Ячейка ассоциативной классифи-цирующей среды

Ячейка ассоциативной классифи-цирующей среды

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИ ЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Соцмалистическнх

Республик о>849201 (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 10. 10. 79 (21) 2829741/18-24 с присоединением заявкм йо (51)М. Кл З

G 06 F 7/00

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытии (2З) Приоритет

Опубликовано 230781. Бюллетень Йо 27 (53) УДК 681. 3 (088.8) Дата опубликования описания 23. 07. 81

Таганрогский радиотехнический им. В.Д. Калмыкова (71) Заявитель с (54) ЯЧЕИКА АССОЦИАТИВНОИ КЛАССИФИЦИРУ ОЩЕЙ

СРЕДЫ

Изобретение относится к технической кибернетике и может быть использовано при построении устройств управления исполнительными. органами обучающихся роботов и игральных автоматов.

Известен адаптивный коммутатор,содержащий блок датчиков информации, блок определения текущих частот опроса, блок коммутации, блок программного управления и блоки частотных компараторов с соответствующими связями, предназначенный для вероятностной коммутации информационных входов с информационными выходами в соответствии с программой обучения.

Данное устройство может быть обучено для распознавания потока случайных сигналов, поступающих от датчиков. . информации 1 .

Недостатком такого устройства является то, что оно не может. быть использовано в качестве базового элемента для построения устройств, классифицирующих множество пересекающихся сигнальных образов.

Наиболее близким по принципам функционирования к,предлагаемому является ячейка коммутирующей среды, содержащая узлы ввода сигнала поискц

2 составе элементов И-НЕ, И и триггеров, а также центрального узла в составе элементов И-НЕ и И со связями, обеспечивающими автоматичес- . кую ориентацию включения в сложных сигнальных ситуациях на входных . полюСах. Ячейка предназначена для .использования в качестве базового элемента при построении коммутирующих сред, реализующих адаптивные (по отношению к техническому состоянию) процессы поиска и выделения кратчайших ветвистых каналов связи между информационными входами и подмножествами информационных выходов (21 .

Однако как классифицирующие устройства эти среды могут быть исполь. зованы только для классификации точечных образов, поскольку базовая ячейка обеспечивает только дизъюнктивное слияние сигнальных путей.

Цель изобретения — обеспечение распознавания фрагментов сигнальных образов путем конъюнктивного слияния ,сигнальных путей с анализом общности фрагмента образа с записанными ранее н включения его в новый класс обра30 зов.

849201

Поставленная цель достигается тем, что в ячейку ассоциативной классифицирующей среды, содержащую центральный узел и узлы ввода сигнала поиска, причем каждый узел ввода сигнала поиск". ячейки содержит триггер, входной элемент И-HE И первый элемент И, выход которого соединен с нулевым входом триггера узла ввода сигнала поиска ячейки, входы входно"о элемента И-НЕ узла ввода сигнала поиска соединены соответственно с шиной ввода сигнала поиска в данный узел, с шиной разрушения спонтанных конфигураций и с выходами входных элементов И- НЕ остальных узлов ввода сигнала поиска, центральный узел ячейки содержит первый элемент И-НЕ, входы которого соединены с выходами входных элементов И-НЕ всех узлов ввода сигнала поиска ячейки, и первый элемент И, первый вход которого 20 соединен с шиной стирания ненужных сигнальных путей, введены узлы ввода сигнала выделения, каждый из которых содержит первый и второй элементы И, первый и второй элементы 25

ИЛИ, выходной элемент И, входной элемент И-НЕ и триггер, в центральный узел введены второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, второй и третий элементы И-НЕ,первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемент НЕ и элемент задержки, в состав каждого из узлов ввода сигнала поиска ячейки введены второй и выходной элементы И, первый и второй элементы

ИЛИ, выходной элемент И и элемент

ИЛИ-НЕ, в ячейку ассоциативной классифицирующей среды также включен узел контроля, содержащий триггер, элементы И и ИЛИ, причем в каждом узле ввода сигнала выделения ячейки 40 единичный выход триггера соединен со входами первого элемента ИЛИ,выходного элемента И и входного элемента И-НЕ, другие входы которого подключены соответственно к шине раз- 4 рушения спонтанных конфигураций и к шине ввода сигнала выделения ячейки, которая подключена также к одному из входов первого элемента ИЛИ, шина установки в исходное состояние ячей- ® ки соединена с одним из входов второго .элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого подключен к выходу первого элемента И, один из входов которого соединен с выходом входного элемента И-НЕ и с одним из входов второго элемента И, другой. вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, в каждом узле ввода сигнала поиска ячейки один из входов у) входного элемента И-НЕ соединен с выходом первого, элемента ИЛИ, один из входов которого соединен с единичным выходом триггера и с входами выходного элемента И и второго элемента И, другой вход которого соединен с шиной ввода сигнала поиска ячейки в данный узЕл, выход входного элемента И-НЕ соединен со входами первого элемента

