Оптическое запоминающее устройство

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистическихРеспублик пп 917212 г(23) Приоритет -6 11 С 33/04 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(з) УДК б 81.327.бб (088. 8) Опубликовано 300382 Бюллетень Мо 12 Дата опубликования описания 300382 С.А.Попов, Ли Си Кен, В.Б.Смолов, В.Г. олчкоЪО, М.Попов,,уВ. Н.Морозов, И.Н. Компанец и А В. ПарфеновС1Ленинградский институт водного транспорта(54) ОПТИЧЕСКОЕ ЗАПОМИНИ 0 ЩЕЕ УСТРОЙСТВО Устройство относится к вычислительной технике и может быть использовано для построения высокопроизводительных оптических вычислительныхманин.Известны голографнчески и оптические запоминающие устройства Ш .Наиболее близким к предлагаемомуявляется голографическое запоминающее устройство, содержацее блок уПравления, блок записи микроголограмм,отклоняющую оптическую систему, опически управляемые транспаранты,окусирувщие блоки 2),К недостаткам известного устройства относится отсутствие воэможности одновременной записи и считыванияинформации в обьеме задаваемых страниц; отсутствие воэможности Фрагмент"ной записи.н считывания инФормациипо задаваемым адресам; задание одного адреса для записи и считывания инФормации в цикле работы.Эти недостатки приводят к ограничению функциональных возможностейпрототипа.Целью предлагаемого изобретенияявляется расширение функций устройства за счет обеспечения Фрагментар"ной записи и считывания информации; а также обеспечение воэможности одновременной записи и считывания информации.Поставленная цель достигается тем,что в оптическое запоминающее устройство, содержащее блок памяти операторов, оптически связанный с блокомуправления, и блок основной памяти,введены блок Формирования адресныхполей считывания, блок формированияадресных полей записи, ключевой блокзаписи, ключевой блок считывания,первый и второй оптические регистры, блок сдвига изображения 15 по вертикали, блок сдвига изображений по горизонтали, блок раздвоения изобрахения и ключевой блок стйрания.При этом блок памяти операторовоптически связан с блоками формирования адресных полей считывания изаписи и с блоком управления, который оптически связан с блоками формирования адресных полей записи и 25 считывания, с ключевыми блоками записи и стирания, блоком раздвоенияизображения, с первым и вторым оптическими регистрами и с блоками сдвига изображений по вертикали и гори зонтали. Первый оптический регистроптически связан через последовательно расположенные блоки сдвига иэображений по горизонтали и вертикали и второй оптический регистр с блоком раздвоения изобракения, первый 1 выход которого опт еск 1 связан с 5 первым оптическим регистром, а второй - через ключевой блок памяти с блоком основной памяти. Выход блока основной, памяти оптически связан с ключевым блоком считывания, который )О .оптически связан с блоком Формирования адресных полей счйтываййя, ключе.вой блок стирания оптически связан с блоком основной памяти.Блок формирования адресных полей 15 содержит первый и второй оптически управляемые транспаранты, первый и второй оптические клапаны, оптически управляемый транспарант-усилитель первый, второй и третий объективы и светоделитель. Первый оптический управляемый транспарант оптически связан последовательно через первый оптический объектив, первый оптический клапан и светоделитель со вторым транспарантом, который через . второй объектив и второй оптический клапан оптически связан с первым транспарантом. Светоделитель через транспарант-усилитель связан оптически с третьим объективом.30Блок сдвига изображений содержит блок оптических клапанов сдвига, блок размножения изображений и блок объединения изображений, причем выходы блока оптических клапанов оптически связаны с блоком оптического объединения изображений, а выходы блока оптического размножения изображений оптически связаны с блоком клапанов сдвига. 