NL8820470A - Kennisnemingsstelsel. - Google Patents

Description

Titel: Kennisnemingsstelsel.

De uitvinding heeft betrekking op een kennisnemingsstelsel, meer in het bijzonder bestemd voor het beheren en besturen van een aantal complexe taken onder gebruik van parallelle verwerking. Bovendien is de architectuur van het stelsel van een vorm, waarbij kunstmatige intelligentie op hoog niveau kan worden verwezenlijkt voor het beheren en besturen van de parallelle verwerking van een aantal en gelijktijdige gebeurtenissen.

Er gelden sterk uiteenlopende oordelen ten aanzien van datgene, dat een werkelijke kunstmatige intelligentie vormt.

De huidige nadruk ligt duidelijk op nieuwe programmerings-"soft-ware"-inrichtingen, welke bestemd zijn om aan conventionele rekeninrichtingen enige mate van kunstmatige intelligentie mede te delen.

Het is de plicht van een vakman op het gebied van kunstmatige-intelligentiestelsel-"hardware" te voorzien in meer doeltreffende methoden om rekening te houden met de snelle groei van de programmagebieden en de complexheid daarvan. Aan deze eis wordt voldaan door de zogenaamde parallelle verwerking, die in het ideale geval vergezeld gaat met vergrote schijfbedrijfsnelheden, zoals "kopplaatsingstijden", enz. Opzoek-methoden, relationele informatiebanken, inhoudsadresseervermogen behoren tot de andere methoden, welke zich voordoen bij het streven naar een verbeterde totale rekeninrichtingswerking.

Kunstmatige intelligentiestelsels kunnen in ruime zin worden gesplitst in de twee gebieden van deductieve of inductieve beredeneringen met een overheersende verplichting, dat dergelijke stelsels de middelen tot leren bezitten.

Ofschoon de literatuur gedurende enige tijd reeds besprekingen ten aanzien van cognitieve modellering of hersenmodellen heeft omvat, is het toepassen van de naar voren komende methoden schaars en blijkt deze steeds te worden toegepast op conventionele of orthodoxe serie- en sequentiële met schijven werkende rekeninrichtingen op Von Neumann-basis. Er worden voorbeelden gevonden bij parallelle verwerking, waarbij de vraag voor een meer doeltreffende communicatie wordt verkregen via Booleaanse N Cube Models. Bij deze modellen worden Neuron-netten, welke de hersencelactiviteit van een kind nabootsen, binnen de traditionele "software"-programmering ontplooid. Derhalve wordt aandacht geschonken aan het verbeteren van het geheugengebruik via schijfverdeel- en "virtuele" geheugenstelsels, waarin aan de vraag naar steeds snellere informa-tiebanen en een snellere verwerking wordt voldaan via zeer snel werkende geïntegreerde ketens (VHISIC) en uitgaande van meer doeltreffende media, zoals galliumarsenide en galliumaluminiumarsenide. Bij dergelijke media worden geheugentoegangssnelheden in het gebied van tientallen nanosec verkregen doch rekeninrichtingsstelsels, waarbij gebruik wordt gemaakt van parallelle verwerkingsmethoden onder gebruik van dergelijke media voor het verwerken van informatie, worden nog steeds overtroffen door het menselijk brein, een stelsel met maximale geleidingssnelheden van 300 millisec.

Ondanks deze beperkingen hebben de ontwerpers blijk gegeven van hun tegenzin om af te stappen van traditionele ontwerpconcepten en derhalve zijn paradigmen ontwikkeld, welke restrictieve verwerkingsmethoden omvatten, zoals: - het ontwikkelen van "software", die dient te worden toegepast bij se-rierekeninrichtingen, - het toevoegen van coprocessors aan serie-rekeninrichtingen, - het ontwikkelen van VLSI-ketens, welke grote aantallen processorelemen-ten in neurale netwerken bevatten.

Sommige stelsels zijn in staat om een intelligentiestatus met laag niveau te bereiken via de incorporatie van opgeslagen logische adaptieve microketens, neurale netwerken, meerlaagsconstructies, terugkoppel-mechanismen en geheugens op korte termijn, doch tot nu toe zijn de voorlopers van kunstmatige intelligentie geen ontwikkelde machines, welke zelf kunnen leren. Het blijkt, dat een belangrijke factor, welke tot dit onvermogen bijdraagt, daarin is gelegen, dat de ontwerpers nog steeds ge bruik maken van basisconstructies, die in een Von Neumann-architectuur zijn ingebed en voor het verkrijgen van een hoog niveau van kunstmatige intelligentie in een rekeninrichting is het nodig uit te zien naar andere architecturen, welke voorzien in een meer bevorderlijke omgeving om kennisneming in een machinestructuur te verschaffen.

Derhalve beoogt de uitvinding te voorzien in een kennisnemings-stelsel, dat voorziet in een geschikte omgeving om een aantal complexe taken onder gebruik van parallelle verwerking op een doeltreffende, betrouwbare en betrekkelijk goedkope wijze te besturen.

