Лингвистический терминал Советский патент 1982 года по МПК G06F3/02 

(5) ЛИНГВИСТИЧЕСКИЙ ТЕРМИНАЛ

Изобретение относится к автоматике и вычислительной технике и предназначено для двухстороннего обмена данными с основными средствами обработки .информации. Известен портативный взаимодействующий терминал, содержащий алфавитно-цифровой индикатор для визуального представления передаваемой и принимаемой информации, информационную память, предназначенную для запоминания по крайней мере части передаваемой и принимаемой информации и связанную Q указанным индикатором, клавиатуру вво да информации управляемую одной рукой 1 3. Однако данный теркмнал не может эффективно обеспечить ввод-вывод лингвистических переменных, описываемых расплывчатыми множествами. . Наиболее близким по технический сущности к предлагаемому является уст ройство для ввода-вывода информации, содержащее блок приема данных, блок набора, сдвиговый регистр, блок памя ти, блок отображения данных, блоки сопряжения с приемником информации, блок синхронизации, коммутатор, два буферных регистра, три триггера, элементы И и ИЛИ, причем входы коммутатора соединены соответственно с выходами блоков приема и набора данных и с выходом сдвигового регистра, выход коммутатора соединен с входом первого буферного регистра, выход которого соединен через схемы И с триггером и входом второго буферного регистра, выход которого соединен с входами блоков сопряжения, с приемниками информации и со сдвиговым регистром, который также соединен с блоками отображения информации и памяти Недостаток известного устройства ввода-вывода - ограниченные функциональные возможности, в частности ,на нем невозможно вводить лингвистические переменные, состоящие из расплывчатых высказываний, а также произво3 , 96 дить предварительную обработку текущей лингвистической информации. Цель изобретения - расширение области примененная устройства путем использования составных лингвистических переменных. Поставленная цель достигается тем, что в устройство, содержащее блок приема данных, блок набора информации, первый блок памяти, блок индикации и блок синхронизации, выход которого соединен с первыми входами блока индикации, первого блока памяти, блока приема данных и входом блока набора информации, выход которого соединен с вторыми входами блока индикации, первого блока памяти, блока приема данных и первым входом блока синхронизации, выход блока приема данных соединен с третьими входами первого блока памяти и блока индикации, четвертый вход которого соединен с выходом первого блока памяти, второй вход блока синхронизации является первым входом устройства, третий вход блока приема данных является вторым входом устройства, введены второй блок памяти и логический блок, первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации и первым входом второго блока памяти, выход которого соединен с вторым входом логического блока и четвертым входом первого блока памяти пятый вход которого соединен с выходом логического блока, третий вход которого соединен с вторым входом второ го блока памяти и с вторым входом пер вого блока памяти, выход которого соединен с .четвертым входом логического блока. . Логический блок содержит первый, второй, третий и четвертый регистры, первый, второй и третий коммутаторы, блок сравнения, первый и второй дешифраторы, блок памяти, первый и второй блоки элементов И и блок элементов ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока памяти, первый вход которого соединен с выходом первого дешифратора, вход которого соединен с первым входом первого регистра, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первыми входами блока сравнения, второго регистра и вторым входом блока элементов ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго коммутатора и вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым 94 входом первого блока элементов И, второй вход которого .соединен с первым входом .