве кодирующей пластины может использовать:Ся, например фототрафарет, блок оптического считывания 13, фотоприемньш блок 14, В качестве блока обратной связи 11 может использоваться, например, блок, состоящий из второго дополнительного источника излучения света с оптической системой, который формирует дополнительньй растр световьос точек, и светочувствительной среды, блокирующей этот растр в исходном состоянии. Если на эту среду поступает сигнал со светоделительного элемента 10, то среда, например, пропускает соответствующий ему сигнал дополнительного растра, который поступает через .светообъединитель- ный элемент 6 на вход БОИ-7 и разблокирует опорньй сигнал в БОИ-7, соответствующий сигналу инвертированному в этом же БОИ-7. Этот операционньй сигнал и поступает в основной канал I. Блок управления (БУ) 15, обеспечивающий работу БОАВИ в составе оптического запоминающего устройства ОЗУ-1. В режиме ассоциативного парафазного поиска информации БОАВИ работает следующим образом. По команде БУ-15 на выходе ОЗУ-1 появляется световое распределение, соответствующее оптически « произведениям признаков опроса на ассоциативные признаки, например, страниц информации (или слов (блоков слов)) или оптическим суммам разрядов этих произведений, а также оптическим произведениям опорных двоичных единиц (массивов опорных двоичных единиц) или оптическим суммам этих про изведений. Световой сигнал с ОЗУ-1 поступает на вход блока фокусировки луча 2, который создает на своем выходе растр световых точек, каждая из которых соответствует сумме разрядов вспомогательной информации, представленной в одной странице. Под вспомогательной информацией здесь и в дальнейшем будем понимать признаки опроса и ассоциативные признаки с опорными двоичными единицами . Блок формирования луча 3, на которьй поступает сигнал с блока 2, воспроизводит картину светораспределения, существующую в каждой стра нице ОЗУ-1 после оптического перемножения признаков опроса на ассоци ативные признаки и перемножения опорных двоичных единиц (массивов опорных двоичных единиц), Эта картина проецируется на вход операцион ного цилиндрического блока 5, который вьшолняет, например, операцию раздельного оптического построчного суммирования разрядов вспомогательной информации каждой страницы, подаваемой на вход блока, и проецирует полученные изображения страниц в виде столбцов световых точек (отрезков) через светообъединяющий элемент 6 на блок оптического инвер тирования 7. В ортогональной плоскости проекционный ципиндрический блок 4 проецирует, например, по столбцам изображение каждой страницы вспомогательной информации с выхода блока 3 через светообъединяющий элемент 6 на блок оптического инвертирования Таким образом, каждая страница вспомогательной информации оптической системой, состоящей из цилиндрических блоков 4,5, проецируется на блок оптического инвертирования 7 в виде одного столбца. Каждый с столбец со.стоит из парафазных двоичных знаков, образованных суммами разрядов произведения ассоциативных признаков на признаки опроса и опорной двоичной единицей или суммами опорных двоичных единиц. В случае, когда ассоциативный признак в странице представлен одной строкой, например., при ассоциативном поиске микрокадров на носителе или слов (блоков слов) в специальном канале поиска слов (бдоков слов) I, каждый столбец вышеуказанного растра вырождается в пару световых точек (отрезков), представляющую собой один парафазньй двоичный знак. В этом случае каждому местоположению парафазного двоичного знака на входе блока оптического инвертирования соответствует определенный микрокадр, на носителе ОЗУ-1 или слово (блок слов) в странице. Если же при ассоциативном поиске, например, слова (блока слов), оптическое произведение признака опроса на ассоциативные признаки слов (блока слов) получается, например, при проецировании:- изображения управляемого транспаранта (УТ) ОЗУ непосредственно на микрокадр таким образом, что многократно отображенньй на УТ признак опроса проецируется на все ассоциативные признаки слов (блоков слов) этого микрокадра, то в этом случае страница вспомогательной информации с этого микрокадра представляется несколькими строками и проецируется на вход блока оптического инвертирования 7 в виде столбца световых точек (отрезков). При этом каждому местоположению парафазного двоичного знака ё столбце соответствует определенная строка в странице Таким образом, каждый парафазный знак на входе блока оптического инвертирования 7 представляется в виде двух световых сигналов: информационного, представляющего сумму разрядов произведения ассоциативных признаков на признаки опроса, и опорного, представляющего опорную двоичную единицу или сумму опорных двоичньгк единиц.

