专利名称：硬件检索机的制作方法
技术领域：
本发明所述的硬件检索机是一种可以硬件方式进行数据的检索，从而提高检索速度的硬件检索机。
目前，计算机都是通过软件编程进行数据处理的，采用的方法有顺序检索法、折半检索法，由于数据量的日益庞大，存贮数据的个数越多，检索速度越慢。虽然哈希散转列表法采用了直接寻址的方式，但当存贮数据个数十分巨大时，其采用杂凑函数出现冲突的次数明显增大；通常的链表检索法可以避免数据长度不一造成的存贮空间的浪费，但检索速度仍与存贮数据个数有关。当然，提高微机芯片速度(时钟频率)，且采用高速外围芯片，可以适当提高数据检索速度，但CPU时钟频率提高到一定高度就难以再提高了，因为几十兆、几百兆以上的存贮器连接只能是采用CPU外部芯片连结的方式，连接部分的延迟作用限制了CPU高频的实现。因此，设计一种能较快地提高巨大容量数据的检索速度的硬件检索机是十分必要的。
鉴于上述现有技术所存在的问题，本发明的目的是设计一种能提高巨大容量数据的检索速度的硬件检索机。本发明采用软件编程按一定算法将数据记录到存贮器中以后，每次的检索过程都以纯硬件方式进行。检索速度与存贮器中存贮数据个数无关，而仅与要检索的那个数据串长度有关。
本发明所述的硬件检索机，其特征在于由存贮器、多路开关、检索部分、内带程序的微处理器组成；用于记录数据的微处理器和用于检索数据的检索部分分别通过多路开关与存贮器相连，进行数据的记录或检索；存贮器的内部分为子码地址指针区、偏移量区、意义码区，与存贮器相连的多路开关分别有与存贮器地址线相连的多路开关1、与存贮器的子码地址指针区数据线相连的多路开关2、与存贮器偏移量区数据线相连的多路开关4、与存贮器意义码区数据线相连的多路开关4、与存贮器及微处理器读写口相连的多路开关5，同时多路开关与5还与多路开关1、2、3、4的控制端DIR相连，多路开关5的记录/检索端SAVE/SEARCH是用来选择硬件检索机的工作状态；检索部分由匹配器、译码器、运算器、多路开关6、多路开关7、初始地址设置KOO、锁存器1、比较器、可预置计数器、锁存器3组成；匹配器将检索数据输入D0、D1、D2、D3、“*”送来的信号和存贮器偏移量区经多路开关3送来的偏移量处理后经译码器送至运算器，运算器将该数据同存贮器子码地址指针区经多路开关2送来的子码地址一起进行运算，再经多路开关6、锁存器1、多路开关1送至存贮器的地址线上，完成一个十六进制码的检索，同步信号端DATASYN通过带有与门U2、或门U1、电阻R0、电容C0的延时电路与锁存器1(9)相连，且锁存器1上升沿有效，保证其锁存数据的准确性，启动脉冲端RESET分别同多路开关6及电阻R0相连，检索过程的初始地址选择的是初始地址设置KOO经多路开关7的输入量；比较器、可预置计数器、锁存器3及计数端COUNT1、锁存端LACH1和LATCH2是用来对带有通配符“*”数据串的检索，比较器的OVER1端用来显示带有通配符“*”的数据串检索是否完成，COUNT1端与LATCH1端分别同可预置计数器相连，LATCH2端经或门U3后同通配符“*”端一起经与门U4与运算器的进位输入C端相连，锁存器3采用低电平锁存，保证了运算器完成了加1运算并送至可预置计数器、锁存器3的输入端，多路开关7的定位端LOCATE用来选择其输入量是初始地址设置KOO还是可预置计数器；与多路开关4相连的锁存器2完成检索数据的输出，与其相连的有结束端DATA END、显示意义码类型端CODE TYPE、意义码输出端MEAN CODE。本发明所述的硬件检索机，其特征在于区配器包括编码器、16选1开关、与门UA0～UA15三部分；编码器的输入端接在检索数据输入端，输出端D0～D15分别与偏移量输入端数据线D0-D15经与门UA0～UA15送至译码器，16选1开关与检索输入数据的十六进制码输入端及偏移量数据线D0～D15相连，选择相应的位做为指定子码位的输出送至EXIST，同时将偏移量数据线外引至显示端SLAVE CODE。本发明所述的硬件检索机，其特征在于带有程序的微处理器可以将输入端RESET、D0～D3、DATASYN、DATAEND、CODESYN送来的数据串按一定的算法分别经多路开关1、2、3、4送至存贮器的地址线、子码地址指针区、偏移量区、意义码区；子码地址指针区用于指明数据串下一个数码即子码的开始地址，偏移量区用于表明当前数码的子码是否存在及其相对偏移量，其位数为16位，意义码区是存贮代表数据串意义数码的位置；微处理器的STATUS OUTPUT端用于输出写入完成信号，MODESELECT端用于选择微处理器工作在数据记录、串行口通讯等状态，串行口SERIAL I/O用于将检索机的存贮器与检索机外部的其它设备进行数据交换。