[其他]模糊计算机

说明书

本发明涉及模糊计算机。

借助于存贮程序概念、布尔代数以及二进制硬件的稳定操作而产生了数字计算机，而且这样一个计算机的连续操作能够使逻辑全面发展並对数据进行全面处理。数字计算机的稳定操作保证了高可靠性，数字计算机系统也正在大规模发展。数字计算机可随意编程，只要这个程序包含的信息低于人类智力的水平。在这个意义上，甚至将数字计算机称为通用机，数字计算机的实现大大改革了人类生活和人类社会。

通过考虑人类想什么、怎么想以及人类如何交流思想，而出现了一个非常重要的概念“模糊”。在达（L.A    Zadah）在1965年提出了模糊集的概念。从那以后，出版了许多有关模糊理论研究的技术论文，但有关应用的报道极少而且它们不得不借助于二进制数字计算机。

关于模糊的研究强调人类知识是基于积累的经验的（它是以语言信息形式推广的），比如专家掌握的技术知识。语言信息通常是模糊，含混、不确切、不完整或不精确的，而且其特征在于从属函数。从属的级由0.0～1.0范围内的数字值表示並在这一范围内变化。

当用数字计算机处理语言信息时，由二进制码表达从属的级（值）。根据存贮的程序，在二进制电路中反复对二进制码进行存贮，传输和运算。结果，需用长时间由数字计算机处理模糊信息。进而，为了存贮和运计，二进制码值需要难于想像的大量元件。尽管数字计算机如上所述确实是一通用机，但它不是最适于实时处理模糊信息。因此，需要其它能以高速並有效地处理模糊信息的机器。

本发明的目的是提供适用于处理模糊信息的硬件系统，即称为“模糊计算机”的新型系统。

根据本发明，为了获得上述目的，提供了一个包括多个从属函数（membership    function）生成器电路的模糊计算机，其中，每一从属函数生成器电路，用来产生表示一个预定的模糊从属函数，它分布在多根导线上的电信号;一个模糊推理机，它用于接收多个从属函数生成器电路输出的信号，以便执行一个预定的模糊运计並将运算结果作为分布在多条导线上的电信号输出。

模糊从属函数是一组对应于多个变量的函数值（级）。根据本发明，通过多条导线给予多个变量以具体形式，且每个模糊从属函数的值由每一信号线上的模拟电信号表示。即，模糊从属函数由分布在多条信号线上的电信号表示。

根据本发明的模糊计算机中，分布在多条信号线上的模拟信号（它们代表一个预定的模糊从属函数）通过每个模糊从属函数生成器电路输出。模糊推理机对这些模拟电信号以现有的形式进行预定运算並以分布电信号的形式输出一个表示运算结果的从属函数。

由于模糊从属函数无需象一般数字计算机那样被编码成二进制，因此能够方便、快速地进行算术运算和实时处理。另外，根据本发明的模糊计算机最适于处理模糊信息。

图1a是示明一个n输入，1输出MIN电路图，图1b是示明图1a的改进电路图，图2是N输入，1输出MAX电路图。

图3a到图6示明了不同类型的MIN电路或MAX电路。其中，图3a示出了一个对应MIN（C-MIN）或对应MAX（C-MAX）电路的概念，图3b示明了它们的符号;图4a示出了综合MIN（E-MIN）或综合MAX（E-MAX）电路而图4b示出了其符号。图5a示出了笛卡尔乘积（或直积）MIN电路（CP-MIM）的符号而图5b示出了它的简化电路;图6是示明图5b中导线交点处的具体电路实例的框图。

图7示出了截断电路的概念，图8是说明截断电路具体实例的电路图。

图9a和9b是示出级联的MIN电路和MAX电路的框图，图10是表明图9a具体电路的框图，图11是表明从图10中的电路里去除了补偿器的电路图。

图12是受控MIN-MAX电路图;

图13是对基本模糊推理机概念的示例;

图14是Ⅰ型模糊推理机的框图;

图15是Ⅱ型模糊推理机的部分结构的框图;图16是与之对应的具体电路图。

图17是Ⅲ型模糊推理机的结构框图，图18是与之对应的具体电路图。

图19是扩展的模糊推理机的概念示例，图20是其结构实例的框图。

图21是模糊存贮器基本结构的框图。

图22是由使用开关矩阵实现的模糊从属函数，生成器电路图，图23是图22所用符号的具体结构。

图24是用通路晶体管（pass    transistor）阵列实现的模糊从属函数生成器的框图，图25是图24中用的符号的具体构成，图26是图24中译码器操作的示例表，图27是同一译码器的构成具体电路图，图28是图27电路中所用“与非”门的电路图。