Ассоциативное запоминающее устройство

308

О П И С А Н И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВЧОРСКОМУ СВИДЕЧЕЛЬСЧ83ое

Союз Советских

Социалистических

Республик

1eff TH м д тве

Зависимое от авт. свидетельства №

Заявлено 14.Х1.1969 (№ 1374728/18-24) с присоединением заявки №

Приоритет

Опубликовано 26.V!1.1971. Бюллетень № 23

Дата опубликования описания 11.Х.1971

G llс 15/00

Комитет по делам изобретений и открытий

681.327.66 (088.8) при Совете Министров

СССР

Авторы изобретения

В. В. Золотарев и В. А. Гузенко

Московский инженерно-физический институт

Заявитель

АССОЦИАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО

Изобретение относится к области запоминающих устройств.

Известно ассоциативное запоминающее устройство (АЗУ) с магнитным накопителем, разделенным на группы, содержащее устройство управления, входной регистр и регистр маски, подсоединенные через блок опроса к магнитному накопителю, с которым связаны блок индикаторной логики и блок выдачи ответа, причем входной регистр подключен к блоку счета и декодирующему устройству.

Недостатками известного устройства являются ограниченность его функциональных возможностей и невысокая скорость работы.

Описываемое устройство отличается от известного тем, что в нем входной регистр и регистр маски дополнительно содержат разряды хранения номера программы, разряды числа занятых групп в слове, разряды типа информации и разряды относительного адреса, причем разряды числа занятых групп в слове во входном регистре выполнены в виде сумматора, а разряды относительного адреса — в виде счетчика; выходы разрядов типа информации связаны с декодирующим устройством, выходы остальных дополнительных разрядов подсоединены к соответствующим входам блока опроса, вход счетчика разрядов относительного адреса подключен к устройству управления.

Указанные отличия позволяют расширить функциональные возможности устройства и повысить его быстродействие.

На фиг. 1 изображена функциональная схема предлагаемого АЗУ; на фиг. 2 — схема входного регистр а.

В предлагаемое АЗУ входят следующие основные блоки: магнитный куб 1 памяти, блок

2 усилителей считывания, блок 3 индикатор10 ной логики, блок 4 выдачи ответа, блок 5 опроса, входной регистр б, блок 7 вентилей выдачи, декодирующее устройство 8, блок 9 счета, блок 10 управления, регистр 11 маски, блок

12 вентилей маскировки.

15 Магнитный куб 1 памяти служит для хранения информации и состоит из разделенной на группы ферритовой матрицы и набора усилителей опроса и считывания и управляющих ключей. Все разряды магнитного куба памя20 ти идентичны. Каждый разряд использует два ферритовых сердечника. Шины опроса (записи) прошивают одноименные разряды всех слов. Шины управления считыванием (записью) прошивают все сердечники матрицы по

25 словам. Шины фиксации сигнала реакции на опрос прошивают группы сердечников. Размеры групп определяются из допустимой помехи и зависят от прямоугольности петли гистерезиса, мощности сигналов опроса и записи и

30 определяются логическим удобством (размер

310308 кратен 8). Размеры групп, в которые объединены слова магнитного куба памяти при операциях считывания из"щ ф| информации, зависят от мощности" сйгйЪлов, упр авляющих считыванием и запйе1й",от структуры блока 4 выдачи ответа. ™

Блок 2 усилителей считывания служит для усиления считываемых из магнитного куба памяти сигналов.

Блок 3 индикаторной логики служит для фиксации сигналов текущего опроса, накопления данных о результатах всех предыдущих опросов и выработки сигнала окончания опроса. Блок индикаторной логики состоит из трех пассивных регистров, собранных на ферритовых сердечниках, управляющих ключей и импульсных усилителей подмагничивания. Число сердечников в каждом регистре равно числу слов N, хранимых в магнитном кубе памяти.

Блок 4 выдачи ответа служит для формирования сигналов, управляющих считыванием и записью информации в магнитный куб памяти.

