Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства

 

Изобретение относится к вычислительной технике. Цель изобретения - выполнение ассоциативного поиска информации по многим признакам опроса в мультипрограммном режиме в запоминающих устройствах различного типа. Устройство содержит группу многоканальных излучательных блоков 1 для ввода информации в виде световых пучков с разной длиной волны, блок 2 сведения изображений для объединения пучков с разной длиной волны в единый многоцветный пучок, блок 3 мультиплицирования, мультипликаторы 5 для размножения цветного изображения страниц признаков опроса, управляемые транспаранты 7 для отображения страниц ассоциативных признаков разных абонентов, блоки 8 разведения пучков для разделения световых пучков, соответствующих разным ассоциативным признакам, а также отделения признаковых пучков от опорных, проекционные блоки 4, блоки 6 формирования пучков и фокусирующие блоки 12 для формирования пучков, блок 10 разведения изображений для расщепления цветного изображения страниц на составляющие цвета, фотоприемные блоки 11 для преобразования оптических сигналов в электрические, блок 12 управления. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано, например, совместно с запоминающими устройствами различного типа (оптоэлектронными, электронными, магнитными) для ассоциативного поиска информации. Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства за счет выполнения ассоциативного поиска информации одновременно по многим признакам опроса в мультипрограммном режиме. На фиг. 1 приведена функциональная схема устройства для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства; на фиг. 2 схема блока сведения изображений; на фиг. 3 блок-схема блока управления. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства (фиг. 1) содержит многоканальные излучательные блоки 1, блок 2 сведения изображений, блок 3 мультиплицирования, проекционные блоки 4, мультипликаторы 5, блоки 6 формирования пучков, управляемые транспаранты 7, блоки 8 разведения пучков, фокусирующие блоки 9, блоки 10 разведения изображений, фотоприемные блоки 11 и блок 12 управления. Многоканальный излучательный блок 1 предназначен для ввода информации в устройство 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 сканлазера; 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. Блок 2 сведения изображений (фиг. 2) предназначен для сведения световых пучков от всех блоков 1 в единый пучок. Блок 2 может состоять, например, из поликубических систем 13, 14, расположенных между объективами 15 и их передними фокальными плоскостями, поликубической системы 16, объектива 17, который образует с объективами 15 телескопические системы, внутри которых находится поликубическая система 16, и поликубической системы 18, расположенной между объективом 17 и его задней фокальной плоскостью. При этом входные кубы 13 являются поляризационными, а остальные кубы поликубических систем 13, 14, 16, 18 спектральными. Блок 2 может быть выполнен также, например, в виде волоконных объединителей. Блок 3 мультиплицирования предназначен для размножения световых пучков. Схемно блок 3 может быть выполнен, например, аналогично блоку 2 с той лишь разницей, что входы и выходы меняются ролями. Однако конструктивно блок 3 может быть пассивным или управляемым. В первом случае поликубические системы блока 3 могут состоять, например, из светоделительных кубов, а во втором случае диагональными гранями кубов являются, например, управляемые акустооптические ячейки. Проекционный блок 4 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 объектива. Дифракционная решетка и матрица голографических расщепителей могут быть выполнены, например, на отбеленных фотослоях или желатиновых слоях. Мультипликатор 5 предназначен для размножения световых пучков и может быть выполнен аналогично поликубическим системам блока 3. Блок 6 формирования пучков предназначен для коллимирования пучков и может быть выполнен в виде объектива. Управляемый транспарант 7 предназначен для отображения страницы ассоциативных признаков и может быть выполнен, например, в виде пространственно-временного модулятора света на основе ниобата лития, ортоферрита или жидкого кристалла. Блок 8 разведения пучков предназначен для направления световых пучков, соответствующих разным ассоциативным признакам, например, на разные столбцы фотоприемников блока 11, а также для разделения признаковых и опорных оптических сигналов в каждом слое для осуществления парафазной регистрации сигналов в блоке 11. Блок 8 может состоять, например, из двух расположенных в одной плоскости и развернутых на 180^о клиновых растров, причем углы между преломляющими плоскостями клиньев ступенчато изменяются в растрах от клина к клину. На выходной плоскости каждого клина расположен опорный растр клиньев с одинаковыми углами между преломляющими плоскостями клиньев. Шаг расположения клиньев в этих опорных растрах равен шагу расположения опорных двоичных знаков в управляемом транспаранте 7. Фокусирующий блок 9 может состоять, например, из двух объективов, расположенных взаимно в фокальных плоскостях друг друга. Блок 10 разведения