И и элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с одним из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с шиной установки в исходное состояние ячейки, выход первого элемента И-НЕ центрального узла ячейки соединен со входом второго элемента И центрального узла ячейки, другие входы которого соединены соответственно с выходом второго элемента И-НЕ центрального узла ячейки и с шиной режима записи, соединенной также со входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, шина записи сигнальных путей в память ячейки соединена со входами четвертого элемента И центрального узла ячейки и со входом третьего элемента И-НЕ центрального узла ячейки, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И центрального узла, входы которого соединены соответственно с шиной режима работы и с выходом второго элемента ИЛИ-НЕ центрального узла, который соединен также со входами первого элемента И, "o входами элемента ИЛИ и со входом элемента НЕ центрального узла ячейки, выход которого соединен со входами четвертого элемента И центрального узла, другой вход которого соединен с выходом второго элемента И, соединенным также со входом элемента задержки, выход которого соединен со входом элемента ИЛИ центрального узла, выходы вторых элементов И всех узлов ввода сигнала поиска соединены со входами первого элемента ИЛИ-НЕ центрального узла, входы второго элемента ИЛИ-НЕ которого соединены с выходами вторых элементов И узлов ввода сигнала выделения, входы элементов ИЛИ-HE всех узлов ввода сигнала поиска соединены с выходом третьего элемента И-НЕ центрального узла, входы второго элемента И-НЕ которого соединены с выходами входных элементов. И-НЕ всех узлов ввода сигнала выделения, выход первого . элемента И-НЕ центрального узла соединен со входами выходных элементов И всех узлов ввода сигнала поиска ячейки, входы первых элементов И которых соединены с выходом четвертого элемента И центрального узла и со входами первых элементов

И всех узлов ввода сигнала поиска ячейки, входы первых элементов ИЛИ всех узлов ввода сигнала поиска соединены с выходом третьего элемента И центрального узла ячейки, выход элемента ИЛИ которого соединен со входами выходных элементов И всех узлов ввода сигнала поиска, выход

849201 первого элемента И центрального узла ячейки соединен со входами вторых элементов ИЛИ всех узлов ввода сигнала поиска ячейки и со входами вторых элементов ИЛИ всех узлов ввода сигнала выделения ячейки, потенциальные входы выходных элементов И всех узлов ввода сигнала поиска ячейки и входы выходных эле ментов И всех узлов ввода сигнала выделения ячейки соединены с единичным выходом триггера узла контроля ячейки, единичный вход которого соединен с шиной установки в исходное состояние ячейки, а нулевой вход соединен с выходом элемента И узла контроля, шина контроля ячейки соединена со входом элемента И узла контроля ячейки„ шина контроля ячейки соединена с входом элемента И узла контрОля ячейки, другой вход которого соединен с выходом элемента ИЛИ узла контроля ячейки, выходы выходных элементов И всех узлов ввода сигнала поиска ячейки и выходы выходных

\ элементов И всех узлов ввода сигнала выделения ячейки соединены со входа - 35 ми элемента ИЛИ узла контроля ячейки.

Данная совокупность признаков позволяет на основе ячеек ассоциативной классифицирующей среды строить однородные классифицирующие среды, обеспечивающие запись сигнальных образов в режиме обучения с использованием в качестве элементов носителя общих фрагментов класса образов одни и те же ячейки среды, воспроизведение

35 сигнальных образов в рецепторном слое среды при возбуждении кодаответа в эффекторном слое и опознания сигнальных образов с разложением на составляющие фрагменты, от.меченные в режиме обучения как само" стоятельные образы. Среда является адаптивной по отношению к своему техническому состоянию, обеспечивая высокую живучесть функционирования. 45

На чертеже представлена функциональная схема г редлагаемой ячейки.

Ячейка содержит узлы 1 ввода сигнала поиска, в состав каждого из которых входят входной элемент И-НЕ

2, элемент ИЛИ-HE 3, первый и второй элементы ИЛИ 4 и 5, первый и второй элементы И 6 и 7, выходной элемент !

