SU1520547A1 - Устройство дл поиска информации в пам ти - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам хранени  и поиска информации, и может быть использовано в цифровых вычислительных и информационно-поисковых системах, выполненных на узлах с большей степенью интеграции. Целью изобретени   вл етс  сокращение аппаратных затрат за счет уменьшени  необходимого объема ассоциативного накопител . Устройство дл  поиска информации в пам ти содержит основной накопитель 1, ассоциативный накопитель 2, регистр 3 признака поиска, формирователь 4 сигнала адреса, схему 5 сравнени , первый счетчик 6, мультиплексор 7, информационные выход 8 и вход 9 устройства, блок 10 управлени , второй счетчик 11. В данном устройстве запись в ассоциативный накопитель производитс  только в том случае, если  чейка, соответствующа  прин тому адресу, и следующа  за ней  чейка основного накопител  зан ты, что требует существенно меньшего объема ассоциативной пам ти. 5 ил.

Description

ел ю

о

01 4i

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам хранени  и поиска информации , и может быть использовано в циф- ровых вычислительных и информацион- но-поисковых системах, выполненных ка узлах с большой степенью интеграции .

Целью изобретени   вл етс  сокра- щение аппаратных затрат за счет уменьшени  необходимого объема ассоциативного накопител ,.

На фиг. 1 представлена структурна  схема устройства До1  поиска информа- ции в пам ти; на фиг. 2 - схема блока управлени ; на фиг. 3-5.- алгоритмы работы устройства соответственно в режимах записи, поиска и исключени  информации . ..

Устройство содержит основной накопитель 1, ассоциативный накопитель 2, регистр 3 признака поиска, формиро- ватель 4 сигнала адреса, схему 5 сравнени , первый счетчик 6, мульти- плексор 7, информационные выход 8 и вход 9 устройства, блок 10 управлени  второй счетчик 11.

Блок 10 управлени  имеет вход 12 признака переполнени , вход 13 маркер ного разр да, первый вход 14 признака сравнени , второй вход 15 признака сравнени , вход 16 записи, вход 17 поиска, вход 18 исключени , вход 19 начала работы, первый выход 20 запи- си, первый выход 21 управл ющего сиг- нала, выход 22 счета, выход 23 считывани , второй выход 24 записи, выход 25 записи маркерного, разр да, второй выход 26 управл ющего сигнала, вы- ход 27 управлени  записи, выход 28 управлени  чтени , выход 29 управлени  способа адресации, выход 30 управлени  поиском, выход 31 управлени  маскированием информации, первый 32 и второй 33 выходы сигналов конца операции.

Формирователь 4 имеет вход 34 и выход 35.

Блок 10 управлени  может быть вы

полнен, в частности, в виде управл ющего автомата с жесткой логикой или в виде микропрограммного узла управлени . На фиг. 2 показан вариант построени  блока 10 в ввде микропрограммного узла управлени  и содержит узел 36 пам ти микропрограмм, счетчик 37 адреса, мультиплексор 39 переходов, источник 40 потенциала

,

5 0

5

д . Q

0

5

логической единицы, элемент ИЛИ 41. инвертор 42, преобразователь 43 начального адреса, генератор импульсов.

Устройство работает следующим образом .

Работа устройства может осуществл тьс  в трех режимах: записи информации , поиска-считывани  и исключени  информации. Алгоритмы функционировани  блока 10 управлени  в указанных трех режимах представлены соответственно на фиг. 3-5. Обозначение U- соответствует потенциалу (единичному или нулевому) на j -м входе ; вь1ходе блока 10 управлени  (j 20,33).

В режиме записи информационное слово подаетс  на входы 9 устройства . Одновременно на вход 16 блока 10 управлени  поступает в виде единичного потенциала сигнал команды записи. По сигналу начала работы, подаваемому на вход 19 блока 10 управлени , последним формируетс  единичный сигнал с выхода 20 (фиг. 3), по которому информационное слово записываетс  на регистр 3 признака поиска. Ключева  часть прин того информационного слова преобразуетс  формирователем 4 адреса в хеш-адрес.

