SU1437920A1 - Ассоциативное запоминающее устройство - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам хранени  информации, и предназначено дл  электронных цифровых вычислительных систем. Цель изобреi-C2Z тени  - расширение области применени  устройства за счет введени  дополнительных критериев поиска в метрике Хэмминга. Ассоциативное запоминак цее устройство содержит блок 1 пам ти размерностью n«m (где п - количество разр дов признака опроса, am- количество признаков информации), п - разр дньй регистр 2 опроса, выполнен- ньй в виде регистра сдвига, блок 3 управлени , группу элементов ИЛИ, 4, группу счетчиков 5, первый элемент ИЛИ 6, буферньй регистр 7, выполнен- ньй на D-триггерах, регистр 8 результата поиска, выполненный на Т-триггерах , генератор 9 тактовых импульсов, элемент 10 задержки, счетчик 11, пер- вый 12, второй 13 и третий 14 элементы И, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы И-НЕ, второй элемент ИЛИ 18, коммутатор 19. 2 ил.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам хранени , информйции, и предназначено дл  электронных; цифровых вычислительных систем..

Цель изобрете ш  - расширение области применени  устройства за счет введени  дополнительных критериев поиска в метрике Хэмминга.

На фиг. 1 изображена функциональна  схема предложенного ассоциативного устройства на фиг. 2 функциональна  схема блока управлени ,

Ассоциативное запоминающее уст- ройство содержит (фиг, 1) блок 1 пам ти размерностью (где п - количество разр дов признака информации , am- Количество признаков ин- . формации)S п разр дньй регистр 2 опроса, вьшолнеиньш в виде регистра сдвигаJ блок 3 управлени  группу элементов ИЛИ 4, группу счетчиков 5, первьй элемент ИЛИ 6, буферньй регист 7, выполненный на В-триггерах, регист 8 результата поиска, вьшолненньй на Т-триггерах, генератор 9 тактовых импульсов , элемент 10 задержки, счетчик 115 первьш 12, второй 13 и третий 14 элементы И, первый 15, второй 16 и третий 17 элементы , второй элемент ИЛИ 18 и коммутатор 19.

s 0

0

Блок 3 управлени  имеет выходы 20-30 и входы 31-33. Устройство имеет вход 34.

Блок 3 управлени  содержит (фиг.2) коммутатор 35, регистр 36 адреса микрокоманды , дешифратор 37, генератор 38 тактовых импульсов, микропрограммную матрицу 39, регистр 40 микрокоманд ,

Запоминаюгрге  чейки блока 1 пам ти могут иметь различную конструкцию (сдвиговые регистрь} дорожки вращающихс  магнитных дисков и т.п). Однако они должны обеспечивать последовательное поразр дное обращение, а именно: при поступлении очередного управл ющего импульса на управл ющий вход блока 1 с выхода каждой запоминающей  чейки считываетс  очередной разр д содержимого данной  чейки.

Устройство работает следующим об- разомо

Перед началом работы устройства счетчики 5з 11 и регистры 7, 8 обнулены . В блоке 1 хран тс  признаки информации, а в регистре 2 - признаки опроса. При этом на выходах блока 3 управлени  поддерживаютс  следующие сигналы:

выхода 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30

Сигнал

0001 1 100000

При поступлении на вход 32 блока 3 управл ющего импульса в регистр 36 адреса микрокоманд по входу 33 запишетс  код команды Подготовка к поиску . В результате блоком 3 управ- лени  на выходах 20-22 выдаютс  единичные сигналы, обеспечивающие считывание из блока 1 старшего или младшего разр да всех призн.аков информации с синхронной выборкой из регистра 2 опроса соответствук цего разр да признака опроса. Если из регистра 2 считан единичньй сигнал, то сигналы на выходах коммутатора 19 аналогичны сигналам, считанным с пр мых выходов блока 1 (единицами на выходах коммутатора 19 отмечаютс  совпавшие разр ды соответствующих признаков информации и признака опроса) ,,.

иначе считываютс  сигналы с инертных gj выходах 26 и 27 блока 3 формируютй 

выходов блока 1, Далее единичные сигналы , проход  через элементы ИЛИ 4, записываютс  в соответствукщие счетчики 5.

единичные сигналы. Если среди признаков информации нет признака, равно го признаку опроса, то единичным сиг налом с выхода первого элемента И 12

После окончани  серии из п аналогичных микрокоманд в счетчиках 5 хран тс  СУМ1-1Ы количества совпадений разр дов всех признаков информации и признака опроса, а на выходе 22 блока 3 устанавливаетс  нулевой сигнал блокировки коммутатора 19 (на его выходах формируетс  нулевой код), который поддерживаетс  до окончани  любого вида поискаi При этом на вход 32 блока 3 поступает управл нлций импульс , разрещающий запись в регистр 36 кода заданного вида поиска (адрес первой микрокоманды поиска).

Рассмотрим тепер ь поиск по различным критери м.

