Оптический страничный делительный блок для запоминающего устройства

 

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для выполнения операции деления над страницами информации, представленной числами с плавающей запятой. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей за счет выполнения операции деления страниц информации, представленной числами с плавающей запятой. Оптический страничный делительный блок содержит оптические регистры 1, 2, 35, узлы 3 - 6, 16 оптической связи, преобразователь 7 кода, оптический страничный преобразователь 8, оптический регистр 11 дополнительных единиц, узел 12 нормализации чисел, управляемые светообъединители 13, 14, светоделитель 15, оптический сумматор 17, узлы 18, 19 оптической связи, управляемый светопереключатель 20, оптический управляемый светопереключатель, оптически управляемый узел 21 сравнения, светоделители 22, 23, оптически управляемый многоканальный светопереключатель 27, оптически управляемый узел 34 сравнения, узел 41 управления, узлы 28 - 33, 36, 38 - 40 оптической связи. 1 ил.

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в оптоэлектронных запоминающих устройствах большой емкости для вычисления частных страниц информации, представленной числами с плавающей запятой. Цель изобретения расширение функциональных возможностей за счет выполнения операции деления над страницами информации, представленной числами с плавающей запятой. На чертеже представлена блок-схема оптического страничного делительного блока для запоминающего устройства. Оптический страничный делительный блок работает, например, совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством со страничной структурой, информация на выходе которого представлена, например, в парафазном коде. Оптический страничный делительный блок содержит оптические регистры 1, 2, узлы 3-6 оптической связи, преобразователь 7 кода, оптический страничный преобразователь 8, узлы 9, 10 оптической связи, оптический регистр 11 дополнительных единиц, узел 12 нормализации чисел, управляемые светообъединители 13, 14, светоделитель 15, узел 16 оптической связи, оптический сумматор 17, узлы 18, 19 оптической связи, управляемый светопереключатель 20, оптически управляемый узел 21 сравнения, светоделители 22, 23, узлы 24, 25 оптической связи, светообъединитель 26, оптически управляемый многоканальный светопереключатель 27, узлы 28-33 оптической связи, оптически управляемый узел 34 сравнения, оптический регистр 35, узел 36 оптической связи, оптический регистр 37, узлы 38-40 оптической связи, узел 41 управления. Оптические регистры 1, 2 предназначены для преобразования пучков, отображающих входные информационные страницы, в пучки, параллельные оптическим осям регистров 1, 2, и кратковременного хранения входных страниц информации. Каждый из регистров 1, 2 может состоять, например, из поляризационного светообъединительного куба, первый вход которого является входом регистра, а второй вход куба через первый объектив связан с оптическим выходом лазера. На выходе куба последовательно установлены второй объектив и оптически управляемый транспарант, выход которого является выходом регистра. Информация на транспаранте может отображаться, например, с кратковременным запоминанием. Транспарант может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или ПРОМ-структуры. Узлы 3-6 оптической связи могут состоять, например, из последовательно расположенных жгута волоконных световодов и линзового растра или объектива. Преобразователь 7 кода предназначен для преобразования прямого кода порядка делителя в обратный (или дополнительный) и может быть выполнен, например, в виде жгута волоконных световодов со специальной укладкой световоды, передающие нулевой и единичный парафазные сигналы, на выходе жгута меняются местами. Оптический страничный преобразователь 8 предназначен для вычисления частного мантисс операндов. Узлы 9, 10 оптической связи могут быть выполнены, например, аналогично узлу 3. Оптический регистр 11 дополнительных единиц может состоять, например, из последовательно расположенных лазера, телескопа, маски дополнительных единиц жгута волоконных световодов и линзового растра или объектива. На маске, например, отображены парафазные единицы в первом разряде и парафазные нули во всех остальных разрядах страницы. Маска может быть выполнена, например, в виде фототрафарета. Узел 12 нормализации чисел предназначен для нормализации страниц частных. Управляемые светообъединители 13, 14 могут состоять, например, из волоконных объединителей, на первом входе которых установлен управляемый модулятор, вход которого является первым входом светообъединителя, вторым входом которого является второй вход волоконного объединителя, на выходе объединителя расположен линзовый растр или объектив. Управляемый модулятор, например, при