Одновременно код с выходов регистра 3 подаетс  на информационные входы накопител  1 и ассоциативного накопител  2. По сигналу с выхода 21 блока 10 управлени  счетчик 11 обнул етс  и хеш-адрес с выхода 35 формировател  4 фиксируетс  на первом счетчике 6, с разр дных выходов которого он поступает на адресные входы накопител  1. По сигналу с выхода 23 блока 10 управлени  реализуетс  считывание слова из основного накопител  1. Если значение маркерного разр да считываемого слова равно нулю, то  чейка, к которой производитс  обращение,  вл етс  свободной , в противном случае (если значение маркерного разр да равно единице)- зан той. Потенциал маркерного разр да считанного из накопител  1 слова поступает на вход 13 блока 10 управлени . Если  чейка, соответствующа  сформированному по коду ключевой части записываемого слова хеш-адресу, свободна , то блок .10 управлени  формирует единичные сигналы на вьосодах 24 и 25, причем последний из упом нутых сигналов подаетс  на информацион- ный вход маркерного разр да. Сигналом с выхода 24 блока 10 управлени 

s

код с регистра 3 вместе с единице маркерного разр да записываетс  в  чейку основного накопител  1, адрес которой определ етс  кодом на счетчике 6. Блок 10 управлени  выдает на выходе 32 сигнал конца операции.

Если  чейка, адрес которой зафиксирован на счетчике 6, окажетс  зан той предшествующими запис ми, то блоком 10 управлени  формируетс  сигнал на выходе 22, по которому код на сч1 тчиках 6 и 11 увеличиваетс  на единицу , и в следующем такте сигналом с

15205476

НИН формирует на.выходе 32 сигнал конца операции.

В режиме поиска-считываМи  ключевое слово поступает на входы 9 устройства . Одновременно на вход 17 блока 10 управлени  поступает в виде единичного потенциала сигнал команды поиска . По сигналу начала работы, подаваемому на вход 19 блока 10 управлени , формируетс  единичный сигнал на его выходе 20. Указанным сигналом осуществл етс  запись поступившего на входы 9 ключевого слова в регистр 3

10

выхода 23 блока 10 производитс  считы-15 (фиг. 4). Зафиксированное в регист25

30

вание  чейки, адрес которой на едцни- цу превышает код, сформированный на выходах 35 формировател  4. Если указанна   чейка свободна, то по описан- .ному выше способу производитс  запись 20 ее информационного слова, в противном случае вновь увеличиваетс  на единицу содержимое счетчиков 6 и 11 и описанный цикл повтор етс .

Если за k циклов не найдена свободна   чейка дл  записи поступившего информационного слова, при увеличении содержимого счетчиков 6 и 11 на k-м цикле счетчиком 11 формируетс  сигнал переполнени , который поступает на вход 12 блока 10 управлени , по которому последний на своих выходах 30 и 31 формирует сигналы соответственно инициировани  ассоциативного поиска в накопителе 2 и маскировани  всех входов указанного накопител  2, кроме маркерного, на который с выхода 25 подаетс  нуль. Таким образом, под действием упом нутых управл ющих сигналов в ассоциативном накопителе 2 находитс  перва  по пор дку свободна   чейка (поскольку поиск производитс  по критерию нулевого содержани  маркерного разр да и при маскировании всех остальных разр дов).

В следующем такте блоком 10 управлени  формируютс  сигналы на выходах 25, 27 и 29, по которым соответственно единичный сигнал подаетс  на вход

35

40

45

ре 3 ключевое слово преобразуетс  формирователем 4 адреса в хеш-сигнал, который по сигналу с выхода 21 блока 10 управлени  фиксируетс  на счетчике 6, этим же сигналом счетчик 11 устанавливаетс  в нуль. Одновре11енно сигналом с выхода 30 блока 10 управлени  производитс  ассоциативный опрос накопител  2 ключевым словом с регистра 3 единичным значением маркерного разр да с выхода 25 блока 10 управлени . Если слово с заданной ключевой частью хранитс  в ассоциативном накопителе 2, то последним формируетс  сигнал совпадени , который поступает на вход 15 блока 10 управлени . По указанному сигналу блок 10 формирует сигналы на входах 28 и 29, которые обеспечивают считывание из накопител  2 найденного информационного слова . Одновременно блоком 10 выдаютс  сигналы с выходов 26 и 32, первый из которых обеспечивает коммутацию считанного слова через мультиплексор 7 на выходные шины 8 устройства, а второй  вл етс  сигналом конца операции. Если искомое слово не хранитс  в ассоциативном накопителе 2, то последний не выдает сигнал на вход 14 блока 10 управлени , который в этом случае формирует последовательность управл ющих сигналов, обеспечивающих поиск в основном накопителе 1 (фиг. 4). Цикл поиска начинаетс  выдачей бломаркерного разр да накопител  2, про- 50 ° управлени  сигнала считывани  изводитс  запись информации с регист- информации из накопител  1, выдав ае- ра 3 вместе с единицей маркерного раз- мого по выходу 23. Если маркерный разр да в накопитель 2 в  чейку, опреде- РЯД считанного слова равен нулю, со- л емую результатами ассоциативного поиска на предшествующем такте, т.е. в первую по пор дку свободную  чейку

55

ответственно нулевой сигнал поступает на вход 13 блока 10 управлени , то последний выдает с выхода 33 сигнал окончани  поиска, свидетельствующий об отсутствии слова с заданной ключевой частью в пам ти.

