большого объема используются в современных ЭВМ с архитектурой фон Неймана и применяются в тех случаях, когда нужен быстрый просмотр кэшпамяти, поиск cтраниц в системах с виртуальной памятью и др.

Существует классификация ассоциативных процессоров по уровню рас-

пределенности аппаратной поддержки (логики). Логика может быть распреде-

лена до уровня бита, байта, слова или более крупного блока памяти. Чем ниже этот уровень, тем выше уровень параллелизма (и соответственно – стоимость).

5.3.Ассоциативные процессоры с высоким уровнем параллелизма

КАП с высоким уровнем параллелизма относятся следующие типы сис-

тем [6]:

1) АЗУ, организованныепословам, спараллелизмомнауровнебита(разряда); 2) программируемые АЗУ; 3) системы памяти с распределенной логикой.

Ксистемам первого типа относятся АЗУ, параллельные по словам и битам. В этих системах время поиска по всей памяти близко по времени сравнения одного бита. Поскольку реализация такой разработки обходится дорого, такие системы рассматривались только в некоторых ранних работах.

Примером программируемого АЗУ может служить ассоциативная память

срасширенными возможностями – ACAM (Augmented Content Addressed Memory). Она представляет собой двумерный массив программируемых ячеек, способных, в частности, выполнять арифметические операции. Каждая ячейка содержит приблизительно 40 эквивалентных вентилей ИЛИ-НЕ.

Активация ячеек производится комбинациями сигналов, подаваемых по строкам и столбцам. Структура может настраиваться по строкам на сдвиги, ввод-вывод, поиск равенства, а по столбцам – выполнять ввод-вывод и другие операции.

Система ACAM предполагает сложное управление, что потребовало бы в другом исполнении большого количества оборудования.

Память с распределенной логикой DLM (Distributed Logic Memory) – это еще один пример ассоциативной системы с высоким уровнем параллелизма. В этой системе каждый элемент представляет собой небольшой процессор, называемый ячейкой, который может хранить и обрабатывать один символ.

Данные представлены в виде пар: “Имя атрибута (метка) – значение”.

109

получит сигнал распространения – она включает соседнюю ячейку, а сама выключается.

Сигнал направление указывает направление распространения (вправо или влево).

При выполнении поиска сначала отыскиваются метки, затем производится последовательное сравнение значений вдоль цепочки ячеек, по одному символу за один раз, причем каждая ячейка, где обнаруживается совпадение, активирует соседнюю.

При поиске можно задавать метки и выбирать соответствующие им значения (параметры) или, наоборот, необходимые операции программировать при помощи команд DLM и хранить их в контроллере.

Команда DLM имеет следующий формат: <код операции> [<предикат>]

В поле предиката (который может и отсутствовать) указываются состояния регистров C и M:

MATCH A (C = 1) – эта команда устанавливает регистр M в состояние “1” только в тех ячейках, где C = 1.

Команда MATCH A действует безусловно на все ячейки.

Шаг распространения выполняется следующим образом:

Рассматривая эти три команды как макрокоманду, которую назовем MARKRIGHTC, рассмотрим выполнение поиска на следующем примере [6].

В соответствии с принятой в DLM структурой данных в ячейках хранятся последовательные пары МЕТКА – ЗНАЧЕНИЕ, например:

# HE $ 300 # YOU $ 050 # HIS $ 120,

где # и $ – ограничители.

111

Эта цепочка занимает в памяти 24 ячейки.

Пусть требуется найти ключ (метку) HIS и выбрать соответствующие данные. Ниже приведена программа, составленная для данного примера (цепочки ячеек и состояния регистров M и C, соответствующие этой программе, показаны на рис. 5.2).

MARKRIGHTC /* макрокоманда: очистить все С, затем установить С = 1 в ячейках непосредственно справа от ячеек с М = 1, затем очистить все М. Теперь первые символы всех меток маркированы */

MATCH H (C = 1) /* искать H в активных ячейках */

MARKRIGHTC /* активировать соседние справа ячейки */ MARKRIGHTC /* макрокоманда: очистить все С, затем установить

С = 1 в ячейках непосредственно справа от ячеек с М = 1, затем очистить все М. Теперь первые символы всех меток маркированы */

MATCH H (C = 1) /* искать H в активных ячейках */

MARKRIGHTC /* активировать соседние справа ячейки */

MATCH I (C = 1)

MARKRIGHTC MATCH S (C = 1)

MARKRIGHTC /* активировать ячейки, в которых начинаются данные*/

M ← 1 (C = 1) /* установить М = 1 для использования макрокоманды*/ MARKRIGHTC /* активировать следующий символ */

go to RETRIVVE END: Stop

В системе DLM в дополнение к READ имеется команда WRITE, а в дополнение к RIGHTC и RIGHTM-команды LEFTC и LEFTM соответственно.

Из-за ряда недостатков (большие размеры, невысокая скорость поиска) этот проект не был практически применен, но послужил основой для нескольких практически реализованных систем (например PEPE, а также линейный АП – ALAP фирмы Hughes Aircraft).

112

Готово для

Рис. 5.2. Выполнение программы считывания примера в системе DLM

113