Ассоциативно-адресное оптическое запоминающее устройство

 

АССОЦИАТИВНО-АДРЕСНОЕ ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЩЕЕ УСТРОЙСТВО ' . ' содержащее последовательно расположенные и оптически связанные первый источник излучения, первый блок адресации луча, коллиматор, первый блок формирования луча, первый управляемый транспарант, первый блок фокусировки луча, первый светоделительный элемент, первый.выход которого оптически связан с/вторым блоком формирования луча, а второй выход - с вторым светоделительным элементом, на первом оптическом выходе которого установлена первая матрица фотоприемника, а на втором - третий блок формирования луча, оптически связанный через второй управляемый транспарант и второй блок фокусировки луча с второй матрицей фотоприемников, третий блок фокусировки луча, оптически связанный с третьей матрицей фотоприемников, блок управления, выходы которого подключены кпервому источнику излучения, первому блоку адресации луча, первому и второму управляемым транспарантам, к второму светоделительному элементу и матрицам фотоприемников, о т - личающеес я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременной -работы в режимах записи, считывания, стирания, ассоциативной выборки информации и ведения оперативного контроля, в устройство введены полупрозрачный отражающий носитель информации, третий светоделительный элемент, третий блок формирования луча, второй блок адресации луча и второй источник излучения, причем второй источник излучения оптически связан через последовательно расположенные второй блок адресации луча, третий блок формирования луча с третьим светоделительным элементом, первый выход которого оптически связан через полупрозрачный отражающий носитель информации с вторым блоком формирования луча, а второй выход - с третьим блоком фокусировки луча, причем выходы блока управления подключены к второму источнику излучения, второму блоку адресации луча, третьему светоделительному элементу и полупрозрачному отражающему носителю информации .i(Лс:00сх а:>&

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

О9) ®U (11) g(5l) G 11 С 11 42

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

1(21) 2583545/18-24 (22) 01.03,78 (46) 15.04.83. Бюл. М 14 (72) А.А. Вербовецкий и В.Б. Федоров (53) 681.327.66(088.8) (56) 1. IEEli Trans, 1970, С-19, 9 12, р. 1174-1181.

2. Авторская заявка СССР

Р 2553910 от 14.12.77 (прототип). (54)(5?) АССОЦИАТИВНО-АДРЕСНОЕ OIITHЧЕСКОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО содержащее последовательно расположенные и оптически связанные первый источник излучения, первый блок адресации луча, коллиматор, первый блок формирования луча, первый управляемый транспарант, первый блок фокусировки луча, первый светоделительный элемент, первый выход которого оптически связан c:âòopûì бло/ ком формирования луча, а второй выход — с вторым светоделительным элементом, на первом оптическом выходе которого установлена первая матрица фотоприемника, а на втором — третий блок формирования луча, оптически связанный через второй управляемый транспарант и второй блок фокусировки луча с второй матрицей фотоприемников, третий блок фокусировки луча, оптически связанный с третьей матрицей фотоприемников, блок управления, выходы которого подключены к первому источнику излучения, первому блоку адресации луча, первому и второму управляемым транспарантам, к второму светоделительному элементу и матрицам фотоприемников, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства за счет обеспечения одновременной работы в режимах записи, считывания, стирания, ассоциативной выборки информации и ведения оперативного контроля, в устройство введены полупрозрачный отражающий носитель информации, третий светоделительный элемент, третий блок формирования луча, второй блок адресации луча и второй источник излучения, причем второй источник излучения оптически связан через последовательно расположенные второй блок адресации луча, третий блок формирования луча с третьим светоделительным элементом, первый выход которого оптически связан через полупрозрачный отражающий носитель информации с вторым блоком формирования луча, а второй выход — с третьим блоком фокусировки луча, причем выходы блока управления подключены к второму источнику излучения, второму блоку адресации луча, третьему светоделительному элементу и полупрозрачному отражающему носителю информации.

711886

Недостатком данного устройства 49 янляется возможность его одновременной работы, только н одном из режимов адресной или ассоциативной обработок информации.

Цель изобретения — обеспечение возможности одновременной работы устройства и режимах записи, считывания, стирания и ассоциативной ны борки информации и ведения оперативного контроля.

Указанная цель достигается тем, что н оптическое оперативное запоминающее устройство, содержащее последовательно расположенные и оптически связанные первый источник излу-55 чения, первый блок адресации луча, первый блок формированйя луча, первый управляемый транспарант, первый блок фокусировки луча, второй блок формирования луча и оптически сня- 60 занные второй блок фокусировки луча и первую матрицу фотоприемников, а также содержащее первый снетоделительный элемент, первый выход которого связан с вторым светоделитель50

Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано в системах оперативной обработки больших массивов информации.