40На Фиг.1 изображена блок-схема оптического эапоминаюцего устройства; на фиг.2 и 3 - схеы блоков формирования адресных полей считывания и записи; на фиг.4 - схема блока сдвигов изображения 1 на фиг.5 - схема совмеценного сдвига изображений; на фиг.6 - схема ключевого блока; на Фиг,7 - схема блока раэдвоенйя иэображений; на Фиг.З - расположение матриц в блоке основной памяти; на Фиг.9 - расположение оптически управляемых транспарантов в матрице памятиу на фиг.10 " характеристика оптически управляемого транспаранта; на фиг.11 - вид операторных полей.Блок-схема предлагаемого устрой"ства содержит: блок 1 управления, блок 2 памяти операторов, выполненный в виде постоянного голографиче ского запоминаюцего блока, блок 3 формироваиия адресных полей.считывания, блок 4 Формирования адресных полей считывания, ключево 9 блок 5 записи, ключевой блок 6 стираний,блок 7 основной памяти, ключевой блок 8 считывания, первый оптический регистр 9, блок 10 сдвигаиэображений по.горизонтали, блок 11 сдвига изображений по вертикали, второй оптический регистр 12, блок 13 раздвоения изображений.На Фиг.1 обозначенйканал Р запуска, канал А адреса считывания информации, канал А адреса записи информации, входные каналы Я, Яг Я" передачи изображения, выходные каналы Я, Яг,Ягпередачи изображения.а г гСхема блока Формирования адресных полей считывания (Фиг.2) содержит оптически управляемые транспаранты 14. и 15, оптические клапаны 16 и 17, представляюцие собой оптически управляемые транспаранты, транспарант- усилитель 18, объективы 19-21 и светоделитель-полупрозрачное зеркало 22. Канал Яп передачи операторов, создаваемый блоком 2 памяти операторов, канал Я управления, канал 8 передачи адресных полей считывания (фиг.2) .Схема блока Формирования адресных полей записи (Фиг.3) ссдержит оптически управляемые транспаранты 23 и 24, клапаны 25 и 26, транспаранты- усилители 27 и 28, объективы 29-31, светоделители-полупрозрачные зеркала 32 и 33, каналы Яе, Я; связи адресных полей .соответственно записи и стирания.1Схема блока сдвига изображения(Фиг.4) содержит: блок 34-40 клапанов, являюцийся схемой клапанов сдвига, блок размножения изображений,содержаций оптически управляемыетранспаранты 41-43, объективы 44,45 и 47, полупрозрачные зеркала 4855, глухие зеркала 56-59, и схемуобъединения изображений, ссдержацуюполупрозрачные зеркала 60 и 61, глу"хие зеркала 62 и 63, оптически управляемый транспарант 64 и объектив 46.На фиг.4 обозначены канал 84 пере"дачи входного иэображения, каналЯвщ передачи выходного изображения,КЬю Кдф КК , К-гКуправляюцие клапанами пучки света,управляющий пучок света Я для выВдачи сигнала 8 без сдвига, управлявций пучок света 8 для выдачи сигнала 8 со сдвигом вниз (влево), управляющий пучок света 8 для выдачисигнала Яф со сдвигом вверх (вправо) .Блок совмещенного сдвига изображения.(фиг.5) содержит блок 65 клапанов сдвига, блок 66-68 объединенияи блок 69-71 раэмиожения. На фиг.5обозначены: 8 ,848-К входныхФ 4изображений, 8 8 -К выходных изображений,Схема ключевого блока (фиг.6) содержит клапаны 72-75 в ниде оптичес- гки управляемых транспарантов, глухиезеркала 76-78, полупрозрачные зеркала 79-83,На Фиг.6 обозначено пучок Яа адресного поля, причемЯа =БвБЯс.)Схема блока раздвоения (Фиг,7)содержит клапаны 84-89,.оптически управляемые транспаранты 90-92, объективы 93-101, полупрозрачные зеркала102-104 и глухие зеркала 105-107.Схема, расположения матриц памяти(фиг.8) содержит матрицы - 108-110,схема расположения транспарантов вматрице (Фиг.9) ссдержит основаниематрицы 111, оптически управляемйетранспаранты 112. 15На Фиг.10 изображена характеристика транспаранта и обозначены:6,36,- интенсивности соответственновходного и выходного световых потоков, Зс - пороговая интенсивность 20света, 3 - сигнальная интенсивностьсвета, "0", "1" - условные нулевое иединичное состояние.На фиг.11 показаны операторныеполя, где 113-118 - поля для формирования вертикальных адресных полей,119-124 - поля для Формирования горизонтальных адресных полей, 125поле для формирования полного адресного поля.