Volgens één aspect van de uitvinding wordt voorzien in een kennis-nemingsstelsel voor het beheren en besturen van een aantal complexe taken onder gebruik van parallelle verwerking voorzien van : een aantal discrete intelligente processors, die elk in staat zijn om specifieke taken te vervullen; geheugenorganen, welke bestemd zijn voor het ontvangen en aanbieden van informatie voor onderzoek door een dergelijke intelligente processor voor het bepalen van de opslag van deze informatie, waarbij de geheugenorganen zijn voorzien van een reeks geheugenelementen, die op voorgeschreven plaatsen aanwezig zijn voor het opslaan van deze informatie; organen om één intelligente processor met een andere te laten samenwerken door directe communicaties daartussen mogelijk te maken; en koppelorganen voor ingangs- en uitgangsinformatie naar of uit het stelsel, waarbij de intelligente processors zijn voorzien van beheerorganen, welke bestemd zijn om de informatie naar de geheugenorganen, ontvangen uit de koppelorganen naar de geheugenorganen te organiseren en te richten, waarbij rekening wordt gehouden met een kennisnemingsvermogen van het stelsel, en het organiseren en richten van communicaties tussen de processors en de koppelorganen.

De discrete intelligente processors werken met elkaar samen en zijn ook in staat om taken naast de specifieke taken uit te voeren.

Bij voorkeur·wordt de informatie relationeel in de voorgeschreven plaatsen van de geheugenorganen opgeslagen.

Bij voorkeur zijn de geheugenorganen gesplitst in discrete geheu- gendelen, welke zijn gerelateerd aan de taken van de intelligente processors, waardoor informatie, welke relevant is voor één taak of een andere taak, in een geschikt geheugendeel wordt opgeslagen teneinde de relationele rangschikking van informatie, opgeslagen in de geheugenorganen, te vereenvoudigen.

Bij voorkeur is de toegang tot tenminste enige van de intelligente processors beperkt tot voorgeschreven geheugendelen, De bepaalde intelligente processors waarvoor de toegang is beperkt, kunnen op een selectieve wijze worden gekozen.

Bij voorkeur worden de geheugenelementen geadresseerd door inhoud in plaats van door plaats.

Bij voorkeur kan tot de geheugenorganen in hoofdzaak simultaan toegang worden verkregen door tenminste enige van de intelligente processors, inclusief de beheersorganen, waarbij informatie daaruit wordt aangevuld. De bepaalde intelligente processors, welke toegang tot de geheugenorganen moeten hebben, kunnen op een selectieve wijze worden gekozen.

Bij voorkeur omvatten de geheugenorganen een hoofdgeheugen voor het opslaan van blijvende informatie en een actief geheugen voor het opslaan van overgangsinformatie.

Bij voorkeur kan tot het hoofdgeheugen in hoofdzaak simultaan door de beheersorganen en gekozen andere intelligente processors toegang worden verschaft, en kan daaruit en uit het actieve geheugen informatie worden toegevoerd.

Bij voorkeur kan tot het actieve geheugen in hoofdzaak simultaan toegang worden verkregen met toegangen tot het hoofdgeheugen door de beheersorganen, waarbij daaruit informatie wordt toegevoerd.

Bij voorkeur omvat het hoofdgeheugen een matrix van de geheugenelementen, welke onderling zijn verbonden teneinde een onafhankelijke en simultane toegang daartoe door een aantal intelligente processors, die parallel werken, mogelijk te maken.

Bij voorkeur omvatten de beheersorganen administreerorganen voor het controleren en administreren van de basiswerking van het stelsel rekening houdende met een deel van de informatie, welke aan de taken daarvan is gerelateerd en welke in geheugenorganen is opgeslagen, en uitvoerende besturingsorganen om de totale werking van het stelsel, rekening houdende met alle informatie, welke in de geheugenorganen is opgeslagen, te controleren en te administreren.

Bij voorkeur kunnen de administreerorganen de intelligente processors en koppelorganen ten aanzien van toevalligheden controleren en het kennisnemingsvermogen van de operationele toestand van het stelsel te onderhouden, en een communicatie van gekozen informatie tussen de intelligente processors en de koppelorganen te besturen.

Bij voorkeur kunnen de administreerorganen ook met de intelligente processors, de geheugenorganen en de uitvoerende besturingsorganen samenwerken om de toevalligheden op te lossen.

Bij voorkeur kunnen de administreerorganen het uitvoeren van de taken daarvan overeenkomstig de bedrijfsurgentie hiërarchisch rangschikken.

Bij voorkeur kunnen de uitvoerende besturingsorganen op een selectieve wijze met de intelligente processors, de geheugenorganen en de administreerorganen samenwerken om toevalligheden, welke het kennisnemingsvermogen van de uitvoerende besturingsorganen, als verschaft door het vermogen daarvan om zich toegang te verschaffen tot alle informatie binnen de geheugenorganen, op te lossen en toezicht te houden op de werking van het stelsel.

Bij voorkeur omvatten de koppelorganen een kanaalinrichting om bepaalde typen informatie, welke aan het stelsel worden toegevoerd, direct naar de administreerorganen te voeren en andere typen informatie direct naar andere intelligente processors te voeren op een wijze, waarbij de andere typen informatie nog steeds door de administreerorganen kunnen worden onderzocht.

