DE2816604C2

DE2816604C2 - Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes

Info

Publication number: DE2816604C2
Application number: DE2816604A
Authority: DE
Inventors: Verlen Nikolaevi&ccaron; Ing. Ermakov; Viktor Ivanovi&ccaron; Ing. Moskau Frolov; Valerij Nikoleavi&ccaron; Ing. Matvejtschikov
Original assignee: Moskovsky Energetichesky Institut
Current assignee: Moskovsky Energetichesky Institut
Priority date: 1978-04-17
Filing date: 1978-04-17
Publication date: 1984-04-12
Also published as: DE2816604A1

Description

2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Adressenkode-Transformationseinheit (11) m + n— 1 Modulo-2-Additionsschaltungen (21), anderen Eingang (22) je eine von m + /?—3 ODER-Schaltungen (23) angeschlossen ist, wobei die Anzahl der Eingänge der ODER-Schaltungen zwi schen wenigstens zwei Eingängen (24J und maximal m Eingänge (25) liegt, und m ■ n, in η Gruppen (28) von Koinzidenzschaltungen (27) zu je m den ODER-Schaltungen (23) vorgeschaltete Koinzidenzschaltungen (27) vereinigte Koinzidenzschaltungen (27) enthält, wobei jede ODER-Schaltung (23), beginnend mit der zweiten und endend bei der vorletzten, an eine der Koinzidenzschaltungen (27) der benachbarten Gruppen (28) der Koinzidenzschaltungen (27) und die erste und die letzte Koinzidenzschaltung (27) in den m ■ η Koinzidenzschaltungen (27) an die Eingänge (29) der zwei von den m + n— 1 verbleibenden Modulo-2-Additionsschaltungen (21) angeschlossen sind und die einen Eingänge (30) der gleichnamigen Koinzidenzschaltungen (27) einer jeden der η Gruppen (28) der Koinzidenzschaltungen (27) miteinander verbunden und mit einem der m Ausgänge (9) des Kodierers (5) gekoppelt sind, während die anderen Eingänge (31) sämtlicher Koinzidenzschaltungen (27) jeder Gruppe (28) miteinander und mit einem der π Ausgänge der Vorgabeeinheit (3) verbunden sind.

Die Erfindung bezieht sich auf eine Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes, die eine Reihenschaltung aus einer Eingabetastatur und einem Kodierer enthält

Eine solche Einrichtung ist aus der SU-PS 3 57 558 bekannt Die bekannte Einrichtung enthält mehrere parallel an die Ausgänge des Kodierers angeschlossene Pufferregister, die wiederum parallel an die Eingänge eines Leseschalters angeschlossen sind. Dem Leseschalter ist eine ODER-Schaltung nachgeschaltet deren Eingänge an den Ausgang des Leseschalters bzw. an einen Ausgang des Kodierers, und deren Ausgang an den Eingang eines Ausgangsregisters angeschlossen sind.

Da bei der bekannten Einrichtung die Anzahl der Pufferregister begrenzt ist, läßt sie sich nur zur Kodeerzeugung für die Information in Formelsprachen mit einer bekannten Auswahl von Deskriptoren verwenden. Außerdem ist die bekannte Einrichtung durch die Ver wendung von Pufferregistern verhältnismäßig kompli ziert und teuer, wobei d'e Notwendigkeit der vorherigen Einschreibung der Deskriptoren in die Pufferregister die Schnelligkeit der Einrichtung beträchtlich beeinträchtigt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes zu schaffen, die mit möglichst geringem Schaltungsaufwand und möglichst hoher Geschwindigkeit eine automatische Kodierung und Informationssuche durch eindeutige Umwandlung eines beliebigen Wörterblocks einer natürlichen Sprache in eine gewählte Adressenzahl mit Kodes gleicher Länge ermöglicht.

Diese Aufgabe wird ausgehend von der gattungsgemäßen Einrichtung durch die im Patentanspruch 1 beschriebene Erfindung gelöst.

