Вероятностное устройство для решения конечно-разностных уравнений

 

ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ КОНЕЧНО-РАЗИОСТНЫХ УРАВНЁНМ , содержащее перв триггер, единичнь1й вход которого является пусковым входом устройства, первый переключатель, выход которого соеди .иен с входом сброса первого триггера, счетный зрегистр, первь вход которого является входсн4 установки начального устройства, а первый выход - соединен с нулевым входом первого триггера и является вьосодом окончания счета устройства, первый элемент И, первый вход которого соеданен с вторым выходом счетного регистра, . .регистр блуждания, первь вход которого срединен с выходом/первого эЯвмеата И, второй элемент И первый вход которого соединен с единичяш ,. вьссодсж первого триггера, генератор тактовьес Ш4пульсов выход которого соединен с вторим входом второго элемента И, управляем вероятност ный

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

4(51) G 06 Р 15/36

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСИОМЪГ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

AO ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ

1 (21) 3336560/ 18-24 (22) 11.99.81 .(46) 07.06.85. Бюл. И 21 (72) С.F. Гркнкин и В.В. Софронов. (71) Казанский ордена Трудового Красного Знамени авиационный институт им. А.Н. Туполева .(53) 681.3(088.8) (56) 1. Авторское свидетельство СССР

У,328475, кл. О 06 G 7/40, 1973.

2. Авторское свидетельство СССР

У 369580, кл. G 06 G 7/48, 1974.

3. Авторское свидетельство СССР

Р 362304, кл. G 06- Р 15/36, 1973.

4. Авторское свидетельство СССР

В 477418, кл. С Об Р 15/32, 1976 (прототип). (54)(57) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО

ДЛЯ РЖИИНИЯ КОНЕЧНО-РАЗНОСТНЫХ УРАВ"

НВЙФ, содержащее первый триггер, единичный вход которого является пусковым входом устройства, первый переключатель, выход которого соединен с входом сброса нврвого триггера, .счетный регистр, .первый вход которого является входом установки начальногв адреса устройства, а первый выход..соединен с нулевым входом первого триггера и является выходом окончания счета устройства, первый элемент

И, нервый .вход которого соединен с вторым выходом счетного регистра, ;регистр блуждания, первый вход кото-. рого соединен с выходом первого эле"мента. И, второй элемент И, первый вход которого соединен с единичныи .. выходом первого триггера, генератор тактовых импульсов, выход которого . соединен с s ãoðûè -входом второго элемента И, у равляеиый вероятност„„SU„„1160434 А ный (1-и)-й полюсник, первый вход которого является входом размерности исследуемой области устройства, второй вход соединен с выходом второго элемента И, а адресный выход соединен с вторым входом регистра блуждания, первый элемент-ИЛИ, первый вход которого соединен с единичным входом первого триггера, элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, а вход соединен с входом первого переключателя, блок постоянной памяти, вход которого является входом установки закона распределения устройства, второй перекхаочатель, первый вход которого соединен с выходом блока постоянной памяти, а выход соединен с третьим входом управляемого вероятностного (1-n)-го полюсника,блок оперативной памяти, первые вход и выход которого являются соответственно информационным входом и информационным выходом устройства, информационный регистр, первые вход и выход которого соединены с вторыми соответственно выходом и входом . блока оперативной памяти, а второй выход соединед с вторым входом второго переключателя, третий и четвертый входы блока оперативной памяти соединены с выходами соответственно регистра блуждания и второго элемента И, блок усреднения, вход которого соединен с третьим выходом информационного регистра, третий элемент И, первый вход которого соеди- . нен с первым выходом блока усреднения, а выход соединен с вторым входом информационного регистра, второй

11604 элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с сигнальным выходом управляемого вероятностного (1-и)-го полюсника, а выход соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый управляемый счетчик, счетный вход которого соединен .с выходом второго элемента ИЛИ, а первый выход соединен с входом элемента задержки, вторым входом третьего элемента И и третьим входом информационного регистра, блок вычисления числа испытаний, первый вход которого соединен с вторым выходом блока усреднения, второй вход соединен вторым выходом первого управляемого счетчика, третий вход является входом установки степени точности устройства, а выход соединен с управляющим входом первого управляемого счетчика,вто" рой управляемый счетчик, управляю" щий вход которого является входом установки числа шагов устройства, а счетный вход соединен с выходом второго элемента И, третий переключатель, вход которого соединен с вы-. ходом второго управляемого счетчи34 ка, а выход соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, о т л и— ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит второй триггер, четвертый и пятый элементы И, третий элемент ИЛИ H элемент НЕ,причем первый вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым выходом первого управляемого счетчика, второй вход соединен с выходом четвертого эле-. мента И, а выход соединен с вторым входом счетного регистра, четвертый выход информационного регистра соединен с первыми входами четверl того и пятого элементов И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичным входом второго триггера,, нулевой вход второго триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, единичный выход соединен с вторым входом пятого элемента И, а нулевой выход соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов

И, выход пятого элемента И соединен с третьим входом второго элемента

ИЛИ.

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано для решения дифференциальных уравнений в частности производных, аппроксимированных конечно-разностными уравнениями.

Известны вероятностные устройства для решения конечно.-разностных уравнений, которые содержат линии задержки, логические схемы, блок оператив- 1п ной памяти, соединенный с регистром числа, подключенным выходами значений функций к входу накапливающего сумматора, блок вероятностного блужда. ния, выходы которого соединены с вхо- ц дами. регистра блуждания, счетчик числа испытаний, блок анализа, входы которого соединены с выходами признака регистра числа, счетчик поиска и хранения внутренних узлов сеточной облас-2О ти О3 и <23.