И 8, а также триггер 9. Узлы 10 ввода сигнала выделения, в состав каждого из которых входят выходкой

)5 элемент И 11, входной элемент И-НЕ 12, первый и второй элементы И 13 и 14, первый и второй элементы ИЛИ 15 и

16 и триггер 17. Центральный узел

18 с первым, вторым и третьим элемен- ЬО тами И-НЕ 19- 21, первым и вторым элементами ИЛИ-ЙЕ 22 и 23,первым;вторым, третьим и четвертым элементами

И 24 -27; элементом ИЛИ 28,элементом HE 29 и элементом 30 задержки. б5

Узел 31 контроля с триггером 32 памяти технического состояния ячейки, элементом И 33 и элементом ,ИЛИ 34.

Сигнал поиска в ячейку вводится по шинам 35 и выводится по шинам 36.

Сигнал выделения вводится.в ячейку по входным шинам 37, выводится из ячейки по выходным шинам 38.

Управление ячейкой в. составе классифицирующей среды осуществляется по шине 39 установки в исходное состояние, и шине 40 контроля среды, шине 41 разрушения спонтанных конфигураций, шине 42 записи сигналь,ных путей в память ячейки шины. 43 режима записи, шины 44 стирания ненужных сигнальных путей и шины 45 режима работы. .Элементы каждого узла 1 ввода сигнала поиска соединены между собой следующим образом.

Входы входного элемента И-HE 2 данного узла соединены с выходами аналогичных элементов остальных узлов ввода сигнала поиска, с шиной .35 ввода сигнала поиска в данный узел, соединенный также со входами второго элемента И 7, с шиной 41 разрушения спонтанных конфигураций и с выходом второго элемента ИЛИ 5, входы которого соединены с единич-. ным выходом триггера 9, соединенным также co âõoäàìè второго элемента И

7 и выходом выходного элемента И 8, выход которого соединен с шиной 38 вывода сигнала выделения данного узла 1 ввода сигнала поиска и cq входами элемента ИЛИ 34 узла 31 контро= ля. Нулевой вход триггера 9 соединен с выходом первого .элемента И 6, входы которого соединены с выходом входного элемента И-НЕ 2 данного узла. Единичный вход триггера 9 соедкнен с выходОм первого элемента

ИЛИ 4, входы которого соединены с шиной 39 установки среды в исходное состояние и с выходом элемента

ИЛИ-HE 3 со входами, соединенными с выходом элемента И-HE 2 данного узла 1 ввода сигнала поиска.

Элементы каждого из узлов 10 ввода сигнала выделения соединены между собой следующим образом.

Входы выходного элемента И 11 соединены с единичным выходом триг- гера 17, соединенным также со входами второго элемента ИЛИ 16 и сО входами входного элемента -HE 12.

Другие входы элемента И-НЕ 12 соединены с шиной 41 разрушения спонтанных конфигураций и с шиной 37 ввода сигнала выделения в данный узел, соединенной также со входами второго элемента ИЛИ 16; выход которого сое-. динен со входами первого элемента И

13, соединенными также с выходом входного элемента И-НЕ 12 данного узла. Кроме того, выход входного

849201 элемента И-HE 12 соединен через второй элемент И 14 с нулевым входом триггера 17, единичный вход которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ 15 со входами, соединенными с шиной 39 установки среды в исходное состояний.

Выходы входных элементов И-HE 2 всех узлов 1 ввода сигнала поиска соединены с входами первого элемента

И-HE 19 центрального узла 18, выход которого соединен со входами элементов И 11 всех узлов 10 ввода сигнаГ а выделения и со входами первого элемента И 24 центрального узла.

Выходы входных элементов И-HE 12 всех узлов 10 ввода сигнала выделе-, ния соединены со входами второго элемента И-HE 20 центрального узла

18. Выход элемента И-HE 20 соединен со входами первого элемента И 24 данного узла, другие входы которого 20 соединены с шиной 43 режима записи, соединенной также со входами второго элемента ИЛИ-НЕ 23 центрального узла, другие входы которого соединены с выходами вторых элементов

И 7 всех узлов 1 -ввода сигнала поиска. Выход первого элемента ИЛИ-HE

22 центрального узла соединен со входами третьего элемента H 26 данного узла, со входами элемента ИЛИ

28, со входами четвертого элемента И .27 и через инвертор 29 со входами второго элемента И 25. Выход первого элемента И 24 центрального узла соединен через элемент 30 задержки и элемент ИЛИ 28 со входами выходных элементов И 8 всех узлОв ввода сиг-, нала поиска-и со входами второго элемента И 25 центрального узла 18.