(сигнал на выходе 29 указывает на способ адресации). После записи информационного слова блок 10 управлере 3 ключевое слово преобразуетс  формирователем 4 адреса в хеш-сигнал, который по сигналу с выхода 21 блока 10 управлени  фиксируетс  на счетчике 6, этим же сигналом счетчик 11 устанавливаетс  в нуль. Одновре11енно сигналом с выхода 30 блока 10 управлени  производитс  ассоциативный опрос накопител  2 ключевым словом с регистра 3 единичным значением маркерного разр да с выхода 25 блока 10 управлени . Если слово с заданной ключевой частью хранитс  в ассоциативном накопителе 2, то последним формируетс  сигнал совпадени , который поступает на вход 15 блока 10 управлени . По указанному сигналу блок 10 формирует сигналы на входах 28 и 29, которые обеспечивают считывание из накопител  2 найденного информационного слова . Одновременно блоком 10 выдаютс  сигналы с выходов 26 и 32, первый из которых обеспечивает коммутацию считанного слова через мультиплексор 7 на выходные шины 8 устройства, а второй  вл етс  сигналом конца операции. Если искомое слово не хранитс  в ассоциативном накопителе 2, то последний не выдает сигнал на вход 14 блока 10 управлени , который в этом случае формирует последовательность управл ющих сигналов, обеспечивающих поиск в основном накопителе 1 (фиг. 4) Цикл поиска начинаетс  выдачей управлени  сигнала считывани  информации из накопител  1, выдав ае- мого по выходу 23. Если маркерный разРЯД считанного слова равен нулю, со-

ответственно нулевой сигнал поступает на вход 13 блока 10 управлени , то последний выдает с выхода 33 сигнал окончани  поиска, свидетельствующий об отсутствии слова с заданной ключевой частью в пам ти.

7

Если маркернь разр д считанного с.пова равен единице, то схемой 5 сравниваютс  ключевые части считанного из накопител  I слова и ключевого . слова, хран щегос  на регистре 3. Если коды на входах схемы 5 совпадают, то она формирует единичный сигнал, поступающий на вход 14 блока 10 управлени .. В случае наличи  указанного сигнала блок 10 выдает сигналы на выходах 23 и 32, первый из которых обеспечивает повторное считывание найденного слова из накопител  1 и коммутацию его (при нулевом сигнале на выходе 26) через мультиплексор 7 на выходные шины устройства, а второй -  вл етс  сигналом окончани  поиска . Если схема 5 выдает на вход 14 нулевой сигнал, то блок 10 управлени  формирует на своем выходе 22 сигнал увеличени  на единицу содержимого счетчиков 6 и 11 и описанный выше цикл повтор етс .

После выполнени  циклов поиска , счетчик 11 формирует сигнал переполнени , который поступает на вход 12 блока 10 управлени  и инициирует последним вьщачу на выход 33 устройства сигнала окончани  операции поиска, сигна лизирующего об отсутствии слова с заданной ключевой частью в пам ти.

Работа устройства в режиме исключени  информации из пам ти (фиг, 5) аналогична функционированию в режиме поиска за тем исключением, что по окончании поиска производитс  занесение нул  в маркерный разр д  чейки, в котором хранитс  исключаемое слово Если исключаемое слово хранитс  в основном накопителе 1, то после того, как найдено слово по ключу блоком 10 управлени , формируетс  единичный сигнал на выходах 24 и 32 и нулевой на выходе 25. Соответственно, производитс  запись нул  в маркерный разр д  чейки , адрес которой зафиксирован на счетчике 6,и выдача сигнала конца операции. Если найденное слово, подлежащее исключению, хранитс  в ассоциативном накопителе 2, то блок 10 управлени  формирует единичные сигналы на выходах 28, 29, 31 и 32 и нулевой на выходе 25. Указанными сигйала- ми производитс  запись нул  в маркер ный разр д  чейки накопител  2, где хранитс  исключаемое слово, и выдача сигнала конца операции.