本发明所述的硬件检索机，其特征在于除存贮器外，其余部分采用一个单片集成电路的形式制成一个硬件检索芯片，可以安装到硬盘机、光盘机上；记录部分的输入端D0～D3、RESET、DATASYN、DATAEND与检索部分的相对应输入端内部相连，外部共用相对应的同一管脚。
本发明所述的硬件检索机除存贮器部分外，其余部分采用一个单片集成电路形式制成一个硬件检索芯片，该芯片安装到硬盘机、光盘机上，可使数据检索无停顿地逐个读取数据串中的数码地址的相关数据，硬件计算下一个数码的地址，所有数码读取结束，检索过程即告结束。由于每次读取数码的操作都是有目的的检索过程，所以必然比传统的硬盘机、光盘机检索速度快。另外，本硬件检索机的容量扩展十分方便。本机适用于对记录速度要求不高而对检索速度要求较高场合。
本发明所述的硬件检索机共有附图二张
图1硬件检索机原理2硬件检索机中匹配器原理中1、存贮器 2、微处理器 3、匹配器 4、多路开关15、多路开关 26、多路开关 37、多路开关 48、多路开关59、锁存器1 10、锁存器2 11、多路开关6 12、多路开关713、比较器 14、译码器 15、初始地址码设置KOO 16、可预置计数器17、锁存器3 18、运算器 19、编码器20、16选1开关本发明所述的硬件检索机的具体实施例及工作原理如下硬件检索机由存贮器(1)、多路开关、检索部分、内带程序的微处理器(2)相连组成；微处理器(2)和检索部分分别通过多路开关与存贮器(1)相连，进行数据串的记录和检索，微处理器(2)完成数据的记录工作；存贮器(1)的内部分为子码地址指针区、偏移量区、意义码区，与存贮器(1)相连的多路开关分别有与存贮器(1)地址线相连的多路开关1(4)、与存贮器(1)偏移量区数据线相连的多路开关3(6)、与存贮器(1)意义码区数据线相连的多路开关4(7)、与存贮器(1)及微处理器(2)读写口相连的多路开关5(8)，同时多路开关5(8)还与多路开关1、2、3、4(4、5、6、7)的控制端DIR相连，多路开关5(8)的记录/检索端SAVE/SEARCH是用来选择硬件检索机的工作状态；微处理器(2)可以将输入端RESET、D0～D3、DATASYN、DATAEND、CODESYN送来的数据串按一定算法分别经多路开关1、2、3、4(4、5、6、7)送至存贮器(1)的地址线、子码地址指针区、偏移量区、意义码区；子码地址指针区用于指明数据串下一个数码即子码的开始地址，(而相对数据串下一个数码前的数码则称为下个数码的母码)，偏移量区用于表示当前数码的子码是否存在及其相对的偏移量，意义码区是存贮代表数据串意义数码的位置，子码地址指针区和意义区的位数可以根据具体情况确定，而偏移量区固定为16位；微处理器(2)的STATUS OWTPUT端用于输出写入完成信号，MODESELECT端用于选择微处理器(2)工作在数据串记录、串行口通讯等状态，串行口SERIAL I/O用于将检索机的存贮器(1)与检索机外部的其它设备进行数据交换。硬件检索机的检索部分由匹配器(3)、译码器(14)、运算器(18)、多路开关6(11)、多路开关7(12)、初始地址设置KOO(15)、锁存器1(9)、比较器(13)、可预置计数器(16)、锁存器3(17)组成；匹配器(3)将检索数据输入D0～D3、“*”送来的信号和存贮器(1)偏移量区经多路开关3(6)送来的偏移量处理后经译码器(14)送至运算器(18)，运算器(18)将该数据同存贮器(1)子码地址指针区经多路开关2(5)送来的子码地址进行相加运算，再经多路开关6(11)、锁存器1(9)、多路开关1(4)送至存贮器(1)的地址线上，完成一个十六进制码的检索，输入检索数据的同时还应给一个同步信号DATASYN,DATASYN经带有与门U2、或门U1、电阻R0、电容C0的延时电路送至锁存器1(9)，锁存器1(9)上升沿有效，从而保证了其锁存数据的准确性，启动脉冲端RESET分别同多路开关6(1)及电阻R0相连，检索过程的初始地址选择的是初始