Изобретение относится к области вычислительной техники.
Известны аналоговые вычислительные устройства для гибридных вычислительных машин, содержащие соединенные последовательно цифро-аналоговый преобразователь и квазианалог спуска системы лппейных алгебраических уравнений.
Все известные аналоговые вычислительные устройства требуют ввода начальных условий в цифровой и аналоговый вычислительный блоки и составления сложных программ работы этих блоков.
В предложенном устройстве указанные недостатки исключены.
Устройство отличается от известных тем, что в нем квазианалог спуска системы линейных алгебраических уравнений содержит аналог системы линейных функций, формирователь штрафной функции и формирователь производной, причем выход аналога системы линейных функций, подключенного своим входом к выходу цифроаналогового преобразователя, присоединен ко входу формирователя штрафной функции, к выходу которого подключен вход формирователя производной.
цифро-аналоговым преобразователем 2, аналогом 3 системы линейных функций, формирователем 4 штрафной функции и формирователем 5 производной.
Аналоговое вычислительное устройство / позволяет решать на гибридной вычислительной машине задачи вида:
СХ - F 0.
(1)
где X и F - векторы искомых неременных и свободного члена, соответственно, а С-матрица коэффициентов.
Аналог 3 систелгы линейных функций выполнен в виде линейного резистивного многополюсника и является линейным функциональным преобразователем с видом преобразования (1). Формирователь 4 штрафной функции выполнен в виде диодно-резистивного многополюсника и cлyлvит для формирования пары сигналов /+ и f - но входным сигналам Ej в соответствии с выралсениями:
U f+i(ti);
(2) ).
(3)
/ /+-f(4)
имела квадратичную зависимость в зоне изменения е около нуля и линейную в остальной области. Формирователь 5 производной представляет собой транзисторную схему, предназначенную для выработки выходного сигнала / по входным сигналам f+и f в соогветствни с выражением:
, «(/,-/)
(5)
dt
где k - некоторый множитель.
Аналого-цифровой преобразователь б предназначен для выработки выходного сигнала а но входному сигналу / в соответствии с выражением:
а (1+sign Г)
(6)
И может быть вынолнен, например, в виде триггера Шмидта.
Цифро-аналоговый преобразователь 2 вынолнен в виде набора управляемых генераторов линейно изменяющегося напряжения. Под действием дискретных управляющих сигналов генераторы вырабатывают напряжения, линейно изменяющиеся то в сторону возрастания, то в сторону уменьшения.
Предлагаемое устройство работает следующим образом.
На входы аналога 3 системы линейных функций подаются входные сигналы аналогового вычислительного устройства 1. На выходах аналога 3 вырабатываются текущие значения системы функций (1), которые поступают на входы формирователя 4 штрафной функции. На выходах формирователя штрафной функции образуются составляющие штрафной функции в соответствии с выражениями (2) и (3). Штрафная функция (4) имеет единственный минимум. Работа гибридной вычислительной машины состоит в отыскании координат этого минимума. Составляющие штрафной функции с выходов формирователя 4 щтрафной функции ностунают на входы формирователя 5 производной, где преобразуются в соответствии с выражением (5). Выход формирователя 5 является выходом аналогового вычислительного устройства 1.
Выходной сигнал / аналогового вычислительного устройства поступает на вход аналого-цифрового преобразователя 6, который вырабатывает выходной сигнал а в соответствии с выражением (6).
Выходной сигнал а аналого-цифрового преобразователя 6 поступает на вход цифрового вычислительного устройства 7, которое вырабатывает серию сигналов в виде носледова5 тельности взаимно ортогональных векторов, компоненты которых могут принимать лишь два значения: +1 и -1.
Выходные сигналы цифрового вычислительного устройства 7 являются управляющими сигналами цифро-аналогового преобразователя 2, на выходах которого образуются напряжения, определяющие траекторию поиска. Полученная траектория поиска имеет вид непрерывной ломаной линии со взаимно ор5 тоюиальными прямолинейными участками. Эти напряжения поступают на входы аналога 3 системы линейных функций.
В целом работа гибридной вычислительной машины характеризуется следующим обра0 зом.
При прямолинейном но выбранному направлению анализируется поведение штрафной функции. Если штрафная функция убывает (а 0), то движение в выбранном
5 нанравлении сохраняется, если же щтрафная функция возрастает (а 1), то сначала направление поиска изменяется на ортогональное к предыдущему, затем производится реверс в этом направлении, после чего снова не0 реход на новое направление и т. д. до тех пор пока щтрафная функция не станет убывать. Такая организация поиска дает возможность быстро находить минимум штрафной функции.
Предмет изобретения
Аналоговое вычислительное устройство для гибридных вычислительных машин, содержащее соединенные последовательно цифро-аналоговый преобразователь и квазианалог спуска системы линейных алгебраических уравнений, отличающееся тем, что, с целью уменьшения трудоемкости рещения задачи и повышения надежности, в нем квазианалог спуска системы линейных алгебраических уравнений содержит аналог системы линейных функций, формирователь щтрафной функции и формирователь производной, причем выход
аналога системы линейных функций, нодключенного своим входом к выходу цифро-аналогового преобразователя, присоединен ко входу формирователя щтрафной функции, к выходу которого подключеп вход формирователя
производной.
L
1
