SU1765848A2 - Ассоциативное запоминающее устройство - Google Patents

Description

1J, содержащем регистр, информационный зход которого  вл етс  информационным зходом устройства, а выход подключен к первому входу компаратора, блок пам ти, ажда   чейка которого содержит поле символов , поле указателей и поле признаков, причем выход пол  символов подключен к второму входу компаратора, выход пол  указателей подключен к первому информационному входу сумматора, второй информационный вход которого  вл етс  входом единичного приращени , а к третьему информационному входу подключены его выходна  шина, подключенна  также к адресному входу блока пам ти, одновременно  вл етс  информационным входом устройства, выход пол  признаков подключен к входу Признак поиска блока управлени , к которому подключены управл ющие входы и выходы устройства, информационный вход устройства соединен с третьим информационным входом сумматора.

За вл емое устройство отличаетс  от основного изобретени  1 тем что оно снабжено дополнительной св зью: информационный вход устройства - третий вход сумматора. Таким образом, за вл емое устройство отвечает критерию новизна. Введение данной св зи обеспечивает организацию поиска первых трех символов по индексному способу, значительно повышающему быстродействие устройства, следовательно , обеспечивает устройству наличие свойства, отвечающего критерию существенное отличие.

На фиг.1 представлена блок-схема устройства; на фиг.2 - структура поискового дерева, записанна  в адресном накопителе; на фиг.З - алгоритм ассоциативного поиска последовательностей произвольной длины. Основу устройства составл ет регистр 1, вход которого  вл етс  информационным входом устройства, а выход подключен к первому информационному входу компаратора 2, блок 3 пам ти, кажда   чейка 4 пам ти которого содержит поле 5 символов, поле 6 указателей и поле 7 признаков, причем выход пол  6 указателей 6 подключен к первому информационному входу сумматора 8, второй информационный вход которого  вл етс  входом Единичное приращение, а к третьему информационному входу подключена его информационна  выходна  шина, подключенна  также к адресному входу блока 3 пам ти и информаци- онному устройству и одновременно  вл етс  информационным входом устройства , выход пол  7 признаков подключен к входу Признак поиска блока 9 управлени , управл ющие входы Запись, Признак конца последовательности, Поиск и управл ющие входы Положительный результат поиска, Ошибка, Запрос  вл ютс  управл ющими входами и выходами устройства, выходы х1 и х2 подключены к управл ющим входам записи и чтени  входного регистра 1, выход хЗ соединен с управл ющим входом компаратора 2,

управл ющий выход которого соединен с входом Наличи  совпадени  у4 блока 9 управлени , выход х4 подключен к управл ющему входу выборки 3 пам ти вход Признак поиска у5  вл етс  информационным

входом и соединен с выходом пол  7 признаков , выход хб соединен с входом Код операции сумматора 8, а выходы х5, х7, х8 подключены к управл ющим входам приема информации соответственно с первого,

второго и третьего входом сумматора 8.

Предлагаемое устройство используетс  дл  ассоциативного поиска информации, где в качестве опросных признаков используютс  последовательности произвольной длины.

В отличие от основного изобретени , в котором реализован индексно-последова- тельный метод доступа при ассоциативном

поиске, в данном устройстве три первых уровн  поискового дерева модифицированы следующим образом.

На первом уровне поискового дерева, начина  с нулевого адреса, выделены 32

 чейки, которые и составл ют первый уровень .

На втором уровне выделены 32 блока каждый по 32  чейки, а на третьем уровне содержитс  1024 блока по 32  чейки.

Причем в  чейках первого уровн  содержатс  начальные адреса блоков второго уровн , в 1024  чейках второго уровн  содержатс  начальные адреса блоков третьего уровн , а в 32768  чейках третьего уровн 

содержатс  начальные адреса блоков четвертого уровн  поискового дерева, Четвертый и нижеследующие уровни организованы аналогично со структурой уровней поискового дерева, описанной в основном изобретении.

В пол х символа 5 и указател  6  чеек 4 первых трех уровней содержатс  начальные адреса соответствующих блоков ниже- лежащих уровней, а дл   чеек четвертого и ниже уровней в поле символов 5 хран тс  коды букв хранимых последовательностей, в поле 6 указателей приращени  адресов между соседними  чейками 4 блока  чеек 4.

В поле 7 признаков всех уровней хран тс  признаки конца последовательности и конца блока.

