Ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства
Изобретение относится к вычислительной технике. Целью изобретения является обеспечение ассоциативного поиска в большом объеме информации по многим признакам опороса оптическими методами в запоминающих устройствах различного типа. Ассоциативный оптический коррелятор позволяет повысить надежность, быстродействие, информационную емкость и расширить функциональные возможности ассоциативного поиска информации при невысокой стоимости устройства. Коррелятор содержит многоканальный излучательный блок для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков, светоделительный блок и мультипликатор для размножения изображения страницы признаков опроса, проекционный блок и формирователь пучков для проецирования изображения каждого признака опроса на ассоциативные признаки, отображенные на транспортер, и блок управления. Управляемый транспарант служит для отображения страницы ассоциативных признаков, блок разведения пучков предназначен для разделения световых пучков, соответствующих разным ассоциативным признакам, а также отделения признаковых пучков от опорных. Фокусирующий блок служит для сложения оптических сигналов. Фотоприемный блок служит для преобразования оптических сигналов в электрические. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различного типа (оптоэлектронными, электронными, магнитными и т.д.) для ассоциативного поиска информации. Цель изобретения обеспечение ассоциативной выборки информации одновременно по многим признакам опроса в многоабонентном режиме и повышение объема обрабатываемой информации. На фиг.1 приведена блок-схема ассоциативного оптического коррелятора для запоминающего устройства; на фиг.2 оптическая схема блока мультиплицирования; на фиг.3 блок-схема блока управления. Ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства содержит многоканальный излучательный блок 1, светоделительный блок 2, проекционные блоки 3, мультипликаторы пучков 4, формирователи 5 пучков, управляемые транспаранты 6, блоки 7 разведения пучков, фокусирующие блоки 8, фотоприемные блоки 9 и блок 10 управления. Многоканальный излучательный блок 1 предназначен для ввода информации в коррелятор в виде световых пучков и преобразует, например, входные электрические сигналы в оптические. Блок 1 может состоять, например, из последовательно расположенных матрицы полупроводниковых лазеров или излучательных диодов, фоконной планшайбы или жгута волоконных световодов и линзового растра; или последовательно расположенных лазера, телескопа и управляемого транспаранта; или, в случае работы совместно с оптоэлектронным запоминающим устройством, из светообъединительного поляризационного или спектрального куба, первый вход которого является оптическим входом блока 1, а второй вход куба через первый объектив связан с оптическим выходом лазера, выход куба через второй объектив связан с оптически управляемым транспарантом, выход которого является выходом блока 1. Светоделительный блок 2 предназначен для размножения световых пучков и может состоять, например, из поликубического мультипликатора 11, объективов 12, поликубических мультипликаторов 13, объективов 14 и поликубических мультипликаторов 15. Поликубические мультипликаторы 11, 13, 15 могут состоять из светоделительных кубов. Проекционный блок 3 служит для проецирования изображения каждого признака опроса на все ассоциативные признаки, отображенные на управляемом транспаранте 6. Блок 3 может состоять, например, из последовательно расположенных дифракционной решетки и матрицы голографических расщепителей, расположенной в главной плоскости цилиндрического объекта. Дифракционная решетка и матрица голографических расщепителей могут быть выполнены, например, на отбеленных фотослоях или желатиновых слоях. Мультипликатор 4 предназначен для размножения световых пучков и может состоять, например, из светоделительных кубов. Формирователь 5 пучков предназначен для коллимирования пучков и может быть выполнен в виде объектива. Управляемый транспарант 6 предназначен для отображения страницы ассоциативных признаков и может быть выполнен, например, на основе ниобата лития, ортоферрита или жидкого кристалла. Блок 7 разведения пучков предназначен для направления световых пучков, соответствующих размерам ассоциативным признакам, например, на разные столбцы фотоприемников блока 9, а также разделения признаковых и опорных оптических сигналов в каждом слове для осуществления парафазной регистрации сигналов в блоке 9. Блок 7 может