地址设置KOO(15)经多路开关7(12)的输入量；比较器(13)、可预置计数器(16)、锁存器3(17)及计数端CPUNT1、锁存端LATCH1和LATCH2是用来对带有通配符“*”数据串的检索，比较器(13)的OVER1端用来显示带有通配符“*”的数据串检索是否完成，COUNT1端与LATCH1端分别同可预置计数器(16)相连，LATCH2端与锁存器3(17)相连，同时LATCH1端和LATCH2端经或门U3后同通配符“*”端一起经与门U4与运算器(18)进位输入C端相连，锁存器3(17)低电平或下降沿锁存，保证了运算器(18)完成了加1运算，并送至可预置计数器(16)、锁存器3(17)的输入端，多路开关(7)的定位端LOCATE用来选择其输入是初始地址设置KOO(15)还是可预置计数器(16)；与多路开关4(7)相连的锁存器2(10)完成检索数据的输出，与其相连的有结束端DATAEND，显示意义码类型端CODE TYDE、意义码输出端MEAN CODE；匹配器(3)包编码器(19)、16选1开关(20)、与门UA0～UA15三部分；编码器(19)的输入端接在检索数据输入端，输出端D0～D15分别与偏移量输入端数据线D0-D15经与门UA0～UA15送至译码器(14),16选1开关(20)与检索输入数据的十六进制码输入端及偏移量的数据线D0～D15相连，选择相应的位做为指定子码位的输出送至EXIST，同时将偏移量数据线外引至显示端SLAVECODE，便于工作人员查看子码情况。本硬件检索机除存贮器(1)外，其余部分采用一个单片集成电路的形式制成一个硬件检索芯片，可以安装到硬盘机，光盘机上；记录部分的输入端D0～D3、RESET、DATASYN、DATAEND与检索部分的相对应输入端内部相连，外部共用相对应的同一管脚。
现举例说明具体检索过程，例如要检索数据串“36 80 92”，首先在高级母码“3”的地址单元检索偏移量区的第6位值是否为“1”，如为“0”则发出不存在指示，如为“1”则表示子码“6”存在，接着用数码“3”的地址单元中的子码地址加上子码“6”的偏移量、即为子码“6”的实际地址，再在该地址中查找子码“8”是否存在，如存在则用“6”的实际地址单元中的子码地址加上子码“8”的偏移量，即得到“8”的实际地址，以此类推，最后得到“2”的实际地址，至将子码“2”的实际地址单元中的意义码区中的数据输出，即为数据串“36 80 92”所代表的意义。对带有通配符“*”数据串的检索，如检索“***30 80 92”，先发送三个有效的通配符“*”使可预置计数器(16)的数据为第一个三位十六进制码的最小一个的实际地址，而锁存器3(17)的数据为第一个四位十六进制码的最小一个实际地址，这时设LOCATE=1，多路开关7(12)选择可预置计数器(16)的输出为输入，通配符“*”输入完成后，则输入确定数码“3680 92”，检索一个地址后在COUNT1端送一个脉冲，进行下一个地址的检索，直至OVER1=1时检索完成。如要检索“36 80 92***”则采用“局部定位开始地址”方法，即选“36 80 92”中2的实际地址做为开始地址，通过偏移量显示情况确定子码存在情况，从而进行检索。另外，对检索数据本身有重名的情况，本硬件检索机通过对存贮器(1)中的意义码区进行处理，即在意义码区中原为直接表明意义码的数据改为间接表示数据库结果的地址指针，而该数据库指针所指明的单元为重名结果的个数，在该地址之后的单元，则分别记录同名的数据串名称而不同结果的真正意义码，或者是再指向地址。
权利要求
1.一种硬件检索机，其特征在于由存贮器(1)、多路开关、检索部分、内带程序的微处理器(2)组成；用于记录数据的微处理器(2)和用于检索数据的检索部分分别通过多路开关与存贮器(1)相连，进行数据的记录或检索；存贮器(1)的内部分为子码地址指针区、偏移量区、意义码区，与存贮器(1)相连的多路开关分别有与存贮器(1)地址线相连的多路开关1(4)、与存贮器(1)的子码地址指针区数据线相连的多路开关2(5)、与存贮器(1)偏移量区数据线相连的多路开关4(7)、与存贮器(1)意义码区数据线相连的多路开关4(7)、与存贮器(1)及微处理器(2)读写口相连的多路开关5(8)，同时多路开关与5(8)还与多路开关1、2、3、4(4、5、6、7)的控制端DIR相连，多路开关5(8