подаче на него напряжения блокирует проходящий через него световой пучок, и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов. Светоделитель 15 может быть выполнен, например, в виде волоконных разветвителей. Узел 16 оптической связи аналогичен узлу 3. Узлы 18, 19 оптической связи аналогичны узлу 3. Управляемый светопереключатель 20 может состоять, например, из последовательно расположенных управляемого переключателя поляризации и светодели- тельного поляризационного куба, на выходах которого последовательно расположены линзовый растр, в передней фокальной плоскости которого расположен коллективный объектив. Управляемый переключатель поляризации, например, при подаче на него напряжения, поворачивает плоскость поляризации проходящих через него световых пучков на 90^о и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов. Оптически управляемый узел 21 сравнения может состоять, например, из поляризационного светообъединительного прямоугольного параллелепипеда, первый и второй входы которого являются соответственно информационным и управляемым входами узла 21, на выходе параллелепипеда расположен оптически управляемый транспарант, выход которого является выходом узла 21. Транспарант может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или ПРОМ-структуры. Светоделители 22, 23 могут быть выполнены, например, в виде волоконных разветвителей. Узел 24 оптической связи может быть выполнен, например, аналогично узлу 3. Узел 25 оптической связи может быть выполнен, например, в виде жгута волоконных световодов. Светообъединитель 26 может состоять, например, из волоконного объединителя, на выходе которого установлен цилиндрический объектив. Оптически управляемый многоканальный светопереключатель 27 может состоять, например, из поляризационного светообъединительного куба, первый и второй входы которого являются соответственно информационным и управляемым входами светопереключателя, на выходе куба последовательно расположены оптически управляемый поляризационный транспарант, поляризационный светоделительный куб, на первом выходе которого расположен линзовый растр или объектив, а на втором цилиндрический объектив, выходы которых являются соответственно первым и вторым выходами светопереключателя. Транспарант, например, переключает на 90^о плоскость поляризации информационных световых пучков, проходящих через те его ячейки, на которые поступают управляющие световые пучки, и может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов или ПРОМ-структуры. Узлы 28-33 оптической связи могут быть выполнены, например, аналогично узлу 3. Причем узлы 28-30 передают сигналы, отображающие соответственно только парафазные нули, единицы и нули. Оптически управляемый узел 34 сравнения может быть выполнен, например, аналогично узлу 21. Оптический регистр 35 предназначен для хранения страницы частных и может быть выполнен, например, аналогично регистру 1, но имеет один дополнительный разряд. Узел 36 оптической связи может быть выполнен, например, аналогично узлу 3. Оптический регистр 37 предназначен для хранения порядков разности операндов и запоминания факта переполнения порядка (в дополнительных разрядах). Регистр 37 по конструкции аналогичен регистру 1, однако в отличие от него ячейки нулевого разряда транспаранта регистра 37 постоянно отображают парафазные нули. Эти ячейки могут быть выполнены, например, в виде фототрафарета. Узел 38 оптической связи предназначен для передачи из первого дополнительного разряда регистра 37 на узел 21 пучков, отображающих, например, только парафазные нули. Узел 38 может быть выполнен, например, аналогично узлу 3. Узел 39 оптической связи предназначен для передачи сигнала переполнения из второго дополнительного разряда регистра 37 на светообъединитель 26 и может быть выполнен, например, из жгута волоконных световодов. Узел 40 оптической связи может быть выполнен, например, аналогично узлу 3. Узел 41 управления обеспечивает работу оптического страничного делительного блока и может состоять, например, из генератора синхроимпульсов и формирователей управляющих сигналов. Предположим, что слова в страницах информации представлены числами с плавающей запятой со смещенными порядками. При делении чисел с плавающей запятой мантисса частного равна частному от деления мантиссы делимого на мантиссу делителя, а порядок частного разности порядков делимого и делителя, частное нормализуется. Оптический страничный делительный блок для оптоэлектронного запоминающего устройства работает следующим образом. По команде генератора синхроимпульсов узла 41 управления его формирователи управляющих сигналов подают, например, напряжения на все управляемые узлы страничного делительного блока, кроме оптического регистра 11. Световые пучки, переносящие страницы операндов, с выхода оптоэлектронного