1. Поиск ближайшего по Хэммингу. В первой микрокоманде поиска на

единичные сигналы. Если среди признаков информации нет признака, равного признаку опроса, то единичным сигналом с выхода первого элемента И 12

запускаютс  на счет счетчики 5 и сччик 11, иначе данньй признак отмечаетс  единицей в регистре 8 результата . При переполнении какого-либо из счетчиков 5 единичный сигнал с выхо да первого элемента ИЛИ 6 устанавливает на выходах третьего элемента И-НЕ 16 и первого элемента И 12 сигнал нулевого уровн , т.е. останавли вает все счетчики. Кроме того, этот же сигнал, инвертиру сь первым элементом И-НЕ 15, на втором входе этого элемента поддерживает единичньй сигнал, т.е. сигнал переполнени  счетчика 11 нулевого уровн , но счечик 11 не переполнен, разрешает запись в регистры 7, 8 кода, поступа- гацего с выходов переполнени  счетчиков 5. Таким образом, в регистре 8 единицей отмечаетс  признак, ближайший по Хэммингу к признаку опроса, а в счетчике 11 фиксируетс  его рассто ние Хэмминга к признаку опроса.

2. Поиск всех больших границы Хэ минга.

В первой микрокоманде поиска.на выходе 30 блока 3 формируетс  сигнал разрешени  записи в счетчик, куда по входам 34 поступает значение R (граничное рассто ние Хэмминга). В следующей микрокоманде на выходах 28 и 26 блока 3 установитс  единичный сигнал, а на выходе 27 - сигнал нулевого уровн , т.е. блокируетс  запись в регистр 36, запускаютс  все счетчики на счет. При переполнении какого-либо из счетчиков 5 единичный сигнал с соответствующего выхода переполнени  записываетс  в регистр 7 (в нем хранитс  только последний единичный сигнал переполнени ), после чего он перезаписьшаетс  в регистр 8 причем те триггеры, на информационны входы которых поступает единичный сигнал, мен ют свое состо ние на противоположное, при поступлении нулевого сигнала их состо ние не измен  етс ..

После переполнени  счетчика 11 работа всех счетчиков прекращаетс  (это обеспечиваетс  подачей на вход первого элемента И 12 нулевого сигнала ), а в регистре 8 единицами фиксируетс  результат поиска.

Данный вид поиска  вл етс  базовым дл  всех последующих видов поиска .

15

0

Q

25

g

0

5

0

0

5

3.Поиск всех меньших границы Хэмминга .

После выполнени  базового поиска в очередной микрокоманде на выходе 23 блока 3 управлени  формируетс  сигнал установки в единицу всех разр дов регистра 7, а на выходе 24 - сигнал разрешени  записи в регистр 8. Таким образом , содержимое регистра 8 проин- вертируетс , т.е. единицами в нем отмечаютс  все признаки, меньшие границы Хэмминга.

4.Поиск ближайшего большего границы Хэмминга.

После вьтолнени  базового поиска в очередной микрокоманде на выходе 25 блока 3 управлени  формируетс  сигнал обнулени  регистра 8, а на выходе 24 - сигнал разрешени  записи в регистр 8. Таким образом, в нем фиксируетс  результат данного вида поиска .

5.Поиск равного границе Хэмминга. После выполнени  базового поиска

на выходе 25 блока 3 формируетс  сигнал разрешени  обнулени  регистра 8, а на выходе 29 - сигнал разрешени  счета счетчика 11. Таким образом, на выходе переполнени  счетчика 11 устанавливаетс  единичный сигнал и происходит запись в регистры 7, 8 результата поиска (если существует признак информации, рассто ние Хэмминга которого равно границе Хэмминга).

6.Поиск ближайшего меньшего границы Хэмминга.

После вьтолнени  базового поиска на выходе 29 блока 3 формируетс  единичный сигнал разрешени  счета счетчиком 11 (его обнуление). На выходах 26 и 27 блока 3 устанавливаетс  соответственно сигнал единичного и нулевого уровней (при этом запускаютс  ; на счет все счетчики), а на выходе 25 - сигнал обнулени  регистра 8, Затем на выходах 26 и 27 блока 3 устанавливаетс  единичный сигнал, т.е. разрешаетс  остановка всех счетчиков при по влении первого сигнала переполнени  счетчиков 5. После по влени  этого сигнала в регистре 8 зафиксируетс  результат поиска, а в счетчике 11 - его рассто ние ЗСэмминга по.отношению к границе R.

7.Поиск в интервале границ Хэмминга .

При осуществлении данного вида поиска базовый поиск вьшолн етс  два

раза: в первом случае на счетчик 11 записьтаетс  R,, а после окончани  первого базового поиска сигналом с выхода 25 блока 3 осуществл етс  обнуление регистра 8 В счетчик 11 записьшаетс  (R, - R, ) и происходит

второй базовый поиск, ,после чего на выходе 29 блока 3 формируетс  единичный сигнал, т,е, счетчик 11 устанав- ливаетс  в исходное состо ние, а в регистре 8 фиксируетс  результат поиска .

8. Поиск вне интервала границ Хэм- минга .

После выполнени  предыдущего вида поиска осуществл ютс  операции, аналогичные поиску всех меньших границ Хэмминга, То в проинвертируетс  содержимое регистра 8.