Шина 42 записи соединена со входами элементов И 25 и И-НЕ 21. Выход 40 второго элемента И 25 соединен со входами первых элементов И 6 всех узлов ввода сигнала поиска и со входами вторых элементов И 14 всех узлов ввода сигнала выделения. Выход 45 третьего элемента И-НЕ 21 центрального узла соединен со входами элементов ИЛИ-НЕ 3 всех узлов ввода сигнала поиска. Выход второго элемента ИЛИ-НЕ 23 центрального узла соединен со входами третьего элемента

И 26 данного узла, выход которого соединен со входами третьего элемента И-HE 21 данного узла и со входами вторых элементов ИЛИ 5 всех узлов ввода сигналов поиска, входы элементов ИЛИ-НЕ 3 которых соединены с выходом третьего элемента И-НЕ

21 центрального узла.

Шина 44 стирания ненужных сигналь- 40 ных путей соединена со входами четвертого .элемента И 27 центрального узла, выход которого соединен со входами первых элементов ИЛИ 4 всех узлов ввода сигнала выделения.

Выход элемента ИЛИ 34 узла 31 контроля соединен со входами элемейта И 33 данного узла, другой вход которого соединен с шиной 40 контроля. Нулевой и единичный входы, триггера 32 узла контроля соединены соответственно с выходом элемента И

33 данного узла и с шиной 39 установки среды в исходное состояние. Единичный выход. данного триггера соединен со входами выходных элементов

И 8 всех узлов ввода сигнала поиска и со входами выходных элементов И:

11 всех узлов ввода сигнала выделения.

Классифицирующая среда набирает-! ся из ячеек ассоциативной класси фицирующей среды посредством соединения шин 35-38 распространения сигналов поиска и выделения. При этом конфигурации путей распространения сигналов поиска и выделения должны совпадать. Одноименные шины 39-45 управления ячейками запараллеливаются и соединяются с соответствующими шинами блока управления. Выходы преобразователей аналог-код рецепторного слоя подключаются к шинам 37 ввода сигналов выделения афферентных (входных) ячеек среды. Кодыответы среды, возбуждаемые в процессе обучения, подаются из блока памяти по шинам 35 ввода сигналов поиска эфферентных (выходных) ячеек. В режиме классификации коды-ответы среды снимаются с шин 38 вывода сигналов выделения этих же ячеек. В режиме воспроизведения записанные ранее сигнальные образы снимаются с шин

36 вывода сигналов поиска эфферентных Ячеек.

Работа ячейки описывается в составе классифицирующей среды, блока управления и блока памяти, соединенных указанным, образом.

После включения источников питания на шинах 39,40,42-44 устанавливаются нулевые, а на шинах 41 и

45 — единичные потенциалы. В исход-. ное состояние ячейка устанавливается единичным потенциалом, поданным по шине 39. При этом триггеры 9, 17 и

32 ячейки устанавливаются в единичные состояния.

Перед началом работы осуществля.ется контроль ячейки в составе всей среды на наличие источников ложных сигналов поиска и выделения, сбивающих ее работу. Достигается это подачей единичного потенциала по шине

40 контроля среды.

В связи с тем, что входы всех ячеек обнулены„ то названные сигналы могут появиться на выходах выходных элементов И 8 и И 11 узлов 1 и

10 ввода, только если ячейка неисправна и неисправность приводит к их генерации. Выходы этих элемен,тов соединены через элемент ИЛИ 34

849201

10

20

Первый такт процесса записи обра25 за в классифицирующую среду начинается подачей .единичного потенциала, J

40 Входные элементы И-НЕ 2 узлов ввода

55 узла 31 контроля со входами элемента И 33 того же узла. Поэтому единичный потенциал контроля, пройдя элемент И 33, устанавливает триггер контроля 32 в нулевое состояние.

Нулевым потенциалом, снимаемым с единичного плеча данного триггера, запираются выходные элементы И 8 и

И 11 узлов 1 и 10 ввода, вследствие чего ячейка-генератор ложных сигна,лов поиска или выделения исключается из среды.

Направления приема сигналов поиска ячейками, входящими в сигнальные пути, отмечаются единичными состояниями триггеров 9 узлов 1 ввода сигнала поиска данных ячеек. Направления вывода сигналов поиска из ячеек соответствует состояниям узлов ввода сигналов выделения, триггеры которых установлены в единичные состояния. Направления вывода сигналов выделения из ячеек соответствуют состояниям узлов ввода сигнала поиска, триггеры которых установлены также в единичные состояния.

Пусть к рассматриваемому моменту времени в классифицирувщей среде уже записано некоторое число сигналь- ных образов. Новый цикл записи начинается с предъявления рецепторному слою информации о новом образе.