Bei der erfindungsgeinäßen Einrichtung wird die Information nur unter Benutzung ihrer statistischen Gesetzmäßigkeiten umgewandelt, was es gestattet, den Informationskode für eine beliebige natürliche Sprache oder Formelsprache mit einer bekannten statistischen Verteilung der Informationselemente (z. B. Buchstaben, Wörter usw.) zu erzeugen. Darüber hinaus verwandelt die erfindungsgemäße Einrichtung die eingegebene Information in Adressenkodes gleicher, vorher gewählter, Länge, wodurch die Ausnutzung äußerer Objekte, mit denen die Einrichtung gekoppelt ist, erhöht wird.

Aus der DE-OS 22 30 742 war bereits die Bildung eines numerischen Abstrakts aus einem Text aus Worten einer natürlichen Sprache und das Wiederauffinden abgespeicherter Informationen anhand eines solchen numerischen Abstrakts, der als Kociewort, Schlüsselwort oder Informationsadresse aufgefaßt werden kann, bekannt. Dabei wird ein Algorithmus verwendet, der sich wie bei der erfindungsgemäßen Einrichtung als Hashing-Operation auffassen läßt. Aus jedem Wort werden zwei Buchstaben, nämlich der erste und der dritte, ausgewählt, und es wird geprüft, in welche von drei Gruppen die einzelnen Buchstaben fallen. Diese Gruppen entsprechen je einer Unterteilung der Menge der möglichen Buchstaben, wobei die Wahrscheinlichkeit des Auftretens der Zeichen innerhalb der Sprache eine Rolle spielt. Es ist der DE-OS 22 30 742 jedoch nicht entnehmbar, ob in die erste Gruppe nur Buchstaben großer Häufigkeit eingeordnet sind, oder ob, wie in der erfindungsgemäßen Einrichtung, in jeder Gruppe Buchstaben großer, mittlerer und kleiner Häufigkeit zusammengefaßt sind, so daß die Summe der Häufigkeiten oder Wahrscheinlichkeiten, über die Elemente der Gruppe genommen, für jede Gruppe annähernd dieselbe ist. jedenfalls werden, im Gegensatz zur erfindungsgemäßen Einrichtung, die in jede Gruppe fallenden Zeichen akkumuliert. Diese Akkumulation ergibt für die erste Gruppe beispielsweise den Wt-il 1. für die zweite

Gruppe den Wert 3 und für die dritte Gruppe den Wert 4. Erst diese akkumulierten Worte werden kodiert

Aus IBM Technical Disclosure Bulletin, Band 19, Nr. !2, Mai 1977, Seiten 4822, 4823 und Encyclopedia of Computer Science, 1976, Seiten 6ύ4 bis 606,747,1393 bis 1400 ist die Verwendung einer Exklusiv-ODER-Operation zwecks Hash-Kodierung entnehmbar. Im Falle der zuletzt genannten Druckschrift werden die ursprünglichen Worte in Teilworte zerlegt, die, gegebenenfalls nach Fähung — jedes zweite Teilwort wird in der Reihenfolge der Elemente invertiert — mittels der Exklusiv-ODER-Operation miteinander verknüpft werden. Erfindungsgemäß werden jedoch nicht benachbarte Elemente des eingangsseitigen Wortes ausgewählt Auch wird bei der erfindungsgemäßen Einrichtung nicht wie bei der aus der SU-PS 3 57 558 bekannten Einrichtung, auf einen einzigen Tastendruck eine Mehrzahl von Informationselementen, z. B. Buchstaben entsprechende Kodewörter, erzeugt Vielmehr ist bei der erfindungsgemäßen Einrichtung in gewissem Sinne eine Umkehrung dieses Vorganges gegeben, weil aus einer Folge bzw. einer Menge von Informationselementen, mittels einer Operation, die als zweistufige Hash-Operation aufgefaßt werden kann, ein verkürzter Kode erzeugt wird.