Bij voorkeur omvat het actieve geheugen een geheugen op korte termijn en een iconisch geheugen, waarbij het geheugen op korte termijn is toegewezen aan: (i) het tijdelijk opslaan van overgangsinformatie op korte termijn voor het controleren en gebruiken door de uitvoerende besturingsorganen; (ii) het toevoeren aan het hoofdgeheugen van sommige overgangsinformatie, gekozen door de uitvoerende besturingsorganen, teneinde daardoor de gekozen overgangsinformatie in blijvende informatie om te zetten; en (iii) het laten verdwijnen van andere overgangsinformatie, welke niet ter zake is voor de uitvoerende besturingsorganen, tijdens het verstrijken van een korte periode; en het iconische geheugen bestemd is voor het: (i) tijdelijk opslaan van transitore overgangsinformatie uit de admi-nistreerorganen voor het controleren en selectief gebruiken door de uitvoerende besturingsorganen; (ii) het aan het geheugen met korte termijn toevoeren van sommige overgangsinf ormatie, gekozen door de uitvoerende besturingsorganen, teneinde daardoor de gekozen overgangsinformatie om te zetten in een overgangsinformatie op korte termijn; en (iii) het laten verdwijnen van andere overgangsinformatie, welke niet van belang is voor de uitvoerende besturingsorganen, tijdens het verstrijken van een transitore periode, welke transitore periode veel kleiner is dan de genoemde korte periode.

Bij voorkeur omvat één of meer van de intelligente processors organen voor het uitvoeren van de volgende taken: (i) het verwerken van grafische elementen voor het opwekken en weergeven van grafische elementen; (ii) een identiteitsherkenningsverwerking voor het decoderen van een gecodeerd ingangssignaal voor identiteitsherkenning; (iii) een uitgangsverwerking voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor uitgangsdoeleinden, overgedragen via de koppelorganen; (iv) een ingangsverwerking voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor ingangsdoeleinden, ontvangen via de koppelorganen; (v) een telecommunicatieverwerking voor het besturen van bidirectio-nele communicaties buiten het stelsel met intelligente inrichtingen.

De intelligente processors kunnen in staat zijn om naast de bovenstaande taken (i) tot (v) nog andere taken te vervullen.

De uitvinding zal nader worden toegelicht onder verwijzing naar de bijgaande schematische tekeningen, waarin de componenten van het stel sel zijn gerangschikt volgens een architectuur, die die van het menselijk brein nabootst.

Zoals aangegeven in de tekening omvat het kennisnemingsstelsel 11 in het algemeen een aantal intelligente processors, inclusief de processors A, welke betrokken zijn bij specifieke taken en beheerorganen B, geheugenorganen C, koppelorganen D en (niet weergegeven) samenwerkingsgebieden tussen de intelligente processors A. De koppelorganen D verbinden het stelsel met een reeks uitwendige inrichtingen E.

De intelligente processors A en B omvatten elk een microprocessor en een lokaal resident geheugen voor het onderbrengen van "firmware" en toepassings-"software", die de werking van de processor besturen, en het uitvoeren van de vereiste verwerkingsfuncties daarvan overeenkomstig de "firmware"- en toepassings-"software"-aanwijzingen.

Bij de hier beschouwde uitvoeringsvorm zijn de processors A functioneel opgesteld in organen voor grafische verwerking 13, organen voor identiteitsherkenning 15, uitgangsverwerkingsorganen 17, ingangsverwer-kingsorganen 19, spraaksyntheseverwerkingsorganen 21, spraakherkennings-verwerkingsorganen 23 en beeldherkenningsverwerkingsorganen 25.

De processors A, welke voorzien in organen voor een grafische verwerking 13, dienen in de eerste plaats voor het verwerken, opwekken en weergeven van grafische informatie voor afvoer naar geschikte grafische uitgangsinrichtingen bij E. Dit geschiedt overeenkomstig een reken-inrichtingsprogramma, dat geschikte algoritmen voor de processor bevat en is opgeslagen in de "firmware" 47 van het daaraan toegewezen stelsel. Waar nodig kan de processor 13 zich onmiddellijk toegang verschaffen tot een toegestaan gedeelte van de geheugenorganen C voor opgeslagen informatie, die voor de processor nodig is om zijn taak te vervullen.

De processors A, welke voorzien in organen voor de identiteitsherkenning 15, dienen in de eerste plaats voor het decoderen van een gecodeerd ingangssignaal, zoals een beveiligingskaart, een vingerafdruk, een identiekit ënz. voor identiteitsherkenning. Deze processors bezitten weer een rekeninrichtingsprogramma, dat geschikte algoritmen bevat, welke zijn opgeslagen in "firmware" 47, die daaraan is toegewezen, en heeft onmiddellijk toegang tot een toegestaan gedeelte van de geheugenorganen C wanneer dit nodig is. De uitgangsprocessor 17 dient voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor uitgangsdoeleinden, welke via de koppelorganen D naar een uitwendige inrichting E dient te worden overgedragen. Evenals bij voorafgaande processors bezit deze processor een rekeninrichtingsprogramma, dat algoritmen bevat, welke zijn opgeslagen in "firmware" 47, welke daaraan is toegewezen en heeft instantaan toegang tot toegestane gedeelten van de geheugenorganen C, wanneer dit nodig is.

De ingangsprocessor 19 dient voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor ingangsdoeleinden, ontvangen via de koppelorganen uit een uitwendige inrichting E. Evenals de voorafgaande processors bezit de ingangsprocessor een rekeninrichtingsprogramma, dat algoritmen bevat, die zijn opgeslagen in "firmware1' 47, welke daaraan is toegewezen en heeft instantaan toegang tot toegestane gedeelten van de geheugenorganen C, wanneer dit nodig is.

De functies van de andere processors 21, 23 en 25 spreken voor zichzelf en evenals bij de voorafgaande processors bezitten deze elk een rekeninrichtingsprogramma, waarvan de algoritmen zijn opgeslagen in daaraan toegewezen "firmware" 47, waarbij elk van deze processors instantane toegang heeft tot toegestane gedeelten van de geheugenorganen C wanneer dit nodig is.