Известны ассоциативные оптические запоминающие устройства (lj, содержащие источник излучения, адрес. ную систему, регистрирующую среду, матрицы фотоприемников и точечные источники сферических волн, оснеща- 10 ющих всю или значительную площадь регистрирующей среды, используемых при записи и считывании как полезной информации, так и ассоциатинйых признаков и признаков опроса. Ос- 15 нонным недостатком этих устройств, затрудняющим их реализацию, является необходимость освещения как при записи, так и при считывании больших площадей регистрирующей среды. Это приводит к повышенным требованиям к чувствительности реверсивных регистрирующих сред, фотоприемников и их характеристикам, резкому снижению быстродействия устройств и плотности записи, а также возможности ассоциативного поиска только страниц информации. Кроме того, в этих устройствах необходимо использовать объемные регистрирующие среды.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является ассоциативно-адресное оптическое запоминающее устройство, содержащее источник излучения, адресную систему, формирующую оптику, управляемые транспа- 35 ранты, ренерсивный носитель информации, фотоприемные матрицы и устройство управления P2) . ным элементом, на первом оптическом выходе которого установлена первая .матрица фотоприемников, а второй выход оптически связан с последовательно расположенными третьим блоком формирования луча, вторым управляемым транспарантом, третьим блоком фокусировки луча и третьей матрицей фотоприемников, и блок управления, выходы которого подключены к источнику излучения, блоку адресации луча, управляемым транспарантом и матрицам фотоприемников, введены полупрозрачный отражающий носитель информации, второй источник излучения, второй блок адресации луча, третий блок формирования луча, третий светоделительный элемент, причем второй источник излучения оптически связан через последовательно расположенные второй блок адресации луча и третий блок формирования луча с входом третьего снетоделительного элемента, первый выход третьего светоделительного элемента -оптически связан через полупрозрачный отражающий носитель информации и второй блок, формирования луча с вторым выходом первого снетоделительного элемента, а второй выход третьего светоделительного элемента оптически связан с вторым блоком фокусиронки луча.

Выходы блока управления подключены к второму источнику излучения, второму блоку адресации луча, второму и третьему снетоделительным элементам и полупрозрачному отражающему носителю информации.

На чертеже представлена оптическая блок-схема предложенного устройства.

Устройство содержит источник излучения 1, блок 2 адресации луча с оптической системой 3, дающей на выходе световые пучки на длинах волн записи (1l>« ), считывания (Э ц„.,) и стирания (>crap ), обеспечивающие как произвольную заданную адресацию световых пучков при записи, считывании и стирании, так и одновременное высвечивание всего адресного растра световых пучков при ассоциативной обработке информации, (излучателями света могут быть, например, лазеры, излучательные диоды, инжекционные лазеры и т.д., а в качестве адресных систем могут использоваться, например, электрооптическая отклоняющая система„ матрицы иэлучательных диодов или лазеров, сканлазер и т.д.), блок 4 формирования луча, управляемый транспарант 5, осуществляющий пространственно-временную модуляцию светового пучка в соответствии с кодом, предназначенным для запиои информации, или .в соответствии .с признаком опроса при ассоциативном поиске информации, блок б фокусировки луча.

711886

Светоделительные элемен=ы 7, 2„18,. например светоделительные кубы, чувствительные к плоскости поляризации, или полупрозрачные зеркала,. разделяющие оптическую схему на канал (1) ассоциативного поиска страницы HH формации,. в котором расположены блок

8 формирования луча„. реверсивный носитель информации 9, светоделктельный элемент 18, блок 10 фокусировки луча и фотоприемное устройство 11, канал (II) считывания информации, в котором расположены светоделительный элемент 12 и фотоприемное устройство 13, канал (III) ассоциативного поиска слона (блок слов), в ко- 15 тором. расположены блок 14 формирования луча, управляемый транспарант

15, блок 16 фокусировки луча и фотоприемное устройство 17, дополнительный канал (ХЧ), в котором рас- 20 положены блок 19 формирования луча, блок 20 адресации луча и источник излучения 21. Светоделительные элементы 7,12,18 или переключают световой пучок с одного канала на другой, или разделяют световой пучок на отдельные каналы.

В качестве носителя информации 9 может быть использован, например, фотоэлектрический кристалл (например, силикат висмута), на котором хранится информация в виде отдельных микрокадров страниц, например, в парафазном коде, или любая подходящая среда, допускающая запись, считывание и стирание информации. 35

Фотоприемное устройство II осуществляет определение адреса страницы информации (микрокадра) при ассоциативном поиске информации фотоприемное устройство 13 — считывание 40 полезной информации," устройство 17 определение адреса слова (блока слов) при ассоциативном поиске информации внутри страницы.

Управляемый транспарант (УТ) 15 45 осуществляет пространственно-временную модуляцию проходящего светового пучка в соответствии с обратным кодом признака опроса слова (блока слов).

