УСТРОЙСТВО для РЕШЕНИЯ КРАЕВЫХ ЗАДАЧ Советский патент 1969 года по МПК G06G7/48 

.1

Изобретение относится к области аиалогоВой вычислительной техники.

Известны устройства для решения краевых задач, содержащие датчик системы случайных величин, блок хранения и выборки сигнала границы, блок суммирования, блок управления, включающий счетчик числа испытаний и регистр установки в исходное состояние. Эти устройства обладают невысокой скоростью вычислений и сложностью конструкции.

Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно содержит блок хранения и 1выбор;ки значений оценочной функции области и на ее границе, вход которого соединен с выходом датчика системы случайных величин, а выход - со входом блока суммирования, причем в блоке управления выход счетчика числа щагов блуждания соединен через элемент «ИЛИ со входом счетЧика числа испытаний и со входом регистра установки в исходное состояние.

Такое выполнение устройства для рещения краевых задач позволяет расширить класс решаемых задач, повысить скорость вычислений и упр|Остить конструкцию.

хранения и выборки значений оценочной функции внутри области я иа ее границе; на фиг. 4 дана структурная схема блока суммирования.

5 Устройство для решения краевых задач содержит блок 1 Системы двух зависимых случайных величин, блок 2 хранения и выборки сигнала границы, блок 3 хранения и выборки значений оценочной функции внутри области

0 и иа ее границе, блок 4 суммирования, блок 5 управления.

Блок / представляет собой датчик системы двух зависимых случайных величин, моделирующий равномерное случайное блуждание

5 частицы по плоскости.

Электрическая схема блока / (см. фиг. 2) включает в себя вероятностный четырехполюсник 6, реверсивные счетчики 7 и 8 с цифроаналоговыми преобразователями, шины 9

0 установки счетчиков в исходное состояние, шины 10 аналогового выхода двух случайных величии, шину 11 тактового импулйса. Под действием тактовых сигналов «а выходах четырехполюсников 6 появляются импульсы,

5 которые изменяют состояния реверсивных счетчиков, а следовательно, и выходные аналоговые напряжения.

её грзнице. Он содержит электроннолучевую трубку J2, оптическую маску 3, фотодатчик 14. Оптическая Maioka представляет собой фотопленку, элементарный участок которой имеет оптическую, плотность, отображающую элементарный участок фунжции. На отклоняющие электроды 15 трубки подаются напряжения с блока /. Под действием этих (Напряжений световое пятно электронного луча трубки блуждает по оптической маске.

Проходя через оптическую маску, световой поток моделируется информацией того участка маски, через который он .прошел. Фотодатчик преобразует световой поток в электрические сигналы на выходе ши|НЫ 16. Таким |образом происходит выбор информации значений функции внутрИ и на границе области.

Блок 2 хранения и 1выбор,ки инфор мации, отображающей сигнал выхода на границу, отличается от описанного выше тем, что его оптическая маска хранит только сигнал граниты функции.

Блок 4 сумм ИрО|Ва Ния (см. фиг. 4) осуществляет сум.мирювание электрических скгналов иф1, представляющих собой электрическую функцию времени. Блок включает в себя датчик 17 случайного равномерно распределенного напряжения, схему сравнения 18 напряжения, суммирующий счетчик 19. Суммируемая функция .поступает ло шине 16, тактовые импульсы - По щине 20. Среднее значение функции за п эк1спериментов определяется

как

при .напряж:ении Umax входной функции, принятом за едияицу. Статистический принцвп работы блока суммирования удачно сочетается с характером стохастического алгоритма и канструктивны1ми особанностя.ми машины.

Блок 5 управления осуществляет синхронизацию и управление р-еж И1мами работы отделыных блоков машины, задание и репистрацию числа шаров и блуждания, установку в исходное состояние.

Блок 5 содержит генератор 21 тактов, счетчик 22 циклов со схемой выделения N-TO импульса, счетчик 23 чвсла шагов блуждания со схемой выделения к-то имиульса, регистр 24 установки в исходное состояние, триггеры и логические элементы.

Решение краевой задачи в устройстве производится следующим образом.

Краевую задачу представляют в виде марковского процесса, реализуемого процедурой блуждания. О-бласть Существования функции расчленяется решеткой с шагОМ /г. Определяется среднее значение для -каждой клетки /(Q;). По иайденньш значениям выполняют оптические маски: вдайку, отображающую значение функции внутри и на границе области, и маску, отображаю-щую сигнал от границы. Маски помещают перед экранами электроннолучевых трубок блоков хранения и вь1борки

оценочной функции.

Рассмотрим функционирование устройства при решении задач Дирихле для уравнения Лапласа.

В исходном СОСТОЯ1НИИ ключ 25 разомкнут, в

схему совпадения счетчика 22 записано число Л циклов, триггер 26 находится в состоянии «О (вентиль 27 закрыт, мультивибратор 28 задержав в состоянии «1, .вентиль 29 открыт), в блоки 2, 3 .введены оптические маски.

Сигнал «Пуск 30 через схему «ИЛИ 31 списывает с регистра 24 установки в исходное состояние .в блок 1 коо.рдинаты XQ, УО по щ.ине 9. Через время 4, определяемое линией задержки 32, триггер 26 перейдет в состояние

«1, вентиль 27 .откроется, и импульсы тактового генератора 21 по шине 11 поступят в блок 1 в качестве тактовых импульсов. Под действием тактовых имлульсов блок / вырабатывает напряжения случайных координат,

которые по шина.м 10 поступают в качестве развертывающих напряжений в блоки 2, 3.

Блок 2 вырабатывает напряжение (Q() и по шине 16 подает его на вход блока 4. Сигнал границы с блока 5 по шине 33

поступает в бл.ок 5, где чер.ез схему «ИЛИ 31 поступает в счетчик 22 и через схему «ИЛИ 31 и регистр 24 устанавливает блок 1 в исходное состояние. На |вр.емя установки в исходное .состояние мультивибратор 25 удержи1вает вентиль 29 закрытым. Сигнал границы, проходя по щине 20 через схему «ИЛИ 31, является тактовым сигналом для блока 4. После выполнения // .цикл.ов (jV выходов на границу), счетчик 22 в-оздействует на триггер

26, который закрывает вентиль 27.

Рещение задачи снимается со счетчика 19 бло.ка 4.

Предмет изобретения

Устройство для решения краевых задач, содержащее датчик системы случайных величин, блок хранения и (вы-борки сигнала границы, блок суммирования, блок управления,

включающий счетчик чи1сла испытаний и реги1стр установки в исходное состояние, отличающееся тем, что, с целью раощирения класса решаемых задач, повышения скорости вычислений и упрощения конструкции, оно содержит блок хранения и выборки значений оценочной функции внутри области и на ее границе, вход которого соединен с выходом датчика системы случайных величин, а выход - (СО входом блока суммирования, причем в блоке управления выход счетчика Ч1И1Сла шагов блуждания соединен через эле.мент «ИЛИ со входам счетчика числа испытаний и со входом регистра установки в исходное состояние.

)

13

J