[其他]模糊計算機

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 87107776
• 申請日: 1987-11-13
• 公開（公告）號: CN87107776A
• 公開（公告）日: 1988-06-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 山川烈
• 申請（專利權(quán)）人: 立石電機株式會社
• 主分類號: G06F15/00
• 分類號: G06F15/00
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進委員會專利代理部
• 代理人: 余剛

本發(fā)明涉及模糊計算機。

借助于存貯程序概念、布爾代數(shù)以及二進制硬件的穩(wěn)定操作而產(chǎn)生了數(shù)字計算機，而且這樣一個計算機的連續(xù)操作能夠使邏輯全面發(fā)展並對數(shù)據(jù)進行全面處理。數(shù)字計算機的穩(wěn)定操作保證了高可靠性，數(shù)字計算機系統(tǒng)也正在大規(guī)模發(fā)展。數(shù)字計算機可隨意編程，只要這個程序包含的信息低于人類智力的水平。在這個意義上，甚至將數(shù)字計算機稱為通用機，數(shù)字計算機的實現(xiàn)大大改革了人類生活和人類社會。

通過考慮人類想什么、怎么想以及人類如何交流思想，而出現(xiàn)了一個非常重要的概念“模糊”。在達（L.A????Zadah）在1965年提出了模糊集的概念。從那以后，出版了許多有關(guān)模糊理論研究的技術(shù)論文，但有關(guān)應(yīng)用的報道極少而且它們不得不借助于二進制數(shù)字計算機。

關(guān)于模糊的研究強調(diào)人類知識是基于積累的經(jīng)驗的（它是以語言信息形式推廣的），比如專家掌握的技術(shù)知識。語言信息通常是模糊，含混、不確切、不完整或不精確的，而且其特征在于從屬函數(shù)。從屬的級由0.0～1.0范圍內(nèi)的數(shù)字值表示並在這一范圍內(nèi)變化。

當用數(shù)字計算機處理語言信息時，由二進制碼表達從屬的級（值）。根據(jù)存貯的程序，在二進制電路中反復(fù)對二進制碼進行存貯，傳輸和運算。結(jié)果，需用長時間由數(shù)字計算機處理模糊信息。進而，為了存貯和運計，二進制碼值需要難于想像的大量元件。盡管數(shù)字計算機如上所述確實是一通用機，但它不是最適于實時處理模糊信息。因此，需要其它能以高速並有效地處理模糊信息的機器。

本發(fā)明的目的是提供適用于處理模糊信息的硬件系統(tǒng)，即稱為“模糊計算機”的新型系統(tǒng)。

根據(jù)本發(fā)明，為了獲得上述目的，提供了一個包括多個從屬函數(shù)（membership????function）生成器電路的模糊計算機，其中，每一從屬函數(shù)生成器電路，用來產(chǎn)生表示一個預(yù)定的模糊從屬函數(shù)，它分布在多根導(dǎo)線上的電信號;一個模糊推理機，它用于接收多個從屬函數(shù)生成器電路輸出的信號，以便執(zhí)行一個預(yù)定的模糊運計並將運算結(jié)果作為分布在多條導(dǎo)線上的電信號輸出。

模糊從屬函數(shù)是一組對應(yīng)于多個變量的函數(shù)值（級）。根據(jù)本發(fā)明，通過多條導(dǎo)線給予多個變量以具體形式，且每個模糊從屬函數(shù)的值由每一信號線上的模擬電信號表示。即，模糊從屬函數(shù)由分布在多條信號線上的電信號表示。

根據(jù)本發(fā)明的模糊計算機中，分布在多條信號線上的模擬信號（它們代表一個預(yù)定的模糊從屬函數(shù)）通過每個模糊從屬函數(shù)生成器電路輸出。模糊推理機對這些模擬電信號以現(xiàn)有的形式進行預(yù)定運算並以分布電信號的形式輸出一個表示運算結(jié)果的從屬函數(shù)。

由于模糊從屬函數(shù)無需象一般數(shù)字計算機那樣被編碼成二進制，因此能夠方便、快速地進行算術(shù)運算和實時處理。另外，根據(jù)本發(fā)明的模糊計算機最適于處理模糊信息。

圖1a是示明一個n輸入，1輸出MIN電路圖，圖1b是示明圖1a的改進電路圖，圖2是N輸入，1輸出MAX電路圖。

圖3a到圖6示明了不同類型的MIN電路或MAX電路。其中，圖3a示出了一個對應(yīng)MIN（C-MIN）或?qū)?yīng)MAX（C-MAX）電路的概念，圖3b示明了它們的符號;圖4a示出了綜合MIN（E-MIN）或綜合MAX（E-MAX）電路而圖4b示出了其符號。圖5a示出了笛卡爾乘積（或直積）MIN電路（CP-MIM）的符號而圖5b示出了它的簡化電路;圖6是示明圖5b中導(dǎo)線交點處的具體電路實例的框圖。

圖7示出了截斷電路的概念，圖8是說明截斷電路具體實例的電路圖。

圖9a和9b是示出級聯(lián)的MIN電路和MAX電路的框圖，圖10是表明圖9a具體電路的框圖，圖11是表明從圖10中的電路里去除了補償器的電路圖。

圖12是受控MIN-MAX電路圖;

圖13是對基本模糊推理機概念的示例;

圖14是Ⅰ型模糊推理機的框圖;

圖15是Ⅱ型模糊推理機的部分結(jié)構(gòu)的框圖;圖16是與之對應(yīng)的具體電路圖。

圖17是Ⅲ型模糊推理機的結(jié)構(gòu)框圖，圖18是與之對應(yīng)的具體電路圖。

圖19是擴展的模糊推理機的概念示例，圖20是其結(jié)構(gòu)實例的框圖。

圖21是模糊存貯器基本結(jié)構(gòu)的框圖。

圖22是由使用開關(guān)矩陣實現(xiàn)的模糊從屬函數(shù)，生成器電路圖，圖23是圖22所用符號的具體結(jié)構(gòu)。

圖24是用通路晶體管（pass????transistor）陣列實現(xiàn)的模糊從屬函數(shù)生成器的框圖，圖25是圖24中用的符號的具體構(gòu)成，圖26是圖24中譯碼器操作的示例表，圖27是同一譯碼器的構(gòu)成具體電路圖，圖28是圖27電路中所用“與非”門的電路圖。