Ассоциативное запоминающее устройство

Союз Советских Социалистических РеспубликОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ во 881861 К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ(22) Заявлено 260280 (2 ) 2887010/18-24 с присоединением заявки Мо(23) Приоритет С 11 С 15/00 Государственный комитет СССР но делам изобретений и открытийОпубликовано 1511,81. Бюллетень М 42 Дата опубликования описания 15. 1181(54) АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОИСТВО Изобретение относится к запоминающим устройствам.Известно устройство, содержащее входной и выходной регистры, местное устройство управления, матрицу-накопитель, цепи очередности записи новых слов 11Недостатком этого устройства является низкое быстродействие.Наиболее близким техническимрешением к изобретению являетсяассоциативное запоминающее устройство, содержащее местное устройство управления, входной и выходной регистры, матрицу ассоциативных элементов 2 .Недостатком этого устройства является отсутствие функции самоконтроля занятости строк и поиска первой свободной для записи строки матрицы ассоциативных элементов,.что снижает быстродействие устройства.Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.Поставленная цель достигается тем. что в ассоциативное запоминающееустройство, содержащее входной и выходной регистры и матричный накопитель, выполненный на ассоциативных запоминающих элементах, причем информационные входы и выходы столбцов матричного накопителя подключены соответственно к выходам входного регистра и ко входам выходного регистра, управляющие входы ассоциа" тивных запоминающих элементов перво" го столбца матричного накопителя являются управляющими входами устройства, введены и групп элементов И.(где и - число строк матричного на" копителя) и (и) элементов НЕ, нричем первый вход первого элемента И группы соединен с выходом второгоэлемента И группы, второй вход первого элемента И группы подключен к 15 выходу элемента НЕ, третий вход - ковходу записи устройства, а выход - к шине разрешения записи соответствующей строки матричного накопителя, входы второго элемента И группы сое динены с управляющими выходами соответствующей строки матричного накопителя, вход каждого элемента НЕ, кроме последнего, подключен к выходу второго эдемента И последующей группы.На чертеже приведена функциональ.ная схема предложенного устройства.Устройство содержит входной регистр 1, выходной регистр 2, матричный накопитель З выполненный на ассоциативных запоминающих элементах 4и имеющий управляющие выходы строк 5,инФормационные входы столбцов б - 8,управляющие входы первого столбца 9,шины разрешения записи 10 и информационные выходы столбцов 11 - 13, первый 14 и второй 15 элементы И группыи элементы НЕ 16. Ассоциативный запоминающий элемент содержит элементы И 17 - 22, элементы ИЛИ 2325, элемент НЕ 26 и триггер 27, Начертеже обозначены вход записи устроиства 28 и выходы строк 29 накопителя.Информационные входы б - 8 и выходы 11 - 13 столбцов накопителя 3подключены соответственно к выходамвходного регистра 1 и ко входам вы"ходного регистра 2. Управляющие входы 9 ассоциативных запоминающих элементов 4 первого столбца накопителя 3 являются управляющими входамиустройства. Первый вход первого элемента И 14 группы соединен с выходомвторого элемента И 15 группы. Второйвход первого элемента И 14 группыподключен к выходу элемента НЕ 16,третий вход - ко входу записи 28 устройства, а выход - к шине разрешениязаписи 10 соответствующей строки накопителя 3. Входы второго элементаИ 15 группы соединены с управляющимивыходами 5 соответствующей строки накопителя 3. Вход каждого элемента ПЕ,кроме последнего, подключен к выходувторого элемента И 15 последующейгруппы.Устройство работает следующим образом.Производят запись с опросом. Слово, которое подлежит записи, подается с входного регистра 1 на информационные входы б " 8 столбцов накопителя 3 таким образом, что прямой кодкаждого разряда подается на вход б,а обратный код этого же разряда - навход 7 соответствующего столбца нако"лителя Э. На управляющие входы пер"вого столбца 9 накопителя 3 подается сигнал О. На шины 10 разрешения записи в тех строках, которыебыли выбраны по признаку опроса, подается сигнал 1 для осуществле"ния записи. Маскирование записи производится путем одновременной подачи сигнала0 на информационныевходы б и 7 соответствующего столбца накопителя 3.11 роизводят запись в первую свободную строку. Функции самоконтроля занятости и подготовки первой свобод"ной строки накопителя 3 и записи информации осуществляются следуЮщим образом. Пусть (в)- я. строка занятакакой-либо информацйей, а в-я,(В+1) -я (в+2) Я и т,д строки ЯВЛЯются свободными. Тогда какой-либоиз триггеров (в) -й строки находит"ся в нулевом состоянии и с его выхода снимается сигнал О. 11 рн этом:второй элемент И 15 группы этои строки закрыт, с его выхода снимаетсясигнал 0,закрывающий первый элемент И 14 группы (в)-й строки попервому входу. Одновременно этот сигнал О поступает на элемент НЕ 16,в-й строки, инвертируется и подготавливается по второму входу первыйэлемент И 14 группы в-й строки. Таккак т-я строка является свободной,то сигналами 1 с нулевых выходовтриггеров 27 ее элементов 4 через управляющие выходы строки 5 второй элемент И 15 группы этой строки откроет"ся,подавая на первый вход первого эле 15 мента И 14 группы в-й строки сигнал1, а через элемент НЕ 16 на второй вход первого элемента И 14 группы (в+1)-й строки - сигнал 0.