Цифро-вероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений Советский патент 1983 года по МПК G06G7/34 

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано при построении устройств для решения систем линейных алгебраических уравнений по методу итераций.

Известно цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее преобразователи число - вероятность, блоки умножения и сложения, генератор случайных чисел, интеграторы корней 1.

Недостатке указанного устройства является низкое быстродействие, связанное с медленной сходимостью воспроизводимого процесса итерации.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому является цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраичес- ких уравнений, содержгидее первый и второй блоки ключей, блок умножения, блок задержки, блок преобразователей ЧИСЛО - вероятность, блок интегрирования, генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел 2.

Недостатком известного устройства является низкое быстродействие.

Цель изобретения - повышение быстродействия устройства.

Поставленная цель достигается тем, что в цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее первый блок ключей, выходы которого соединены с первой группой входов блока умножения, вторая группа входов подключена к вьлходам блока задержки, входы которого соединены с

10 .выходами блока преобразователей число - вероятность, блок интегрирования, выходы которого подключены к информационным входам второго блока ключей, управляющие входы первого и

15 второго блока ключей объединены и подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с входом первого генератора случайных чисел и подключен к выходу генератора такто20вых импульсов, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей число - вероятность, дополнительно введены второй генератор слу25чайных чисел и блок мультиплексоров, причем выходы блока умножения подключены к информационным входам блока мультиплексоров, выхода которого соединены с входами блока преобразов&30телёй число - вероятность и блока

. интегрирования, управлякядий вход блока мультиплексоров соединен с выходом второго генератора случайных чисел, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит блок 1 ключей блок 2 умножения, блок 3 мультиплексоров, блок 4 преобразователей, число - вероятность, блок 5 интегриро ния, блок б ключей, блок 7 эадерж|ки, генератор 8 тактовых импульсов, генератор 9 случайных чисел, блок 10 управления, генератор 11 случайных чисел. Блок 10 управления представляет собой блок синхронизации, осуществляющий выдачу управляющих импульсов для отпирания соответствующих ключей первого и второгсэ .блоков ключей.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу из блока 10 управления свободные члены и коэффициенты системы линейных алгебраических уравнений, представленные своими двоичными кодами, через первый блок 1 ключей передаются на блок 2 умножения, где осуществляется их перемножение со стохастическими переменными, описывающими приближение к корням системы. Эти результаты передаются на информационные входы блока 3 мультиплексоров, на управляющий вход которого подается одновременно двоичное число от второго генератора 11 случайных чиселi Этот генератор имеет В выходов, по каждому из которых передается синхронизированная последовательность двоичных символов с вероятностью появления 1 t или 0, равной 1/2.

Блок мультиплексоров содержит п мультиплексоров (по числу корней системы линейных алгебраических уравнений), каждый из которых формирует на своем выходе последовательность случайных величин с математическим ожиданием с точностью до коэффициента, совпадающего с новым приближением к корням системы.

Для восстановления истинного масштаба числовые последовательности на выходе 1-го мультиплексора блока мультиплексоров передаются на приемные регистры преобразователей число - вероятность блока 4 преобразователей число - вероятность со сдвигом на Р разрядов в сторону старших разрядов.

Аналогичным образом производится передача числовых последовательностей и на входы соответствующего интегратора корня.

В блоке 4 преобразователей число вероятность осуществляется преобразование чисел в поток одноразрядных приращений, причем м тематическое ожидание каждого из этих потоков численно равно HOBOMSJ приближению к решению системы. |

Таким образом, каждая I новая итерация в устройстве обеспечивается за счет передачи вектора с выходов блока 3 мультиплексроров через блок 4 преобразователей - вероятность на лок 7 задерж11си Скаждый

вход в блоке 7 задерживается на один такт7 и передачи этого Виктора через один машинный такт на входы блока 2 умножения. В результат на выходах лока 3 мультиплексоров формируется

многоразрядное двоичное число,

представлякицее по матэматическо му ожиданию новый корней. В блоке 5 интегрирования осуществляется декодирование соответствующих стохастических величин, т.е. получение оценок корней системы линейных алгебраических уравнений.

Предлагаемое устройство благодаря наличию новых блоков и связей между ними позволяет ускорить процесс нахождения корней системы линейных алгебраических уравнений, i

0 Формула изобретения

Цифровероятностное ус ройство для решения систем линей1 ых алгебраических уравнений, содержащее первый блок ключей, выходцы которого соединены с первой группой входов блока умнржения, вторая ifpynna входов которого подключена li выходам блока задержки, входы которого соединены с выходами блока Преобразователей число - вероятност1, блок интегрирования, выходы которого подключены к информационным I входам второго блока ключей, управлякидие входы первого и второго блока ключей объединены и подключены i выходу блока управления, вход ксэторого соединен с входом первого Генератора случайных чисел и подключен|к выходу генератора тактовых импyJjIьcoв, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей Ч1|1сло - вероятность, отличающ|ееся тем, что, с целью повыше1| ия быстродействия устройства, в дополнительно введены второй reijjepaTOp случайных чисел и блок мз1льтиплексоров, причем выходы блока умножения подключены к информационным-входам блока мультиплексоров, которого соединены с входами 6j|ioKa преобразователей число - вероятность и блока интегрирования, управляющий вход блока мультиплексоров соединен с выходом второго reHepafopa случайных чисел, вход которого подключен, к выходу генератора тактовых импульсов.

источники информации, Принятые во внимание при экспертизе

1.Федоров Р.Ф., Яковлев В,В, Добрис Г.В. Стохастические прео6|р о ватели информации, М., Машинострмние, 1978, с. 50.

2.Авторское свидетельство СССР

5 «629541,кл.а 06 G 7/34,1978(прототип) .