Een speciale telecommunicatieprocessor 45 vormt eveneens een intelligente processor en bevindt zich buiten het stelsel als één van de uitwendige inrichtingen E. De basisfunctie van deze processor is het besturen van bidirectionele communicaties tussen het stelsel en een uitwendige inrichting, welke intelligent is. Dienovereenkomstig verwerkt de processor protocollen en communiceert met de andere processors en de geheugenorganen via de beheersorganen.

De geheugenorganen omvatten een reeks geheugenelementen, die in voorgeschreven plaatsen zijn opgesteld om daarin informatie op te slaan.

De voorgeschreven plaatsen van de geheugenorganen zijn gesplitst in discrete geheugendelen, welke in het algemeen zijn gerelateerd aan de taken, die door de intelligente processors A worden vervuld. Derhalve wordt informatie, welke relevant is voor één taak of een andere taak, die door een intelligente processor moet worden vervuld, in het juiste geheugen-deel opgeslagen teneinde de relationele rangschikking van informatie in de geheugenorganen te vereenvoudigen.

De geheugenorganen omvatten een hoofdgeheugen en een actief geheugen. Het hoofdgeheugen omvat een geheugen 27 op lange termijn voor het opslaan van steeds aanwezige informatie en het actieve geheugen omvat een korte-termijngeheugen 29 en een iconisch geheugen 31, welke beide geschikt zijn voor het opslaan van overgangsinformatie gedurende verschillende perioden. Een resident geheugen wordt verschaft door de "firmware” 47.

Het lange-termijngeheugen 27 heeft een constructie, welke meer in het bijzonder daarin is gekenmerkt, dat een parallelle verwerking wordt vereenvoudigd. Bovendien is het geheugen een uitlees/registratie-geheu-gen met grote dichtheid, voorzien van geheugenelementen, die onderling volgens een matrix zijn verbonden. De geheugenelementen zijn op een zodanige wijze met elkaar verbonden, dat een simultane adressering door een aantal verschillende processors A en B mogelijk wordt gemaakt. Informatie wordt in de voorgeschreven plaatsen van de geheugenelementen op een zodanige relationele wijze opgeslagen, dat elke voorgeschreven plaats informatie bevat, die daarin op een relationele wijze is gerangschikt. Derhalve geschiedt de adressering van een geheugenelement door een intelligente processor volgens inhoud in plaats van volgens plaats. Het lange-termijngeheugen 27 maakt het vasthouden van informatie mogelijk teneinde een kennisbank te vormen, welke conditioneel toegankelijk is voor de verschillende processors A en op een selectieve wijze toegankelijk is voor de beheersorganen B.

De geheugenorganen C kunnen zijn verwezenlijkt in geschikte media die in staat zijn als een opzamelelement te werken. Zo kunnen de geheugenelementen b.v. bestaan uit magnetische media, welke door een aftast-kop kunnen worden uitgelezen of geregistreerd, of de elementen kunnen elektrische vaste-toestandsladingsopzamelinrichtingen omvatten, die door elektronische organen kunnen worden geadresseerd. Voorts kunnen de geheugenelementen in nieuwe vormen van geheugentechnologie worden gerealiseerd, zoals lasergeheugens of dergelijke. Het is evenwel duidelijk, dat de geheugenelementen op een zodanige wijze met elkaar dienen te worden verbonden, dat een simultane adressering van twee of meer geheugenelementen door een aantal processors wordt toegestaan. Derhalve worden geheugenstructuren, welke een parallelle geheugentoegang mogelijk maken, ge bruikt in plaats van structuren, welke slechts een seriegeheugentoegang mogelijk maken. In het geval van magnetische en lasergeheugenmedia kan dit worden bereikt door gebruik te maken van een aantal aftastkoppen en in het geval van vaste-toestandsgeheugenmedia kan dit worden bera.kt door een matrixadresseerstructuur, welke driedimensionaal kan zijn voor de doeleinden van de hier beschouwde uitvoeringsvorm de voorkeursstructuur is.

De koppelorganen D omvatten in wezen een informatiekanaalinrich-ting 33, en ingangs/uitgangs-poorten 39 om informatie uitwendig naar en vanuit het stelsel te poorten. Derhalve zijn de poorten 39 verbonden met uitwendige inrichtingen E, zoals uitgangsinrichtingen 41, ingangsinrichtingen 43 en de speciale telecommunicatieprocessor 45. De uitgangsinrichtingen 41 kunnen weergeefinrichtingen, drukinrichtingen, digitale bestu-ringsuitgangsinrichtingen, lokale statusindicatoren en dergelijke zijn.

De ingangsinrichtingen kunnen bestaan uit lokale interactieve ingangs-inrichtingen, analoge ingangsinrichtingen, digitale ingangsinrichtingen en dergelijke, en de telecommunicatieprocessor 45 kan zijn voorzien van ontvang- en zendketens voor verbinding met verschillende communicatieprotocollen, inclusief zowel asynchrone als synchrone protocollen, zoals RS232, 20 mA stroomkoppelinrichting, RS422, BYSYNC, DDCMP, HDLC en dergelijke.

De kanaalinrichting 33 heeft de vorm van een interactieve koppel-inrichting, welke gekozen informatie, die door de koppelorganen D wordt ontvangen, direct aan geschikte intelligente processors A en B toevoert.

