Устройство для решения систем ли-НЕйНыХ АлгЕбРАичЕСКиХ уРАВНЕНий Советский патент 1981 года по МПК G06F17/12 

1

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для специализированных вычислительных устройств.

Известны устройства 1, содержащие регистры, сумматоры, блоки вычисления сум-м произведений. Недостатком таких устройств является невысокая точность вычислений.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство 2, содержащее реверсивные счетчики, блоки анализа, элементы И, элементы ИЛИ, одноразрядные сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры.

Известное устройство обладает низкой точностью, поскольку погрешность вычислений пропорциональна разрядности устройства. Это объясняется тем, что на каждой итерации происходит сдвиг коэффициентов при неизвестных на один разряд вправо, в результате на каждой итерации за пределы разрядной сетки выходит, начиная с младшей, цифра коэффициента при неизвестном. Кроме того, за счет сдвига вправо происходит разрушение коэффициентов при неизвестных. Следовательно, для повторения решения, например, при возникновении сбоя, необходимо осуществить повторный ввод исходных данных - коэффициентов при неизвестных. Поэтому разрушение коэффициентов при неизвестных в процессе вычислений затрудняет контроль результатов вычислений.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем реверсивные счетчики, блоки аиализа, элементы И, сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры,

управляющие входы которых соединены с управляющим входом устройства, а выходы - с первыми входами соответствующих сумматоров-вычитателей, объединенных вп столбцов по п последовательно соединенных сумматоров-вычитателей в каждом, причем управляющие входы сумматоров-вычитателей каждой строки соединены со входом соответствующего реверсивного счетчика, выход знакового разряда (п+1)-го

сдвигового регистра соединен со входом соответствующего блока анализа, выход которого подключен ко входу соответствующего реверсивного счетчика, выход (га+1) -го сдвигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого сумматора-вычитателя соответствующего столбца, вторые входы всех элементов И и управляющие входы реверсивных

счетчиков подключены к управляющему

Входу устройства. Выход л-го сумматоравычитателя каждого столбца соединен со входом (/г+1}-го сдвигового регистра.

На чертеже представлена структурная схема устройства.

Устройство содержит сдвиговые регистры 1, (одноразрядные) сумматоры-вычнтатели 2, элементы И 3, блоки анализа 4 и реверсивные счетчики 5.

,ълок анализа 4 предназначен для заиоминания кода знака невязки р-й итерации соответствующего уравнения системы на время итерации для установления режима раооты всех сумматоров-вычитателей 2 соответствующей строки и для иодачи кода знака, который является кодом ириращения неизвестного, на вход соответствующего счетчика 5.

Устройство работает следующим образом..

Коды коэффициентов uij ири неизвестных системы уравнений заносятся в соответствующие сдвиговые регистры 1. В (/г+1)-е сдвиговые регистры заносятся соответственно коды свободных членов bi. Счетчики о устанавливаются в нулевое состояние.

На первой итерации в блоке 4 устанавливается код знака соответствующего свободного члена bi. Код знака, который является кодом приращения Хг, подается с выхода ьлока 4 на вход соответствующего счетчика Ь, где суммируется с иредыдущим значением последнего, а также подается на управляющие входы всех сумматоров-вычитателей 2 соответствующей строки для установления режима работы последних. По управляющему сигналу, подаваемому на входы счетчиков 5 и на входы (л+1)-х регистров 1, их содержимое сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов. С выхода (я-1-1)-го регистра 1 код удвоенного свооодного члена 2bi, начиная с младших разрядов, через элемент И поступает на второй вход первого сумматора-вычитателя 2 соответствующего столбца. Этот код, просуммировавшись с соответствующими коэффициентами, поступившими со сдвиговых регистров, подается с выхода п-го сумматора-вычитателя 2 в (/г-М)-й регистр соответствующего столбца. Таким образом, в конце первой . итерации в (л+1)-м регистре 1 оказывается код невязки первой итерации соответствующего уравнения системы.

На Второй итерации в блоке анализа 4 устанавливается код знака невязки первой итерации соответствующего уравнения системы. В остальном выполнение второй и последующих итераций аналогично выполнению первой итерации.

После выполиения К. итераций, где /С - разрядность, в счетчиках 5 накопятся вычисленные значения неизвестных. Гехиико-экономический эффект заключается в уменьшении иогрешности вычислений и расширении функциональных возможностей за счет сохранения коэффициентов при неизвестных в ходе вычислений.

Формула изобретения

Устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее

реверсивные счетчики, блоки анализа, эле-, менты И, сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с управляющим входом устройства, а выходы - с первыми входами соответствующих сумматоров-вычитателей,

объединенных в п столбцов по я последовательно соединенных сумматоров-вычитателей в каждом, причем управляющие входы сумматоров-вычитателей каждой строки

соединены со входом соответствующего реверсивного счетчика, выход знакового разряда (я-|-1)-го сдвигового регистра соединен со входом соответствующего блока анализа, выход которого подключен ко входу

соответствующего реверсивного счетчика, выход (/г+1)-го сдвигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого сумматора-вычитателя

соответствующего столбца, вторые входы всех элементов П и управляющие входы реверсивных счетчиков подключены к управляющему входу устройства, отличающееся тем, что, с целью повышения точности работы, выход п-го сумматора-вычитателя каждого столбца соединен с входом (я+1)-го сдвигового регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1- Авторское свидетельство СССР № 564638, кл. G 06 F 15/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 543943, кл. G 06 F 15/32, 1975 (прототип).