запоминающего устройства поступают на выходы регистров 1, 2 и могут храниться в них до конца выполнения операции. С выходов регистров 1, 2 пучки, отображающие мантиссы и знаковые разряды операндов, через соответствующие узлы 5, 6 оптической связи поступают на оптический страничный преобразователь 8, который и производит их деление. С выхода узла 8 световые пучки, отображающие частное операндов, через узел 10 оптической связи поступают на узел 12 нормализации чисел. Световые пучки, отображающие порядок делимого, с выхода регистра 1 через узел 3 оптической связи и светообъединитель 13 поступают на оптический сумматор 17. Световые пучки, отображающие порядок делителя, с выхода регистра 2 через узел 4 оптической связи, преобразователь 7 кода, узел 9 оптической связи и светообъединитель 14 поступают на второй вход сумматора 17. В результате сложения прямого кода смещенного порядка делимого и дополнительного кода смещенного порядка делителя в сумматоре 17 образуется разность порядков. Для получения смещенной разности порядков к найденной разности следует прибавить смещение (парафазную единицу к первому разряду сумматора). Для этого по команде узла 41 управления напряжения с узлов 13, 14, например, снимаются, а регистр 11 дополнительных единиц подаются. Поэтому световые пучки, отображающие разность порядков с выхода сумматора 17 через светопереключатель 20, светообъединитель 13 подаются на первый вход сумматора 17, а на второй его вход подаются через светообъединитель 14 световые пучки с регистра 11. На выходе сумматора 17 образуется разность порядков операндов. По команде узла 41 напряжение со светопереключателя 20, например, снимается, и световые пучки, отображающие нулевой и первый разряды разности порядков операндов, поступают соответственно но светоделители 22 и 23, а остальные разряды разности через узел 24 оптической связи поступают в соответствующие разряды регистра 37. С первого выхода светоделителя 22 световые пучки, отображающие нулевой разряд разности, поступают в первый дополнительный разряд регистра 37 (через узел 28 оптической связи), а со второго выхода светоделителя 20 световые пучки, отображающие только парафазные единицы нулевого разряда, через узел 29 оптической связи поступают на оптически управляемый узел 34 сравнения. На другой вход узла 34 поступают сигналы только парафазных нулей первого разряда разности порядков операндов со светоделителя 23. Для тех слоев страницы разности порядков, для которых световые пучки поступили на оба входа узла 34, на его выходе появляются оптические сигналы, которые через узел 36 оптической связи поступают во второй дополнительный разряд регистра 37. Со второго выхода светоделителя 23 световые пучки, отображающие первый разряд разности порядков, поступают в соответствующий разряд регистра 37. Таким образом, в регистре 37 хранятся смещенный порядок разности порядков операндов, а также факт переполнения порядка (во втором дополнительном разряде), и факт о возможном переполнении порядка (в первом дополнительном разряде регистра 37). Световые пучки, отображающие страницу порядков разности, через узел 40 оптической связи подаются на второй вход узла 12 нормализации, а пучки, переносящие первый дополнительный разряд регистра 37, через узел 38 оптической связи поступают на управляемый вход оптически управляемого узла 21 сравнения. Оптические сигналы только парафазных единиц из нулевого разряда нормализованного порядка частного с узла 12 нормализации чисел через светоделитель 15, узел 19 оптической связи, узел 21 сравнения (в случае присутствия в соответствующих словах единичного управляющего сигнала, поступающего с первого дополнительного разряда регистра 37), узел 25 оптической связи, светообъединитель 26 подаются на управляемый вход светопереключателя 27. На этот же управляемый вход светопереключателя 27 поступают через узел 39 оптической связи и светообъединитель 26 оптические сигналы со второго дополнительного разряда регистра 37. Световые пучки, отображающие те слова страницы частного, для которых отсутствуют соответствующие управляющие сигналы от узла 26, с узла 12 нормализации чисел через узел 16 и светоделитель 15, узел 18 оптической связи (для нулевого разряда), светопереключатель 27, узел 32 оптической связи подаются в основные разряды регистра 35 и хранятся в нем. Световые пучки, отображающие те слова страницы частного, для которых присутствуют соответствующие сигналы от узла 26, через узлы 15, 16, 18, 27, 33 поступают в дополнительный разряд регистра 35, с которого выдается сигнал о прерывании по переполнению в данных словах (в соответствующих ячейках основных разрядов регистров 35 этих слов информация отсутствует). В оптическом регистре 35 результат деления может храниться и передаваться на выход оптического страничного делительного блока.