второго коммутатора, вторым входом второго регистра, вторым входом первого коммутатора, первым входом третьего коммутатора, первым входом третьего регистра, вторым входом первого регистра, вторым входом блока памяти и выходом второго блока элементов И, первый вход которого соединен с выходом второго дешифратора и первым входом четвертого регистра, выход которого соединен с вторым входом второго блока элементов И, выход третьего регистра -соединен с вторым входом третьего коммутатора, выход которого соединен с третьими входами блока сравнения, первого и Btoporo регистров и четвертым входом, блока элементов ИЛИ, выход первого блока элементов И соединен с третьим входом третьего коммутатора и вторым входом второго коммутатора, выход второго регистра соединен с третьим входом второго коммутатора, выход блока элементов ИЛИ является выходом логического блока, второй вход четвертого регистра является первым входом логического блока, вход первого дешифратора является вторым входом логического блока, вход второго дешифратора является третьим входом логического блокад второй вход третьего регистра является четвертым входом логического блока. На фиг. 1 показана структурная схема лингвистического терминала; на фиг. 2 - то же, второго блока памяти; на фиг. 3 - то же, логического-блока. Устройство содержит блок 1 индикации, блок 2 набора информации, первый И второй блоки 3 и памяти, логический блок 5, блок. 6 выдачи и блок 7 приема данных, блок 8 синхронизации, шины 9 связи, 10 индикации, блок 11 управления индикации, знакоформирователь 12, клавиатуру 13, блок Н кодирования, блок 15 сопряжения, блок 16 управления памятью, накопитель ПЗУ 17, накопитель 18, блок 19 управления, дешифратор 20, счетчик 21, дешифратор 22, коммутатор 23, накопитель 2, элемент ИЛИ 25, триггер 26, элементы И 27, элемент ИЛИ 28, элемент И 29, буферный регистр 30, коммутатор 31 , блок 32 сравнения, блок элементов И 33, буферный регистр 3, коммутатор 35 регистр 36, коммутатор 37, дешифратор 38, блок 39 памяти, блок элементов ИЛИ 0. управляющий ре5 .9 гистр 4l, дешифратор 2, блок элементов И tS. Блок индикации предназначен для отображения передаваемой, принимаемой и служебной информации, блок обеспечи веет отображение в алфавитно-цифровом и в словесном виде необходимой информации. Панель 10 индикации обеспечива ет отображение необходимой алфавитноцифровой и словесной информации. Знакоформирователь формирует, на панели индикации необходимые знаки и сочетания алфавитно-цифровых символов или слов по кодам, которые поступают на узлы управления. Блок 11 управления предназначен для приема входной информации, а также для ее согласования во времени и пб уровням с другими блоками терминала. Блок 2 набора информации предназна чен для набора названий лингвистических терминов, алфавитно-цифровой и слу жебной информации для управления и вво да в терминал. Блок состоит (фиг 1) из клавиатуры набора входной и управляющей информации 13 блока 14 кодирования и блока 15 сопряжения. Блок 1А кодирования состоит из шифраторов и осуществляет Кодирование всей входной информации в соответствующие коды. Блок 15 сопряжения представляет собой регистр, который принимает код с шифраторов блокакодирования и выдаёт его в другие блоки терминала. Блок 4 памяти предназначен для хра нения первичных значений лингвистичес ких терминов. В блоке хранятся первичные лингвистические термины в различных базо вых множествах, которые необходимы для управления данным процессом или объектом. Кроме того, эти первичные термины используются для получения составных лингвистических терминов, необходимость которых определяет про цесс или объект управления для адекватного управления ими. Блок 4 работает следующим образом Из блока набора информации 2 на дешифратор 20 поступает код данного базового множества, который осуществляет выбор элемента памяти в накопи теле, а на счетчик 21 поступает код первичного лингвистического термина, который является первым адресом данНОИ части элемента памяти или адресо данного лингвистического термина при данном базовом множестве. Сигнал