На.его выходах формируется сигналь:ный образ (в виде пространственного двоичного кода),. поступающий по шинам распространения сигнала выделения на входы узлов ввода сигнала выделения афферентных ячеек. Логика работы элементов И-НЕ 12, ИЛИ 16 и И 13 совместно с триггером 17 каждого узла 10 ввода сигнала выделения такова, что на выходе их элементов

: И 13 удерживается нулевой потенциал, если наличию сигнала выделения по шине 37 данного узла соответствует единичное состояние триггера 17 и отсутствию сигнала выделения — нулевое состояние триггера. 45

Если во всех узлах ввода сигнала выделения зафиксированы соответствия, то на входах элемента ИЛИ-HE 22 центрального узла со стороны всех названных узлов присутствуют нулевые потенциалы, и на выходе элемента

ИЛИ-НЕ 22 удерживается единичный . потенциал, свидетельствующий, что дан ная ячейка принадлежит сигнальнЫм путям, полностью совпадающим с сигнальными путями других образов, и потому можно через нее подключить к дереву. сигнальных путей данного образа фрагмент или целое дерево сигнальных путей, записанных ранее.

Достигается это следующим образом. д

В данный момент сигнал поиска в среде отсутствует, поскольку ни одна из ячеек слоя, отведенная для ответа, не возбуждена сигналом поиска. По.этому на выходах элементов И 7 узлов 1 ввода сигнала поиска всех яче"ек присутствуют нулевые потенциалы, а на выходах вторых элементов ИЛИ-НЕ

23 центральных узлов 18 — единичные потенциалы. У ячеек, принадлежащих общим сигнальным путям, на входах третьих элементов И 26 присутствуют совпадения единичных потенциалов со стороны указанных элементов и шины режима работы 45, поэтому с их выходов единичные потенциалы через вторые элементы ИЛИ 5 всех узлов 1 ввода сигнала поиска разрешают выходным элементам И-НЕ 2 данных узлов принимать из среды сигнал поиска независимо от состояний их триггеров

9. По окончании переходных процессов элементы памяти узлов ввода сигнала поиска всех ячеек, принадлежащих общим сигнальным путем, отключаются, и ячейки 1отовы к участив в построении дерева сигнальных путей, связанного с записью нового сигнального образа. являющегося адресом кода-ответа на входы входного элемента И-НЕ 2 узла 1 ввода сигнала поиска одной из ячеек, слоя отведения ответа.

По условию данная ячейка не занята другими образами, поэтому данный. потенциал, пройдя входной элемент

И-НЕ 2 узла 1, первый элемент И-НЕ

19 центрального узла 18 и выходные .элементы И 11 узлов 10.ввода сигнала выделения, распространяются в среду в виде волны сигнала поиска.

Пусть ячейка не занята и сигнал поиска достиг ее по двум направлениям. сигнала поиска совместно с запрещающими связями образуют вероятностный автомат ориентации включения ячейки. В результате переходных процессов один из указанных элементов подключается.к шине 35 направления, выигравшего гонки. С его выхода снимается нулевой потенциал, запрещающий прием этого сигнала входным элементам И-НЕ 2 остальных узлов 1. При поступлении сигнала поиска из одного направления вероятностный автомат подключается к нему безусловно. В любом случае, пройдя через первый элемент. И-НЕ 19 центрального узла 18 и выходные элементы И 11 узлов 10 ввода сигнала выделения, сигнал поиска распространяется в среду по всем направлениям.

Вторым тактом возбуждается команда стирания спонтанных конфигураций, подаваемая на я гейки среды по шине

41. Необходимость этой операции обуславливается возможностью возникновения в среде устойчивых циклических источников сигналов поиска или

849201

12 выделения. Данные ситуации могут возникать в тех случаях, когда в графе связей ячеек присутствуют замкнутые пути, например при наличии связей между ячейками .одного слоя.

Сигнал команды в виде нулевого потенциала на короткое время прерывает все цепи распространения сигналов поиска и выделения, запирая входные элементы И-HE 2 и И-НЕ 12 узлов 1 и 10 ввода названных сигналов всех ячеек. Это приводит к обеспечению ориентации подключения ячеек только в направлениях прихода сигнала поиска, возбужденного в ячейке слоя отведения.

В результате распространения волны сигнала поиска в классифици- . рующей среде строится прадерево кратчайших сигнальных путей от возбужденной ячейки слоя отведения ответов до всех незанятых и достижи- 20 мых в данный момент ячеек афферентного слоя. Каждая ветвь его построена из незанятых ранее ячеек.