изображений предназначен для расчленения цветного изображения на составляющие цвета и может быть выполнен, например, аналогично блоку 2 сведения изображений с той лишь разницей, что входы и выходы меняются местами. Фотоприемный блок 11 служит для определения совпадения ассоциативного признака информации с признаком опроса и может быть выполнен, например, в виде интегральной или наборной фотоприемной матрицы. Блок 12 управления (фиг. 3) обеспечивает работу устройства и может состоять, например, из генератора 19 синхроимпульсов, канала 20 ввода-вывода, буферных накопителей 21, 22 формирователей 23-27 управляющих сигналов, буферного накопителя 28. Устройство для ассоциативной оптической выборки информации из запоминающего устройства работает следующим образом. По команде генератора 19 синхроимпульсов из канала 20 ввода-вывода ν (где ν= 2, 4, 6, 2 μ где μ число длин волн, на которых работает устройство) страниц признаков опроса, каждая из которых содержит n (где n 1, 2, 3, m, m число строк излучательных элементов в блоке 1) признаков опроса, через буферный накопитель 21 и формирователь 23 управляющих сигналов поступают на излучательные блоки 1, например, в виде электрических сигналов. Блоки 1 преобразуют электрические сигналы в оптические, например, таким образом, чтобы каждой паре ν -х страниц признаков опроса соответствовала пара световых пучков c той же длиной волны λ i (где i 1, 2, 3, ν ), но с ортогональной поляризацией. При этом каждому n-у признаку опроса соответствует n-ая строка оптических сигналов на выходах ν -х блоков 1. Эти оптические сигналы отображают, например, признаки опроса в коде Рида-Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в обратном парафазном коде, располагаются опорные разряды в простом коде. Оптические сигналы с блоков 1 поступают в блок 2 сведения изображений, в котором телескопические системы, состоящие из объективов 15, 17, переносят по соответствующим каналам поликубических систем 13, 14, 16, 18 изображения страниц признаков опроса со всех блоков 1 на вход блока 3 мультиплицирования. При этом входные кубы 13 (фиг. 2) объединяют световые пучки, имеющие одинаковую длину волны, но различную поляризацию, а спектральные поликубические системы 14, 16, 18 объединяют световые пучки, имеющие различные длины волн. Таким образом, на входе блока 3 одновременно присутствуют световые пучки от всех блоков 1, т.е. многоцветные пучки. Если блок 3 мультиплицирования пассивный (т.е. выполнен из светоделительных кубов), то он размножает эти световые пучки таким образом, что на каждом его выходе присутствуют световые пучки всех цветов. Если блок 3 мультиплицирования управляемый, то по команде генератора 19 синхроимпульсов из канала ввода-вывода 20 через формирователь 24 управляющих сигналов на его активные элементы подается определенный код напряжения. Согласно этому коду на соответствующих выходах блока 3 появляются изображения страниц признаков опроса, состоящие либо из одного цвета, либо из определенной группы цветов. Таким образом, в этом случае на различных выходах блока 3 могут присутствовать световые пучки разных групп цветов. Это позволяет организовать в устройстве многоканальную обработку, т.е. обработку, при которой различные абоненты, подключенные к управляемым транспарантам 7, могут одновременно вести ассоциативный поиск по различным группам страниц признаков опроса без потерь световой энергии по сравнению с пассивным блоком 3. Причем цветовой состав изображений этих групп страниц признаков опроса может динамически меняться блоком 3 в процессе обработки, позволяя осуществлять произвольный доступ любой страницы признаков опроса к любому абоненту. По команде генератора 19 из канала 20 k (где k 1, 2, 3, r, a r число строк в управляемом транспаранте 7) ассоциативных признаков через накопитель 22 и формирователь 26 поступают на управляемый транспарант 7 и отображаются на нем, например, в коде Рида-Маллера, между двоичными знаками которого, представленными в прямом парафазном коде, располагаются опорные разряды в простом коде. При этом каждый k-й ассоциативный признак s-го (где s 1, 2, 3, l, a l произведение коэффициентов мультипликации блоков 3 и 5) источника информации (абонента) занимает, например, соответствующую k-ю строку s-го транспаранта 6. С каждого выхода блока 3 мультиплицирования оптические сигналы поступают в проекционный блок 4. В блоке 4 световой пучок, соответствующий каждому p-му (где p 1, 2, 3, ρ а ρ 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 7. При этом световые пучки, отображающие каждый n-й признак опроса размножаются мультипликатором 5 (в случае управляемого мультипликатора на него подается, например, напряжение с формирователя 25) и с каждого его выхода через блок 6 формирования пучков освещают под соответствующим определенным углом все k-е ассоциативные признаки, отображенные на каждом s-м транспаранте 7. 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-у ассоциативному признаку, проходят, например, через соответствующий клин первого растра клиньев блока 8 разведения пучков и приобретает определенное угловое смещение в ортогональной плоскости. При этом, например, световые опорные пучки проходят через соответствующие клинья опорного растра клиньев блока 8 и приобретают дополнительное угловое смещение относительно световых пучков, переносящих основные разряды, т.