код операции растяжения или концентрирования. После дешифрации кода через схемы И «З осуществляется выбор l96 с выхода дешифратора 20 устанавливает триггер 2б в.единичное состояние, который с помощью схемы И 29 разрешает поступление тактовой частоты на счетчик 21, который формирует последующие адреса памятидля выбора первичных лингвистических терминов. Код -счетчика 21 дешифрируется дешифратором 22 .и через коммутатор 23 поступает в накопитель . Выходы элементов памяти объединены через схемы ИЛИ 25. При достижении последнего адреса каждой части памяти для всех элементов по сигналу из коммутатора 23 через схемы И 27, ИЛИ 28 осуществляется сброс триггера 29 и счетчика 21. Считанное значение первичного лингвистического термина через схемы ИЛИ 25 поступает на выход устройства. Объем памяти каждого, элемента определяется конкретными значениями базового множества и для различных процессов или объектов управления в общем случае разный. Использование блока памяти с первичными значениями лингвистических терминов позволяет значительно упростить процесс формирования первичных лингвистических терминов за счет отсутствия сложных арифметико-логических блоков и микропрограмм для выполнения операций в них. Блок 3 памяти предназначен для промежуточного хранения входных и выходных значений лингвистических терминов. Логический блок 5 предназначен для выполнения основных операций над значениями первичных лингвистических терминов для получения лингвистических составных терминов, которыми опериру ет оператор в процессе управления. К этим операциям относятся следующие: инверсия, конъюнкция, дизъюнкция, импликация эквивалентность, концентрирование и растяжение. Блок 39 памзяти используется для выполнения операций концентрирования и растяжения и состоит из двух секций. Блок 39 памяти предназначен для хранения соответственно значения ,где /л- степень принадлежности, которая принимает значение в интервале (0,1) и записана с дискретностью 0,01. Рассмотрим работу блока. Предположим, что на дешифратор 2 поступил того или иного элемента памяти. Значение /х поступает на дешифратор 38 и после дешифрации осуществляется выбор 9 п значения/X, ,которое поступает на выход блока, т. е, значение/х- используется как адрес величины . Использование такого принципа выполнения этих двух операций позволяет повысить надежность и быстродействие выполнения этих операций за счет отсутствия сложной микропрограммы и опе рационной части. Количество ячеек паиспользуемыхмяти, используемых для хранения значения/с- или/г равно 100 байтам. При выполнении остальных операций основные управляющие сигналы формируют совместно регистр 41 и дешифратор 2 с помощью блока элементов И 3. Эти сигналы поступают ко всем элементам блока. Поэтому процесс функционирования рассмотрим по порядку прохождения информации. Операция Инверсия. Это наиболее простая операция. При ее выполнении содержимое регистров 30 или 3 через соответствующие коммутаторы и блок элементов ИЛИ 0 выдается на выход в инверсном коде. Операции Конъюнкция, Дизъюнкция и Импликация выполняются в общем случае одинаково. В начале содержимое регистров 30 и З в прямом или инверсном кодах через коммутаторы 31j. 35 поступают на блок 32 сравнения. После сравнения по сигналам, сформированным в блоке элементов И 33,- которые поступают на коммутаторы 31 и 35, осуществляется выдача-выход содержимого регистра 30 или З в прямом или в инверсном коде, в зависимости от выполненной операции. Операция Эквивалентность наиболее сложная и выполняется она в три этапа. На первом этапе содержимое регистров 30 и 3 через коммутаторы 31 и 35 в прямом и инверсном кодах соответственно поступают на блок сравнения. В результате сравнения наибольшее значение через коммутатор 31 или 35 поступает на регистр Зб. На втором этапе на блок сравнения поступает содержимоерегистров 30 и 3 через коммутаторы 31 и 35 в инверс ном и прямом кодах соответственно. В результате сравнения наибольшее значение запоминает регистр 3, т. е. если содержимое в инверсном коде регист ра 30 больше, чем содержимое регистра 3 3.8 3, то содержимое регистра 30 в инверсном коде записывается на регистр На завершающем третьем этапе на блок сравнения поступает, содержимое регистров 3 и 35 через коммутаторы 35 и 37 соответственно. В результате сравнения по выходным сигналам из блока сравнения и с помощью блока 33 формируется сигнал, который обеспечивает выдачу на выход наименьшего из содержимых регистров 3 и Зб. На этом выполнение операции завершается. Блоки выдачи 6 и приема 7 данных с внешними устройствами предна;значены для обмена информацией с основными средствами обработки данных. Прием данных или выдача из терминала осуществляется по асинхронному принципу. Блоки 6 и 7 предназначены для согласования принимаемой и выдаваемой информации терминала по уровням, во времени и со стандартными устройствами обмена данных. Блок 8 синхронизации предназначен для формирования многофазных тактовых сигналов, необходимых