Ассоциативное запоминающее устройство

)3, 1 В гя дс; К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ ГОСУДАРСТВЕННЫИ НОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ ПИСАНИЕ ИЗОБР(71) Омский политехнический институт(54) АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЛСТВО(57) Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано припостроении устройств хранения информациина цилиндрических магнитных доменах(ЦМД). Целью изобретения является повышение информационной емкости и упроц 1 ение устройства. Ассоциативное запоминающее устройство содержит слой магнитоодноосного материала с ЦМД, на поверхностикоторого расположены регистры хранения,каналы вывода, управляемые репликаторыпереключатели, соединяюшие выходы регистров хранения с входами соответствующихканалов вывода, каналы ввода, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров хранения, динамические ловушки ЦМД по числу регистров хранения, управляемые переключатели, магнитосвязанные с динамическими ловушками ЦМД, узел генерации ЦМД, узел считывания ЦМД, каналы сопряжения, элементы И - ЗАПРЕТ, огибающие каналы, отводные каналы, управляемые переключатели, причем динамические ловушки ЦМД соединены через управляемые переключатели с соответствующими каналами сопряжения, выходы каналов выхода соединены с первыми входами соответствующих каналов сопряжения, выходы каналов сопряжения соединены с входами соответствующих управляемых перектючателей, входы каналов ввода соединены с первыми выходами соответствуюших управляемых переключателей, второй вход последнего из которых соединен с входом узла считывания. ЦМД, второй выход каждого управляемого переключателя соединен с вторым входом соответствующе- ф го канала сопряжения, а с вторым входом первого канала сопряжения соединен выход узла генерации ЦМД, третьи выходы управляемых переключателей соединены с входа- рю ми соответствующих отводных каналов, входы отводных каналов соединены с соответствуюгцими динамическими ловушками ЦМД. 2 ил. ЮСЛ1Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано при построении устройств хранения информации на цилиндрических магнитных доменах (ЦМД).Целью изобретения является повышение информационной емкости и упрощение устройства.На фиг. 1 изображена блок-схема предложенного устройства; на фиг. 2 - принципиальная схема части регистра хранения и примыкающих к нему узлов.Ассоциативное запоминающее устройство содержит слой магнитоодноосного материала 1 с ЦМД 2, на поверхности которого расположены регистры 3 хранения, каналы 4 вывода, управляемые репликаторыпереключатели 5, соединяющие выходы регистров 3 хранения с входами соответствующих каналов 4 вывода, каналы 6 ввода, выходы которых соединены с входами соответствующих регистров 3 хранения, динамические ловушки 7 ЦМД по числу регистров хранения, управляемые переключатели 8 первой группы, магнитосвязанные с динамическими ловушками 7 ЦМД, узел 9 генерации ЦМД, узел 10 считывания ЦМД, каналы 11 сопряжения, элементы И - ЗАПРЕТ 12, огибаюшие каналы 13, отводные каналы 14 первой группы, отводные каналы 15 второй группы, управляемые переключатели 16 второй группы, причем динамические ловушки 7 ЦМД соединены через управляемые переключатели 8 первой группы с соответствующими каналами 11 сопряжения, выходы каналов 4 вывода соединены с первыми входами соответствующих каналов 11 сопряжения, выходы которых соединены с входами соответствующих управляемых переключателей 16 второй группы, входы каналов 6 ввода соединены с первыми выходами соответствующих управляемых переключателей 16 второй группы, второй вход последнего из которых соединен с входом узла 10 считывания ЦМД, второй выход каждого управляемого переключателя 16 второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего канала 11 сопряжения, а второй вход первого канала 11 сопряжения соединен с выходом узла 9 генерации ЦМД, третьи выходы управляемых переключателей 16 второй группы соединены с входами соответствующих отводных каналов 15 второй группы, входы отводных каналов 14 первой группы соединены с соответствующими динамическими ловушками 7 ЦМД, огибающие каналы 13 связывают выходы элементов И - ЗАПРЕТ 12 с соответствующими каналами 11 сопряжения.