Введение к работе
АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ. Прогресе в области вычислительной техники в настоящее время связывается с результатами исследований и сфере искусственного интеллекта (ИИ), где за последнее деелтилетие сформировалась новая отрасль индустрии - производство интеллектуальных систем.
Теоретически классы задач, решаемые в системах ИИ. начали разрабатываться достаточно давно. Однако только на современном этапе появилась возможность эффективного использования накопленных результатов вевязи с массовой разработкой специализированных ВИС. Это, в первую очередь, БИС "разумных" ЗУ, используюиие принципиально новые подходы при выполнении функций управления, обработки и сопряжения с системами, а также «ведение дополнительных средств, обеспечивающих простоту применения. К таким устройствам, прежде всего, относятся ассоциативные ЗУ (АЗУ), основной особенностью которых является значительная экономия времени за счет процедуры выборки данных, в -результате которой идентификация информации производится не по адресу, а по содержимому некоторого поля внутри данных за число тактов от 1 до п, где п - разрядность поля ключевых слов АЗУ.
Результаты исследований позволяют сделать вывод о том, что одним из наиболее узких мест в создании новых, а также в развитии уже известных систем ИИ, является отсутствие элементной базы БИС АЗУ для систем обработки изображений. При этом наиболее актуальными являются задачи разработки и создания БИС специализированных АЗУ, обеспечивающих внутрисхемное выполнение специальних Функций обработки иконнчески представленной информации ( то есть, для которой евкзь объекта с его изображением устанавливается на основе фактического сходства ).
Работа выполнялась в МЭИ по планам НИР НИЧ МЭИ в соответствии с Приказом Гособразования СССР N701 от 30. Об. 1989г. в рамках Всесоюзной межвузовской научно-технической программы "Интеллектуальные системы" по договору N01900066957, а также в соответствии с договором между НИО ВТ МЭИ и ІМЗМИ ( N020408900 ).
ЦЕЛЬ РАБОТЫ состоит в разработке и исследовании многокоординатных АЗУ для систем обработки информации на основе анализа ассоциативных информационных взаимодействий на базе принципов реализации иерархической N-мерной ассоциативной памяти, основанной на принципах пост-
- 4 -роения и функционирования иерархической по мерности модели представления информации.
Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
разработать классификацию систем ассоциативной памяти;
разработать и исследовать ассоциативные информационные взаимодействия на основе принципов реализации иерархической N-мерной ассоциативной памяти, базирующейся на принципах построения и функционирования иерархической по мерности модели представления информации;
разработать и исследовать схемы ассоциативных ячеек и схемы многокоординатных АЗУ;
разработать и исследовать разновидности ассоциативного поиска и способы обработки иконически представленной информации на основе анализа ассоциативных информационных взаимодействий в иерархической N-мерной ассоциативной памяти;
исследовать и осуществить типизацию стругаурно-функциональных решений многокоординатных АЗУ для их реализации в виде БИС.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ Основным методом исследования являлось теоретическое исследование с позиций анализа принципов построения и функционирования иерархической по мерности модели представления информации и механизма ассоциативных информационных взаимодействий в иерархической N-мерной ассоциативной памяти.
Экспериментальные исследования проводились с использованием моделирования на ЭВМ, а также систем функционально-логического проектирования БИС и аналогового проектирования.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА РАБОТЫ заключается в следующем:
разработана классификация систем ассоциативной памяти по характерным признакам на группы в соответствии с выделенными подходами, которая может быть положена в основу при выборе структур для разнообразных приложений на различных стадиях проектирования систем, использующих ассоциативные способы адресации и обработки изображений;
разработан и исследован механизм ассоциативных информационных взаимодействий на основе разработанных принципов реализации иерархической N-мерной ассоциативной памяти, базирующейся на предложенных принципах построения и функционирования иерархической по мерности мо-
дели представления информации, позволяющий осуществить анализ различных аспектов взаимосвязей ассоциативных структур;
разработаны и исследованы схемы ассоциативных ячеек и схемы АЗУ нового класса - ортокоординатных АЗУ - , а также ряда специализированных АЗУ на базе предложенной концепции иерархической по мерности многокоординатной ассоциативной памяти, использование которых позволяет повысить эффективность выполнения различных задач обработки информации в системах, построенных на базе таких устройств;
разработаны и исследованы новые разновидности ассоциативного поиска - внутренний, конъюнктивный, дизъюнктивный, межблочный, смешанный - на основе анализа ассоциативных информационных взаимодействий в иерархической N-мерной ассоциативной памяти, позволяющие расширить область применения АЗУ и повысить эффективность выполнения арифметико-логических задач, задач поиска и сортировки информации;
разработан новый способ обработки бинарных массивов в ортоко-ординатной ассоциативной памяти, обеспечивающий ускорение выполнения операций обработки изображений методами "клеточной логики"/
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ РАБОТЫ состоит В следующем:
разработаны схемы специализированных ассоциативных ячеек, на основе которых могут быть созданы БИС АЗУ;
разработаны оригинальные структурно-функциональные решения АЗУ 'нового класса - ортокоординатных АЗУ г , а также ряда специализированных АЗУ на базе предложенной концепции иерархической по мерности многокоординатной ассоциативной памати с проработкой базовой структуры АЗУ такого типа для реализации в виде ВИС с целью использования в проблемно-ориентированных системах обработки информации;
на основе разработанного способа обработки бинарных массивов и новых предложенных разновидностей ассоциативного поиска могут быть созданы высокопроизводительные алгоритмы обработки информации в ортокоординатной ассоциативной памяти.
РЕАЛИЗАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ РАБОШ Результаты исследований использованы в разработках НИЭМИ в виде конструкторской документации на изготовление ассоциативных ячеек и БИС ортокоординатного АЗУ на основе базового матричного кристалла БМК 4. 601ВЖЗ, а также в рамках Всесоюзной межвузовской научно-технической программы "Интеллектуальные сие-
темы".
АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ. Основные положения диссертационной докладывались и обсуждались на:
международной конференции "First International Conference on Information Technologies for Image Analysis and Pattern Recognition ( Львов. СССР. 1990 );
45 Всесоюзной сессии ВНТО РЭС ( Москва, 1990 );
7 Всесоюзном Координационном совещании по проблеме "Развитие методов проектирования и изготовления интегральных запоминающих устройств" ( Москва, 1991 );
Кроме того, результаты исследований обсуждались на:
Всесоюзной научно-технической школе "Устройства хранения информации в информационных и вычислительных системах" ( Таллинн, 19ВД );
Всесоюзной школе-семинаре "Состояние и направления развития запоминающих устройств для перспективных ЭЕМ" ( Симферополь, 1989 ).
ПУБЛИКАЦИИ. Результаты исследований опубликованы в пяти печатных {.аботах. Ка пять заявок на изобретения получены положительные решения Госкомиэооретений.
СТРУКТУРА И ОБЪЕМ РАБОТЫ. Диссертационная работа изложена на 215 страницах, из них 128 страниц основного текста, 47 рисунков и состоит из введения, 5 глав, заключения, списка литературы из 104 наименований и 4 приложений.