Фрагмент структуры поискового дерева дл  хранени  корневых морфем приведен на фиг.2. Здесь показаны те участки структуры , в которых хран тс  морфемы:

БА

БАЛ

БАЛАБОЛ

БАЛАБОШ

БАЛАГАН

БАЛАГУР

БАЛАК

БАЛАЛА

БАЛАМУТ

БАЛАМУЧ

БАЛАНД

БАЛАХОН

БАЛБЕС

БАЛД

БАЛ К

БАЛМОШ

БАЛМОЧ

БАЛТ

БАЛЯС

г

ГРОБ

ГРОЖ

ГРОЗ

ГРОЗД

ГРОМ

ГРОМАД

ГРОМОЖД

ГРОМОЗД

ГРОХ

ГРОШ

Проведенные морфемы вз ты из книги 2.

Дл  повышени  быстродействи  устройства использовано следующее обсто тельство .

В современных вычислительных устройствах дл  кодировани  букв использует- с  стандартный 8-разр дный код (например, КОИ-8).

Младшие 5 разр дов этого кода определ ют конкретные буквы некоторого алфавита , а три старших разр да определ ют алфавит (латинский или русский) и характер буквы (строчна  или прописна ). Таким образом , буква в некотором алфавите однозначно определ етс  п тью разр дами. Поэтому на первом уровне код буквы  вл - етс  адресом  чейки, в которой хранитс  указатель на начальный адрес блока второго уровн . Код второй буквы последовательности рассматриваетс  как приращение относительно начального адреса выделенного блока второго уровн , в которой хранитс  указатель на начало блока третьего уровн .

Код третьей буквы опросной последовательности рассматриваетс  как приращение относительно начального адреса, выделенного блока третьего уровн , по которому хранитс  начальный адрес блока четвертого уровн .

Начина  с четвертого уровн  код четвертой буквы ищетс  в выделенном блоке путем последовательного сравнени  данного кода с содержимым символьного пол   чеек выделенного блока. Далее процесс поиска проходит аналогично процессу ассоциативного поиска, описанного в основном изобретении.

Блок-схема алгоритма функционировани  устройства приведена на фиг.З и описываетс  следующим образом.

С внешнего устройства на шину ввода- вывода данных устройства в сопровождении сигнала Запись поступает код первой буквы опросной последовательности. Дл  более нагл дного описани  принципа действи  устройства в качестве примера возьмем буквенную последовательность, составл ющую корневую морфему БАЛАГУР . Код первой буквы б в КОИ-8 - 11000010.

Младшие п ть разр дов этого кода используютс  в качестве адреса  чейки 4 блока первого уровн .

В устройстве управлени  ведетс  счет импульсам сигнала Запись и, если это число не больше трех, то младшие п ть разр дов записываютс  в сумматор 8 по третьему входу и складываютс  с нулевым кодом по четвертому входу сумматора 8. Затем результат , сложени  с выхода сумматора поступает на адресный вход блока 3, пам ти.

Дл  этого на вход х7 подаетс  управл ющий сигнал записи по третьему информационному входу сумматора 8, затем на выход х9 подаетс  инструкци  сложени .

В этом случае мы получаем адрес третьей  чейки 4 блока первого уровн  (код 00010), в пол х указателей 6 и символа 5 которой хранитс  начальный адрес блока второго уровн , соотнесенного с первой буквой б искомой последовательности.

Содержимое полей указател  и символа данной  чейки 4 заноситс  в сумматор 8 по четвертому информационному входу, дл  чего на выход х8 подаетс  сигнал выборки четвертого входа сумматора 8, а на выход х9 - инструкци  записи. После этого содержимое пол  признаков 7 через вход у2 провер етс  на наличие признака конца последовательности.

Если данный признак отсутствует, то устройство переходит в режим ожидани  очередного сигнала Запись, в противном случае в зависимости от поступлени  с внешнего устройства сигнала Запись или Конец устройство либо начинает работу выдачей сигнала Положительный результат поиска и адреса последней  чейки искомой последовательности на информационную шину ввода-вывода данных, который одновременно  вл етс  кодом данной последовательности.

Следующий цикл работы начинаетс  с приходом сигнала Запись и кода второй буквы а на шину ввода-вывода данных.

Так как это будет второй сигнал Запись , то снова младшие 5 разр дов кода второй буквы (код 00001) занос тс  по третьему входу сумматора 8, а затем складываетс  с содержимым по четвертому входу . При этом мы получаем адрес второй  чейки 4 блока второго уровн , выделенного в первом цикле работы устройства (Адрес Начальный адрес + код 00001). В соответствующих пол х  чейки 4 по вычисленному адресу хранитс  начальный адрес некоторого блока третьего уровн . Далее вышеописанный процесс повтор етс . В данном цикле при проверке пол  признаков обнаруживаетс  признак конца последовательности (дл  морфемы БА), однако с внешнего устройства выдаетс  очередной сигнал Запись после чего начинаетс  третий цикл работы устройства, который протекает аналогично второму циклу.

