Оптический страничный функциональный преобразователь для оптоэлектронного запоминающего устройства

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для выполнения линейных операций над страницами информации. Целью изобретения является повышение надежности и расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности выполнения линейных операций над страницами информации. Оптический страничный преобразователь содержит входной квантующий блок 1, блок 2 разведения пучков, блок 3 светообъединителей, блок 4 управляемых оптических транспарантов, блок 5 фокусирующих объективов, блок 6 оптических инверторов, блок 7 элементов оптической связи, светообъединитель 8, оптически управляемый декодирующий блок 9, оптический сумматор 10 и блок 11 управления. Оптический страничный функциональный преобразователь решает задачу выполнения линейных операций над страницами в цифровой форме, значительно надежнее прототипа и обладает более широкими функциональными возможностями. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для выполнения линейных операций над страницами информации в цифровой форме. Цель изобретения повышение надежности и расширение функциональных возможностей преобразователя за счет обеспечения возможности выполнения линейных операций над страницами информации. На чертеже представлена блок-схема оптического страничного функционального преобразователя для оптоэлектронного запоминающего устройства. Оптический страничный функциональный преобразователь работает, например, совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством со страничной структурой, информация на выходе которого представлена, например, в парафазном коде. Оптический страничный функциональный преобразователь содержит входной квантующий блок 1, блок 2 разведения пучков, блок 3 светообъединителей, блок 4 управляемых оптических транспарантов, блок 5 фокусирующих объективов, блок 6 оптических инверторов, блок 7 элементов оптической связи, светообъединитель 8, оптически управляемый декодирующий блок 9, оптический сумматор 10, блок 11 управления. Входной квантующий блок 1 предназначен для преобразования пучков, отображающих входную информационную страницу, в пучки, параллельные оптической оси блока 1, кратковременного хранения входной страницы информации и последовательной выдачи на выход блока 1 квантов (частей слов, например, нескольких столбцов) входной страницы информации. Блок 1 может состоять, например, из поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом блока 1, а второй через последовательно расположенные первый объектив, дефлектор и телескоп связан с оптическим выходом лазера. На выходе куба последовательно установлены второй объектив и оптически управляемый транспарант, выход которого является выходом блока 1. Информация на транспаранте может отображаться, например, с кратковременным запоминанием. Транспарант может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или ПРОМ-структуры. Блок 2 предназначен для разведения пучков, отображающих различные строки входной страницы информации. Он может быть выполнен, например, из узла волоконных световодов, на каждом выходе которого установлен цилиндрический объектив, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный цилиндрический объектив. Светообъединители блока 3 могут быть выполнены, например, в виде поляризационного или спектрального светообъединительного куба. Управляемые оптические транспаранты блока 4 могут быть выполнены, например, на основе жидких кристаллов или ПРОМ-структуры. Фокусирующие объективы блока 5 могут быть выполнены, например, в виде цилиндрического линзового растра. Оптические инверторы блока 6 могут состоять например, из светообъединительного поляризационного куба, первый вход которого является первым входом инвертора, а второй связан через телескоп с оптическим выходом лазера. На выходе светообъединительного поляризационного куба последовательно установлены оптический управляемый поляризационный транспарант и поляроид, выход которого является выходом инвертора 6. Элементы блока 7 могут состоять, например, из последовательно расположенных узла волоконных световодов, линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив, и двух объективов, имеющих общую главную плоскость, расположенную в задней фокальной плоскости коллективного объектива. Светообъединитель 8 может быть выполнен, например, в виде светообъединительного поляризационного куба. Оптически управляемый декодирующий блок 9 может состоять, например, из последовательно расположенных первого линзового растра, в передней фокальной плоскости которого расположен первый коллективный объектив, реверсивного светочувствительного носителя информации, второго линзового растра, в задней фокальной плоскости которого расположен второй коллективный объектив. Блок 11 управления обеспечивает работу оптического страничного функционального преобразователя и может состоять, например, из генератора синхроимпульсов и формирователей управляющих сигналов. Операция называется линейной, если выполняется условие: f(x)= a₁f₁(x) + a₂f₂(x) ___→ F(ω) a₁F₁(ω) + a₂F₂(ω) где стрелка обозначает любое линейное преобразование; F₁(ω) и F₂(ω) образы функций f₁(х) и f₂(х) соответственно; а₁ и а₂ произвольные числа. Если положить а₁ а₂ 1, выражение (1) можно представить в виде: f(x) f_i(x) ___→ F_i(ω) По этой формуле и выполняет данный функциональный преобразователь любые линейные операции. В качестве примеров линейных преобразований, которые может выполнять данный преобразователь, можно привести прямое Фурье-преобразование, обратное Фурье-преобразование, прямое преобразование Лапласа, преобразование Адамара, преобразования Хаара, преобразование Карунена-Лоева, преобразование Виленкина-Крестепсона. Оптический страничный функциональный преобразователь для опроэлектронного запоминающего устройства работает следующим образом. По команде генератора синхроимпульсов блока 11 управления его формирователи управляющих сигналов, например, подают напряжения на все управляемые блоки оптического страничного функционального