ЦМД занимают позиции 17 - 34 во время их продвижения вдоль отдельных элементов устройства.Устройство работает следующим образом. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 В регистрах 3 хранения располагаются информационные слова в парафазном коде, причем в одном регистре хранения находится одно слово. Находящаяся в каждом регистре 3 хранения последовательность ЦМД состоит из группы нечетных позиций, образующих прямой код двоичного слова, и группы четных позиций, расположенных- вслед за соответствующими нечетными позициями и образующих обратный код двоичного слова. Проверка на соответствие критерию поиска может подлежать любая группа разрядов хранимого слова.Операции поиска слова, соответствующего ключу поиска, заключается в формировании значений разрядного несовпадения одновременно для всех хранимых слов и накоплении их в динамических ловушках 7 ЦМД. В конце операции поиска в динамических ловушках 7 ЦМД формируются дизъюнкции значений разрядных несовпадений, соответствующие значениям функций несоответствия всех хранимых слов ключу поиска. Формирование значения функции несоответствия 7происходит аналогично во всех гп динамических ловушках 7 ЦМД, где 1 = 1 - п, гп - общее число регистров хранения. Ключом поиска может быть как все п-разрядное слово, где 2 п число позиций в находящейся в каждом регистре 3 хранения последовательности ЦМД, так и любая его маскируемая часть. Подачей в соответствии со значением 1-го замаскированного разряда ключа поиска импульса репликации в токопроводящую шину управляемых ренликаторов-переключателей 5 в один из моментов времени 1,- или когда в соответствующей позиции каждого 1-го регистра 3 хранения находятся либо нечетные, либо четные позиции 1-х разрядов хранящегося в нем слова Х, осуществляется формирование в каждом 1-м выходном канале 4 1-й пары значений функций ХгУ, и ХЛ,. В этой паре позиций результирующей -й последовательности, продвигаюшейся по 1-му каналу 4 вывода, где 1=1 - гп, может быть не более одного домена. Он находится в позиции Х ;У, если значения 1-х разрядов ключа поиска У = 0 и хранимого слова Х 1. - 1, и в позиции ХУ, если гг, = 1, а Х --- О. Этот ЦМД соответствует значению функции разрядного несовпадения У г,. Продвигаясь по каналам 4 вывода, результирующие последовательности поступают в соответствующие каналы 11 сопряжения. Если значение 1-го разряда ключа поиска У = О, то в момент нахождения нечетной позиции 1-го разряда любой 1-й результирующей последовательности, соответствующей значению ХУ, в позиции 22 1-го канала 11 сопряжения подается импульс тока соответствуюшей полярности в токопроводяшую шину управляемых переключателей 8. Если значение 1-го1262570 50 55 3разряда ключа поиска У = 1, то такой же импульс тока в токопроводящую шину управляемых переключателей 8 подается в момент нахождения в позиции 221-го канала 11 сопряжения четной позиции 1-го разряда результирующей последовательности, соответствующей значению ХУ. Если в момент подачи импульса тока в токопроводящую шину управляемых переключателей 8 в позиции 22 канала 11 сопряжения находится ЦМД, то он переходит в позицию 23 и после поворота управляющего поля на 180 захватывается полюсом соответствующей динамической ловушки 7 ЦМД позиции 19, после чего заканчивается подача тока в токо- проводящую шину управляемых переключателей 8. Если в момент перемещения домена из позиции 21 в позицию 19 в позиции 17 1-й динамической ловушки 7 ЦМД также находится домен, то вследствие доменного взаимодействия последний перемещается в позицию 23 первого отводного канала 14, откуда выводится в ограждение кристалла. Операция установки очередности и выборки регистра 3 хранения, с которым производится обмен данными, необходима вследствие возможности соответствия ключу поиска содержимого нескольких регистров 3 хранения. Эта операция заключается в