系統(tǒng)使用彼此間值相等但方向相反的原始值使得能夠與使用傳統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)字系統(tǒng)相比更有效率地執(zhí)行計算。
[0024]正如將在下文中更詳細(xì)描述的，將+1和-1用作原始值使表示為+1和-1的組合的數(shù)字能夠與表示為+1和0的組合的數(shù)字相比更為簡單和直接地被表示為三維空間中的三維點(diǎn)。相比于由原始值0和1組成的傳統(tǒng)二進(jìn)制數(shù)，這進(jìn)一步有利于使用這些數(shù)字更簡單地執(zhí)行算術(shù)(諸如乘、除、加或減)、因式分解以及其他算術(shù)和邏輯運(yùn)算。
[0025]由于使用+1和-1表示數(shù)字是新穎的，沒有現(xiàn)有的術(shù)語指代具有由集合{+1，-1}組成的可允許值的數(shù)字?，F(xiàn)有的術(shù)語“比特”指具有由集合{+1，0}組成的可允許值的范圍的數(shù)字。為了簡化說明，并且因?yàn)楸景l(fā)明的實(shí)施例可使用基于{+1，0}或者{+1，-1}的表示，將在本文中使用術(shù)語“比特”同時來指代具有由集合{+1，0}組成的可允許值的范圍的數(shù)字以及具有由集合{+1，-1}組成的可允許值的范圍的數(shù)字。類似的，本文中將使用術(shù)語“二進(jìn)制數(shù)”指代由比特組成的任意數(shù)，無論這些比特具有{+1，0}還是{+1，-1}的范圍。例如，本文中將數(shù)10011010和數(shù)+1-1-1+1+1-1+1-1兩者均稱為“二進(jìn)制數(shù)”，即使數(shù)+1-1-+111+1+1-1+1-1并不包含傳統(tǒng)意義上的“比特”。當(dāng)它需要具體這代這種數(shù)字時，將使用術(shù)語“空間二進(jìn)制數(shù)”具體指代包括具有{+1，-1}范圍的比特的數(shù)。
[0026]如上文所述，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的NTM包括三維關(guān)系系統(tǒng)。在2014年2月26 日提交并于 2014 年 7 月 24 日公布的題為 “Spatial Arithmetic Method of IntegerFactorizat1n”的申請?zhí)枮閁S14/191, 384且公開號為US2014/0207839A1的美國專利申請中詳細(xì)描述了這一系統(tǒng)，通過引用將該專利申請合并于此。
[0027]如上文進(jìn)一步提到的，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的NTM包括仿真的人類邏輯系統(tǒng)?；趯τ谌S關(guān)系系統(tǒng)并更一般地對于知識來說存在自然次序這一認(rèn)識建立根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的仿真人類邏輯系統(tǒng)。例如，人腦自然地將信息進(jìn)行分類以對其組織。相似地，大自然自動地將蛋白質(zhì)以特定而非其他次序彼此相連。相似地，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的邏輯系統(tǒng)自動在雙射集合存儲器102內(nèi)將信息組織在關(guān)系中。
[0028]認(rèn)知邏輯單元104可執(zhí)行多種功能，諸如上文結(jié)合圖1中的學(xué)習(xí)模塊114(它學(xué)習(xí)并存儲關(guān)系)、演繹模塊116 (它將元素信息映射至集合信息)以及還原模塊118 (它將集合信息映射至元素信息)公開的歸納、演繹以及還原功能。例如，認(rèn)知邏輯單元104可接收輸入106 (例如從NTM 100的用戶接收的輸入)。響應(yīng)于接收輸入106，認(rèn)知邏輯單元104可控制學(xué)習(xí)模塊114對輸入106 (并可能對由NTM 100接收的在前輸入和/或已經(jīng)存儲在知識庫102中的數(shù)據(jù))執(zhí)行歸納，從而在知識庫102中創(chuàng)建并存儲新學(xué)習(xí)的知識。認(rèn)知邏輯單元104然后可基于新學(xué)習(xí)的知識產(chǎn)生輸出108，諸如表示歸納模塊114基于輸入106學(xué)習(xí)的概念的輸出。