Блок 5 опроса служит для формирования сигналов опроса и записи информации в магнитный куб памяти, собран на стандартных схемах «ИЛИ», «И», «НŠ— ИЛИ», «HE — И», и включает в свой состав набор универсальных усилителей и ключей. Число универсальных усилителей пропорционально длине группы сердечников и не зависит от числа групп.

Входной б регистр (фиг. 2) служит как для приема и хранения входной информации на время выполнения операции, так и для хранения считанного результата из магнитного куба памяти (до передачи его в кодовую магистраль 18). Входной регистр собран на триггерах T> — Tqq. Число триггеров равно числу разрядов в слове и, хранимом в магнитном кубе памяти, Информационные (и — |в) разрядов входного регистра имеют цепи циклического сдвига вправо по 1 и по 8 разрядов. Группа из разрядов, представляющих собой специальные признаки, состоит из четырех подгрупп: y>, cp>, фз 74 ср| — разряды номер а прогр ам мы.

Разряды подгруппы ср<, зарезервированные под относительный адрес cp4=1ogqN+2 выполнены в виде счетчика. Разряды ч|, хранящие число занятых мест в слове магнитного куба памяти, выполнены в виде сумматора (<р = 2(log — )) .

Блок 7 вентилей выдачи представляет собой группу, состоящую из и вентилей, управляющую передачей кодов с входного регистра б в кодовую магистраль И.

Декодирующее устройство 8 служит для дешифрации типа информации в признаковой части cpq входного регистра б и задания начальной установки в блоке 9 счета. Декодирующее устройство представляет собой матричный дешифратор с числом входов, равным

15 го

65 числу разрядов, отведенных под тип информации ср .

Блок 9 счета представляет собой обычный двоичный счетчик, собранный на триггерах, и служит для подсчета числа импульсов сдвига в регистре маски и во входном регистре.

Блок 10 управления обеспечивает выработку управляющих сигналов и состоит из триггеров синхронизации и логических цепей на стандартных элементах.

Регистр 11 маски так же, как и входной регистр, представляет регистр из и разрядов, собран на триггерах и служит для хранения маски, управляющей опросом и выдачей информации из магнитного куба памяти. Младшие n — q разрядов имеют цепи циклического сдвига по 1 и 8 разрядов вправо.

Блок 12 вентилей маскировки представляет собой группу из и вентилей, управляющую передачей нужной части слова из магнитного куба 1 памяти во входной регистр б.

Связи между указанными блоками осуществлены следующим образом.

Выходы разрядных шин магнитного куба 1 памяти связаны со входами блока 2 усилителей считывания. Выходные шины групп слов, фиксирующие результат опроса магнитного куба памяти, соединены с импульсными входами блока 8 индикаторной логики.

Шины, управляющие считыванием слов из магнитного куба памяти, связаны с импульсными выходами усилителей и ключей блока 4 выдачи ответа.

Импульсные входы входного регистра б связаны с кодовой магистралью И и с блоком 2 усилителей считывания. Потенциальные выходы входного регистра подключены ко входам блока 5 опроса, блока 7 вентилей выдачи и декодирующего устройства 8. Входной регистр связан также цепями управления с блоком 9 счета и блоком 10 управления. Более подробно связи показаны на чертеже (см. фиг. 1) .

Перечисленные выше блоки АЗУ позволяют выполнять операции различного типа, например поиск числа по значению, поиск по признакам, упорядочивание информации, поиск наибольшего и поиск наименьшего. Все эти различные операции обеспечиваются различным сочетанием микроопераций из их постоянного набора, определяемого набором элементарных действий, выполняемых блоками, входящими в состав АЗУ.

Рассмотрим функционирование различных блоков АЗУ при выполнении ими специфичных действий.

При несовпадении с соответствующими разрядами входного регистра б хотя бы одного из опрашиваемых разрядов слова в обмотке группы этого слова возникает импульс, который перемагничивает соответствующий сердечник индикаторной платы в блоке 8.