De beheerorganen B omvatten twee uitvoerende onderdelen: admini-streerorganen of een administreerinrichting 35 en uitvoerende besturings-organen of een intelligente inrichting 37. De administreerinrichting 35 en de intelligente inrichting 37 zijn speciale intelligente processors, welke het aan de beheerorganen mogelijk maken de gehele werking van het stelsel te beheren door de beheerstaak te verdelen over de ondergeschikte onderdelen daarvan en wel op een hiërarchische wijze.

De administreerinrichting 35 voert een relatief hoger niveau van verwerking uit dan de processors A en heeft in wezen de vorm van een reticulair activeringsstelsel, dat alle ingangs- en uitgangsoptredens op een hiërarchische wijze coördineert. Bovendien controleert de admini- streerinrichting in wezen de basiscommunicatiehandelingen in het stelsel en administreert deze. De intelligente inrichting 37 verschaft de hoogste orde van intelligentie van het stelsel en heeft het vermogen de werking van het stelsel te overzien en daarin de toevalligheden op te lossen rekening houdende met informatie, welke in de gehele geheugenorganen C is opgeslagen. De functies van zowel de administreerinrichting als de intelligente inrichting worden resp. door elk van de bijbehorende resident e "firmware" bepaald en kunnen worden verkregen onder gebruik van conventionele "software"-ontwikkelmethoden.

De samenwerkingsgebieden tussen de intelligente processors omvatten alle geschikte organen waarlangs of waardoor communicaties kunnen worden gevoerd. De organen kunnen b.v. bestaan uit rails waarlangs informatie vanuit één processor naar een andere kan worden overgedragen teneinde een instantane communicatie tussen op deze wijze met elkaar samenwerkende processors mogelijk te maken. Derhalve kan één processor een aantal samenwerkingsgebieden bezitten teneinde het mogelijk te maken, dat een aantal processors hulpbronnen deelt bij het uitvoeren van een taak.

Uit het bovenstaande blijkt, dat de relatieve onderlinge samenwerking tussen de verschillende componenten van het stelsel van hoge orde is en zodanig is gestructureerd, dat een parallelverwerking met optimale snelheid wordt vereenvoudigd. Derhalve zijn de intelligente processors A en B zodanig uitgevoerd, dat elke processor een directe instantane toegang tot elk relevant geheugenelement daarvoor in het lange-termijngeheugen 27 bezit. Zoals grafisch in het schema is aangegeven, wordt deze toegang bestuurd door de "firmware" van de processors, permanent geïntegreerd, zoals symbolisch is weergegeven bij 47. Bovendien kan elke aan een taak gerelateerde processor A samenwerken met de administreerinrichting 35 en de intelligente inrichting via een reticulair communicatienetwerk 49, dat door de gestippelde gebieden in de tekening wordt .voorgesteld. Tot het lange-termijngeheugen 27 kan, zoals eerder is beschreven, toegang worden verkregen door elk van de processors A en de intelligente inrichting 37 via de "firmware" 47. Bovendien kan tot het lange-termijn-geheugen toegang worden verkregen door de intelligente inrichting 37 en de administreerinrichting 35 via het reticulaire communicatienetwerk, dat een directe toegangsroute bezit via het korte-termijngeheugen 29 en het iconische geheugen 31 naar het lange-termijngeheugen via de respectieve banen 50 en 51. Aan gekozen geheugenelementen van het lange-termijngeheugen wordt informatie uit het korte-termijngeheugen 29 toegevoerd, als bepaald door de intelligente inrichting 37, de met de taak gerelateerde processors A en de administreerinrichting 35.

Het korte-termijngeheugen 29 is in staat tot een directe onderlinge samenwerking met de intelligente inrichting 37 alleen en een conditionele onderlinge samenwerking met de administreerinrichting en de processors A. Het korte-termijngeheugen 29 omvat in wezen een uitwisbaar geheugen, dat dient voor het tijdelijk opslaan van overgangsinformatie op korte termijn uit het iconische geheugen 31. Deze informatie wordt slechts in de geheugeneenheid gedurende betrekkelijk korte perioden opgeslagen voor controle en selectief gebruik door de intelligente inrichting wanneer deze laatste dit nodig acht. Derhalve neemt overgangsinformatie, welke in het korte-termijngeheugen 29 is opgeslagen, tenslotte af na een korte periode, waardoor, indien de intelligente inrichting 37 heeft besloten aan het lange-termijngeheugen 27 deze informatie niet toe te voeren, de informatie uit de korte-termijngeheugeneenheid wordt geëlimineerd via de baan, voorgesteld door de pijl 52, bij het verstrijken van de korte periode. Een conditionele toegang tot het korte-termijngeheugen voor de stelseladministreerinrichting 35 en de processors A wordt verkregen via de banen 51, welke via het iconische geheugen met het reticulaire communicatienetwerk 49 zijn verbonden.

Het iconische geheugen 31 is weer in staat tot een directe onderlinge samenwerking met de intelligente inrichting 37 alleen en de conditionele onderlinge samenwerking met de administreerinrichting en de processors A, doch wordt bediend door informatie, welke daaraan door de stelseladministreerinrichting 35 wordt toegevoerd. Het iconische geheugen 31 dient voor het tijdelijk opslaan van overgangsinformatie gedurende een bijzonder korte periode voor keuze door de intelligente inrichting 37 wanneer deze laatste daarop prijs stelt. Derhalve omvat het iconische geheugen een eerst in/eerst uit-statusregister, dat informatie gedurende een transitore periode vasthoudt, welke periode veel kleiner is dan de korte periode van het korte-termijngeheugen 29, voordat deze informatie uitsterft en uit het geheugen wordt afgevoerd via de baan, voor- gesteld door de pijl 53. De intelligente inrichting 37 controleert derhalve het iconische geheugen 31 wanneer de inrichting 37 hierop prijs stelt en bepaalt een informatie-element daarin, dat voor het stelsel relevant is. De intelligente inrichting 37 voert wanneer deze dit nodig acht, aan het korte-termijngeheugen 29 informatie voor verdere overweging toe.