для работы всех узлов и блоков терминала. Основу блока составляет многофазный генератор, синхронизированный с основными системами обработки данных. Лингвистический терминал с предварительной обработкой информации предназначен для ввода-вывода значений лингвистических переменных и другой информации в системы обработки данных, а также преобразования базового расплывчатого множества в первичные лингвистические термины и выполнения логических операций над первичными лингвистическими терминами, образованными из простых расплывчатых высказываний для получения составных лингвистических терминов, необходимых для данного процесса управления. Расплывчатым высказыванием называется предложение, относительно которого можно судить о степени его истинности или ложности в настоящее время. Степень истинности каждого расплывчатого высказывания принимает значения в интервале (0,1). Примерами расплывчатых выс:казывании являются четыре небольшое число, на перекрестке много машин, эта книга очень интересная. Степень истинности первого расплывчатого высказывания положим равной 0,9, второго - 0,6, а третьего 99640,2, Если а и Ъ некоторые расплывчатые высказывания, то составные расплывчатые высказывания образуются из простых с помощью логических операций Отрицание . М) Конъюнкция а L min (а, tT) (2) Дизъюнкция а V b max (а , Б) (З) Импликация а b min (l-a,b)(4) Растяжение DIL(a) а (5) Концентрирования сопСа) а (6) Эквивалентность а Ь min (шах (1-а, Ь), max(l-ba) (7) Рассмотрим понятия расплывчатых вы сказывательных переменных, расплывчатых логических формул и лингвистических переменных. Расплывчатой высказывательной переменной называется расплывчатое высказывание,, степень истин ности которого может принимать произвольное значение из (0,1). Расплывчатой логической формулой (х, x.j х) () называется: любая расплыв чатая переменная или константа из (0,0; если А .(хх,, х, ,.., „) и А(х, к, ..., Xfl) расплывчатые формулы, то применение к ним конечного числа раз логических операций (7, 8 V, , , DIL, CON) приводит к получению расплывчатой логической формулы; других расплывчатых логических формул не существует. Множество А (,), называется расплывчатым множеством в базовом множестве X, если для каждого хеХопределена степень истинности расплывчатого высказывания хеА, обозначаемая Дд(х). / / Степень равенства/х(А, В) двух расплывчатых множеств определяется выражением/х(А, В) х(Хд(х)/х.(х;) , (8) - операция конъюнкции, определяемая по (2), которая берется по все хеХ,- операция эквивалентности, оп ределяемая по(7), которая берется для соответствующих пар расплывчатых мно,жеств А и в. лингвистическими переменными называется предложения, образованные на естественном или формальном языке из элементов (символов) расплывчатого множества. Первичными лингвистическими терми.нами являются предложения, которые яв ляются основными и на их основе фор.мируются различные основные термины, необходимые в процессе управления. Предположим, что множество X есть количество больших интегральных схем (БИС), закладываемых на изготовление за один технологический процесс. Пусть. множество X состоит из 10 БИС, т, е. Х {1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9,JO. Огтределенным образом выбирая расплывчатое подмножество А множества X можно образовывать понятия, которые являются первичными значениями (терминами) лингвистической переменной число БИС, Например расплывчатое мно}1 ество ,0,8/2,0,7/3,0,6/4, 0,3/5,0,1/6, . можно рассматривать как значение мало БИС, значения достаточно или передне отображает расплывчатое подмножествоА.,2/3,0,,0,9/5,1/6, ,8/7,0,, а значение много имеет вид ,3/6,0,6/7,0,7/8,0,9/9, ,. Используя операцию (1), найдем значение не мало лингвистической переменной число БИС. Получим 7 -, ,2/2 ,0 ,3/3,0 , k/k, 0,7/5,0,9/6,1/7,1/8,1/9, . В результате применения операции концентрирования (6 ) к множеству А уменьшаются степени принадлежности элементов этому множеству, причем длк элементов с высокой степенью принадлежности это уменьшение относительно „ало, а для элементов с малой степенью р. относительно .