Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства
Изобретение относится к вычислительной технике. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации решает задачу ассоциативного поиска в большом объеме информации по многим признакам опроса оптическими методами в запоминающих устройствах различных типов. Целью изобретения является повышение быстродействия при ассоциативной выборке информации из запоминающего устройства. Устройство содержит многоканальный излучательный блок 5 для ввода информации в устройство в виде световых пучков, оптически управляемый пространственно-временной модулятор 3 света для отображения страниц ассоциативных признаков, блок 7 сведения изображений для представления выходных сигналов в парафазном коде, блок 8 разведения изображений для разведения выходных изображений на различные фотоприемные блоки 9, проекционный блок 2, блок 4 формирования пучков и фокусирующий блок 6 для формирования пучков, фотоприемные блок 9 для преобразования оптических сигналов в электрические и блок управления 10. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различных типов (оптоэлектронными, электронными, магнитными и т.д.) для ассоциативного поиска информации. Цель изобретения повышение быстродействия устройства. На фиг. 1 изображена схема устройства; на фиг. 2 схема блока управления. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства (фиг. 1) содержит многоканальный многоволновой излучательный блок 1, проекционный блок 2, оптически управляемый пространственно-временной модулятор 3 света, блок 4 формирования пучков, многоканальный излучательный блок 5, фокусирующий блок 6, блок 7 сведения изображений, блок 8 разведения изображений, фотоприемные блоки 9 и блок 10 управления. Многоканальный многоволновый излучательный блок 1 предназначен для ввода в устройство информации в виде световых пучков с разными длинами волн и преобразования, например, входных электрических сигналов в оптические. Блок 1 может состоять, например, из матрицы перестраиваемых полупроводниковых лазеров (например, лазеров C3) или последовательно расположенных матриц одноволновых лазеров и перестраиваемого многоцветного оптического фильтра. Блок 1 может также состоять, например, из последовательно расположенных перестраиваемого лазера (или одноволнового лазера и перестраиваемого многоцветного оптического фильтра, телескопа и управляемого транспаранта. Проекционный блок 2 служит для проецирования изображения каждого признака опроса на все ассоциативные признаки, отображенные на оптически управляемом пространственно-временном модуляторе 3 света. Блок 2 может состоять, например, из последовательно расположенных дифракционной решетки, матрицы голографических расщепителей, клинового растра и коллективного объектива. Дифракционная решетка и матрица голографических расщепителей могут быть выполнены, например, на отбеленных фотослоях или желатиновых слоях. Оптически управляемый пространственно-временной модулятор 3 света предназначен для многоцветного отображения с кратковременным запоминанием страниц ассоциативных признаков. Модулятор 3 может состоять, например, из поляризационного светообъединительного куба, первый и второй входы которого являются соответственно первым и вторым входами модулятора. На выходе куба последовательно установлены коллимирующий объектив и оптически управляемый многоцветный транспарант, выход которого является выходом модулятора. Коллимирующий объектив и коллективный объектив блока 2 находятся взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Транспарант может быть выполнен, например, на основе молекулярной среды с выжиганием провалов (например, фталоцианид со свободным основанием HrPc или дейтерированный порфирин DrP, или фталоцианид и тетрафенолпорфирин). Блок 4 формирования пучков может быть выполнен, например, в виде объектива, образующего с коллимирующим объективом модулятора 3 телескопическую систему. Многоканальный излучательный блок 5 может быть выполнен аналогично блоку 1 и, кроме того, может состоять из одноволновых излучателей. Фокусирующий блок 6 может состоять, например, из последовательно расположенных двух объективов, находящихся взаимно в фокальных плоскостях друг друга, и линзового растра, передняя фокальная плоскость которого совпадает с главной плоскостью второго объектива. Блок 7 сведения изображений предназначен для сложения световых пучков, отображающих соответствующие единичные и нулевые сигналы признаков. Блок 7 может состоять, например, из