В рассмотренных случа х все разр ды признака опроса имели равные веса однако дл  многих практических применений необходимо проведение описанных видов поиска дл  признака опроса разр ды которого имеют различные весовые коэффициентыс Тогда размерность счетчиков 5 и 11 увеличиваетс .

Работа устройства в данном режиме начинаетс  подачей запускающего им- аульса на вход 32 блока 3, при этом S регистр 36 по входам 33 запишетс  код команды Подготовка к поиску.

В первой микрокоманде этой команды сигналом с выхода 30 блока 3 разрешаетс  запись веса разр да в счетчик 11, а также формируетс  единичный сигнал на выходе 28 этого блока, т.е. запрещаетс  запись в регистр 36 Помимо этого единичными сигналами с выходов 20-22 блока 3 разрешаетс  выборка старшего или младшего разр д из регистра 2 и- блока 1 и разблокируетс  коммутатор 19„ Сигналом с выхода 29 блока 3 запускаетс  на счет счетчик 11 и хран пгнйс  в нем код перезаписываетс  в счетчики 5, на входы которых поступает еданичный сигнал. После переполнени  счетчика 11 блокируетс  коммутатор 19 и разрешаетс  запись в регистр 36, После окончани  п аналогичных тактов работы устройства выполн етс  один из описанных видов поиска.

Если веса разр дов признака опроса равны степени двойки (2 , 2 , ,,, ), а в регистре 2 записан единич- ньй код, то после выполнени  описан- Q

5

379206

Claims (1)

1. ной команды Подготовка.к поиску данное устройство может выполн ть следующие виды поиска: поиск максимального числа; поиск всех больших заданного числа; поиск ближайшего большего к заданному числу; поиск всех меньших заданного числа; поиск ближайшего меньшего заданного числа; простой ассоциативный поиск; поиск чисел, вход щих в заданный интервал; поиск чисел, не вход щих в заданный интерваЛо Формула изобретени 

   0

   5

   Ассоциативное запоминающее устройство , содержащее блок пам ти,, регистр опроса, информационные входы которого  вл ютс  признаковьпчи входами устройства, группу элементов .ШШ, первый элемент ИЛИ, буферньй регистр, блок управлени  и группу счетчиков, выходы переполнени  которых подключены к информационным входам буферного регистра и к входам первого элемента ИЛИ, причем входы счетчиков группы подключены к выходам элементов ИЛИ группы, вход Запуск и вход Тип поиска блока управлени   вл ютс  соот0 ветственно входом обращени  и входом задани  типа поиска устройства, о т- личающеес  тем, что, с целью расширени  области применени  устройства за счет введени  дополниf . тельных критериев поиска в метрике Хэмминга, в него введены коммутатор, генератор тактовых импульсов, счетчик , второй элемент ИЛИ, первый, второй и третий элементы И, элемент за0 держки, первый, второй и третий элементы И-НЕ и регистр результата поис-- ка, информационные входы которого соединены с выходами буферного регистра , вход синхронизации регистра

   5 результата поиска соединен с выходом элемента задержки, вход которого соединен с выходом третьего элемента И, первый вход которого подключен к входу синхронизации буферного регистра

   g и к выходу первого элемента И-НЕ, первый вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ и с первым входом второго элемента И-НЕ, выход которого соединен с первым

   g входом первого элемента И, второй вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов и к первому входу второго элемента И, выход которого соединен с входом разрешени  блокировки коммутатора, информационные входы первой и второй групп которого подключены к пр мым и инверсным выходам блока пам ти, управл ющий вход коммутатора соединен с выходом регистра опроса, выходы коммутатора подключены к первым входам элементов ШШ группы, вторые входы подключены к выходу первого эле-ю третьего элемента И, с входом установ- мента И и к первому входу второго эле- ки в О регистра результата поиска, мента И.ПИ, выход которого соединен с входом разрешени  счета счетчика, выход переполнени  которого соединен с третьим входом первого и вторым входом второго элементов И, с вторым входом первого элемента И-ВЕ и с первым входом третьего элемента И-НЕ, выход которого подключен к входу Пес четвертым входом первого элемента И, с вторым входом второго элемента И-НЕ, с вторым входом третьего эле- 15 мента И-НЕ, с вторым входом второго элемента ИЛИ и счетным входом счетчика , входы разр дов которого  вл ютс  входами установки границы Хэмминга.

   Фив. 2

   реход к следующей микрокома1зде блока управлени , выходы которого с первого по одиннадцатый соответственно соединены с управл юш 1м входом регистра опроса, с управл ющим входом блока пам ти, с третьим входом второго элемента И, с входом установки в 1 буферного, регистра, с вторым входом

   третьего элемента И, с входом установ- ки в О регистра результата поиска,

   с четвертым входом первого элемента И, с вторым входом второго элемента И-НЕ, с вторым входом третьего эле- мента И-НЕ, с вторым входом второго элемента ИЛИ и счетным входом счетчика , входы разр дов которого  вл ютс  входами установки границы Хэмминга.