De koppelorganen D werken samen met de administreerinrichting 35 of met de processors A. Een directe onderlinge samenwerking met de administreerinrichting wordt slechts via de poorten 39 verkregen ten aanzien van bepaalde typen informatie, welke via de baan 55 wordt uitgezonden of ontvangen. Een indirecte onderlinge samenwerking met de administreerinrichting 35 vindt via de kanaalinrichting 33 plaats ten aanzien van bepaalde typen informatie, welke uit de poorten 39 via de baan 57 wordt ontvangen, welke informatie bestemd is om te worden toegevoerd aan een processor. Deze indirecte onderlinge samenwerking wordt verkregen door de baan 59, welke tussen de kanaalinrichting en de administreerinrich-ting 35 waarlangs gekozen informatie, gekozen door de administreerinrichting, kan worden ontvangen. Bovendien wordt alle uitgangsinformatie uit het stelsel via de baan 55 naar de ingangs/uitgangs-poorten 39 gezonden en wordt gekozen ingangsinformatie voor het stelsel of via banen 55 of 57 ontvangen, afhankelijk van de vooraf bepaalde aard en het belang van het informatietype.

De kanaalinrichting 33 werkt als een orgaan om ingangsinformatie uit de koppelorganen D aan de administreerinrichting 35 en/of geschikte processors A toe te voeren. De stelseladministreerinrichting 35 voert het grootste gedeelte van de basisadministreertaken van het stelsel uit en werkt met de meeste componenten van het stelsel samen. Derhalve worden de administreertaken daarvan in sterke mate toegewezen, waardoor deze vier hoofdfuncties uitvoert: (i) het controleren van de processors A en de kanaalinrichting 33 op toevalligheden en het onderhouden van het kennisnemingsvermogen van de operationele toestand van het stelsel; (ii) het voeren van communicatie van gekozen informatie tussen de processors A en de koppelorganen D; (iii) het conditioneel samenwerken met de processors A, het iconische geheugen 31, de korte-termijn- en lange-termijngeheugens 27, 29 en de intelligente inrichting 37 teneinde de toevalligheden op te lossen; en tenslotte (iv) het hiërarchisch rangschikken van het uitvoeren van de taken daarvan overeenkomstig de urgentie van de vereiste handeling.

In het geval van een samenwerking met de processors A, de geheugens en intelligente inrichting, geschiedt dit via het reticulaire communicatienetwerk 49. In het geval echter van de kanaalinrichting 33 is een ander type onderlinge samenwerking aanwezig, waarbij informatie, die door de kanaalinrichting wordt gevoerd, wordt gecontroleerd en indien wordt gemeend, dat deze van belang is voor overweging door zichzelf of de intelligente inrichting, wordt deze vanuit de kanaalinrichting via de baan 59 naar de administreerinrichting 35 gekopieerd.

Wanneer de stelseladministreerinrichting 35 een toevalligheid onderkent, kan deze de verwerking van de toevalligheid op een hiërarchische wijze ten opzichte van andere taken, welke daardoor moeten worden vervuld, rangschikken en de toevalligheid, indien nodig, oplossen door toegang tot de betreffende processor (processors), het geheugen en/of de intelligente inrichting 37 via het reticulaire communicatienetwerk 49. Bovendien kan de administreerinrichting 35 bepaalde informatie voeren, welke deze inrichting uit de controle- en administreertaken daarvan verwerft, en wel naar eigen inzicht, voor onderzoek door de intelligente inrichting, door deze informatie direct aan de iconische geheugeneenheid 31 toe te voeren.

De intelligente inrichting 37 is het hoofd van de intelligentie in het stelsel en is tot een selectieve onderlinge samenwerking met alle processors A, alle geheugenorganen C en de administreerinrichting 35 in staat. Dit maakt het aan de intelligente inrichting mogelijk toevalligheden op te lossen, welke een kennisnemingsvermogen van de gehele.werking van het stelsel vereisen, en te voorzien in informatie voor ondergeschikte beheersbeslissingen. Derhalve bevindt de intelligente inrichting 37 zich in een betere positie voor het oplossen van dergelijke toevalligheden dan de administreerinrichting 35.

Het voornaamste voordeel van de uitvinding, als verschaft door de hier beschouwde uitvoeringsvorm, is, dat het stelsel een architectuur be paalt, welke het mogelijk maakt, dat een niveau van complexe deductieve beredeneringen wordt verschaft door kunstmatige organen voor het interpreteren en reageren op een groot aantal en complex stel van gebeurtenissen. Het stelsel bereikt dit door gebruik te maken van een zeer snel werkende groep van geïntegreerde en parallelle processors met snelle parallelle toegang tot een groot stelsel van opgeslagen informatie, logische algoritmen en beheerstaken overeenkomstig een zeer geordende executieve taaktoéwijzing en delegatiestructuur. De grote verwerkingssnelheden worden bereikt door de verwerkingsorganen op te stellen in een structuur, welke het mogelijk maakt, dat een parallelle verwerking wordt uitgevoerd, waarbij aan elke processor een bepaalde taak kan worden toegewezen, die gelijktijdig moet worden uitgevoerd, of parallel met de andere processors.