велико Например, применяя (6) к значению А, получим значение очень мало. имеем 5 CON (Д) , 0 ,64/2 , 0 ,9/3,0 ,Зб/| ,0,09/5,0 , . Операция растяжения является операцией противоположной концентрированию. Например, используя эту операцию к расплывчатому множеству очень мало, можно получить значение мало лин1- вистического термина число БИС. DIL(A5)A-, 1/1 , 0,8/2,.0,7/3, 0,6А,0,3/5,0,. т. е, DIL(CON())A. Кроме того, применяя другие логические операции такие, как дизъюнкция, конъюнкция, импликация и др. над первичными значениями лингвистических терминов, можно порождать множество различных составных лингвистических терминов, необходимых для управления процессом. Рассмотрим работу терминала. В тер минале предусмотрены три основных режима работы: Набор, Ввод, Вывод Выбор соответствующего режима работы осуществляется с помощью кнопок на узле набора информации. Взаимодействие терминала с внешними источниками и приемниками информации осуществляется по асинхронному принципу с использованием управляющих сигналов Вызов и Принято. В режиме Набор осуществляется предварительная обработка информации, т, е. получение первичных лингвистических терминов, формирование составных лингвистических терминов и ввод, по мере необходимости, новых значений первичного лингвистического термина, а также четкой информации в блок памяти терминала. . Рассмотрим процесс считывания первичных лингвистических терминов из блока k памяти. Для выполнения этого дейстбия необходимо на клавиатуре набрать необходимое название первичного лингвистического терминала, например, мало БИС. Этот термин набирается с помощью двух клавиш мало и БИС. После набора, в блоке Н кодирования осуществляется кодирование в соответствующие коды, которые через блок 15 ПО ступают в блок 1 индикации и на блок 16 управления. Блок 11 управления пересылает эти коды с необходимым временным интервалом в знакоформирователь 12. Знакофор мирователь формирует соответствующие слова, которые индицируются на узле 10 индикации. В ПЗУ код слова БИС через дешифратор 20 и коммутатор 23 коммутирует необходимый элемент 2 памяти, а код слова мало, который является началь ным адресом первичного лингвистическо го термина в выбранном элементе посту пает на счетчик 21. После счетчика ко поступает на дешифратор 22, Дешифратор дешифрирует первый адрес элемента .первичного лингвистического термина, .который через коммутатор 23 поступает в первую часть данного элемента памяти. Последующие адреса элементов первичного лингвистического термина формирует счетчик 21. Из блока считанное значение первичного лингвистичес-, кого термина поступает в один из следующих блоков: логический 5, памяти 3, выдачи 6 в зависимости от того, куда нам необходимо переслать информацию. Операции, выполняемые в логическом блоке, можно разбить на две группы. 1. Операции, выполняемые над одним лингвистическим термином {инверсии. концентрирования и растяжения). 2. Операции, выполняемые над двумя лингвистическими терминами (дизъюнкция, конъюнкция, импликация и эквивалентность) . , При выполнении операций первой группы значение лингвистического термина поступает в логический блок из блоков 3 или Ц. При выполнении операций второй группы зкачен1/1я лингвистических переменных синхронно поступают из блоков 3 и 4. Операции в логическом блоке выполняются последовательно над каждой степенью принадлежности, входящий в состав лингвистического термина. В результате выполнения логических операций над первичными лингвистичес-, кими терминами получаем составные лингвистические термины, необходимые в процессе управления, которые записываются в блоке 3 Выбор той или иной операции и значения лингвистической переменной осуществляется с помощью соответствующих клавиш блока 13 набора информации. При формировании составных лингвистических терминов предусмотрен контроль степени принадлежности каждого элемента лингвистического термина и по мере необходимости возможна корректировка. Контроль осуществляется визуально с помощью Ьлока индикации. Режим Ввод. В этом режиме осуществляется вывод информации из терминала в систему обработки данных. После нажатия клавиши Вызов и названия значения лингвистической переменной на наборном поле терминал готов к выдаче значения лингвистической переменной. Выдача осуществляется из соответствующей части блока k или блока 3 памяти. Выбор элемента и части элемента осуществляется кодом назва-, ния лингвистического переменного. Для вывода информации необходимо указать начальный адрес блока памяти где находится информация, и объем ин формации. Управляет выдачей