Eine bevorzugte Weiterbildung der erfindungsgrmäßen Einrichtung ist Gegenstand des Patentanspruchs 2.

Die Erfindung wird anhand der in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele erläutert. Es zeigt

F i g. 1 das Blockschaltbild einer Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes,

F i g. 2 das detaillierte Schaltbild der Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes,

Fig.3 das Schaltbild einer Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes mit vier Gruppen zu je drei Koinzidenzschaltungen,

F i g. 4 das Schaltbild einer Eingabetastatur, und
F i g. 5 dar Schaltbild des Kodierers zur Vereinigung der Elemente zu gleichwahrscheinlichen Gruppen.

Es sei die Benutzung der Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes zur Erzeugung der Adressenkodes von Wörtern der russischen Sprache betrachtet.

Die in Fig. 1 gezeigte Einrichtung zur Erzeugung von Informations-Adressenkodes enthält eine Informations-Eingabetastatur 1, an deren Eingang 2 eine Einheit 3 zur Vorgabe der Reihenfolge der Informationselemente und der Länge der Adressenkodes angeschlossen ist. Die Ausgänge 4 der Eingabetastatur 1 sind an einen Kodierer 5 und die Ausgänge 6 der Eingabetastatur 1 an eine Informationsanzeigeeinheit 7 angeschlossen. Der Eingang 8 der Vorgabeeinheit 3 ist an den Kodierer 5 angeschlossen. An die m Ausgänge 9 des Kodierers 5 und an die η Ausgänge 10 der Vorgabeeinheit 3 ist eine Einheit 11 zur Transformation der Adressenkodis angeschlossen. An den Ausgang 12 der Transformationseinheit 11 ist eine Anzeigeeinheit 13 für den Adressenkode geschaltet. Die Eingänge 14,15,16,17 der Einheiten 7,3, 13 bzw. 11 sind in einem Verbir.dungspunkt 18 zusammengeschaltet und bilden einen Eingang 19 der Einrichtung. Die Gruppe aus m + n— 1 Ausgängen 20 der Transformationseinheit 11 stellt Ausgänge der Einrichtung dar.

Die Transformationseinheit 11 (Fig. 2) enthält m + n—1 Modulo-2-Additionsschaltungen 21 in Form von Flip-Flops (im folgenden ein Flip-Flop 21). An den Zähleingang 22 eines jeden der m + n—3 Flip-Flops 21 ist eine von m + n—3 ODER-Schaltungen 23 angeschlossen. Die Anzahl der m + n—3 Eingänge der ODER-Schaltung 23 ändert sich entsprechend einer natürlichen Zahlenreihe von der minimalen Anzahl der Eingänge 25 gleich zwei bis zur maximalen Anzahl der Eingänge 25 gleich m. Die Eingänge 26 der Flip-Flops 21 „ind miteinander verbunden und bilden einen Eingang 17 der Transformationseinheit 11. Die Einheit 11 enthält m ■ π den ODER-Schaltungen 23 vorgeschaltete Koinzidenzschaltungen 27, die hintereinander abgefragt werden. Die Koinzidenzschaltungen 27 sind in η Gruppen 28 der Koinzidenzschaltungen 27 zu je m Koinzidenzschaltungen 27 vereinigt Jede der ODER-Schaltungen 23 ist an eine der Koinzidenzschaltungen 27 der benachbarten Gruppen 28 mit Ausnahme der zwei äußeren an die Eingänge 29 der zwei von den m+n— 1 restlichen Flip-Flops 21 gekoppelten Koinzidenzschaltungen 27 angeschlossen. Die Eingänge 30 der gleichnamigen Koinzidenzschaltungen 27 sind miteinander verbunden. Die Eingänge 31 sämtlicher Koinzidenzschaltungen 27 jeder Grupp e 28 sind miteinander verbunden. Fig.3 zeigt eine Ausführungsvariante der Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes mit vier Gruppen 28 der Koinzidenzschaltungen 27 zu je drei Koinzidenzschaltungen 27, d. h. für η gleich vier und m gleich drei.