[0029]作為另一示例，響應(yīng)于接收輸入106，認(rèn)知邏輯單元104可控制演繹模塊116對輸入106 (并可能對由NTM 100接收的在前輸入和/或已經(jīng)存儲在知識庫102中的數(shù)據(jù))執(zhí)行演繹，從而從表示由輸入106表示的對象是其一個成員的一個或多個類的知識庫102中提取現(xiàn)有數(shù)據(jù)。認(rèn)知邏輯單元104然后可基于演繹的結(jié)果產(chǎn)生輸出108，諸如表示包含由輸入106表不對象的類的輸出。
[0030]作為另一示例，響應(yīng)于接收輸入106，認(rèn)知邏輯單元104可控制還原模塊118對輸入106 (并可能對由NTM 100接收的在前輸入上和/或已經(jīng)存儲在知識庫102中的數(shù)據(jù))執(zhí)行還原，從而從表示作為由輸入106表示的類的成員的一個或多個對象的知識庫102中提取已有的數(shù)據(jù)。認(rèn)知邏輯單元104然后可基于還原的結(jié)果產(chǎn)生輸出108，諸如表示作為由輸入106表示的類的成員的一個或多個對象的輸出。
[0031]正如這些示例所說明的，認(rèn)知邏輯單元104可觸發(fā)學(xué)習(xí)模塊114、演繹模塊116以及還原模塊118中的一個或多個對輸入106執(zhí)行它們各自的功能，并且認(rèn)知邏輯模塊104可基于由這些模塊執(zhí)行的功能的結(jié)果產(chǎn)生輸出108。因此，認(rèn)知邏輯單元104可充當(dāng)NTM100的用戶與模塊114、116以及118之間的接口。因此，認(rèn)知邏輯單元104還可充當(dāng)模塊114、116以及118的控制器。認(rèn)知邏輯模塊104可使用模塊114、116以及118從知識庫102中檢索(表示已有知識的)數(shù)據(jù)。此外，認(rèn)知邏輯模塊104可使用模塊114、116以及118將(表示新知識的)數(shù)據(jù)存儲在知識庫102中。
[0032]在根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的認(rèn)知邏輯單元104中實(shí)現(xiàn)的邏輯系統(tǒng)執(zhí)行多種功能并帶來了多種優(yōu)點(diǎn)。例如，這種邏輯系統(tǒng)使得知識能夠以本文公開的方式自動學(xué)習(xí)。在自然語言和自然數(shù)中存在自然關(guān)系和自然邏輯。人類可自動察覺這些隱藏的關(guān)系，但當(dāng)前的計算機(jī)并沒有能力處理這些關(guān)系。認(rèn)知邏輯單元104提供識別自然關(guān)系的能力，諸如以自然語言和自然數(shù)表達(dá)的自然關(guān)系。作為另一示例，認(rèn)知邏輯單元104能夠?qū)崿F(xiàn)知識的并行處理。作為再一示例，認(rèn)知邏輯單元104通過使用學(xué)習(xí)然后提取所學(xué)知識的過程代替編程，消除了大部分的傳統(tǒng)“編程”工作。例如，如下文所述，認(rèn)知邏輯單元104可在不進(jìn)行編程的情況下從知識庫102提取知識。圖1的NTM 100可接收輸入106，然后:
[0033]?認(rèn)知邏輯單元104可對輸入106應(yīng)用演繹116，以從表示在知識庫102中與提出的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個概念的知識庫102中提取已有的知識；和/或
[0034]?認(rèn)知邏輯單元104可對輸入106應(yīng)用還原116，以從表示在知識庫102中與提出的數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)的一個或多個對象(感知)的知識庫102中提取已有的知識。
[0035]?在任一情況下，無需在NTM 100上進(jìn)彳丁任何特定編程來實(shí)現(xiàn)從知識庫102中提取概念或感知。相反，可對輸入106應(yīng)用演繹116和/或還原118的操作，以在不編寫單獨(dú)程序的情況下提取概念和感知。
[0036]認(rèn)知邏輯單元104可對由演繹模塊116和/或還原模塊118生成的輸出執(zhí)行集合運(yùn)算。例如，認(rèn)知邏輯單元104可從演繹模塊116和還原模塊118的任一個或兩者接收一個或多個輸出，然后對這一輸出執(zhí)行一個或多個集合運(yùn)算。這種集合運(yùn)算的示例包括交、并、差以及補(bǔ)運(yùn)算。認(rèn)知邏輯單元104然后可產(chǎn)生表示執(zhí)行該一個或多個集合運(yùn)算的結(jié)果的輸出。作為一個簡單示例，考慮以下情況:
[0037].還原模塊116具有表示哺乳動物類的輸入，并基于存儲在知識庫102中的關(guān)系，對該輸入執(zhí)行還原以產(chǎn)生表示作為哺乳動物的一個或多個動物的輸出；
[0038].還原t旲塊具有表不生活在海洋中的動物的類，并基于存儲在知識庫102中的關(guān)系，對該輸入執(zhí)行還原以產(chǎn)生表示生活在海洋中的一個或多個動物的輸出。
[0039]本發(fā)明特別涉及雙射集合存儲器102，它的一個實(shí)施例作為雙射集合存儲器200更詳細(xì)地示出在圖2中。圖2的雙射集合存儲器200可用于實(shí)現(xiàn)圖1的知識庫102的全部或一部分。在圖2的實(shí)施例中，雙射集合存儲器200包括兩個存儲器:存儲元素信息(也被稱為“對象”信息和“感知”信息)的存儲器110，以及存儲集合信息(也被稱為“類信息”、“概念”信息和“概念性”信息)的存儲器112。關(guān)系201表示存儲器110和112之間的1對1關(guān)聯(lián)。此1對1關(guān)聯(lián)201指示兩個存儲器110和112像鏡子一樣工作，盡管存儲器110是對象(元素)存儲器而存儲器112是類存儲器。關(guān)系202指示“隸屬”關(guān)系，諸如(-+)屬于(_++)和(+_+)。雙射集合存儲器200具有迭代結(jié)構(gòu)，它包括屬于集合的元素。因此，存儲在雙射集合存儲器200中的數(shù)據(jù)也被稱為迭代集合。也就是說，存儲在存儲器200中第一級中的元素為-1和+1。存儲器200中的這些最低級(原始)元素在本文中也被稱為“文字(literals) ”、“字母”或“字符”。存儲在存儲器200第二級中的元素是兩個字母的組合(例如，(_+)、(一))，它在本文中被稱為“詞”。第一級中的字符屬于第二級中的特定詞。存儲在存儲器200的第三級中的元素是三個字母的組合，例如(-+-)和(++_)，它們在本文中被稱為“子句”或“三連字”。第二級中的詞屬于第三極中的特定三連字。存儲在存儲器200中高于第三級的任意級別的元素可表示為三連字的組合。此方法提供的優(yōu)點(diǎn)之一是一種新的折疊圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。此折疊圖數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)能夠作為雙向映射而不是作為單向函數(shù)來處理NP問題。因此，此方法能夠在多項(xiàng)式時間內(nèi)解決NP問題。
[0040]圖1的NTM 100可用于實(shí)現(xiàn)在雙射集合存儲器102中存儲數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，其表示存儲在雙射集合存儲器102中的數(shù)據(jù)間的關(guān)系，并且可用于搜索存儲在雙射集合存儲器102中的數(shù)據(jù)而無需使用SQL或其他形式查詢語言。如上文所述，關(guān)系數(shù)據(jù)庫受限于使用主-外鍵對存儲二維關(guān)系。相反地，本發(fā)明實(shí)施例可使用雙射集合存儲器102來存儲在雙射集合存儲器102中存儲的數(shù)據(jù)間的如上文所述的那種三維關(guān)系。此外，本發(fā)明的實(shí)施例可用于將所有數(shù)據(jù)存儲在單個雙射集合存儲器102中，而無需使用多個表。存儲在雙射集合存儲器102中的整個數(shù)據(jù)庫可在無需使用SQL或其他形式查詢語言的情況下進(jìn)行搜索。由于所有數(shù)據(jù)可存儲在單個雙射集合存儲器102中而無需使用多個表，可搜索整個雙射集合存儲器102并且可在無需執(zhí)行“連接(join) ”操作的情況下產(chǎn)生搜索結(jié)果。
[0041]雖然本發(fā)明的實(shí)施例可用于克服關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的諸多限制，但是無需用本發(fā)明的實(shí)施例替代關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的所有方面。例如本發(fā)明的實(shí)施例可使用傳統(tǒng)關(guān)系數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)以傳統(tǒng)方式存儲數(shù)據(jù)，諸如使用以傳統(tǒng)