Блок управления (БУ) 22 управляет записью, считыванием, стиранием при ассоциативной и адресной обработках информации.

При адресной обработке информации в режимах записи и стирании данное устройство работает так же, как и устройство, принятое в качестве прототипа.

Считывание информации в устройстве осуществляете : следующим образом. 60

В режиме считывания информации работает источник излучения 1 на длине волны h „ . Блок управления

22 переводит все рабочие ячейки .транспаранта 5 в режим пропускания . 65

=вета. По команде блока 22 пучок

i:âàòà блоком 2 устанавливается в положение „. ссответствующее адресу считываемого микрокадра. Освещение микрокадра осуществляется той же оптической системой, что и при записи микрокадра. Отраженное от регистрирующей среды изображение микрокадра увеличивается блоком 8 и направляется им и светоделительными элементами

7 и 12 на матрицу фотоприемников 13 и по команде блока управления 22 считывается ею.

При ассоциативной обработке информации в режимах поиска страницы информации, записи и стирания информации данное устройство работает так же, как и прототип. При поиске слова (блока слов) устройство работает следующим образом.

В режиме ассоциативного поиска слова (блока слов) в странице информации блок 2 работает в режиме адресного считывания. Все ячейки управляемого транспаранта 5, предназначенные для ассоциативного признака слова (блока слов), блоком управления 22 переводятся в режим пропускания, остальные ячейки транспаранта

5 могут маскироваться. На управляемом транспаранте. 15 БУ22 отображает, например, обратный код признака опроса

"лова (блока слов) ° Изображение информации, считываемое с носителя 9 с помощью блока 8 и светоделительных (светопереключающих) элементов 7 и

12 (при этом на элемент 12, например, подается напряжение), направляется в канал III ассоциативного поиска слов (блока слЬв). В канале III считываемые изображения ассоциативных признаков с помощью блока 14 формирования луча проектируются и сонмещаются на управляемом транспаранте 15.

Производится оптическое умножение признака опроса на все ассоциативные признаки слов (блоков слов). Полученное световое распределение блоком

16 фокусировки луча проецируется на матрицу фотоприемников 17. Если один или несколько ассоциативных признаков слов (блоков слов) совпал с признаком опроса, то суммарный сигнал, полученный с соответствующей группы фотоприемников матрицы 17, будет равен нулю. По команде БУ 22 производится считывание матрицей 13 основной информации, соответствующей этому признаку.

Для обеспечения возможности одновременной работы устройства в режимах записи, считывания (или стирания; по разным адресам, а также ассоциативной обработке информации, к схемс устройства добавляются следующие блоки: источник излучения 21, блок

20 адресации луча, блок 19 формиро° ° . В

° °

711886

e$ вания луча и светоделительный элемент 18.

Устройство работает следующим образом.

Запись в ассоциативный поиск страниц осуществляют вышеописанными способами. При адресном считывании, стирании или ассоциативном поиске слов (блока слоа) по команде БУ 22 световой пучок адресной системой 20 устанавливается в положение, соот- 1() ветствующее адресу микрокадра, предназначенного для считывания или стирания. Сформированный блоком 19 све1 товой пучок светоделительным элементом 18 (на него, например, подается 15 напряжение) направляется на соответствующий микрокадр регистрирующей среды 9 и иэображение либо стирается, либо блоком 8 и светоделительными (светопереключающими) элементами 7 ур и 12 переносится в плоскость фотоприемного устройства 13 и по команде

БУ 22 считывается ею, либо светоделительным элементом 12 направляется в канал III для ассоциативного поис- 25 ка слова (блока слов). ,Такой режим работы расширяет область использования и быстродействия

АОЗУ, а также легче осуществлять контроль во время записи информации и за стиранием информации в процессе многократных циклов считывания или в режиме перезаписи информации.

Использование данного устройства позволяет осуществить параллельный ассоциативный .поиск по .массиву 10810" дв.зн. и в несколько раз увеличить быстродействие запоминающих устройств. Создание электронного аналога памяти такой емкости не представляется возможным из-за сложности и технических трудностей.

Применение АОЗУ в вычислительных системах прзволит эффективно управлять поиском информации в оперативных

ЗУ, осуществлять динамическое распределение памяти аппаратурными средствами, реализовать ассоциативную виртуальную память и ускорить обмен информацией между различными уровнями памяти машин, осуществить аппаратурную реализацию транслятора и час ти операционной системы и др. Ассоциативный принцип обмена информацией с внешними накопителями и поиск ин- . формации в больших массивах данных упрощает операционную систему и увеличивает ее быстродействие.

ВНИИПИ Заказ б980/4

Тираж 592 @ Подписнэе

Филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная,4