выборке содержимого динамических ловушек 7 ЦМД, назначения устройством управления очередности обмена с регистрами 3 хранения ЦМД, информация в которых соответствует ключу поиска, с последующим введением в динамические ловушки 7 ЦМД последовательности ЦМД. При назначении 1-го регистра хранения ячейкой, с которой будет производиться обмен данными, все динамические ловушки 7 ЦМД, кроме )-й, должны содержать домен. Выборка содержимого динамических ловушек 7 ЦМД осуществляется подачей импульса тока обратной полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 8 в момент нахождения доменов в позиции 19 динамических ловушек 7 ЦМД. Выведенная в соответствующие каналы 11 сопряжения последовательность ЦМД переписывается с помоц 1 ью узла 10 считывания в буферную память устройства управления. В соответствии с назначенной очередностью узлом 9 генерации ЦМД формируется последовательность ЦМД, которая передвигается по каналам 11 сопряжения и при прохождении через позиции 22 каналов 11 сопряжения передается однократной подачей импульса тока в токопроводящую шину управляемых перек- лючателей 8 в динамические ловушки 7 ЦМД. На этом операция выборки -го регистра 3 хранения, с которым будет производиться обмен данными, заканчивается. Перед назначением очередного регистра 3 хранения ячейкой обмена необходимо вывести содержимое динамических ловуцек 7 ЦМД.Операция считывания с разрушением извыбранного -го регистра 3 хранения заключается в выводе с помощью соответствующих каналов 4 вывода в соответствующие каналы 11 сопряжения последовательности нечетных позиций парафазного кода хранимых слов, соответствующих прямому коду. Эта последовательность поступает О на вход -го элемента И - ЗАПРЕТ 12 по.зиции 18. Если в -й динамической ловушке 7 ЦМД отсутствует домен, т. е. слово соответствует. ключу поиска и должно быть считано, то последовательность продвигается в направлении предпочтительного продвижения к выходу 1-го элемента И ЗАПРЕТ 12 позиции 20. Далее она продвигается по участку 1-го канала 11 сопряжения позиции 20, 24 и 25 и попадает в позицию 26 -го канала 11 сопряжения в четный момент времени, если за 1, считать момент нахождения первого разряда считываемой последовательности в позиции 27 -го регистра 3 хранения. Выведенная из любого К-го регистра 3 хранения, кроме 1-го т.е. К = 1), последовательность ЦМД прямого кода слова поступает на вход К-го элемента И - ЗАПРЕТ 12 позиции 18. Так как при выполнении операции считывания только в одной (1-й) динамической ловушки ЦМД 7 отсутствует домен, то последовательность ЦМД, выведенная из К-го регистра 3 хранения, взаимодействуя с доменом, циркулирующим по К-й динамической ловушке ЦМД и поступающим к моменту взаимодействия в позицию 26 К-го элемента И - ЗАПРЕТ 2, продвигается к выходу К-го элемента И- ЗАПРЕТ 12 позиции 21 и по К-му огибаюгцему каналу 13 поступает в позицию 25 К-го канала 11 сопряжения, а затем в позицию 27 К-го канала сопряжения 11 в нечетный момент времени.Это позволяет подачей в нечетный мо мент времени импульса тока, соответствующей полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 16 доменную последовательность, выведенную из любого К-го регистра 3 хранения, перевести из позиции 26 К-го канала 11 сопряжения в позицию 28, где после поворота вектора управляющего поля на 90 он заватывается попюсом первой аппликации К-го канала 6 ввода. ЦМД любого 1-го разряда последовательности ЦМД, выведенной в момент времени 1 , из К-го регистра 3 хранения, продвигается по К-му каналу 4 вывода, по К-му каналу 11 сопряжения, проходя позиции 22, 8, 21, 25, 26, по К-му каналу 6 ввода и достигает позиции 29 слияния канала ввода 6 и регистра 3 хранения в момент времени 1 а+гз Если этот разряд не подвергается выводу из регистра 3 хранения в момент времени 1, то онтакже достигает позиции 29 в момент 1 Таким образом, выводимая из любого К-го регистра 3 хранения последовательность ЦМД вводится в те же позиции К-го регистра 3 хранения, где она находилась ранее. ЦМД любого 1-го разряда продвигается по )-му каналу 4 вывода, по 1-му каналу 11 сопряжения, проходя позиции 22, 18, 20, 24, 25 и достигает позиции 26 )-го канала 11 сопряжения в момент 1 г 1г 7, поэтому не подвергается передаче в 1-й канал 6 ввода 51 О под воздействием импульса тока, подаваемого в нечетные моменты времени в токо- проводящую шину управляемых переключателей 16. ЦМД 1-го разряда последовательности достигает позиции 30 следующего+ 1)-го канала 11 сопряжения в нечет 15 ный 1 ,+д момент времени т.