Формула изобретения

ОПТИЧЕСКИЙ СТРАНИЧНЫЙ ДЕЛИТЕЛЬНЫЙ БЛОК ДЛЯ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащий оптический страничный преобразователь, оптический сумматор и узел управления, первый и второй выходы которого подключены соответственно к оптическому страничному преобразователю и оптическому сумматору, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей за счет обеспечения выполнения операции деления над страницами информации, представленной числами с плавающей запятой, в него введены первый и второй входные оптические регистры, узлы оптической связи с первого по двадцать первый, преобразователь кода, узел нормализации чисел, первый и второй управляющие светообъединители, светоделители с первого по третий, управляемый светопереключатель, первый и второй оптически управляемые узлы сравнения, светообъединитель, оптически управляемый многоканальный светопереключатель, оптический регистр дополнительных единиц, первый и второй оптические регистры, причем оптические входы первого и второго входных оптических регистров являются соответственно первым и вторым оптическими входами оптического страничного делительного блока, первые выходы первого и второго входных оптических регистров соответственно через первый и второй узлы оптической связи связаны соответственно с первым и вторым входами оптического страничного преобразователя, выход которого через третий узел оптической связи связан с первым входом узла нормализации чисел, второй вход которого через четвертый узел оптической связи связан с первым выходом первого оптического регистра, второй и третий выходы которого через пятый и шестой узлы оптической связи связаны соответственно с управляемым входом первого оптически управляемого узла сравнения и с первым входом светообъединителя, второй вход которого через седьмой узел оптической связи связан с выходом первого оптически управляемого узла сравнения, вход которого через восьмой узел оптической связи связан с первым выходом первого светоделителя, второй выход которого через девятый узел оптической связи связан с первым входом оптически управляемого многоканального светопереключателя, второй вход которого через десятый узел оптической связи связан с первым выходом узла нормализации чисел, второй выход которого связан с входом первого светоделителя, выход светообъединителя связан с управляемым входом оптически управляемого многоканального светопереключателя, первый и второй выходы которого оптически связаны через одиннадцатый и двенадцатый узлы оптической связи соответственно с первым и вторым входами второго оптического регистра, выход которого является оптическим выходом оптического страничного делительного блока, второй выход первого входного оптического регистра через тринадцатый узел оптической связи связан с первым входом первого управляемого светообъединителя, второй вход которого связан с первым выходом управляемого светопереключателя, вход которого связан с выходом оптического сумматора, первый и второй входы которого связаны соответственно с выходами первого и второго управляемых светообъединителей, первый вход второго из которых через последовательно расположенные четырнадцатый узел оптической связи, преобразователь кодов, пятнадцатый узел оптической связи связан с вторым выходом второго входного оптического регистра, второй вход второго управляемого светообъединителя оптически связан с оптическим регистром дополнительных единиц, второй и третий выходы управляемого светопереключателя связаны соответственно с входами второго и третьего светоделителей, первый выход первого из которых через шестнадцатый узел оптической связи связан с первым входом первого оптического регистра, второй вход которого через семнадцатый узел оптической связи связан с выходом второго оптически управляемого узла сравнения, первый и второй входы которого через восемнадцатый и девятнадцатый узлы оптической связи связаны соответственно с вторым выходом второго светоделителя и первым выходом третьего светоделителя, второй выход которого через двадцатый узел оптической связи связан с третьим входом первого оптического регистра, четвертый вход которого через двадцать первый узел оптической связи связан с четвертым выходом управляемого светопереключателя, выходы узла управления с третьего по двенадцатый подключены соответственно к оптическим регистрам, оптическому регистру дополнительных единиц, узлу нормализации чисел, управляемому светопереключателю, оптически управляемым узлам сравнения, оптически управляемому многоканальному светопереключателю.

РИСУНКИ

Рисунок 1