преобразователя. Световые пучки, переносящие страницу информации (предполагается, что каждая строка страницы содержит одно слово), с выхода оптоэлектронного запоминающего устройства поступают на вход входного квантующего блока 1, в котором страница хранится на транспаранте до конца выполнения операции. Вычисление функций от всей страницы информации осуществляется последовательно за n тактов, в каждом из которых берутся функции от кванта страницы. Каждый квант страницы представляет собой К (где К 2, 3, 4, р, а р полное число разрядов в странице) разрядов (столбцов) страницы информации и формируется в блоке 1 за счет выборки с транспаранта соответствующих разрядов страницы с помощью дефлектора. С оптоэлектронного запоминающего устройства на управляемые входы 1 и 2 преобразователя поступают световые пучки, отображающие соответственно эталонную страницу и страницу функций. При этом эталонная страница содержит, например, в каждой строке n раз повторенную одну из 2 возможных комбинаций двоичных знаков кванта страницы в обратном парафазном коде, а в соответствующих микрокадрах страницы функций содержатся соответствующие значения функций в прямом двоичном парафазном коде. Световые пучки, поступившие на управляемые входы 1 и 2, проходят светообъединители блока 3 и светообъединитель 8 и отображают информацию соответственно на эталонных управляемых транспарантах блока 4 и декодирующем блоке 9. При этом каждой строке транспаранта блока 4 соответствуют n микрокадров на носителе блока 9. В первом такте выполнения операции дефлектор блока 1 высвечивает с его транспаранта, например, первый (младший) квант страницы, и световые пучки, отображающие его, поступают на блок 2 разведения пучков. Блок 2 направляет световые пучки, отображающие каждую строку кванта, через соответствующий светообъединитель блока 3 на свой отдельный транспарант 4, таким образом, чтобы строка кванта проецировалась одновременно на все строки транспаранта 4. Если цифровой код информационной строки кванта совпадает с каким-либо кодом эталонной информации, отображенной на транспаранте 4, световой сигнал за соответствующей строкой транспаранта 4 отсутствует, а за всеми остальными строками этого транспаранта 4 присутствуют световые пучки. Световые распределения за транспарантами 4 фокусируются блоком 5 на входы инверторов блока 6 и отображаются на их оптически управляемых поляризационных транспарантах. Световой пучок от лазера каждого инвертора блока 6 освещает соответствующий транспарант, и в тех его строках, на которых присутствуют световые сигналы с входа блока 6, транспарант, например, поворачивает плоскость поляризации светового пучка, поступающего от лазера, и он блокируется поляроидом. Поэтому на выходе инвертора блока 6 в этих позициях оптический сигнал отсутствует. В строках, в которых на входе инвертора блока 6 оптические сигналы отсутствовали, на соответствующих выходах блока 6 появляются оптические сигналы. Эти оптические сигналы проходят через блок элементов 7 оптической связи и светообъединитель 8 высвечивают на декодирующем блоке 9 соответствующие микрокадры со значениями функций в двоичной форме. Оптические сигналы с разных микрокадров, отображающие значения функций для первого кванта страницы, объединяются в квант страницы функций, поступают на первый вход оптического сумматора 10 и запоминаются на его входном регистре. Аналогично вычисляются функции от второго кванта страницы во втором такте работы преобразователя. Однако вычисленные во втором также значения функций от второго кванта страницы поступают на второй вход сумматора 10. Сумматор 10 складывает значения функций, полученные в первых двух тактах, а на второй его вход поступают значения функций, полученные в третьем такте. Аналогично преобразователь работает в остальных тактах. В n-ом такте блок 11 выдает сигнал на блок 10, и световые пучки, отображающие значение функции от страницы информации из блока 10 поступают на выходе преобразователя. При необходимости вычисления какой-либо другой функции на управляемые входы 1 и 2 подаются эталонные страницы и соответствующие им значения этой функции, которые запоминаются на время выполнения операции соответственно на транспарантах 4 и декодирующем блоке 9. Операция выполняется описанным выше способом.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ДЛЯ ОПТОЭЛЕКТРОННОГО ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий входной квантующий блок, вход которого является оптическим входом преобразователя, оптический сумматор, выход которого является оптическим выходом преобразователя, блок управления, первый и второй выходы которого подключены к входам соответственно квантующего блока и оптического сумматора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и расширения функциональных возможностей путем обеспечения возможности выполнения линейных операций над страницами информации, в него введены блок разведения пучков, блок светообъединителей, блок управляемых оптических транспарантов, блок фокусирующих объективов, блок оптических инверторов, блок элементов оптической связи, светообъединитель и оптически управляемый декодирующий блок, причем выход квантующего блока связан с входом блока разведения пучков, выходы которого связаны с соответствующими входами первой группы блока светообъединителей, входы второй группы которого являются управляемыми входами преобразователя, выходы блока светообъединителей связаны через последовательно расположенные блок управляемых оптических транспарантов, блок фокусирующих объективов, блок оптических инверторов и блок элементов оптической связи с соответствующими входами светообъединителя, управляющий вход которого является управляемым входом преобразователя, выход светообъединителя связан с входом управляемого декодирующего блока, выход которого связан с входом оптического сумматора, выходы блока управления с третьего по пятый подключены к входам соответственно блока управляемых оптических транспарантов, блока оптических инверторов и оптически управляемого декодирующего блока.

РИСУНКИ

Рисунок 1