В случае полного отсутствия информационного сигнала в представлении некоторого парафазного двоичного знака на входе БОИ-7 на его соответствующем выходе появляется световой сигнал. Координаты местоположения выходного информационного сигнал блока оптическогоинвертирования 7 соответствуют, например, искомому адресу микрокадра на носителе в ОЗУСледует отметить, что все опорные сигналы на входе БОИ-7 заблокированы и на его выход не проходят.

Прошедший информационньй пучок поступает на вход блока оптического согласования 8, обеспечивающего на своем выходе параллельность осей, например, плоско-гомоцентрических (в ортогональных плоскостях) пучков оптической оси устройства. В плоскости, в которой пучки гомоцентричны, они проходят через цилиндрический проекционньй блок 9,который формирует.из них параллельные пучки, после чего они подаются на вход .светоделительного элемента 10. Часть светового пучка светоделительным элементом 10 направляется в канал I обратной связи и поступает на вход блока обратной связи. II. Блок обратной связи II по команде БУ-15 через светообъединяющий элемент 6 осуществляет разблокировку опорного пучка на входе БОИ-7 соответствующег присутствующему на его входе инвертированному информационному сигналу. Опорный пучок, пройдя через блоки 8 9, 10, вместе с информационным пучком высвечивает соответствующий кадр кодирующей пластины 12, на котором хранится код адреса искомого

микрокадра ОЗУ-1 вместе с опорными знаками. Этот адрес вместе с опорными знаками блоком оптического считывания 13 проецируется на фотоприемный блок 14 и .по команде БУ-15 считывается им, причем каждый дво.ичньш знак, например, кода адреса микрокадра (страницы) совместно с соответствующей опорной двоичной единицей составляют па.рафазный двоичный знак кода адреса страницы информации. Еслисигнал дв.знака кода страницы больше сигнала опорной единицы, то считывается,например, единица кода страницы, если меньше нуль. Такое кодирование адреса страницы позволяет учесть помехи и флуктуации, существующие в БОАВИ, и значительно повысить помехоустойчивость выборки.

В результате того, что адрес искомой информации определяется не по координатам фоточувствительно- го элементав фотоприемном блоке, а по адресу, высвечиваемому с кодирующей пластины и проецируемому с любого ее кадра на один и тот же фотоприемный блок, количество фоточувствительных элементов в фотоприемном блоке может быть значительно уменьшено.

Применение БОАВИ в ассоциативных оптических и голографических запоминающих устройствах позволит значительно упростить фотоприемные блоки, уменьшив на 10 -10 количество фоточувствительных элементов, и значительно упростить электронные схем выборки.

Блок оптической ассоциативной выборки информации для оптического запоминающего устройства, содержащий последовательно расположенные и оптически связанные блок фокусировки луча и блок формирования луча, выход которого оптически связан через операционньй цилиндрический блок и первый проекционный цилиндрический блок с фотоприемным блоком, блок управления, выходи которого подключены к фотоприемному блокуи оптическому запоминающему устройству, отличающийся тем» что, с целью повышения надежностиблока, в него введены светообъеди- няющий элемент, блок оптического инвертирования, блок оптического согласования, второй проекционный цилиндрический блок, светоделительный элемент, кодирующая пластина, блок оптического .считьшания и блок обратной связи, причем выходы операционного и первого проекционного цилиндрических блоков оптически связаны с первым входом светообъединяющего элемента, выход которого оптически связан через блок оптического инвертирования с блоком оптического согласования, первый выход которого оптически связан с входом'светоделительного элемента, а второй вьшод оптически связан с входом светоделительного элемента через второй проекционный цилиндрический блок, первый выход светоделительного элемента через блок обратной связи связан с вторым входом светообъединительного элемента, второй выход светоделительного элемента через кодирующую пластину и блок оптического считывания оптически связан с фотоприемкым блоком, выход блока управления .подключен к блоку оптического инвертирования и блоку обратной связи. 'SслNоi;o05