Если ячейки принадлежат сигналь- 25 ным путям, общим с записанными ранее, то вероятностный автомат ее также выбирает направление приема сигнала поиска "случайно". Но наличие разрешения на прием сигнала поиска из направления,не совпадающего с записанными ранее, зависит от приема или неприема данного сигнала ячейкой, предыдущей по сигнальному пути, считая от слоя отведения ответов. Если более ранняя ячейка уже приняла данный сигнал, то по одному из направлений создается ситуация, когда на шине 35 ввода присутствует сигнал поиска и триггер 9 данного узла установлен в единичное состояние. 40

Укаэанные ситуации фиксируются вторыми элементами И 7 узлов 1. Единичный потенциал совпадения, инверти-. руясь вторым элементом ИЛИ-НЕ 23 центрального узла 18, не разрешает треть- 4 ему элеь;енту И 26 данного узла отключить память состояний всех узлов

1 ввода сигнала поиска. В результате происходит максимизация использования общих сигнальных путей посредством вытеснения места приема сигнала поиска к слою отведения ответа.

Третьим тактом возбуждается команда, записи в конъюнктивном режиме.

Обеспечивается она двумя сигналами единичным потенциалом команды записи, подаваемым:«a шину 42 всех ячеек и нулевым потенциалом, подаваемым на шину 43 также всех ячеек. г

В данном режиме дизъюнктивное прохождение сигналов вйделения через 0 ячейки исключено в связи с тем, что первые элементы,И 24 центральных узлов 18 заперты нулевым .потенциалом со.стороны шины 43 режима записи, разрешающим в то же время вторым элементом ИЛИ-НЕ 23 и третьим элементом И 26 отключать память ячеек при вхождении .в общие сигнальные пути. Но необходимые ситуации на входах вторых элементов И 7 узлов 1 имеют ячейки, принимающие сигнал поиска не от промежуточных ячеек общих сигнальных путей а от ранее незанятых ячеек среды, являющихся местом ответвления сигнальных путей, построенных в данном акте от сигнальных путей, записанных ранее. На входах третьих элементов И-НЕ 21 центральных узлов 18 этих ячеек происходит совпадение единичных потенциалов команды записи, со стороны второго элемента ИЛИ-НЕ 23,первого элемента ИЛИ-НЕ 22 и третьего элемента

И 26, инвертированное значение которых в качестве разрешающего потенциала прикладывается ко входам элементов ИЛИ-НЕ 3 всех узлов 1 ввода сигнала поиска. В результате этого происходит опрос состояний вероятноI стных автоматов этих ячеек. Направление приема сигнала поиска вероятностным автоматом ячейки отмечается наличием нулевого потенциала на выходе входного элемента И-НЕ 2 узла 1 ввода сигнала поиска. Поэтому совпадение нулевых потенциалов на входах элемента ИЛИ-НЕ 3 данного узла порождает на выходе единичный потенциал, ус анавливающий через первый элемент ИЛИ 4 триггер 9 этого узла в единичное состояние. Триггеры 9 остальных узлов 1 свои состояния не меняют в связи с наличием единичных потенциалов на выходах.и входных элементов И-НЕ 2, блокирующих элементы ИЛИ-НЕ 3.

Четвертым тактом возбуждается команда дизьюнктивного режима записи, подаваемая в виде единичного потенциала по шине 43 режима и единичного потенциала, подаваемого на шину 42 записи всех ячеек. Единичным потенциалом, вводимым в ячейки по шинам

43 режима, запрещается отключение памяти узлов ввода сигнала поиска всех ячеек среды. Достигается это запиранием третьих элементов И 26 через вторые элементы ИЛИ-,НЕ 23 центрального узла 18 всех ячеек. Одновременно этим же потенциалом отпираются первые элементы И 24 данных узлов, разрешая прохождение сигнала . выделения, дизъюнктивно сходящегося на втором элементе И-НЕ 20 ° В результате этого от всех выходов преобразователей аналог-код, соответствую щих значащим разрядам образа, в среду распространяется по сигнальным путям до ячейки отведения ответа сходящаяся волна сигнала выделения.

Схождение волны сигнала выделения обеспечивается распространением его по ветвям прадерева только в на13

849201

14 правлениях навстречу распространению . волны сигнала поиска.

Пусть волна сигнала выделения достигла рассматриваемой ячейки и ячейка не принадлежит другим сигнальным путям. Войдя в ячейку по одной из шин 37 и пройдя открытый входной элемент И-НЕ 12 узла 10 ввода сигнала выделения, данный сигнал вновь в виде единичного потенциала появля-ется на выходе Второго элемента И-НЕ

20 центрального узла 18. На входах первого элемента И 24 со стороны первого элемента И-НЕ 19 и шины 43 режима записи присутствуют единичные потенциалы. Поэтому с выхода второго элемента И-HE 20 сигнал выделения в виде единичного потенциала через первый элемент И 24 и второй элемент И 25, имеющий на входах единичные потенциалы разрешения со стороны инвертора 29 и шины 42 записи, 20 опрашивает состояния входных элемен.тов И-НЕ 2 узлов 1 и И-НЕ 12 узлов

