Оптические методы в информатике. Лантух Ю.Д. - 14 стр.

UptoLike

Составители: 

Рубрика: 

98
емники одной строки, затем другой, третьей, и т.д., мы получим последователь-
ность электрических сигналов, каждый из которых пропорционален произведе-
нию функций
1
f и
2
f
при определенных координатах
x
и y .
1.5 Особенности систем оптической обработки информации
Одним из главных принципов, на которых базируется работа оптических
вычислительных машин, является
принцип параллельности обработки оптиче-
ской информации. Это означает, что операции над оптическим сигналом (ум-
ножение, деление и т.д.) могут осуществляется параллельно, т. е. одновременно
по многим каналам, что придает вычислительным устройствам простоту и ком-
пактность. Именно такой принцип был продемонстрирован в рассмотренном
нами примере работы оптического процессора. Возможность параллельной об-
работки информации базируется на двумерном характере оптического сигнала,
представляющего собой распределение поля в пространстве двух измерений и
связанным с этим свойством многоканальности, заложенном в оптическом сиг-
нале.
Важным следствием принципа параллельности обработки информации
является возможность создания
ассоциативного запоминающего устройства.
Если при обычной организации запоминающего устройства обращение к памя-
ти происходит только адресным способом, то есть поиск информации происхо-
дит путем последовательного анализа содержимого всех ячеек памяти, то в ас-
социативном запоминающем устройстве обращение осуществляется непосред-
ственно ко всем хранящимся в памяти данным по некоторому формальному
признаку. В случае оптической вычислительной машины, для которой характе-
рен параллельный доступ ко всей информации, хранящейся в ЗУ с ассоциатив-
ной организацией, становится возможным извлечение полезной информации за
время одного периода обращения, то есть существенно уменьшается время вы-
борки. Примером устройств, осуществляющих ассоциативный принцип, служат
голографические запоминающие устройства и оптический коррелятор.
Оперирование с информацией в оптической форме. Когда входные и вы-
ходные сигналы световые (например, в ретрансляторах волоконных оптических
линий связи), использование для их обработки оптического процессора вместо
электронного избавляет от необходимости двойного оптоэлектронного преоб-
разования и связанных с этим энергетических потерь и искажений.
Аналоговая и цифровая обработка информации. Оптические методы по-
зволяют производить как аналоговую, так и цифровую обработку информации.
В современных цифровых вычислительных машинах микропроцессоры
производят операции с использованием двоичной системы счисления, в основе
которой только две цифры "0" и "1". Для представления литер русского и латин-
ского алфавита, а также других печатных знаков требуется семь, восемь и более
двоичных цифр. Двоичный код маломощен, зато используемые в нем цифры лег-
ко распознать, так как в памяти ЭВМ они представлены как отсутствие или на-
личие заряда, напряжения, тока, намагниченности и проч., а при считывании или
емники одной строки, затем другой, третьей, и т.д., мы получим последователь-
ность электрических сигналов, каждый из которых пропорционален произведе-
нию функций f 1 и f 2 при определенных координатах x и y .

     1.5 Особенности систем оптической обработки информации

      Одним из главных принципов, на которых базируется работа оптических
вычислительных машин, является принцип параллельности обработки оптиче-
ской информации. Это означает, что операции над оптическим сигналом (ум-
ножение, деление и т.д.) могут осуществляется параллельно, т. е. одновременно
по многим каналам, что придает вычислительным устройствам простоту и ком-
пактность. Именно такой принцип был продемонстрирован в рассмотренном
нами примере работы оптического процессора. Возможность параллельной об-
работки информации базируется на двумерном характере оптического сигнала,
представляющего собой распределение поля в пространстве двух измерений и
связанным с этим свойством многоканальности, заложенном в оптическом сиг-
нале.
      Важным следствием принципа параллельности обработки информации
является возможность создания ассоциативного запоминающего устройства.
Если при обычной организации запоминающего устройства обращение к памя-
ти происходит только адресным способом, то есть поиск информации происхо-
дит путем последовательного анализа содержимого всех ячеек памяти, то в ас-
социативном запоминающем устройстве обращение осуществляется непосред-
ственно ко всем хранящимся в памяти данным по некоторому формальному
признаку. В случае оптической вычислительной машины, для которой характе-
рен параллельный доступ ко всей информации, хранящейся в ЗУ с ассоциатив-
ной организацией, становится возможным извлечение полезной информации за
время одного периода обращения, то есть существенно уменьшается время вы-
борки. Примером устройств, осуществляющих ассоциативный принцип, служат
голографические запоминающие устройства и оптический коррелятор.
      Оперирование с информацией в оптической форме. Когда входные и вы-
ходные сигналы световые (например, в ретрансляторах волоконных оптических
линий связи), использование для их обработки оптического процессора вместо
электронного избавляет от необходимости двойного оптоэлектронного преоб-
разования и связанных с этим энергетических потерь и искажений.
      Аналоговая и цифровая обработка информации. Оптические методы по-
зволяют производить как аналоговую, так и цифровую обработку информации.
      В современных цифровых вычислительных машинах микропроцессоры
производят операции с использованием двоичной системы счисления, в основе
которой только две цифры "0" и "1". Для представления литер русского и латин-
ского алфавита, а также других печатных знаков требуется семь, восемь и более
двоичных цифр. Двоичный код маломощен, зато используемые в нем цифры лег-
ко распознать, так как в памяти ЭВМ они представлены как отсутствие или на-
личие заряда, напряжения, тока, намагниченности и проч., а при считывании или

98