е. попадает в пробел между двумя значащими позициями, выведенными из (+1)-го регистра 3 хранения слова, находящимися в этот момент времени в позициях 31 и 32 +1)-го кана ла 4 вывода и+1) -го канала 11 сопряжения соответственно. Последовательность ЦМД, выведенная из (+1)-го регистра 3 хранения, и находящаяся в пробелах между разрядами этой последовательности другая последовательность ЦМД, выведенная из )-го регистра 3 хранения, поступают на вход+1) -го элемента И - ЗАПРЕТ 12 позиции 18. Взаимодействуя с доменом, циркулирующим по +1)-й динамической ловушке 7 ЦМД и поступающим к моменту 30 взаимодействия в позицию 26 ( + 1)-го элемента И - ЗАПРЕТ 12, обе последовательности продвигаются к выходу +1) -го элемента И - ЗАПРЕТ позиции 21 и по (+1)-му огибающему каналу 13 поступают в позицию 25 +1)-го канала 11 сопряжения, а затем в позицию 26 +1)го канала 1 сопряжения. Причем любой разряд последовательности ЦМД, выводимой из +1)-го регистра 3 хранения, поступает в позицию 26 канала сопряжения в нечетный момент времени, после чего воздействием импульса тока, . 4 О подаваемого в нечетные моменты времени в токопроводящую шину управляемых переключателей 16, попадает в +1)-й канал 6 ввода, а затем в +1)-й регистр хранения в тот же разряд циркулирующей по нему пос ледовательности, в котором он находится ранее, Любой 1-й разряд последовательности ЦМД, выведенной из +1)-го регистра хранения, приходит в позицию 26 +1)-го канала 11 сопряжения в момент (,с+,+,9, поэтому также не подвергается передаче в 50 (1+ 1) -й канал 6 ввода под воздействием импульса тока, подаваемого в нечетные моменты времени в токопроводящую шину вторых управляемых переключателей 16. Аналогичным образом выводимая из )-го регистра 3 хранения последовательность ЦМД,соответствующая прямому коду хранимого в нем слова, продвигается по любому ц-му каналу 11 сопряжения, где ц=)+ - . гп, и попадает в узел 10 считывания ЦМД. Последовательность ЦМД, соответствующая обратному коду хранимого в )-м регистре 3 хранения слова, выводится точно так же. Ее вывод служит для очищения 1-го регистра 3 хранения, при этом она может не считываться устройством управления.Операция считывания без разрушения осуществляется аналогично операции считывания с разрушением за исключением того, что последовательности ЦМД не выводятся в каналы 4 вывода, а формируются там в виде копий, находящихся в соответствующих регистрах 3 хранения последовательностей прямых кодов хранимых слов. При этом репликата последовательности прямого кода слова, находящегося в )-м регистре 3 хранения, продвигается по каналам 11 сопряжения к узлу 10 считывания ЦМД, а репликата последовательности прямого кода любого К-го слова удаляется соответствующим управляемым переключателем 16 в К-й отводной канал 15, по которому она продвигается в ограждение кристалла. Любая 1-я позиция репликаты прямого кода слова, находящегося в К-м регистре 3 хранения, достигает позиции 33 К-го канала 11 сопряжения в четный момент (,+,+, через четвертьпериода после прохождения позиции 26 этого же канала 11 сопряжения. Подачей импульса тока обратной полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей6 домен, находящийся в этой позиции, переходит в позицию 34, где через четверть периода захватывается полюсом первой аппликации К-го отводного канала 15, после чего подача импульса тока может быть прекращена. Аналогично тому, как это происходит при операции считывания с разрушением, позиции репликаты прямого кода, находящегося в )-м регистре 3 хранения слова, попадают в позицию 33 