Таким образом, подготовленным к открыЩ тию является первый элемент И 14группы только одной в-й (первой извсех свободных) строки накопителя 3.При выдаче микрокоманды Запись впервую свободную строку по входузаписи 28 подается сигнал1натретьи входы первых элементов И 14группы. При этом открывается первыйэлемент И 14 группы только в-й (первой свободной строки) и с его выхода на шину разрешения записи 10 этойстроки подается сигнал 1, разре"шая запись информации в эту строку.Слово, подлежащее записи, подается свходного регистра 1 по информационным входам б - 8 накопителя 3 такимобразом, что прямой код каждого разряда подается на вход б, а обратныйкод этого же разряда - на вход 7 соответствующего столбца накопителя 3.На управляющие входы первого столб 40 ца 9 накопителя 3 подается сигналО. После записи информации вв"ю строку подготовлена автоматически для записи следующая первая свободная строка (для рассматриваемогослучая это (в+1)-я строка),Производят чтение, ДЛЯ считываниясодержимого некоторой строки накопителя 3 на соответствующий управляющий вход первого столбца 9 подаетсясигнал 1. На входы 9 всех осталь"иых строк, а также на все шины разрешения записи 10 подается сигналО. Кроме того, необходимо податьсигнал О на информационные входы б и сигнал1 на информационные входы 7 и 8 столбцов накопителя 3. При этом содержимое выбраннойстроки поступает иа информационныевыходы столбцов 11 накопителя 3.Производят ассоциативный поиск.0 Разряды признака опроса подаются свходного регистра 1 на информационные входы 8 соответствующих столбцовнакопителя 3. Маскирование опросапроизводится путем подачи сигнала65 1 на информационные входы 7 соответствующих столбцов накопителя 3. На все шины 10 разрешения записи псдается сигнал 0, а на все управляюцие входы первого столбца 9 - сигнал 1 ф. При этом сигнал 1 е появляется на выходах строк 29 последнего столбца в тех строках,в которых5 содержимое всех незамаскированных разрядов совпадает с кодами соответствующих разрядов признака опроса.Поиск максимума производится с помощью параллельного по словам и последовательного по разрядам просмотра (начиная со старших разрядов) содержимого накопителя 3, Для реали" зации данного алгоритма достаточно подать сигнал 1 на информацион ные входы столбцов б и 8 и на все управляющие входы первого столбца 9 накопителя 3. В тех столбцах, которые должны быть замаскированы, на .информационный вход 7 подается сиг нал ф 1 ф, По окончании переходных процессов сигнал ф 1 появляется на выходах строк 29 последнего столбца) накопителя 3 в тех и только тех строках, в которых содержимые незамаскированных разрядов, рассматриваемые как двоичные числа в позиционной системе и считывания, имеют максимальные значения. Технико-экономическое преимущест во предложенного ассоциативного запоминающего устройства заключается в том, что оно позволяет реализовать режим записи информации в первую свободную строку накопителя беэ предва рительного опроса всего накопителя, за счет чего быстродействие устройства при выполнении операций записи в сободную строку повышается примерно на 70. Формула изобретенияАссоциативное запоминаюшее устройство, содержащее входной и выходнойрегистры,и матричный накопитель, выполненный на ассоциативных запоминающих элементах, причем информационныевходы и выходы столбцов матричногонакопителя подключены соответственнок выходам входного регистра и ко входам выходного регистра, управляющиевходы ассоциативных запоминающихэлементов первого столбца матричногонакопителя являются управляющими входами устройства, о т л и ч а ю щ е ес я тем, что, с целью повышениябыстродействия устройства, оносодержит п групп элементов И (гдеи - число строк матричного накопителя) и (и) элементов НЕ, причем первый вход первого элемента И группысоединен с выходом второго элементаИ группы второй вход первого элеменФта И группы подключен к выходу элемента НЕ, третий вход - ко входу за-.писи устройства, а выход - к шинеразрешевия записи соответствующейстроки матричного накопителя, входывторого элемента И группы соединеныс управляюшими выходами соответствующей строки матричного накопителя,вход каждого элемента НЕ, кроме последнего, подключен к выходу второгоэлемента И последуюшей группы,Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Попова Г.И., Прангишвили И.В,Ассоциативный параллельный процессордля групповой обработки данных, в Автоматика и телемеханнка, 1972, Р 1,с. 17 1-184,2. Авторское свидетельство СССРР 478297, кл. 6 06 Р 1/00, 197 3 (прототип),.Тюрина а акаэ 998 4/5 иал ППП Патент, г. УжгороПроектн Тираж 648 ВНИИПИ ГосУдарстве по делам иэобре13035, Москва, Ж"35,Подписноеного комитета СССРений и открытийРауюская наб., д