Гибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности Советский патент 1978 года по МПК G06G7/48 

Изобретение относится к аналого-цифровой вычислительной технике и предназначено для решения нелинейных задач теплопроводности.

Известны устройства для моделирования нелинейных темнературных полей 1J. Однако универсальная ЦВМ не приспособлена для организации экономичного вычислительного процесса работы такого комплекса в целом из-за использования памяти ЦВМ, которая приводит к значительному увеличению времени загрузки ЦВМ. Наибо.пее близким к изобретению техническим решением является устройство для решения задач теории поля, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоунравляемого резистора и кодоуправляемого источника напряжения, причем входы аналогового процессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход которого соединен с первым входом блока вывода результатов, коммутатор узловых точек, первый вход которого подключен к. выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока

ввода информации, а второй вход аналогоцифрового преобразователя объединен с вторым входом коммутатора узловых точек и подключен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом и третьим выходом арифметического блока, а третий выход н второй вход блока управления сгкдинены соответственно с вторым входом и выходом блока вывода результатов }2). Это известное устройство имеет сравнительно низкое быстродействие из-за частого дублирова1П1я вы числений для точек с одним и тем же потенциалом.

Цель изобретения - повышение еь(стродействия. В описываемом устройстве это iv cтигается тем, что в него дополнительно введе-ны блок сравнения и блок памяти, |ервые вход и выход которого связаны соответственно с четве чтым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти объединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу ана.того-цифрового ире образователя, второй вход блока сравнення соединен с третьим выходом буферного блока памьти, а выход блока сравнения подключен к четвертому входу блока управления, второй выход блока памяти соединен соответственно с третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти - к одноименному входу арифметического блока. На чертеже представлена функциональная схема описываемого устройства. Оно содержит аналоговый процессор 1, ко.ммутатор 2 узловых точек, аналого-цифровой преобразователь 3, дополнительный блок 4 памяти, блок 5 вывода результатов, блок 6 ввода информации, блок 7 управления, арифметический блок8, резистивную сетку 9, кодоуправляемый резистор 10, кодоуправляемый источник 11 напряжения, блок 12 сравнения и буферный блок 13 памяти. В узел аналогового процессора 1, помимо постоянных резисторов, входят кодоуправляемый резистор 10 и кодоуправляемый источник 11 напряжения. После ввода исходных данных в ..блок 6 И набора границ моделируемой области из него инфор.мация поступает в ариф.метический блок 8,. где происходит вычисление варьируемых параметров для всей шкалы аналого-цифрового преобразователя с шагом, равным величине его младшего разряда, и результаты этих вычислений заносятся в дополнительный блок 4 памяти. -После заполнения всех ячеек блока 4 блок 7 дает команду ввода и информация подается по кодовым шинам через буферный блок памяти к кодоуправляемы.м резистору 10 и источнику 11 напряжения. Происходит -фор.мирование решения на аналогово.м процессоре 1, которое через коммутатор 2 и аналого-цифровой преобразователь 3 поступает в дополнительный блок 4 и параллельно - в блоки 12 и 6. По ко.манде из блока 7 информация выдается из блока 4 в блок 6, а блок 12 сравнивает величины потенциалов соответствуюших узловых точек аналогового процессора 1, которые поступают в цифровой форме на входы блока 12 из аналого-ци(|)рового преобразователя 3 (величииа потенциала узловой точки на текущем приближении) и буферного блока 13 (величина потенциала этой же узловой точки на предыдущем приближении). После обхода .всех узловых точек в блок 6 ввода информации подается ко.манда из блока 7 управления к занесению информации из аналогового процессора 1 через буферный блок 13 памяти; так процесс продолжается до получения приемлемого совпадения двух следуюпшх друг за другом приближений. В случае совпадения приближений из блока 12 в блок 7 управления поступает сигнал о прекрашении итерацион..ого продесса иа данном временном шаге и переходе к следующему. После этого делается шаг во времени и процесс решения продолжается. Регистрация результатов решения происходит с помощью блока 5 вывода результатов на временном шаге, заданно.м програм.мой. Таким образом, в описываемом устройстве сокрашается вре.мя загрузки цифровой его части. Формула изобретения Гибридное вычислительное устройство для решения нелинейных задач теплопроводности, содержащее аналоговый процессор, состоящий из резистивной сетки, кодоуправляемого резистора и кодоуправляемого источника напряжения, причем входы аналогового процессора связаны с первым и вторым выходами буферного блока памяти, соединенного с блоком ввода информации, выход и первый вход которого соответственно связаны с первыми входом и выходом арифметического блока, второй выход которого соединен с первым входо.м блока вывода результатов, коммутатор узловых точек, первый вход которого подключен к выходу аналогового процессора, а выход соединен с первым входом аналого-цифрового преобразователя, выход которого связан с вторым входом блока ввода информации, а второй вход аналого-цифрового преобразователя объединен с вторым входом коммутатора ужовых точек и подк.1ючен к первому выходу блока управления, второй выход и первый вход которого связаны соответственно с вторым входом и третьи.м выходом арифметического блока, а третий выход и второй вход блока управления соединены соответственно с вторым входом и выходом блока вывода результатов, отличаюшееся тем, что, с целью повышении быстродействия, в него дополнительно введены блок сравнения и блок памяти, первые вход и выход которого связаны соответственно с четвертым выходом и третьим входом блока управления, второй вход блока памяти объединен с первым входом блока сравнения и подключен к выходу аналого-цифрового преобразователя, второй вход блока сравнения соединен с третьим выходом буферного блока памяти, а выход блока сравнения подключен к четвертому входу блока управления, второй выход блока памяти соединен соответственно с третьим входом блока ввода информации, третий вход блока памяти подключен к одноименному входу арифметического блока. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе: 1.«Средства аналоговой и аналого-цифровой вычислительной техники. Сб. М., «Мащиностроение, 1968, с. 71-79. 2.Авторское свидетельство СССР № 497603, кл. G 06 G 7/56, 1975.

Г