любого ц-го канала 11 сопряжения в нечетный момент времени и поэтому не могут быть выведены с помощью отводных каналов 15 в ограждение кристалла. Последовательность доменов этой репликаты, продвигаясь по каналам 1 сопряжения и соответствующим огибающим каналам 13, достигает узла0 считывания ЦМДОперация записи слова в выбранный ипредварительно очищенный )-й регистр 3 хранения состоит из двух этапов: ввода последовательности ЦМД, соответствующей прямому коду слова, и ввода последовательности ЦМД, соответствующей обратному коду слова. Ввод каждой из двух последовательностей заключается в ее формировании узлом 9 генерации, продвижении по р-м каналам 11 сопряжения, где р = 1 - : - 1, передаче с помощью 1-го второго управляемого переключателя 15 в 1-й канал 6 ввода и после";дующем вводе в соответствующие позиции71-го регистра 3 хранения. Если через обозначить момент прохождения первым разрядом сформированной последовательности позиции 30 первого канала 11 сопряжения, то позиции 18 р-го канала 11 сопряжения она достигнет в момент 1,+э5 позиции 27 этого канала сопряжения - в момент 1, позиции 18 1-го канала сопряжения - в момент 11+д, позиции 27 этого канала сопряжения - в. момент 1,ц-,)э. Таким образом, подачей в нечетный момент 1 О времени импульса тока соответствуюШей полярности в токопроводящую шину управляемых переключателей 1 б достигается передача записываемой последовательности только в 1-й канал ввода с последующим введением ее в соответствующие позиции15 1-го регистра 3 хранения.Предложенное устройство по сравнению с известным занимает меньшую площадь на доменосодержашем кристалле, что позволяет повысить его информационную ем- О кость.Формула изобретенияАссоциативное запоминающее устройство, содержащее слой магнитоодноосного материала, на поверхнОсти которого расположены регистры хранения, каналы вывода, управляемые репликаторы-переключатели, соединенные с выходами регистров хранения и с входами соответствующих каналов вывода, каналы ввода, выходы которых соединены с входами соответствуюц 1 их регистров хранения, динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов, управляемые переключатели первой группы, магнитосвязанные с динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, узлы генерации и считывания цилиндрических магнитных доменов, отличающееся тем, что, с целью повышения информационной емкости и упрощения устройства, оно содержит каналы сопряжения, элементы И - ЗАПРЕТ, огибающие каналы, группы отводных каналов, управляемые переключатели второй группы, причем динамические ловушки цилиндрических магнитных доменов мапштосвязаны через управляемые переключатели первой группы с соответствующими каналами сопряжения, выходы каналов вывода соединены с первыми входами соответствующих каналов сопряжения, выходы каналов сопряжения соединены с входами соответствующих управляемых переключателей второй группы, входы каналов ввода соединены с первыми выходами соответствующих управляемых переключателей второй группы, второй выход последнего из которых соединен с входами узла считывания цилиндрических магнитных доменов, второй выход каждого управляемого переключателя второй группы, кроме последнего, соединен с вторым входом соответствующего канала сопряжения, а второй вход первого канала сопряжения соединен с выходом узла генерации цилиндрических магнитных доменов, третьи выходы управляемых переключателей второй группы соединены с входами соответствую ших отводных каналов второй группы, входы отводных каналов первой группы соединены с соответствующими динамическими ловушками цилиндрических магнитных доменов, входы элементов И - ЗАПРЕТ соединены с входами соответствующих динамических ловушек цилиндрических магнитных доменов, а выходы элементов И - ЗАПРЕТ соединены через огибающие каналы с соответствуюгцими каналами сопряжения.Составитель Ю. РозенталТехред И. ВересТираж 543 го комитета й и открыт аушская наб город, ул. П Государственнелам изобретенсква, Ж - 35,Патент, г. У орректор А. ТясПодписноеСССРийд. 4/5роектная, 4