Die Eingabetastatur 1 ( F i g. 4) enthält Tasten 32 Die einen Klemmen der Tasten 32 sind an eine Schiene 33 angeschlossen. An die Schiene 33 ist ein Schalter 34 angeschlossen, dessen Steuereingang 35 als Eingang 2 der Tastatur 1 funktioniert. Die anderen Klemmen der Tasten 32 stellen gleichzeitig die Ausgänge 6 und 4 der Tastatur 1 dar.

Der Kodierer 5 ( F i g. 5) zur Vereinigung der Informationselemente zu gleichwahrscheinlichen Gruppen enthält ODER-Schaltungen 36, deren Eingänge 37 mit den Ausgängen 4 (Fig. 1) der Tastatur 1 verbunden sind, und ODER-Schaltungen 38 ( F i g. 5), deren Eingänge 39 mit den entsprechenden Ausgängen der ODER-Schaltungen 36 verbunden sind. Die Ausgänge der ODER-Schaltungen 38, an die die Eingänge 40 einer ODER-Schaltung 41 angeschlossen sind, stellen die Ausgänge 9 des Kodierers 5 dar. Die ODER-Schaltung 41 weist einen Ausgang 42 auf.

Die Einrichtung zur Erzeugung von Informations-Adressenkodes arbeitet wie folgt.
Die Information beispielsweise in Form von Wörtern der russischen Sprache wird buchstabenweise mit Hilfe der Eingabetastatur 1 (Fig. 1) eingegeben. Von den Ausgängen 4 der Tastatur 1 gelangt diese Information auf den Kodierer 5. Zugleich gelangt diese Information von den Ausgängen 6 auf die Informationsanzeigeeinheit 7 zur Sichtanzeige.

Im Kodierer 5 erfolgen nacheinander die Vereinigung der Information zu gleichwahrscheinlichen Gruppen und dann die Kodierung dieser Gruppen. Darüber hinaus erzeugt der Kodierer 5 ein Signal beim Drücken einer beliebigen der Tasten 32 ( F i g. 4) der Tastatur 1 (Fig. 1), das auf den Eingang 8 der Vorgabeeinheit 3 gelangt. Als Einheit 3 kann ein Zähler mit einem dezimal verschlüsselten Ausgangssignal benutzt werden. Bei Eintreffen von Signalen des Kodierers 5 am Eingang 8 der Vorgabeeinheit 3 werden ihre η Ausgänge 10 aufeinanderfolgend, beginnend mit dem ersten angeregt.

Diese Signale gelangen auf die Transformationseinheit 11. Von dem m Ausgängen 9 des Kodierers 5 kommen auf die Transformationseinheit 11 Kodes von Gruppen aus je m Binärstellen der einzugebenden Informationselemente. Diese Gruppenkodes sowie die Signale von der Vorgabeeinheit 3 werden durch die Transformationseinheit 11 in einen Wortadressenkode

umgesetzt. Nach der Eingabe der η Informationselemente gelangt von der Vorgabeeinheit 3 über den Eingang 2 der Tastatur 1 auf den Eingang 35 ( F i g. 4) des Schalters 34 ein Signal. Der Schalter 34 wird angesteuert, die Schiene 33 wird stromlos, und die Tasten 32 stellen die Signalgabe über die Ausgänge 4 und 6 der Tastatur 1 ein. Hierbei wird die Einspeisung der Signale über die neuen lnformationselemente auf den Kodierer 5 eingestellt, und dementsprechend wird die Erzeugung des Informations-Adressenkodes beendet. Dieser Kode gelangt über die m + n— 1 Ausgänge 20 auf (in der Zeichnung nicht angedeutete) Außenobjekte und über den Ausgang 12 auf die Einheit 13 zur Sichtanzeige der Informationsadresse. Nachdem der Informationsadressenkode erzeugt und auf die Außenobjekte übertragen worden ist, wird über den Eingang 19 der Einrichtung auf die Eingänge 14,15,16,17 der jeweiligen Einheiten 7,3,13,11 ein Löschsignal gegeben, wonach der Adressenkode des nächsten Wortes erzeugt werden kann.