.

рмула

изобретени 

10

15

25 20

35

40

45

50

55

Устройство дл  поиска информации в пам ти, содержащее основной накопитель , регистр признака поиска, формирователь сигнала адреса, схему сравнени , ассоциативный накопитель, блок управлени , причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра признака поиска , выход которого соединен с входом формировател  сигнала адреса, информационными входами ассоциативного и основного накопителей и первым входом схемы сравнени , второй вход которой соединен с выходом данных основного накопител , выход равенства схемы сравнени  соединен с первым входом признака сравнени  блока управлени , второй вход признака сравнени  которого соединен с выходом совпадени  ассоциативного накопител 5 входы записи, чтени , способа адресации, поиска и маскировани  информации которого соединены соответственно с одноименными управл ющими выходами блока управлени , первый и второй выходы сигнала конца операции которого соединены соответственно с первым и вторым одноименными выходами устройства, входы записи, поиска, исключени  и начала работы которого соединены соответс - . веино с одноименными входами блока управлени , первый выход записи которого соединен с входом записи регистра признака поиска, второй выход записи и выход считывани  блока управлени  соединены соответственно с одноименными входами основного накопител , маркерный разр д выхода данных которого соединен с входом маркерного разр да блока управлени , выход записи маркерного разр да которого соединен с одноименными входами основного и ассоциативного накопителей, отличающеес  тем, что, с целью сокращени  аппаратных затрат за счет уменьшени  необходимого объема ассоциативного накопител , в него введены первый и второй счетчики и мультиплексор, причем выход формировател  сигнала адреса соединен с установочным входом первого счетчика, вход записи которого соединен с входом сброса в О второго счетчика и с первым выходом управл ющего сигнала блока управлени , выход счета которого соединен со счетными входами первого и второго счетчиков , выход данных первого счетчика соединен с адресными входами основного накопител , информационный выход которого и информационный выход ассоциа- тивного накопител  соединены соответственно с первым и вторым входами мультиплексора, выход которого  вл етс  информационным выходом устройства , вход переключени  мультиплексора соединен с вторым выходом управл ющего сигнала блока управлени , вход признака переполнени  которого соединен с выходом переполнени  второго счетчика.

И

а 17

№

( Начала )

игл, иг

фиг. 5

Claims (1)

1. Формула изобретения

   Устройство для поиска информации в памяти, содержащее основной накопитель, регистр признака поиска, формирователь сигнала адреса, схему сравнения, ассоциативный накопитель, блок управления, причем информационный вход устройства соединен с информационным входом регистра признака поиска, выход которого соединен с входом формирователя сигнала адреса, информационными входами ассоциативного и основного накопителей и первым входом схемы сравнения, второй вход которой соединен с выходом данных основного накопителя, выход равенства схемы сравнения соединен с первым входом признака сравнения блока управления, второй вход признака сравнения которого соединен с выходом совпадения ассоциативного накопителя, входы записи, чтения, способа адресации, поиска и маскирования информации которого соединены соответственно с одноименными управляющими выходами блока управления, первый и второй выходы сигнала конца операции которого соединены соответственно с первым и вторым одноименными выходами устройства, входы записи, поиска, исключения и начала работы которого соединены соответс'г'- . венно с одноименными входами блока управления, первый выход записи которого соединен с входом записи регистра признака поиска, второй выход записи и выход считывания блока управления соединены соответственно с одноименными входами основного накопителя, маркерный разряд выхода данных которого соединен с входом маркерного разряда блока управления, выход записи маркерного разряда которого соединен с одноименными входами основного и ассоциативного накопителей, отличающееся тем, что, с целью сокращения аппаратных затрат за счет уменьшения необходимого объема ассоциативного накопителя, в него введены первый и второй счетчики и мультиплексор, причем выход формирователя сигнала адреса соединен с установочным входом первого счетчика, вход записи которого соединен с входом сброса в 0 второго счетчика и с первым выходом управляющего сигнала блока управления, выход счета которого соединен со счетными входами первого и второго счетчи ков, выход данных первого счетчика соединен с адресными входами основного накопителя, информационный выход которого и информационный выход ассоциативного накопителя соединены соответственно с первым и вторым входами мультиплексора, выход которого явля ется информационным выходом устройства, вход переключения мультиплексора соединен с вторым выходбм управляющего сигнала блока управления, вход признака переполнения которого соединен с выходом переполнения второго счетчика.

   Фиг. г фиг. Я