SU736171A1 - Ассоциативное запоминающее устройство - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к запоминающим устройствам.

Известно ассоциативное запоминающее устройство, содержащее запоминающие регистры,регистр опроса,детек-5 торы икомпараторы 1.

Недостаток этого устпойства - отсутствие возможности поиска по экстремальным услови м без применени  алгоритмов , требую1г1их многократногоО обращени  к устройству.

Наиболее близким техническим решением к данному изобретению  вл етс  ассоциативноеЗапоминающее устройство, содержащее элементы пам ти, выходы 15 которых подключены к одним из входов соответствующих блоков сравнени , выходы и другие входы которых соединены с соответствую1№1ми разр дными шинами 2.20

Недостатком этого устройства  вл етс  повышенна  сложность и понижение быстродействи  вследствие последовательной организации межразр дной обратной св зи.25

Цель изобретени  - упрощение устройство и повышение его быстродействи .

Эта цель достигаетс  тем, что устройство содержит блоки обратной св - 30

зи,одни входы каждого из которых подключены к одноименным первым разр дным шинам, а выходы - к предыдущим вторым разр дным шинам и к другим входам предыдущих блоков обратной св зи.

При этом.целесообразно блоки обратной св зи выполнить в виде элементов И, входы и выходы которых подключены к соответствующим входам и выходам блоков обратной св зи.

Пусть в некотором запоминающем устройстве содержитс  п m разр дных слов, в которых записаны ассоциативгные признаки

N-Nv 2-Nr-- im

а также имеетс  регистр, содержащий т-разр дный признак опроса:

--,

Примем, что старшие разр ды первые и номера разр дов.возрастают в пор дке убывани  их веса.

При экстремальном поиске характер ассоциативных св зей между признакаьда вы вл етс  в процессе самого поиска, т.е. он требует сравнени  ассоциативных признаков как с признаком опроса , так и между собой.

Полнс5стью параллельна  реализаци  экстремального поиска требует наличи  распределительной логики, (nxm блоков сравнени р св занных с соответствующими признаками раэр даг.) , и, нар ду с разр дными и межразр д-ными обратныьо св э г.1и, наличи  гтр мьлх межразр дных св зей между логическими выходами предыдуг их и логическими входами последую1 их в словах блоков сравнени .

Обозначим z,j - сигнал на первом логическом выходе J -того /на перво логическом входе ) плока сранени  слова; Z,-; - сигнал на втором логическом выходе j -того (на втором логическом входе -j+l-oro блока сравнени  i-того слова, и буде называть совпадением выполнение в некотором блоке сравнени  логической функции

-. - X . v X .. Sf

. -11 1 1 . 15 Ч(1)

При поиске по услови м ближайIlee болыиее и наименьшее будем наЗ.1вать положительным несовпадениеМ выполнение в некотором блоке сравнени  Функции

(2)

П11иоритетои - )ункции

(3)

. - X - Y ) X -. V - X . ij 13 3 ij 1J

При поиске по услови м ближайшее меньшее и наибольшее соответст вующие фу н кции: . равен 1 словах, где но всех з предыдущих ра р дах зафиксировано совпадение, так как задггча состоит в распростра НИИ исходного сигнала 1 дл  любого i): --ir Q-O ij Значение сигнала Z,-j определ ю два процесса: образование единичног сигнала и его распространение, Единица на втором логическом выходе К-того блок-а сравнени  (КСЛ, . in ) i-Toro слова образуетс  в том слуЧае, если 1)2,.., 1, т.е. во всех поедыд 1ЦНХ разр дах зафиксировано совпадение ; 2)в данном разр де и.меет место ложительное несовпад;ение ; 3)среди остальных (п-1) слов не таких, в которых указанные в пп. и 2 ограничени  (оба) выполн лись бы в последующих (младших) (т-к) оазр дах , Таким образом, единица на втором логическом выходе соответствующих

блоков сравнени  образуетс  в тех словах, где первое (cTapiuee) в данном слове положительное несовпадение , при условии совпадени  во всех предыду11их разр дах, наступило не ранее,- чем в любом другом слове:

2;.n.-o4J/|/.,H.) 5

Единица z,v 1 че образуетс  ни в одном слове,если все слова либо равны признаку опроса, либо меньше (при поиске ближайшего большего) или больше признака опроса (при поиске ближайшего меньшего),

Единица может образоватьс  в одноименных К-тых разр дах нескольких слов (это означает, что старшие К разр дов храниг.Их ассоциативных

признаков равны) . Однако последуюпие разр ды признаков могут быть различными .

(-7к) равен i

Сигнал Z.jg

тех словах, где 1) г/(,, 1;

2) в данном разр де имеет-место приоритет.