10. Узлы, которые принимают или сигнал поиска,.если сигнал выделения на выходах названных элементов, . . 5 удерживают нулевые потенциалы, не разрешающие первым элементам И б узлов 1 и вторым элементам И 14 узлов

10 изменять состояние управляемых ими триггеров 9 соответственно узлов 1 ЗО и триггеров 17 узлов 10. На входах первых элементов. И б узлов 1 ввода и вторых элементов И 14 узлов 10 ввода, не принимающих указанные сигналы, происходит совпадение единичных потенциалов, поэтому управляемые ими триггеры 9 соответственно узлов 1 и триггеры 17 узлов 10, устанавливаясь в нулевые состояния, запирают выходные элементы И 8 соответственно узлов 1 ввода и элементы И.11 узлов 10. 4 0

Сигнал выделения с выхода первого элемента И 24 через элемент 30 задержки поступает на входы выходных элементов И 5 всех узлов 1 ввода сигнала поиска. Но к этому времени являются открытыми только те выход-. ные элементы И 8, которые совпадают с направлениями приема сигнала поиска.

Достигнув ячеек следующего слоя, gg сигнал выделения записывает состояния ячеек в память их узлов 1 и 10 ввода.

Ячейки, принадлежащие сигнальным путям .ОбЩим с записанными ранее 55 удерживают на входах первых элементов ИЛИ-НЕ 22 центральных узлов 18 единичные потенциалы, свидетельствующие о коньюнктивном вхождении в сигнальные пути. Состояния ячеек полностью совпадают с необходимыми, 60 поэтому через элементы HE 29 сигналы конъюнктивного вхождения запрещает вторым элементам И 25 центральных узлов 18 этих ячеек прием команды записи, поступающей по шине 42. 65.Этим исключается изменение состояний элементов памяти ячеек, входящих в общие сигнальные пути.

Ячейки, лежащие на продолжении общих сигнальных путей после точек ответвления, тоже имеют неразрешения на.прием команды записи со стороны элементов НЕ 29 их центральных узлов

18. Поэтому сигнал выделения, не

1 изменяя состояний этих ячеек, распространяется по ветвям до мест схождения с сигнальными путями, соответствующими фрагментам других образов, не совпадающих с классифицируемым в данном акте обучения. ПоСкольку в сигнальных путях этих фрагментов отсутствует сигнал поиска, то на выходах первых элементов И 19 центральных узлов этих ячеек удерживаются.нулевые потенциалы, запрещающие первым элементам И 24 этих узлов пропускать сигнал выделения, поступивший в данные ячейки дизъюнктивно.

В процессе распространения волны сигнала выделения в дизъюнктивном режиме записи, происходит разрушение всех ветвей дерева сигнала поиска, не совпадающих с записанными сигнальными путями. Достигается .это тем,что элементы ввода сигнала выделения и вывода сигнала поиска управляются одними и теми же элементами памяти.

Их блокировка при отключении не только отключает в дальнейшем ввод сигнала выделения из связанных с ними направлений, Но и снимает с выходных шин 36 узлов 10 ввода сигнал поиска. Этого достаточно, чтобы со всех ветвей, связанных с.откл1оченными .узлами, снять указанный сигнал.

В пятом такте подаются на шины 42 ,и 43 нулевые потенциалы, переключающие центральный узел ячейки в режим .конъюнктивного ввода сигналов выделения. Достигается это эапиранием первых элементов .И 24 и отпиранием вторых элементов ИЛИ-НЕ 23 данных узлов. В результате воздействия цикла команд от пуска до останова ассоциативная классифицирующая среда, записав очередной образ, готова к записи последующих.

В режим классификации среда переводится подачей нулевого потенциала по шине 44 на все ячейки одновременно. При этом запираются третьи элементы И 26 центральных узлов 18 всех ячеек, чем исключается возможность отключения памяти узлов ввода сигнала поиска. Работа ячейки в классифицирующей среде в режиме классификации полностью совпадает с работой в режиме предварительного предьявления режима записи, описанным ранее.

Классифицирующая среда, в том числе и рассматриваемая ячейка, может работать в режиме воспроизведе-

849201

16 ния записанных ранее образов. Для этого достаточно возбудить на шинах

35 ячеек эфферентного слоя код-ответ образа. Процесс воспроизведения совпадает с режимом конъюнктивной записи в предположении полного совпадения сигнальных путем одного из образов.

При необходимости можно стереть фрагмент Образа илИ полностью образ.