е. основные и опорные пучки, соответствующие одному и тому же k-у ассоциативному признаку, также разделены в пространстве. Фокусирующий блок 9 суммирует оптические сигналы и проецирует их на блок 10 разведения изображений в виде матрицы цветовых точек. Блок 10 расщепляет входное цветное изображение таким образом, что на каждом его выходе проявляется изображение матрицы точек одного цвета и определенной линейной поляризации. Каждое такое одноцветное изображение поступает на свой фотоприемный блок 11, имеющий n x k парафазных фотоприемных элементов. При этом фотоприемный элемент ν s-го блока 11 с координатами n k регистрирует оптический сигнал, соответствующий n-у признаку опроса ν-й страницы и k-у ассоциативному признаку s-го источника информации. По команде генератора 19 формирователь 27 подает, например, напряжение на блок 11. Координаты n и k парафазного фотоприемного элемента с ν s-го блока 11, на котором оптический сигнал опорных разрядов превышает оптический сигнал основных разрядов, определяют соответственно n-й признак опроса ν-й страницы и k-й ассоциативный признак ν s-го абонента, по которым произошло совпадение. По команде генератора 19 код адреса n k-го фотоприемного элемента с ν s-го блока 11 через накопитель 28 передается в канал 20 ввода вывода. Таким образом, производится определение адреса ассоциативного признака в странице ассоциативных признаков каждого s-го абонента и адреса признака опроса в ν-й странице признаков опроса, по которым произошло совпадение.

Формула изобретения

1. УСТРОЙСТВО ДЛЯ АССОЦИАТИВНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ ВЫБОРКИ ИНФОРМАЦИИ ИЗ ЗАПОМИНАЮЩЕГО УСТРОЙСТВА, содержащее группу многоканальных излучательных блоков, блок мультиплицирования, каждый выход которого через соответствующий проекционный блок оптически связан с входом соответствующего мультипликатора, каждый выход которого через последовательно расположенные соответствующие блок формирования пучков, управляемый транспарант и блок разведения пучков оптически связан с входом соответствующего фокусирующего блока, группу фотоприемных блоков, блок управления, группы выходов которого с первой по третью подключены к управляющим входам соответственно группы многоканальных излучательных блоков, управляемых транспарантов и группы фотоприемных блоков, группа адресных входов блока управления соединена с выходами группы фотоприемных блоков, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет осуществления ассоциативной выборки информации в мультипрограммном режиме, в него введены блок сведения изображений и группа блоков разведения изображений, причем оптический выход каждого многоканального излучательного блока оптически связан с соответствующим входом блока сведения изображений, выход которого оптически связан с входом блока мультиплицирования, выход каждого фокусирующего блока оптически связан с входом соответствующего блока разведения изображений, каждый выход которого оптически связан с соответствующим входом группы фотоприемных блоков. 2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок сведения изображений содержит первую, вторую и третью группы поликубических светообъединителей, первую и вторую группы объективов, причем входы поликубических светообъединителей первой группы являются оптическими входами блока сведения изображений, выход каждого поликубического светообъединителя первой группы через соответствующий объектив первой группы оптически связан с соответствующим входом поликубического светообъединителя второй группы, выход каждого из которых через соответствующий объектив второй группы связан с соответствующим входом поликубического светообъединителя третьей группы, выход которого является выходом блока сведения изображений. 3. Устройство по пп.1 и 2, отличающееся тем, что поликубические светообъединители выполнены из спектральных светообъединительных кубических призм, а входные спектральные кубические призмы поликубических светообъединителей первой группы выполнены в виде поляризационных светообъединительных кубических призм. 4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что блок мультиплицирования содержит первую и вторую группы объективов, поликубический мультипликатор, первую и вторую группы поликубических мультипликаторов, на дислокальных гранях кубических призм которых размещены управляющие акустооптические ячейки, причем вход поликубического мультипликатора является оптическим входом устройства, каждый оптический выход поликубического мультипликатора через соответствующий объектив первой группы связан с входом соответствующего поликубического мультипликатора первой группы, каждый оптический выход которого через соответствующий объектив второй группы связан с входом соответствующего поликубического мультипликатора второй группы, оптические выходы которых являются оптическими выходами блока мультиплицирования.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3