Устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений Советский патент 1977 года по МПК G06J1/02 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано в аналого-цифровых вычислительных системах.

Известны устройства для решения систем алгебраических уравнений, в которых система алгебраических уравнений решается путем сведения ее к системе дифференциальных уравнений, для чего составляются замкнутые цепочки цифровых интеграторов. Решение системы сводится к понижению порядка старшей производной, поступаюш,ей на вход первого интегратора. Однако известные устройства характеризуются отсутствием абсолютной сходимости при решении задач данного класса. Из известных устройств наиболее близким к изобретению по технической сущности является устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержац;ее m групп по п регистров, генератор, ft цифровых интеграторов. Это устройство обеспечивает абсолютную сходимость процесса решения для небольшого количества задач данного класса.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей. В описываемом устройстве это достигается тем, что в него введены т групп по л блоков управляемых проводимостей, т блоков умножения, т комбинационных сумматоров, т накапливающих сумматоров, т преобразователей код-анаЛОГ, п аналоговых сумматоров м блока совпадения, причем выходы регистров каждой группы соединены соответственно с первыми входами блоков управляемых проводимостей соответствуюш,ей группы и с первыми входами соответствующего блока умножения, выходы блоков умножения через соответствующие комбинационные п накапливающие сумматоры соединены со входами соответствующих преобразователей код-аналог, выходы которых соединены соответственпо со вторыми входалп блоков управляемых проводимостей каждой группы, выходы одноименных блоков управляемых проводимостей соединены с соответствующими входами аналоговых сумматоров, группа выходов которых соединена с группой входов блока совпадения, выход которой соединен со вторыми входами блоков умножения н со входами цифровы.х интеграторов, выход генератора соединен со входами блока совпадения.

На чертеже приведена блок-схема описываемого устройства.

Оно содержит регистры 1, блоки 2 управляемых проводимостей, блоки 3 умножения, аналоговые сум.маторы 4, блок совпадения 5, комбинационные сумматоры 6, накапливающие сумматоры 7, преобразователи 8 код- аналог, цифровые интеграторы 9 и генератор 10.

Перед началом решения величины коэффициентов при переменных заносятся в соответствующие регистры 1, начальные значения переменных-в соответствующие цифровые интеграторы 9, а начальные значения невязок заносятся в соответствующие накапливающие сумматоры 7. При поступлении от генератора 10 первого тактового импульса на вход блока 5 на его выходе ноявляются сигналы нриращений переменных, поступающие на вход каждого из блоков 3. В камчдом из комбинационных сумматоров 6 формируются величины приращений невязок, которые накапливаются в накапливающих сумматорах 7. Сигналы с выходов старпшх разрядов каждого из накапливающих сумматоров 7 поступают на соответствующие преобразователи 8, с выходов каждого из которых аналоговые сигналы, пропорциональные стар1пим разрядам кодов невязок, поступают на аналоговые входы каждого из блоков 2. На вторые входы каждого блока 2, являющиеся входами уиравления длительностью импульсов модуляции, поступают коды с соответствующего регистра 1. Выходные сигналы каждого из блоков 2 пропорциональны сомножителям, поступающим па его входы, и поступают на входы соответствующих аналоговых сумматоров 4. Выходные сигналы каждого из аналоговых сумматоров 4 представляют собой составляющие вектора градиента минимизируемой функции и поступают на вход блока 5. Накопление величин неременных происходит в интеграторах 9, на входы которых поступают сигналы с выходов блока 5. Далее от генератора 10 на вход блока 5 поступает следующий тактовый импульс, и цикл работы повторяется.

Как показало моделирование решения задач на ЦВМ «МИР-2 описываемое устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений обеспечивает абсолютную

сходимость процесса решения для более широкого класса задач, чем известные аналогичные устройства, и является поэтому более эффективным, что особенно важно при использовании этого устройства в качестве спецпроцессора в составе гибридной вычислительной системы, так как это дает возможность иовысить информационную производительность всей системы в целом.

Формула изобретения

Устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее т групп по п регистров, генератор, п цифровых

интеграторов, отличающееся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, оно содержит m групп по п блоков управляемых проводимостей, т блоков умножения, m комбинационных сумматоров, т накапливающих сумматоров, т преобразователей код-аналог, п аналоговых сумматоров и блок совпадения, причем выходы регистров каждой группы соединены соответственно с первыми входами блоков управляемых проводимостей соответствующей группы и с первыми входами соответствующего блока умножения, выходы блоков умножения через соответствующие комбинационные и накапливающие сумматоры соединены со входами соответствующих преобразователей код-аналог, выходы которых соединены соответственно со вторыми входами блоков, управляемых цроводимостей каждой группы, выходы одноименных блоков управляемых проводимостей соединены с соответствующими входами аналоговых сумматоров, группа выходов которых соединена с группой входов блока совпадения, выход которой соединен со вторыми входами блоков умножения и со входами цифровых

интеграторов, выход генератора соединен со входами блока совпадения.