находящихся в одной плоскости растра прямоугольных поляризационных параллелепипедов и растра прямоугольных призм, элементы которых чередуются между собой. Причем на входе растра призм расположен растр переключателей поляризации (заштрихован на фиг. 1). Растр переключателей поляризации может быть выполнен, например, на основе жидких кристаллов. При этом вход растра параллелепипедов является, например, первым входом блока 7, вход растра переключателей поляризации вторым входом блока 7, а выход растра параллелепипедов выходом блока 7. Вместо растра прямоугольных поляризационных параллелепипедов и растра прямоугольных призм может быть использована пластина двулучепреломляющего кристалла, например исландского шпата. Блок 8 разведения изображений служит для разведения выходных изображений на различные фотоприемные блоки 7. Блок 8 может быть выполнен, например, в виде набора волоконно-оптических фоконов. 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 (фиг. 2) обеспечивает работу устройства и может состоять, например, из генератора 11 синхроимпульсов, канала 12 ввода-вывода, буферных накопителей 13, 14, формирователей 15 18 управляющих сигналов, буферного накопителя 19. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства работает следующим образом. По команде генератора 11 синхроимпульсов из канала 12 ввода-вывода n (где n 1,2,3,r, а r число излучательных элементов в блоке) ассоциативных признаков через буферный накопитель 14 и формирователь 17 поступают на многоканальный излучательный блок 5 так, что, например, разряды каждого признака поступают последовательно на одну и ту же пару излучателей блока 5, соответствующего этому признаку. Блок преобразует электрические сигналы в парафазные оптические сигналы, например, таким образом, чтобы каждому i-му (где i 1, 2, 3.s, а s - максимальная разрядность признака) парафазному разряду признака соответствовала своя 
i длина волны света. При этом каждому n-му ассоциативному признаку соответствуют на выходе блока 5 два многоцветовых пучка. Эти оптические сигналы отображают, например, ассоциативные признаки в коде Рида-Маллера, каждый двоичный разряд которого представлен в прямом парафазном коде. Кроме того, каждый n-ый источник излучения посылает опорный сигнал на длине волны o, отличной от длин волн i основных признаковых сигналов. С блока 5 оптические сигналы поступают через блок 4 формирования пучка через блок 4 формирования пучка на первый вход модулятора 3 и отображаются с запоминанием на оптически управляемом транспаранте модулятора 3. Таким образом, модулятор 3 содержит n парафазных ячеек, каждая из которых отображает целый ассоциативный признак (целое слово) в многоцветном виде. При этом каждая парафазная ячейка транспаранта модулятора 3 может состоять из s + 1 наложенных друг на друга цветных точек (парафазных двоичных знаков). После этого блок 5 отключается. Если блок 5 выполнен из одноволновых излучателей, на оптически управляемый транспарант модулятора 3 подается, например, напряжение с формирователя 17 управляющих сигналов. За счет эффекта Штарка осуществляется сдвиг спектра поглощения регистрирующей среды транспаранта и производится выжигание провалов в различных областях ее спектра поглощения одноволновым излучателем. По команде генератора 11 синхроимпульсов из канала 12 К (где К 1, 2, 3, 
, а g число излучательных элементов в блоке 1) признаков опроса через буферный накопитель 13 и формирователь 15 поступает на многоканальный многоволновой излучательный блок 1 так, что, например, разряды каждого признака поступают последовательно на одну и ту же пару излучателей блока 1, соответствующую этому признаку. Блок 1 преобразует электрические сигналы, например, таким образом, чтобы каждому i-му парафазному разряду признака опроса соответствовала своя li длина волны света. При этом каждому К-му признаку опроса соответствуют на выходе блока 1 два многоцветных пучка. Эти оптические сигналы отображают, например, признаки опроса в коде Рида-Маллера, каждый двоичный разряд которого представлен в обратном парафазном коде. Кроме того, каждый К-ый источник излучения посылает опорный сигнал на длине волны o, отличной от длин волн i основных признаковых сигналов. С блока 1 оптические сигналы поступают в проекционный блок 2. В блоке 2 каждый многоцветный световой пучок, отображающий единичные парафазные разряды каждого К-го признака опроса, проходит, например, через дифракционную решетку, голографическим расщепителем размножается