Устройство функционирует следующим образом,Оптическое запомкнаюцее устройство в отличие от прототипа может одновременно записывать аналоговые ицифровые (бинарные) изображения позадаваемым адресным полям и считыватьизображения по другим задаваемым адресным полям, При этом адресными по"лями могут быть: множество любых за-даваемых прямоугольных нлоцадей иэ 40элементов всего множества матриц памяти с точностью до одного элемента(бита) .В каждой матриц,е памяти возможнохранение информаци до 10 бит информации.Запись и считывание инФормации впредлагаемом устройдтве производятся по сигналу запуска, подаваемомуна блок 1 (БУ) управления через канал запуска "1"Одновременно подаются на БУ (1 у ад"реса считывания и записи в виде двоичных чисел через каналы связи А иАф,.Также вводятся и изображений через каналы связи Я,ЯЯ в пер"вый оптический регистр 9.После этого блок 1 управления вырабатывает последовательность упраьляюцих световых илпульсов. 60При этом в блоках 3 и 4 формирования адресных пот.ей считывания изаписи во взаимодействии с блокомпамяти операторов Формируйтся соответственно адресные поля считывания 451 и записи и в блоках 10 и 11 сдвигов по горизонтали и вертикали во взаимодействии с блоком 13 раздвоения изображений и с первым и торым регистрами 9 и 12 осуцестнляется сдвиг записываемых изображений согласно формируемым адресным полям записи.Для записи :-тих изображений в блоке 7 основной памяти вначале с помоцьв ключевого блока 6 стирания очицавтся те участки памяти в блоке 7, которые определены адресными полями записи.Затем с помошью ключевого блока 5 записи производится запись подготовленных сдвигами изображений согласно сформированным адресным полям записи в блоке 7 основной памяти.Считывание изображений из блока 7 основной памяти и выдача их через каналы связи Я,Я" Я осуцествляется ключевым блоком 8 считывания по сформированным адресным полям считывания, котОрые могут быть совершенно другими по сравнению с адресными по-. лями записи.Формирование адресных полей производится в блоках 3 и 4 следуюцим образом. В первом такте времени управлявцим сигналом Я 1 просвечивается вся поверхность транспаранта 14 (Фиг.2) (23 - Фиг.3) с уровнем(Фиг.10). Одновременно на эту же поверхность проектируется согласно поступившим значениям адресов одно из операторных полей (фиг.11), поступаемое из блока 2 памяти операторов. Уровень интенсивности света этого операторного поля выбран так, что он равен О (фиг.10).В результате в транспаранте 14 (23) записывается проецированное операторное поле. Это поле через объектив 20-30, клапан 17 (26) проецируется на поверхность другого транспаранта 15 (24), так как на клапан 17 (26) подается управляюший сигнал.Одновременно на поверхность транспаранта 15 (24) проецируется другое операторное поле. В результате это" го в этом транспаранте 15 (24) записывается,поле Н, являюцееся пересечением поля Н, , считываемого с транспаранта 14 (23), с операторным полем й(л, поступаемым с блока 2 памяти операторов, т.е.Н= Н(,й Н Затем для очицения транспаранта 14 (23) прекрацается проецирование световых потоков на поверхность этого транспаранта. После этого, одновременно прекрацая подачу управлявцего сигнала на фдапан 17 (26), и начиная подачу управляюцего сигнала на клапан 6(25) и .операторного поля В(1, на транспарант 14(23), Формируется и записывается новое поле К л н виде:Н = Нна й ЯСВ дальнейшем цикл повторяется.п раз, в результате окончательно формируется адресное поле В, которое уси" ливается транспарантом 18 (27,28), и выдается через объектив 21 (31) .Сдвиг-. изображений производится по 5 тому же адресу, по которому формиру-, ется адресное поле записи.Процесс сдвига изображения можно рассмотреть в схеме блока сдвига изображения (Фиг.4). (ОВозможны в .каждом 1-ом такте три случая:1) сдвиг иэображения вверх на величину 2 д, где 2=И - число строк, 3. = 1,2п. 5 2) Отсутствует сдвиг, т.