После выдачи четвертого сигнала Запись функционирование устройства совпадает с основным изобретением. При этом код буквы записываетс  во входной регистр 1. На адресном входе блока 3 пам ти в этот момент установлен начальный адрес блока четвертого уровн  в  чейках которого записаны коды 4-х букв, которые могут иметь дл  последовательности БАЛ.

Затем с блока 9 управлени  на управл ющие входы блока 3 п ти и входного регистра 1 поступают сигналы чтени , а на управл ющий вход компаратора 2 - сигнал сравнени . В результате в компараторе 2 производитс  сравнение содержимых пол  5 символов текущей  чейки 4 и входного регистра 1.

Если совпадени  при этом не произошло , в сумматоре 8 складываютс  значени  на выходе сумматора 8, поступающее на его третий вход и значение с выхода пол  6 указателей текущей  чейки 4, поступающее на первый вход сумматора 8.

Дл  этого с блока 9 управлени  на управл ющие входы сумматора 8 подаютс 

сигналы приема информации и код операции сложени  над соответствующими операндами . В результате этого сложени  получаем адрес следующей  чейки 4 блока,

содержимое пол  5 символом которой также сравниваетс  в компараторе 2 с содержимым входного регистра 1, и т.д. Описанна  последовательность операций продолжаетс  до тех пор, пока содержимое пол  5 сим0 волов некоторой  чейки 4 данного блока не совпадает с содержимым входного регистра 1.

Как только совпадение произошло (дл  нашего примера это происходит в первом

5 цикле сравнени ), содержимое сумматора 8 получает единичное приращение. Дл  этого с блока 9 управлени  на выходы хб и х7 подаютс  сигналы выборки второго и третьего входов сумматора 8, а на выход х9 0 инструкци  сложени . При этом в сумматоре 8 складываютс  текущее содержимое с выхода сумматора 8 и число 1, поступающее на второй вход сумматора 8.

В результате приращени  значени  ад5 реса на единицу мы всегда получаем адрес  чейки 4, в которой записан первый элемент блока следующего уровн . После этого во входной регистр 1 заноситс  код очередного символа опросной последовательности и

0 производитс  аналогична  процедура поиска этого символа в данном блоке.

Процедура поиска адресной последовательности продолжаетс  до тех пор, пока в блок 9 управлени  с пол  признаков 7 соот5 ветствующей  чейки 4 блока 3 пам ти и с внешнего устройства не поступ т соответственно признак конца последовательности и сигнал конца опросной последовательности . В этой ситуации сумматор 8 указывает

0 на  чейку 4, в которой записан последний символ последовательности, хранимой в блоке 3 пам ти и тождественной опросной последовательности. Этот адрес однозначно определ ет данную последовательность

5 и служит ее кодом, Поэтому блок 9 управлени  выдачей сигнала Положительный результат поиска оповещает внешнее устройство о том, что на выходе устройства имеетс  результат поиска опросной по0 следовательности в виде кода-адреса. На этом ассоциативный поиск опросной последовательности завершаетс .

В ходе ассоциативного поиска возможна така  ситуаци , когда при сравне5 нии очередного элемента опросной последовательности ни один элемент опрашиваемого блока не совпадает с данным входным элементом. Эта ситуаци  вы вл етс  тогда, когда после очередного несовпадени  в поле 7 признаков данной  чейки 4

обнаруживаетс  признак конца блока. При этом блок 9 управлени  вырабатывает дл  внешнего устройства сигнал Ошибка и работа устройства на этом завершаетс .

Введение св зей информационной шины ввода-вывода устройства с третьим входом сумматора, выхода полей указателей и символов адресного накопител  с четвертым входом сумматора, позвол ет значительно ускорить процесс ассоциативного поиска первых символов опросной последовательности на которые приходитс  значительный обьем операций сравнени .

0

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Ассоциативное запоминающее устройство , по авт.св. № 1679554, отличающеес  тем, что, с целью повышени  быстродействи , в устройстве третий информационный вход сумматора подключен к информационному входу устройства, четвертый информационный вход сумматора соединен с третьим и четвертым выходами блока пам ти, четвертый вход разрешени  приема информации сумматора соединен с двенадцатым выходом блока управлени .

   :иг. i

   -Э1 fc| I5

   со

   sT

   со If)

   СО

   ГЭ|

   f

   §g§

   о о о

   О О О II

   КШЕЦ

   Фиг.З