При подаче токов для считывания слова из блока 4 происходит считывание без разрушения информации, но с последующей записью

310308

15 го

25 зо

50 в разрядах признаков кода, говорящего об освобождении определенных маской разрядов выбр анного слова.

Так как все разряды слов в кубе 1 вьшо",нены одинаково, то каждый разряд слова может использоваться как признаковый. Ввиду того, что данное АЗУ должно быть приспособлено и для работы в мультипрограммной вычислительной машине, то в АЗУ может одновременно находиться информация различного вида для разных программ.

При «р =О ячейка полностью свободна и доступна для записи целого информационного слова. Остальные (n †«p) разрядов слова »огут выполнять функцию как информационных, так и признаковых разрядов. Для экономии числа усилителей опроса и усилителей считывания выбор реальной цепи опроса определяется работой усилителей и электронных ключей, управляющих соответствующими группами магнитного куба 1.

При записи массива информационных слов в АЗУ осуществляется поиск свободных ячеек в магнитном кубе 1 памяти с последующим анализом результата опроса через блок 3 индикаторной логики и управлением сигналами записи через блок 4 в порядке обнаруженных свободных мест. В этом случае в разряды относительного адреса «р4 при записи каждого нового слова из массива добавляется единица и регистр маски разрешает запись в свободную ячейку информационных разрядов вместе с относительным адресом. При считывании информационного массива управление считыванием производится также с использованием разрядов

Таким образом, при поиске свободного места, достаточного для хранения информации, подлежащей записи, осуществляется поиск информации в кубе 1 со значениями в разрядах «р, меньшими или равными значению «р-. регистра б. После нахождения данных слов происходит обработка многозначного ответа, считывание поля найденного слова в разряды поля ср в регистре б и суммирование.

Затем происходит запись слова, находящегося в регистре б с новыми признаковыми разрядами, в выбранную для записи ячейку.

Признак «р> используется для хранения номера программы, к которой принадлежит искомая информация, и используется при поиске в куое 1 при мультипрограммной работе.

Перед осуществлением любой операции из кодовой магистрали 13 в регистр маски 11 передается соответствующая маска. В процессе поиска, при поиске по группам, осуществляется сдвиг информации в информационных (n †«p) разрядах вправо на длину группы (по

8 разрядов), при поиске наибольшего или наименьшего, осуществляется сдвиг по одному разряду. После каждого опроса группа опрошенных разрядов в регистре 11 сбрасывается в «О».

Установка в «0» всех разрядов регистра 11, проверяемая с помощью соответствующей цепи в блоке 5, фиксирует окончание операции поиска, если это окончание ранее не зафиксировано блоком 8 индикаторной логики.

Блоки 10, 2, 12, и 7 не несут в своих схемах каких-либо особенностей и поэтому описание их работы не приводится.

Предмет изобретения

Ассоциативное запоминающее устройство с. магнитным накопителем, разделенным на группы, содержащее устройство управления, входной регистр и регистр маски, подсоединенные через блок опроса к магнитному накопителю, с которым связаны блок индикаторной логики и блок выдачи ответа, причем входной регистр подключен к блоку счета и декодирующему устройству, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей и повышения быстродействия устройства, входной регистр и регистр маски дополнительно содержат разряды хранения номера программы, разряды числа занятых групп в слове, разряды типа информации и разряды относительного адреса, причем разряды числа занятых групп в слове во входном регистре выполнены в виде сумматора, а разряды относительного адреса — в виде счетчика; выходы разрядов типа информации связаны с декодирующим устройством, выходы остальных дополнительных разрядов подсоединены к соответствующим входам блока опроса, вход счетчика разрядов относительного адреса подключен к устройству управления.

310308

@us 2

Составитсль В. Ф. Рудаков

Редактор Б. С. Нанкина Техред Т. П. Курилко Корректор T. А. Китаева

Заказ 2677/16 Изд. № 1133 Тираж 473 Подписное

ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР

Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4,5

Типография, пр. Сапунова, 2