состоять, например, из двух последовательно расположенных первого и второго клиновых растров или растров дифракционных решеток. Фокусирующий блок 8 может состоять, например, из двух объективов, расположенных взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Фотоприемный блок 9 служит для определения совпадения ассоциативного признака информации с признаком опроса и может быть выполнен, например, в виде интегральной или наборной фотоприемной матрицы. Блок 10 управления обеспечивает работу коррелятора и может состоять, например, из генератора 16 синхроимпульсов, канала 17 ввода-вывода, буферного накопителя 18, формирователя 19 управляющих сигналов, буферного накопителя 20, формирователей 21, 22 управляющих сигналов, буферного накопителя 23. Мультипликатор 11 предназначен для размножения световых пучков и может состоять, например, из светоделительных кубов. Формирователь 12 пучков может быть выполнен, например, в виде объектива. Мультипликатор 13 предназначен для размножения световых пучков и может состоять, например, из светоделительных кубов. Формирователь 14 пучков аналогичен формирователю 12. Мультипликатор 15 аналогичен мультипликатору 11. Коррелятор работает следующим образом. По команде генератора 16 синхроимпульсов из канала 17 ввода-вывода n (где n=1, 2, 3, m, m число строк излучательных элементов в блоке 1) признаков опроса (страница признаков опроса) через буферный накопитель 18 и формирователь 19 управляющих сигналов поступают на излучательный блок 1, например, в виде электрических сигналов. Блок 1 преобразует электрические сигналы в оптические, например, таким образом, чтобы каждому n-му признаку опроса соответствовала n-я строка оптических сигналов на выходе блока 1. Причем эти оптические сигналы, например, отображают признаки опроса в коде Рида-Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в обратном парафазном коде, располагаются опорные разряды в простом коде. Оптические сигналы с блока 1 поступают в светоделительный блок 2, в котором сначала размножаются поликубическим мультипликатором 11, расположенным между объективом 12 и его передней фокальной плоскостью. Объективы 12 и 14 образуют телескопическую систему, внутри которой расположен поликубический мультипликатор 13, обеспечивающий дальнейшее размножение оптических сигналов. Между объективом 14 и его задней фокальной плоскостью располагается мультипликатор 15, завершающий размножение оптических сигналов блоком 2. Таким образом, коэффициент светоделения блока 2 равен произведению коэффициентов мультипликации мультипликаторов 11, 13 и 15. Такая конструкция блока 2 позволяет достигнуть больших коэффициентов мультиплицирования страницы признаков опроса без снижения информационной емкости коррелятора, расположенного на каждом выходе блока 2, т.е. при большой светосиле объективов 12 и 14. Например, при светосиле объективов 12, 14, равной 2, коэффициент мультипликации одного блока 2 составит около 250 и во столько же раз увеличится информационная емкость предлагаемого коррелятора по сравнению с прототипом. Отметим, что на каждом выходе блока 7 может быть установлен второй такой же блок 2, на каждом выходе которого также установлен блок 2 и т.д. и таким образом значительно увеличен общий коэффициент мультипликации, а следовательно, и количество одновременно обрабатываемой информации. С каждого выхода блока 2 оптические сигналы поступают в проекционный блок 3. По команде генератора 16 из канала 17 k (где k=1, 2, 3, r число строк в управляемом транспаранте 6) ассоциативных признаков через накопитель 20 и формирователь 21 поступают на управляемый транспарант 6 и отображаются на нем, например, в коде Рида-Маллера, между двоичными знаками которого, представлены в прямом парафазном коде, располагаются опорные разряды в простом коде. При этом каждый k-й ассоциативный признак s-го (где s=1, 2, 3,1, а 1 произведение коэффициентов мультипликации блоков 2 и 4) источника информации (абонента) занимает, например, соответствующую k-ю строку s-го транспаранта 6. В блоке 3 световой пучок, соответствующий каждому p-му (где p=1, 2, 3 