Teneinde de snelheid verder te vergroten geschiedt in die gevallen, waarin een processor toegang tót het hoofdgeheugen vereist, de adressering van het geheugen door een associatie met de inhoud van de informatie en doordat de informatie-opslag in het hoofdgeheugen is georganiseerd overeenkomstig de inhoud in plaats van door chronologische rangschikking of dergelijke. Op deze wijze kan een processor zich direct naar het geheugenelement richten, dat de gezochte informatie bevat, en wel door samenwerking met de inhoud van de informatie, in plaats van een reeks stappen door een grote hoeveelheid van niet-gerelateerde informatie uit te voeren totdat de gewenste informatie wordt gelokaliseerd.

Een verdere overweging voor de hoge snelheid is gelegen in het feit, dat elke processor in staat moet zijn om de gezochte informatie onmiddellijk te verkrijgen in plaats van in een queue te moeten wachten. Door derhalve gebruik te maken van de hier beschouwde lange-termijngeheu-genstructuur, wordt een gelijktijdige toegang tot geheugenelementen mogelijk gemaakt waardoor een concurrerende toegang met andere processors wordt vermeden.

Om de communicatie tussen de processors, de geheugehorganen en beheersorganen te vereenvoudigen, wordt bij voorkeur gebruik gemaakt van een symbolische taal. Bovendien worden de verschillende functies en taken van het stelsel symbolisch gecodeerd teneinde tijdens de communicatie een referentie daarnaar te vereenvoudigen. Derhalve zijn de geheugen- eisen door gebruik te maken van een symbolische taal met hoog niveau gering doch zijn de uitvoersnelheden groot.

Bij de beschouwde uitvoeringsvorm zijn de verschillende algoritmen van de verwerkingsorganen geschreven als symbolische programma's, welke dienen voor het bedrijven van de processors overeenkomstig de functie of taak, welke deze moeten uitvoeren. Derhalve worden deze programma's in de betreffende "firmware" 47 opgeslagen.

Tenslotte is het om de verwerking van het stelsel met grote snelheid te coördineren, nodig gebruik te maken van een sterk gerangschikt en gestructureerd uitvoerend taaktoewijzingsstelsel, verschaft door de bovenbeschreven beheersorganen.

Het is duidelijk, dat de uitvinding niet beperkt is tot de bovenbeschreven bepaalde uitvoeringsvorm. Meer in het bijzonder zijn de bepaalde functies of taken, welke door de processors worden uitgevoerd, niet noodzakelijkerwijs beperkt tot die, welke hier zijn beschreven, doch kunnen deze ook andere taken omvatten, welke nodig zijn om voor een bepaalde toepassing te worden uitgevoerd. Voorts kunnen verschillende taken worden toegewezen aan dezelfde processors zonder dat het stelsel behoeft te worden gewijzigd, waardoor het mogelijk is, dat een enkele inrichting voor een aantal verschillende taken wordt gebruikt en nog steeds in staat is om een optimale werking te onderhouden.

Claims (18)

1. Kennisnemingsstelsel voor het beheren en besturen van een aantal complexe taken onder gebruik van parallelle verwerking, gekenmerkt door: een aantal discrete intelligente processors, die elk in staat zijn om specifieke taken te vervullen; geheugenorganen, welke bestemd zijn voor het ontvangen en aanbieden van informatie voor onderzoek door een intelligente processor teneinde het opslaan van de informatie te bepalen, waarbij deze geheugenorganen zijn voorzien van een reeks geheugenelementen, die in voorgeschreven plaatsen zijn opgesteld voor het opslaan van de informatie; organen om één intelligente processor met een andere te associëren door directe communicaties daartussen mogelijk te maken; en koppelorganen voor ingangs- en uitgangsinformatie naar of uit het stelsel, waarbij de intelligente processors zijn voorzien van beheersorganen, welke dienen voor het organiseren en richten van die informatie naar de geheugenorganen, welke uit de koppelorganen in de geheugenorganen wordt ontvangen, rekening houdende met een kennisnemingsvermogen van het stelsel, en het organiseren en opbouwen van verbindingen tussen de processors en de koppelorganen.

2. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat de informatie relationeel in de voorgeschreven plaatsen van de geheugenorganen wordt opgeslagen.

3. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 2, met het kenmerk, dat de geheugenorganen zijn gesplitst in discrete geheugendelen, welke zijn gerelateerd aan de taken van de intelligente processors, waardoor informatie, welke relevant is voor één taak of een andere taak, in een geschikt geheugendeel wordt opgeslagen teneinde de relationele rangschikking van informatie, welke in de geheugenorganen wordt opgeslagen, te vereenvoudigen.

4. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 3, met het kenmerk, dat de toegang van tenminste sommige van de intelligente processors tot voorgeschreven geheugendelen is beperkt.

5. Kennisnemingsstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geheugenelementen in plaats van op basis van plaats op basis van inhoud worden geadresseerd.

6. Kennisnemingsstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat tot de geheugenorganen in hoofdzaak simultaan toegang kan worden verkregen door tenminste sommige van de intelligente processors, inclusief de beheersorganen, en daaruit informatie wordt toegevoerd.

7. Kennisnemingsstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de geheugenorganen zijn voorzien van een hoofdgeheugen voor het opslaan van blijvende informatie en een actief geheugen voor het opslaan van overgangsinformatie.

8. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 7, met het kenmerk, dat tot het hoofdgeheugen in hoofdzaak simultaan door de beheersorganen en gekozen andere intelligente processors toegang kan worden verkregen, en dat daar a an informatie daaruit en uit het actieve geheugen kan worden toegevoerd.

9. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 7 of 8, met het kenmerk, dat tot het actieve geheugen in hoofdzaak simultaan met toegangen tot het hoofdgeheugen toegang kan worden verkregen door de beheersorganen, waarbij daaruit de informatie wordt toegevoerd.

10. Kennisnemingsstelsel volgens een der conclusies 7-9, met het kenmerk, dat het hoofdgeheugen een matrix van de geheugenelementen omvat, die onderling zijn verbonden om een onafhankelijke en simultane toegang daartoe door een aantal intelligente processors, welke parallel werken, mogelijk te maken.

11. Kennisnemingsstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de beheersorganen zijn voorzien van administreerorganen voor het controleren en administreren van de basiswerking van het stelsel, rekening houdende met een deel van de informatie, welke is gerelateerd aan de taken daarvan en welke is opgeslagen in de geheugenorganen, en uitvoerende besturingsorganen voor het controleren en administreren van de totale werking van het stelsel en rekening houdende met alle informatie, welke in de geheugenorganen is opgeslagen.

12. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 11, met het kenmerk, dat de administreerorganen de intelligente processors en de koppelorganen op toevalligheden kunnen controleren en het kennisnemingsvermogen van de operationele toestand van het stelsel kunnen onderhouden, en een communicatie van gekozen informatie tussen de intelligente processors en de koppelorganen besturen.

13. Kennisnemingsstelsel volgens conclusie 12, met het kenmerk, dat de administreerorganen tevens in staat zijn om met de intelligente processors, de geheugenorganen en de uitvoerende besturingsorganen voor het oplossen van de toevalligheden samen te werken.

14. Kennisnemingsstelsel volgens een der conclusies 11 - 13, met het kenmerk, dat de administreerorganen in staat zijn om het uitvoeren van de taken daarvan hiërarchisch overeenkomstig de urgentie van de werking te rangschikken.

15. Kennisnemingsstelsel volgens een der conclusies 11 - 14, met het kenmerk, dat de uitvoerende besturingsorganen op een selectieve wijze met de intelligente processors, de geheugenorganen en de administreerorganen kunnen samenwerken voor het oplossen van toevalligheden, waarbij het kennisnemingsvermogen van de uitvoerende besturingsorganen, als verschaft door het vermogen daarvan om zich toegang te verschaffen tot alle informatie binnen de geheugenorganen, is vereist, en de werking van het stelsel kunnen overzien.

16. Kennisnemingsstelsel volgens een der conclusies 11 - 15, met het kenmerk, dat de koppelorganen zijn voorzien van een kanaalinrichting om bepaalde typen informatie, welke aan het stelsel worden toegevoerd, direct aan de administreerorganen toe te voeren en andere typen informatie direct toe te voeren aan andere intelligente processors en wel op een wijze, waarbij de andere typen informatie nog steeds door de administreerorganen kunnen worden onderzocht.

17. Kennisnemingsstelsel volgens een der conclusies 11 - 16,. in afhankelijkheid van een van de conclusies 7-10, met het kenmerk, dat het actieve geheugen een korte-termijngeheugen en een iconisch geheugen omvat, waarbij het korte-termijngeheugen dient voor: (i) het tijdelijk opslaan van overgangsinformatie met korte termijn voor het controleren en gebruiken door de uitvoerende besturingsorganen; (ii) het toevoeren aan het hoofdgeheugen van enige overgangsinformatie welke door de uitvoerende besturingsorganen wordt gekozen teneinde daardoor d e gekozen overgangsinformatie in blijvende informatie om te zetten; en (iii) het elimineren van andere overgangsinformatie, welke niet van belang is voor de uitvoerende besturingsorganen, tijdens het verstrijken van de korte periode; en het iconische geheugen dient voor.* (i) het tijdelijk opslaan van transitore overgangsinformatie uit de administreerorganen voor controle en selectief gebruik door de uitvoerende besturingsorganen; (ii) het aan het korte-termijngeheugen toevoeren van een deel van de overgangsinformatie, gekozen door de uitvoerende besturingsorganen, teneinde daardoor de gekozen overgangsinformatie om te zetten in overgangsinformatie met korte termijn; en (iii) het elimineren van andere overgangsinformatie, welke niet van belang is voor de uitvoerende besturingsorganen, tijdens het verstrijken van een transitore periode, welke transitore periode veel kleiner is dan de genoemde korte periode.

18. Kennisnemingsstelsel volgens een der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat de intelligente processors zijn voorzien van organen voor het uitvoeren van een of meer van de volgende takenï (i) een verwerking van grafische elementen voor het opwekken en weergeven van grafische elementen; (ii) een identiteitsherkenningsverwerking voor het decoderen van een gecodeerd ingangssignaal voor identiteitsherkenning; (iii) een uitgangsverwerking voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor uitgangsdoeleinden, overgedragen via de koppelorganen; (iv) een ingangsverwerking voor het uitvoeren van een intelligente verwerking van informatie voor ingangsdoeleinden, ontvangen via de koppelorganen; (v) een telecommunicatieverwerking voor het besturen van bidirectio-nele communicaties buiten het stelsel met intelligente inrichtingen.