)的记录/检索端SAVE/SEARCH是用来选择硬件检索机的工作状态；检索部分由匹配器(3)、译码器(14)、运算器(18)、多路开关6(11)、多路开关7(12)、初始地址设置KOO(15)、锁存器1(9)、比较器(13)、可预置计数器(16)、锁存器3(17)组成；匹配器(3)将检索数据输入D0、D1、D2、D3、“*”送来的信号和存贮器(1)偏移量区经多路开关3(6)送来的偏移量处理后经译码器(14)送至运算器(18)，运算器(18)将该数据同存贮器(1)子码地址指针区经多路开关2(5)送来的子码地址一起进行运算，再经多路开关6(11)、锁存器1(9)、多路开关1(4)送至存贮器(1)的地址线上，完成一个十六进制码的检索，同步信号端DATASYN通过带有与门U2、或门U1、电阻R0、电容C0的延时电路与锁存器1(9)相连，且锁存器1(9)上升沿有效，保证其锁存数据的准确性，启动脉冲端RESET分别同多路开关6(11)及电阻R0相连，检索过程的初始地址选择的是初始地址设置KOO(15)经多路开关7(12)的输入量；比较器(13)、可预置计数器(16)、锁存器3(17)及计数端COUNT1、锁存端LACH1和LATCH2是用来对带有通配符“*”数据串的检索，比较器(13)的OVER1端用来显示带有通配符“*”的数据串检索是否完成，COUNT1端与LATCH1端分别同可预置计数器(16)相连，LATCH2端经或门U3后同通配符“*”端一起经与门U4与运算器(18)的进位输入C端相连，锁存器3(17)采用低电平锁存，保证了运算器(18)完成了加1运算并送至可预置计数器(16)、锁存器3(17)的输入端，多路开关7(12)的定位端LOCATE用来选择其输入量是初始地址设置KOO(15)还是可预置计数器(16)；与多路开关4(7)相连的锁存器2(10)完成检索数据的输出，与其相连的有结束端DATA END、显示意义码类型端CODE TYPE、意义码输出端MEAN CODE。
2.根据权利要求1所述的硬件检索机，其特征在于区配器(3)包括编码器(19)、16选1开关(20)、与门UA0～UA15三部分；编码器(19)的输入端接在检索数据输入端，输出端D0～D15分别与偏移量输入端数据线D0-D15经与门UA0～UA15送至译码器(14),16选1开关(20)与检索输入数据的十六进制码输入端及偏移量数据线D0～D15相连，选择相应的位做为指定子码位的输出送至EXIST，同时将偏移量数据线外引至显示端SLAVECODE。
3.根据权利要求1所述的硬件检索机，其特征在于带有程序的微处理器(2)可以将输入端RESET、D0～D3、DATASYN、DATAEND、CODESYN送来的数据串按一定的算法分别经多路开关1、2、3、4(4、5、6、7)送至存贮器(1)的地址线、子码地址指针区、偏移量区、意义码区；子码地址指针区用于指明数据串下一个数码即子码的开始地址，偏移量区用于表明当前数码的子码是否存在及其相对偏移量，其位数为16位，意义码区是存贮代表数据串意义数码的位置；微处理器(2)的STATUS OUTPUT端用于输出写入完成信号，MODE SELECT端用于选择微处理器(2)工作在数据记录、串行口通讯等状态，串行口SERIAL I/O用于将检索机的存贮器(1)与检索机外部的其它设备进行数据交换。
4.根据权利要求1所述的硬件检索机，其特征在于除存贮器(1)外，其余部分采用一个单片集成电路的形式制成一个硬件检索芯片，可以安装到硬盘机、光盘机上；记录部分的输入端D0～D3、RESET、DATASYN、DATAEND与检索部分的相对应输入端内部相连，外部共用相对应的同一管脚。
全文摘要
本发明所述的硬件检索机是一种以硬件的方式对所存贮数据进行检索从而提高检索速度的硬件检索机。本发明采用了内带程序的微处理器将数据串按一定的算法存入存贮器的子码地址指针区、偏移量区、意义码区,使检索过程可以以纯硬件的方式进行,一个脉冲即可以完成一个十六进制码的检索。对数据串的检索速度只与被检索数据串长短有关,而与存贮器内部已存贮的数据个数无关,大大提高检索速度,节省了存贮空间。
文档编号G06F17/30GK1236140SQ9810858
公开日1999年11月24日 申请日期1998年5月15日 优先权日1998年5月15日
发明者王伟 申请人:王伟