на n многоцветных световых пучков так, чтобы через коллективный объектив блока 2 и коллимирующий объектив модулятора 3 осветить все n-ые части парафазных ячеек пространственно-временного модулятора 3, отображающие парафазные единицы. Аналогично каждый многоцветный световой пучок, отображающий нулевые парафазные разряды каждого К-го признака опроса, проходит, например, через дифракционную решетку, голографический расщепитель и оптическим клином клинового растра направляется через объективы так, чтобы осветить все n-ые части парафазных ячеек модулятора 3, отображающие парафазные нули ассоциативных признаков. Таким образом, осуществляется оптическое умножение всех К-ых признаков опроса на все n-ые ассоциативные признаки и при этом оптические сигналы произведений разделены в пространстве. В фокусирующем блоке 6 первый объектив фокусирует и направляет оптические сигналы произведений единичных разрядов каждого К-го признака опроса и единичных разрядов всех n-ых ассоциативных признаков на соответствующую К1-ю линзу линзового растра. На выходе этой линзы (и, следовательно, на соответствующем выходе блока 6) появляется микроизображение единичного разряда К-го признака опроса, промодулированного всеми n-ми единичными разрядами n-ых ассоциативных признаков, отображенных на модуляторе 3, которое подается, например, на первый вход блока 7 сведения изображений. Аналогично на выходе К0-ой линзы линзового растра блока 6 появляется микроизображение нулевого разряда К-го признака опроса, промодулированного всеми нулевыми разрядами n-ых ассоциативных признаков, отображенных на модуляторе 3, которое подается, например, на второй вход блока 7. В блоке 7 микроизображения объединяются таким образом, чтобы световые пучки, отображающие единичные и нулевые двоичные знаки одного слова, складывались. Это изображение блоком 8 разведения изображений направляется на К-ый фотоприемный блок 9. По команде генератора 11 формирователь 18 подает, например, напряжение на блоки 9. Координаты n-го фотоприемного элемента К-го блока 9, на котором оптический сигнал опорного разряда превышает оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно n-ый ассоциативный признак, а номер этого фотоприемного блока 9 определяет К-ый признак опроса, по которому произошло совпадение. По команде генератора 11 код адреса n К-го фотоприемного элемента с К-го блока 9 через накопитель 19 передается в канал 12 ввода-вывода. Таким образом производится определение адреса ассоциативного признака в странице ассоциативных признаков и адреса признака опроса в странице признаков опроса, по которым произошло совпадение.
Формула изобретения
1. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства, содержащее многоканальный излучательный блок, выход которого оптически связан с входом блока формирования пучков, и группу фотоприемных блоков, выходы которых подключены к адресному входу блока управления, первый и второй выходы которого подключены к управляющим входам соответственно многоканального излучательного блока и группы фотоприемных блоков, отличающееся тем, что, с целью повышения быстродействия, в него введены многоканальный многоволновый излучательный блок, проекционный блок, оптически управляемый пространственно-временной модулятор света, фокусирующий блок, блок сведения изображений и блок разведения изображений, причем выход многоканального многоволнового излучательного блока через проекционный блок оптически связан с первым входом оптически управляемого пространственно-временного модулятора света, второй вход которого оптически связан с выходом блока формирования пучков, выход оптически управляемого пространственно-временного модулятора света через фокусирующий блок оптически связан с входом блока сведения изображений, выход которого оптически связан с входом блока разведения изображений, каждый выход которого оптически связан с соответствующим входом группы фотоприемных блоков, третий выход блока управления подключен к управляющему входу оптически управляемого пространственно-временного модулятора света. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что проекционный блок содержит спектральный узел, выполненный в виде дифракционной решетки, вход которой является входом проекционного блока, выход дифракционной решетки через последовательно расположенные матрицу распылителей и клиновидный растр оптически связан с входом коллективного объектива, выход которого является выходом проекционного блока.РИСУНКИ
Рисунок 1, Рисунок 2