Для этого его необходимо представить среде аналогично предъявлению режима записи. Кроме этого, по шине

44 на все ячейки среды подается команда восстановления в виде единичного потенциала. Пусть волна сигнала выделеыия достигла рассматриваемую 15 ячейку по шинам 37 тех узлов 10 ввода, триггеры 17 которых установлены в единичное состояние. В результате конъюнкции ситуаций на входах и состояний памяти .на выходе первого 2О элемента ИЛИ-Н8 22 центрального узла

18 устанавливается единичный потенциал, разрешающий четвертому элементу И 27 прием команды, восстановления.

Единичным потенциалом, снимаемым с его выхода, через элементы ИЛИ 4 узлов 1 ввода и ИЛИ 15 узлов 10 ввода все триггеры 9 и 17 данных узлов устанавливаются в единичные состояния. Восстановление среды происходит в течение времени, определенного переходными процессами в одной ячейке.

Формула изобретения

Ячейка ассоциативной классифицирующей среды, содержащая центральный узел и узлы ввода сигнала поиска, причем каждый узел ввода сигнала по- 40 иска ячейки содержит триггер, входной элемент И-НЕ и.первый элемент

И, выход которого соединен с нулевым входом триггера узла ввода сигнала поиска ячейки,- входы входного зле=45 мента И-НЕ узла ввода сигнала поиска соединены соответственно с шиной ввода сигнала поиска в данный узел, .с шиной разрушения спонтанных конфигураций и с выходами входных эле- 5О ментов И-НЕ остальных узлов ввода

/ сигнала поиска, центральный узел ячейки содержит первый элемент И-НЕ, входы которого соединены с .выходами входных элементов И-НЕ всех узлов ввода сигнала поиска ячейки, и первый элемент И, первый вход которого соединен. с шиной стирания ненужных сигнальных путей, о т л и ч а ющ а я с я тем, что, с целью расши. рения области применения для обеспе- Щ чения распознавания фрагментов сигнальных образов путем конъюнктивного слияния сигнальных, путей с анализом общности фрагмента образа с записанными ранее и включения его в новый ф5 класс образов, в ячейку введены узлы ввода сигнала выделения, каждый из которых содержит первый и второй элементы И, первый и второй элементы

ИЛИ, выходной элемент И, входной элемент И-НЕ и триггер, в центральный узел введены второй, третий и четвертый элементы И, элемент ИЛИ, . второй и третий элементЫ И-НЕ, первый и второй элементы ИЛИ-НЕ, элемент

НЕ и элемент задержки, в состав каждого из узлов ввода сигнала поиска ячейки введены второй и выходной элементы И, первый и второй элементы

ИЛИ, выходной .элемент И и элемент

ИЛИ-НЕ, в ячейку ассоциативной классифицирующей среды также включен узел контроля, содержащий триггер, элементы И и ИЛИ, причем в каждом узле ввода сигнала выделения ячейки единичный выход триггера соединен со входами первого элемента ИЛИ, выходного элемента И и входного элемента И-НЕ, другие входы которого подключены соответственно к шине разрушения спонтанных конфигураций и к шине сигнала выделения ячейки, которая подключена также к одному из входов первого, элемента ИЛИ, шина установки в исходное состояние ячейки соединена с одним из входов второго элемента ИЛИ, выход которого подключен к единичному входу триггера, нулевой вход которого подключен к входу первого элемента И, один из входов которого соединен с выходом входного элемента И-НЕ и с одним из входов второго элемента И, другой вход которого подключен к выходу первого элемента ИЛИ, в каждом узле ввода сигнала поиска ячейки, один из входов входного элемента И-НЕ соединен с выходом первого элемента

ИЛИ, один из входов которого соединен с единичным выходом триггера и с входами выходного элемента И и второго элемента И, другой вход которого соединен с шиной ввода сигнала поиска ячейки в данный узел: выход входного элемента И-НЕ соединен со входами первого элемента И и элемента

ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с однйм из входов второго элемента ИЛИ, другой вход которого соединен с шииой установки в исходное состояние ячей:ки, выход первого элемента И-НЕ центрального узла ячейки соединен со входом второго элемента И центрального узла ячейки, другие входы которого соединены соответственно с выходом второго элемента И-НЕ центрального узла ячейки и с шиной режима записи, соединенной также со входами первого элемента ИЛИ-НЕ, выход которого соединен с одним из входов третьего элемента И, шина записи, сигнальных йутей в память ячейки сое динена со входами четвертого элемен та И центрального узла ячейки и со

17

849201

18 йходом третьего элемента И-НЕ центрального узла ячейки, другой вход которого соединен с выходом третьего элемента И центрального узла, выходы