Die Transformationseinheit 11 gleicher Länge für ein beliebiges Wort einer natürlichen Sprache oder Formelsprache, wobei die Gesamtzahl der Adressen gleich 2/n+n-i j_s^ _unci b_ej einer großen, die Adressenzahl um eine bis zwei Größenordnungen übersteigenden Auswahl von Wörtern wird jede Adresse durch die Einrichtung einer ungefähr gleichen Wörtermenge zugeordnet.

Dies wird folgenderweise erreicht.

Die Transformationseinheit 11 erzeugt die Adressen aus den Kodes der Gruppen der lnformationselemente, während diese Elemente durch Verbindung der Eingänge 37 ( F i g. 5) der ODER-Schaltungen 36 des Kodierers 5 mit den entsprechenden Ausgängen 4 der Tastatur 1 ( F i g. 4) gebildet werden.

Für die russische Sprache ist die folgende eine der möglichen Vereinigungen von Buchstaben zu Gruppen:

(o, 3, c, η); (β, π, m, ν, κι); {r, τ, η, φ, χ); (m, μ, μ, η, -b); (e, e, κ, ρ); (λ, ο, u, η, ί>);

(a, K, H₁LU, 3).

Die statistischen Gesetzmäßigkeiten der Buchstaben sind für alle modernen entwickelten natürlichen Sprachen bekannt. Die Vereinigung der Buchstaben zu Gruppen muß für jede Sprache unterschiedlich sein, für jede Sprache wird also der Kodierer 5 ( F i g. 1) mit den entsprechenden Ausgängen 4 der Tastatur 1 verbunden sein. Bei gleichzeitiger Anwendung der Einrichtung für mehrere Sprachen mit unterschiedlicher Buchstabenverteilung muß beim Kodierer 5 eine Schaltmöglichkeit für die Ausgänge 37 ( F i g. 5) der ODER-Schaltungen 36 des Kodierers 5 vorgesehen sein.

Im Kodierer 5 erfolgt mit Hilfe von ODER-Schaltungen 38 eine Kodierung der Signale von den Ausgängen der ODER-Schaltungen 36 in m Binärstellen durch Verbindung der Ausgänge 39 der ODER-Schaltungen 38 mit den Ausgängen der entsprechenden ODER-Schaltung 36. Durch Verbindung der Eingänge 40 der ODER-Schaltung 41 mit den Ausgängen sämtlicher ODER-Schaltungen 38 wird beim Eintreffen eines Signals an einem beliebigen der Eingänge 39 der ODER-Schaltungen 38 am Ausgang 42 ein Signal gebildet, das am Eingang 8 (F i g. 1) der Vorgabeeinheit 3 eintrifft, so daß sie arbeiten kann.

Bei der Erzeugung gieichlanger Adressen durch die Transformationseinheit 11 sind der Kode der Gruppe aus m Binärstellen des eingegebenen Informationselementes und die Reihenfolge der Eingabe eines jeden der η lnformationselemente zu berücksichtigen. Dies geht wie folgt vor sich. In der Transformationseinheit 11 gelangen die Signale an die Eingänge 31 (Fig. 2) der Koinzidenzschaltungen 27 einer der η Gruppen 28 der Koinzidenzschaltungen 27. Zugleich treffen die Signale von den Ausgängen 9 ( F i g. 1) des Kodierers 5 auf die Eingänge 30 ( F i g. 2) sämtlicher m ■ η Koinzidenzschaltungen 27.