е. 2 3) Сдвиг иэображения вниз на величину 2 ф.Для первого случая используются клапаны 34-36, установленные под раэными углами на величину 2, при этом размноженный входной сигнал Зьх схемой, содержацей элементы 41, 44, 48, 49, 50, 51, 56, 57, проходит только через единственный клапан, на который поступает управляюций сигнал согласно эйачению заданного адреса.В результате на поверхность транспаранта 64 проецируется сигнал Яб со сдвигом на величину 2 . Этот сигнал, усиленный. транспарантом 64, выдается через схему элементами 46, 60, 61., 62, 63.Для второго и третьего случаев сдвиги производятся аналогично.С целью сокрацения объема оборудования клапанами 34, 35,40 используются для одновременного сдвига множества изображений по схеме (Фиг.5) .Применение предлагаемого устрой ства в вычислительном комплексе увеличивает производительность не менее чаи на 1,5 порядка по сравнению с суцествуюцими вычислительными комплексами и увеличивает их Функцио нальные возможности. Формула изобретения501. Оптическое запоминаюцее устройство, содержацее блок памяти операторов, оптически связанный с блоком управления, блок основной памяти, отличаюцееся. тем, что, с целью увеличения Функциональных воз можностей устройства эа счет обеспечения Фрагментарной записи и считывания информаций и одновременно записи и считывания информации, в устройство введены блок Формирования адреснцх полей считывания, блок Формирования адресных полей записи, кюпр-; чевой блок записи, ключевой блок счи,тывания, первый и второй оптические регистры, блок сдвига изображения 65 по вертикали, блок сдвига изображений по горизонтали, блок раздвоения изоб ражения и ключевой бло.: стирания, причем блок памяти операторов оптически связан с блоками формирования адресных полей записи и считывания и с блоком управления, которыйоптически связан с блоками формирования адресных полей записи и считывания, с ключевыми блоками записи и стирания, блоком раздвоения изображения, с первым и вторым оптическими регистрами и с блоками сдвига изображения по вертикали и горизонтали, первый оптический регистр оптически связан через последовательно расположенные блоки сдвига изображения по вертикали и горизонтали и второй оптический регистр с блоком раздвоения изображения, первый выход которога оптически связан с первым оптическим регистром, а второй " через ключевой блок записи с блоком основной памяти, выход которого оптически связан с ключевым блоком считывания, оптически связанным с блоком формирования адресных полей считывания, ключевой блок стирания оптически связан с блоком основной. памяти.2Устройство по п.1, о т л и - ч а ю ц е е с я тем, что блок формирования адресных полей содержит первый и второй оптически управляемые транспаранты, первый и второй оптические клапаны, оптически управляемый транспарант-усилитель, первый, второй и третий объективы и светоделитель, причем первый оптически управляемый транспарант оптически связан через первый объектив, первый оптический клапан и светоделитель со вторым оптически управляемым транспарантом, который через второй объектив и,второй оптический клапан оптически связан с первым оптическим управляемым транспарантом, светоделитель через транспарант-усилитель оптически связан с третьим объективом.3. Устройство по п.1, о т л и " ч а ю ц е е с я тем, что блок сдвига изображений содержит блок оптических клапанов сдвига, блок размножения изображений и блок объединения изображений, причем выходи блока оптических клапанов оптически связаны с блоком объединения изображений, выходы блока размножения изображений оп-. тически связаны с блоком клапанов сдвига.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Па.тент СИЛ М 3453067кл. 304-173, опублик. 1976.2. Авторское свидетельство СССР9 641807 р кл 6 11 С 11/42, опублик1978.917212 117 1 Я П 120 121 122 1 ЙЗ 12 М 12 У Заказ 1 В 94/70 Тираж 624 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, )Х, Раушская наб., д. 4/5