8.2. Клеточная логика
Архитектура фон Неймана и теория автоматов легли в основу разработки электронных цифровых компьютерных систем [19]. Однако в случае компьютеров с чисто параллельной обработкой данные принципы неприменимы. Было показано, что эффективное решение в случае чисто параллельной архитектуры имеется лишь при определенных условиях. Клеточная логика среди различных архитектур [20—22] является одним из наиболее вероятных кандидатов на эту роль. Архитектура клеточной логики для оптических компьютеров основана на использовании упорядоченных простых процессорных элементов, или элементарных блоков логических операций. В целом реализация клеточной логики — это пространственное расположение ячеек процессорных элементов в одном, двух или трех измерениях. В принципе размещение должно быть до некоторой степени унифицировано, однако в соответствии с конкретной ситуацией может изменяться. Каждая ячейка в клеточной матрице обладает определенными логическими свойствами и может также обладать способностью запоминать информацию. Клеточная матрица характеризуется однородным распределением соединений между ячейками.
В настоящее время ведется интенсивная разработка по следующим направлениям: теория клеточных матриц, теория клеточных автоматов, клеточные логические компьютеры, возможные операции и функции в клеточной логике, свойства клеточной логики. Важной задачей в исследованиях клеточной логики является получение таких схем переключения и хранения информации, которые бы были лучше, дешевле, меньше по размеру и надежнее, чем существующие схемы и компьютерные системы. Важные области исследований клеточной логики включают в себя нижеследующее:
1. Синтез логических функций.
2. Клеточные логические автоматы.
3. Клеточные логические компьютеры.
Вопрос о синтезе клеточных логических функций обсуждается в связи с его важностью для управления оптическими компьютерами. Далее рассматривается вопрос об оптической реализации клеточных логических компьютеров, основанных на клеточных автоматах. В некоторых клеточных системах логики параллельно выполняются различные типы операций. Это означает, что оптические методики пространственно-инвариантного фильтрования могут быть применены к локальным клеточным логическим операциям способом, аналогичным тому, как это делается в традиционных оптических вычислениях, основанных на оптическом преобразовании Фурье. Архитектуры локальной клеточной логики описаны в разд. 8.4.2.
Таблица 8.1. Архитектуры компьютеров, используемые для обработки изображений