Von den Ausgängen der Koinzidenzschaltungen 27 kommen die Signale zu den Zähleingängen 29 der Flip-Flops 21 unmittelbar und zu den Zähleingängen 22 der Flip-Flops 21 über die ODER-Schaltung 23. Bei Eintreffen eines Signals an den Zähleingängen 29 oder 22 der Flip-Flops 21 kippen die letzteren, was für die Zeit der Eingabe eines Wortes von 0- bis /η-mal, abhängig von den vom Kodierer 5 kommenden Kodewerten, geschehen kann. Gleichzeitig können m Flip-Flops 21 von der Gesamtzahl m + n—] ausgelöst werden. Bei einer geraden Zahl der vom Kodierer 5 zu den Zähleingängen 22 oder 29 der Flip-Flops 21 durchgekommenen Signale werden die Signale an den Ausgängen 20 dem mit Hilfe eines an den Flip-Flops 21 über den Eingang 26 ankommenden Löschsignals ursprünglich eingestellten entsprechen. Bei einer ungeraden Zahl der Signale vom Kodierer 5 an den Zähleingängen 22 oder 29 der Flip-Flops 21 werden die Signale an den Ausgängen 20 entgegengesetzte Werte haben. Jedes Flip-Flop 21 realisiert also eine logische Funktion der Modulo-2-Addition, und diese Funktion sorgt bei einem gleichwahrscheinlichen Auftreten der vom Kodierer 5 eingetroffenen Nullen und Einsen in den Gruppenkodes für ein gleichwahrscheinliches Auftreten von Nullen und Einsen an den Ausgängen 20 der Flip-Flops 21.

Die Anzahl der Koinzidenzschaltungen 27, ODER-Schaltungen 23, Modulo-2-Additionsschaltungen, als welche die Flip-Flops 21 benutzt werden, wird ausgehend von der Adressenzahl gleich 2"'*"-' bestimmt und sind untereinander sowie mit der Gesamtzahl der Eingänge 24, 25 der ODER-Schaltungen 23 durch eine folgende Beziehung verbunden:

— Anzahl der Flip-Flops 21 = m + n-\

— Anzahl der ODER-Schaltungen 23 = m + n-3

— Gesamtzahl der Eingänge der ODER-Schaltungen 23 = m ■ /7-2

— Anzahl der Koinzidenzschaltungen 27 = m ■ n.

Die Anwendung der Transformationseinheit 11 für den Informations-Adressenkode gestattet es, eine praktisch uneingeschränkte Vielzahl von Wörtern einer natürlichen Sprache automatisch zu kodieren, was es zum Beispiel erlaubt, automatische Wörterbücher mit einem schnellen Zugriff zum vorgegebenen Wort zu schaffen und verschiedenartige Auskunftssysteme mit einem Zugriff zur Information nach statistischen Merkmalen aufzubauen.

Außerdem gestattet es die Umwandlung der Information in die Adressenkodes gleicher Länge, die Speicherausnutzung von Peripheriegeräten um einige Prozent zu erhöhen, was eine beträchtliche Einsparung beim Betrieb großer Informationssuchsysteme ergeben kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einrichtung zur Erzeugung von Adressenkodes, die eine Reihenschaltung aus einer Eingabetastatur (1) und einem Kodierer (5) enthält, dadurch gekennzeichnet,

— daß der Kodierer (5) die Informationselemente zunächst in gleichwahrscheinliche Gruppen von Informationselementen vereinigt und dann kodiert, sowie

— durch eine Einheit (3) zur Vorgabe der Reihenfolge der Kodes der Informationselemente und der Adressenkodes, und

— durcb eine Einheit (11) zur Transformation der Adressenkodes,

— deren η Eingänge mit η Ausgängen (10) der Vorgabeeinheit (3),

— deren m Eingänge mit m Ausgängen (9) des Kodierers verbunden sind,

— deren m + n-\ Ausgänge (20) Ausgänge der Adressenkode-Erzeugungseinrichtung darstellen, und

— deren weiterer Eingang (17) mit dem der Vorgabeeinheit (3) gekoppelt ist,

— der einen Eingang (19) der Adressenkode-Erzeugungseinrichtung darstellt, der zur Rückstellung der Vorgabeeinheit (3) und der Adressenkode-Transformationseinheit dient.