блок 6 выдачи, причем по мере необходимости можно осуществлять контроль передаваемой ин формации. Режим Вывод. В этом режиме осуществляется вывод результатов обработ ки из центральной системы обработки информации или данных с рабочих мест в терминал. Принимаемая информация че рез блок 7 приема поступает в блок па мяти для записи. Блок 7 приема обеспечивает прием информации по сигналу Готово из центральной системы обработки- данных или с рабочих мест, передачу и запись ее в свободную секцию блока памяти. Выбор свободной секции памяти осуществляется с блока набора информации. Использование лингвистического тер минала позволит приблизить язык описания процессов управления к человеческому языку, что намного повышает удобство, качество и надежность управ ления. Формула изобретения 1. Лингвистический терминал, содер жащий 6jnoK приема данных, блок набора информации, первый блок памяти, блок индикации и блок синхронизации, выход которого соединен с первыми входами блока индикации, первого блока памяти, блока -приема данных и входом блог ка набора информации, выход которого соединен с вторыми входами блока индикации, первого блока памяти, блока приема данных и первым входом блока синхронизации, выход блока приема дан ных соединен с третьими входами первого блока памяти и блока индикации, четвертый вход которого соединен с выходом первого блока памяти, второй вход блока синхронизации является пер вым входом устройства, третий вход блока приема данных является вторым входом устройства, отличающийся тем, что, с целью расширения области применения устройства путем Использования составных лингвистических переменных, в него введены второй блок памяти и логический блок, первый вход которого соединен с выходом блока синхронизации и первым входом второго блока памяти, выход которого соединен с вторым входом логического блока и четвертым входом первого блока памяти, пятый вход которого соединен с выхбдом логического блока, третий вход которого соединен с вторым входом второго блока памяти и с вторым входом первого блока памяти, выход которого соединен с четвертым входом логического блока, п. 1, о т л и ч а2. Устройство по что логический блок ю щ е е с я тем, второй, третий и четсодержит первый, первый, второй и тревертый регистры, тий коммутаторы, блок сравнения, первый и второй дешифраторы, блок памяти, первый и второй .блоки элементов И и блок элементов ИЛИ, первый вход которого соединен с выходом блока памяти, первый вход которого соединен с выходом первого дешифратора, вход которого соединен с первым входом первого регистра, выход которого соединен с первым входом первого коммутатора, выход которого соединен с первыми входами блока сравнения, второго регистра и вторым входом блока элементов ИЛИ, третий вход которого соединен с выходом второго коммутатора и вторым входом блока сравнения, выход которого соединен с первым входом первого блока элементов И, второй вход которого соединен с первым входом второго коммутатора, вторым входом второго регистра, вторым входом первого коммутатора, первым входом третьего коммутатора, первым входом третьего регистра, вторым входом первого регистра, вторым входом блока памяти и выходом второго блока элементов И, первый вход котррого соединен с выходом второго дешифратора и первым входом четвертого регистра, выход которого соединен с вторым входом второго блока элементов И, выход третьего регистра соединен с вторым входом третьего коммутатора, выход которого соединен с третьими входами блока сравнения, первого и второго регистров и четвертым входом блока элементов ИЛИ, выход первого блока элементов И соединен с третьим входом третьего коммутатора и вторым входом второго коммутатора, выход второго регистра соединен с третьим входом второго коммутатора, выход блока элементов ИЛИ является выходом логического блока, второй вход четвертого регистра явля159б бется первым входом логического блока вход первого дешифратора является вторым входом логического блока, вход второго дешифратора является третьим входом логического блока, второй вход ,$ третьего регистра является четвертым .входом логического блока.

аг. f 9 Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1.Патент США № М005380, кл. G 06 F 3/02, опублик. 1978. 2.Авторское свидетельство СССР № 519702, кл. G 06 F 3/02, 1972 (прототип) ,