,, а число разрядов в признаке) двоичному знаку n-го признака опроса, проходит через дифракционную решетку и голографическим расщепителем размножается на k-световых пучков, каждый из которых соответствует одноименному p-му разряду во всех k-х ассоциативных признаках, отображенных на всех s-х транспарантах 6. При этом световые пучки, отображающие n-й признак опроса, размножаются мультиприкатором 4 и с каждого его выхода через формирователь 5 пучка освещают код соответствующим определенным углом все k-е ассоциативные признаки, отображенные на каждом s-м транспаранте 6. Таким образом, осуществляется оптическое умножение всех n-х признаков опроса на все k-е ассоциативные признаки и при этом оптические сигналы произведений разделены в пространстве. Световые пучки, соответствующие каждому k-му ассоциативному признаку, проходят, например, через соответствующий клин первого растра клиньев блока 7 разведения пучков и приобретают определенное угловое смещение в ортогональной плоскости. При этом световые опорные пучки проходят через соответствующие клинья второго растра клиньев блока 4 и приобретают дополнительное угловое смещение относительно световых пучков, переносящих основные разряды, т.е. основные и опорные разряды, соответствующие одному и тому же k-му ассоциативному признаку, также разделены в пространстве. Фокусирующий блок 8 суммирует оптические сигналы и проецирует их на фотоприемный блок 9, имеющий n k парафазных фотоприемных элементов. При этом фотоприемный элемент s-го блока 9 с координатами n k регистрирует оптический сигнал, соответствующий n-му признаку опроса и k-му ассоциативному признаку s-го источника информации. По команде генератора 16 формирователь 22 подает напряжение на блок 9. Координаты n и k парафазного фотоприемного элемента s-го блока 9, на котором оптический сигнал опорных разрядов превышает оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно n-й признак опроса и k-й ассоциативный признак s-го источника (абонента), по которым произошло совпадение. По команде генератора 16 код адреса k-го фотоприемного элемента с блока 9 через накопитель 23 передается в канал 17 ввода-вывода. Таким образом, производится определение адреса ассоциативного признака в странице ассоциативных признаков каждого s-го источника информации (абонента) и адреса признака опроса в странице признаков опроса, по которым произошло совпадение.
Формула изобретения
1. Ассоциативный оптический коррелятор для запоминающего устройства, содержащий многоканальный излучательный блок, проекционные блоки, формирователи пучков, выход каждого из которых через последовательно расположенные управляемый транспарант, блок разведения пучков и фокусирующий блок оптически связан со входом фотоприемного блока, блок управления, первый выход которого подключен к управляющему входу многоканального излучательного блока, выходы первой и второй групп блока управления подключены соответственно к входам управляемых транспарантов и к управляющим входам фотоприемных блоков, информационные выходы которых подключены к входу блока управления, отличающийся тем, что, с целью повышения ассоциативной выборки информации одновременно по многим признакам опроса в многоабонентном режиме и повышения объема обрабатываемой информации, в него введены светоделительный блок и мультипликаторы пучков по числу оптических выходов светоделительного блока, выход многоканального излучательного блока оптически связан с входом светоделительного блока, каждый выход которого оптически связан с входом соответствующего мультипликатора, оптические выходы каждого из которых оптически связаны с входом соответствующего проекционного блока. 2. Коррелятор по п.1, отличающийся тем, что светоделительный блок содержит первый поликубический мультипликатор, вход которого является оптическим входом светоделительного блока, первые объективы и вторые поликубические мультипликаторы по числу оптических выходов первого поликубического мультипликатора, вторые объективы и третьи поликубические мультипликаторы по числу оптических выходов вторых поликубических мультипликаторов, причем каждый оптический выход первого поликубического мультипликатора через первый объектив оптически связан с входом второго мультипликатора, каждый оптический выход которого через второй объектив оптически связан с входом соответствующего третьего мультипликатора, каждый из выходов которого является выходом светоделительного блока. 3. Коррелятор по пп.1 и 2, отличающийся тем, что блок разведения пучков содержит первый и второй клиновые растры, расположенные в одной плоскости и развернутые на 180o, и третьи клиновые растры, причем углы между преломляющими плоскостями клиньев первого и второго растров ступенчато изменяются от клина к клину, на выходной плоскости каждого из которых размещен третий растр клиньев, клинья которых имеют одинаковые углы между преломляющими плоскостями.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3
