Глава 6. МНОГОЗНАЧНАЯ ПОРОГОВАЯ ЛОГИКА
К. Морага, Отделение вычислительной техники,
Университет г. Дортмунда, Дортмунд, ФРГ
6.1. Введение
Данная книга посвящена оптическим вычислениям, в то время как все предшествующие работы автора главы, касающиеся пороговой логики, были связаны с чисто электронными схемами. Тем не менее, находясь под сильным впечатлением от перспектив, открываемых оптическими вычислениями, он принял предложение и написал эту главу. По этой причине она объединяет общеобразовательные аспекты многозначной пороговой логики с наивными попытками разработать архитектуру, включающую в себя электрооптические устройства. Автор надеется, что. читатели, целенаправленно занимающиеся проблемой оптических вычислений, найдут повод для дальнейших исследований теоретических вопросов, содержащихся в этой главе, и, более того, терпимо и с пониманием отнесутся к «наброскам» автора в области электрооптики.
Разработки в сфере оптических вычислений производят очень сильное впечатление, особенно с точки зрения предоставляемых ими особых возможностей для выполнения параллельной обработки с высокой скоростью, аналогового умножения, свертки, операций над матрицами и преобразования Фурье [1, 2, 3]. Однако довольно парадоксальной выглядит проблема обеспечения простой реализации в оптике функционально полного набора логических связок [4]. Тем не менее развитие электрооптических методов модуляции интенсивности света подготовило путь для появления двоичной пороговой логики [5, 6]. Известно, что двоичная пороговая логика является функционально полной и имеет дополнительную привлекательную черту — программируемость: изменение весовых коэффициентов может осуществляться в реальном времени для того, чтобы изменить передаточную функцию порогового устройства.
Посредством механизмов модуляции интенсивности может быть эффективно и точно выполнено аналоговое умножение, реализуемое с помощью электрических входных и оптических выходных сигналов. В этом случае умножение можно
интерпретировать как операцию в заданном интервале непрерывных значений логических переменных. Это обстоятельство и убеждает в пользе изучения электрооптической многозначной пороговой логики, где по сравнению со случаем непрерывных значений переменных не стоит так остро проблема идентификации «соседних» логических уровней. Такой подход может открыть новые альтернативы для развития оптических вычислений.
Соответственно в разд. 6.2 излагаются теоретические основы многозначной пороговой логики. Этот параграф завершается критическими оценками ее преимуществ и ограничений.
В разд. 6.3 описаны мультилинейно-разделяющиеся функции и предлагается архитектура, ориентирующаяся на реализацию с помощью электрооптических устройств.
Глава завершается обсуждением результатов, включающим предложения по дальнейшим исследованиям.