Если пп. 1 и 2 (оба) не выполн ютс  ни в одном слове, то 1 во всех словах, где выполн етс  условие п. 1 :

(б;

t

V(e.)«V;i.He-.H. Объедин   процессы образовани  и распространени  единицы 7 -I получим: ), (f.. Z. M(()ii По вление сигнала Z,-, -} означает, что соответствующий ассоциативный признак равен признаку опроса, а сигнал Z/J,, --1, что он  вл етс  ближайшим большим (меньшим), но не равным. Дл  аппаратной реализации экстремального поиска необходимо построить комбинационную логическую сеть,реализуюшую дл  каждс го разр да функции (4) и (7) . В данном устройстве, в отличие от известного, реализован сквозной перенос сигнала Т (8) с,. - ( 2 i J ,;/р-5 Р НР На фиг,1 изображена структурна  схема ассоциативного запоминающего ус-1рг ис.-тв,) ( записи, считывани ), на Лиг,2 - Лункциональна  схема блоков сравнени . Устройство (фиг.1) содержит п х элементов 1 пам ти, выходы 2 которы присоединены к признаковым входам соответствующих, блоков 3 сравнени , межразр дные шины 4, соедин ющие логические выходы и входы предыдущих и, соответственно/ последующих блоков сравнени  (т-1) первых 5, m вторых 6; m третих 1, m четвертых 8 разр дных шин и (т - 1) блоков обратной св зи, например, элементов И 9, одни входы которых подключены к одноименным первым разр дным шинам 5,а выходы присоединены к пре дыдущим вторым разр дным шинам б и другим входам предыдущих блоков 9 обратной св зи. Межразр дные 4 и четвертые разр  ные шины 8-двухфазные.Каждый блок 3 сравнени  (фиг.2) представл ет собо комбинационную логическую схему,сод жащую элементы И 10-14,элементы ИЛИ и 16 и элементы НЕ 17 и 18 и имеет первый 19 и второй 20 входы опроса, первый 21 и второй 22 логические входы, первый 23 и второй 24 логические выходы, выходы разр дной 25 межразр дной 26 обратной св зи, входы разр дной 27 и межразр дной 2 обратной св зи и первый 29 и второй 30 входы опроса. Устройство работает следующим образом. Запись и считывание в устройстве могут быть организованы любым из известных способов. При поиске ближайшего большего (наименьшего) в исходном состо нии на первый 19 и второй 20 признако-вые входы } -того блока 3 сравнени  i-Toro слова поданы и инверсное значени  X,-j и соответствующего ассоциативного признака , а на первый 29 и второй 30 входы опроса поданы пр мое и инверс ное значени  У,- и 5j j-того разр да признака опроса. Предположим, что на первый 21 и второй 22 ло,гические входы поданы сигналы () и Zj(;j.i) , определенные согласно формула ( 4) и (6),на вход разр дной обратно св зи 27 Подан сигнал -: (9) -(j-i) ij а на вхо.д межразр дной обратной св  зи - сигнал S. , определенный согласно (В) . - Тогда на первом 23 и втором 24 логических выходах реализуютс  функ ции, соответственно: « 1(1-1)13 И I- а. i4i-l- )i3 3 34 i(j-i-)) Учитыва  (1)- (4) , (7)- (9) получим - I /) На выходе разр дной обратной св зи 25 реализована функци  7 . . X Hj-iHij, треть  разр дна  шина 7 выполн ет функцию монтажного И, поэтому сигнал на ней .е.предположение о сигнале на входе разр дной обратной св зи 27 справедливо . На выходе межразр дной обратной св зи 26 реализована функци  iO-1Иii j З перва  разр дна  шина 5 выполн ет функцию монтажного И, поэтому сигнал на ней -5j- ;i,4jM NМожно показать, что сигнал на выходе соответствуюгчего блока обратной св зи 9 ы.и  вл етс  сигналом на входах межразр дной обратной св зи 28 (-1)-ых блоков S равнени , что также подтверждает сделанное выше предположение . Дл  полного соответстви  математической модели (4) и (7) и аппаратной реализации экстремального поиска необходимо определить начальные услови . Так как признаки имеют m известных разр дов, следует считать, что незаданные разр ды, старшие первого и младшие т-того, равны у всех признаков, откуда следует , что z;, 1, Z 0 дл  любого i. т.е. при поиске на второй вход последнего блока 9 обратной св зи (на последнюю третью разр дную шину 7) и на первые логические входы 21 первых блоков 3 сравнени  должны быть поданы логические , а на вторые логические входы 22 первых блоков 3 сравнени  - логические О . Описанное устройство, кроме общего с известным устройством оборудовани , содержит (т-1) элементов И, которые в аппаратном отношении замен ют п (т-1) элементов ИЛИ и п (т-1) элементов НЕ, т.е.оно проще известного , Т&кже оно  вл етс  и более быстродействующим .

Claims (2)

1. Ассоциативное запоминаюшее устройство , содержащее элементы пам ти, выходы которых подключены к одним иэ входов соответствующих блоков сравнени , выходы и другие входы коToprtx соединены с,соответствующими разр дными шинами, о т л и ч а ющ е е с   тем, что, с целью повышени  быстродействи  и упрощени  устройствар оно содержит блоки обратной св зи, одни входы каждого из которых подключены к одноименным первым

разп дным шинам, а выходы - к предыдущ гм вторым разр дным шинам и к другим, входам предыдущих блоков обратной св зи.

2, Устройство по п,1, о т л и чающеес  тем, что блоки обратной св зи- выполнены в виде злементов И, входы и выходы которых подключены к соответствующим входам и выходам блоков обратной св зи. Источники информации,

прин тые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № 277837, кл.С 11 С 15/00, 1970.

2.Авторское свидетельство СССР

(4 564656, кл.С 11 С 15/00, 1975 (прототип ) .