Недостатком этих устройств является невысокое быстродействие.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является вероятностное устройство для решения конечно-разностных уравнений, содержащее линию задержки, выход которой подключен через первую схему ИЛИ к второму входу первой схемы И, триггер начало»останова работы, вход ко" торого соединен с выходом регистра стартового адреса, другой выход которого соединен с первым входом первой схемы И, выход последней подключен к первому входу регистра блуждания,. второй вход которого подключен к первому выходу. управляемого вероятностного (1-я) -го полюсника, а выход - к оперативному запоминающему блоку, первый вход управляемого вероятностного (п-1)-. ro полюсннка соединен с вторым переключателем, второй выход подключен к первому-входу второй схемы ИЛИ, первый вход второй схемы И подключен к триггеру качала11б043ч 4

3 останова работы, второй вход - к ге нератору тактовых импульсов, регист числа, выходы которого с эон вероят ностей перехода, начальных и гранич ных условий, признаков узла и всего регистра числа в целом подключены, соответственно к второму переключателю, первому входу суммирующего и усредняющего блока, к блоку анализа признаков узла и к- оперативному зап минающему блоку, а входы зон начальHblK и граничных условий, признаков узла и всего регистра в целом соединены соответственно с выходом третьей схемы И, выходом блока . изменения признака узла и опера.тивным запомшнашщим блоком, суммирующий и усредняющий блок, первый и второй выходы которого подключены соответственно к первому входу третьей схемы И и первому входу блока вычисления требуемого числа испытаний, второй вход которого соединен с первым выходом первого управляемого счетчика-делителя, первый вход которого подключен к выходу блока вычисления требуемого числа испытаний, а второй выход через первый переключатель — к триггеру начала-останова, а также к входу регистра стартового адреса, постоянный запоминающий блох, выход которого подключен к второму переключатело, второй управляющий счетчик-делитель, выход которого через третий переключатель подключен к третьему входу второй схемы

И, второй вход которой подклочен к выходу блока аяалиэа признаков узла Р4 3.

$ о- )y

В известном устройстве для решения указанных задач моделируются траектории случайного блуждания из исследуемого узла до попада, ния иа границу сеточной области . либо в ее особую точку. При решении задачи по всей области из каждого внутреннего узла области строится .требуемое число М траекторий, которое определяется заданными точностью d"è надежностью з вычисле ний (на практике М треб.. Ю

Ю ) ° После отыскания решения задачи в одном внутреннем узле областш переходят к другому узлу, который мовет оказаться внутренним, граничным или вне сеточной области. Еслй очередной исследуемый узел казался граничным или внешним (т.е. исследованию не подлежит), то переход к следующему узлу в известном устройстве осуществляется только после

N +-кратного обращения к оперативному запоминающему блоку по адресу данного граничного или внешнего узла (И -пробное число траекторий для вычисления дисперсии), что значительно снижает быстродействие устройства.

Целью изобретения является повышение быстродействия.

Поставленная цель достигается тем, что вероятностное устройство для решения конечно-раэностных урав- неннй, содержащее первый триггер, единичный вход которого явля4тся пусковым входом устройства, первый переключатель, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, счетный регистр, первый вход которого является входом установки начального адреса устройства, а первый выход соединен с нулевьи входом первого триггера и является выходом окончания счета устройства, первый элемент И, первый вход которого соединен с вторым выходом счетного регистра, регистр блуждания, ЗО первый вход которого соединен с выхо1 дом.первого элемента И, второй элемент И, первый вход которого соединен с единичным выходом первого триггера, .генератор тактовых импульсов, З4 выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, управляемый вероятностный (1-и)-ый полюсник, первый вход которого является входом размерности исследуемой области уст40 ройства, второй вход соединен с выходом второго элемента И, а адресный выход соединен с вторым входом регистра блуждания, первый элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с еди43 яичным входом первого триггера, элемент задержки, выход которого соединен с-вторым входом первого элемента

MH„ a вход соединен с входом перво. го переклечателя, блок постоянной

5О памяти, вход которого является входом установки закона распределения устройства, второй переключатель, первый вход которого соединен с вы.ходом блока постоянной памяти, а выИ ход соединен с третьим входом управляемого вероятностного (3 -и)-го полюсника, блок оперативкой памяти, пеувые вход и выход которого являют1160434 ся соответственно информационным входом и информационным выходом устройства, информационный регистр, первые вход и выход которого соединен с вторыми соответственно выходом и 5 входом блока оперативной памяти, а второй выход соединен с вторым входом второго переключателя, третий и четвертый входы блока оперативной памяти соединены с выходами соответственно регистра блуждания и второго алемента И, блок усреднения, вход которого соединен с третьим выходом информационного регистра, третий элемент

-И, первый вход которого соединен с 1з первым выходом блока усреднения, выход соединен с вторым входом информационного регистра, второй элемент

ИЛ1, первый вход которого соединен с сигнальным выходом управляемого 211 вероятностного (1-n)-го полюсника, а выход соединен с третьим входом первого элемента ИЛИ, первый управляемый счетчик, счетный вход которого соединен с вьиодом второгб эле- И мента ИЛИ, а первый выход соединен с входом элемента задержки, вторым входом третьего элемента И и третьим входом информационного регистра, блок вычисления числа испытаний, 311 первый вход которого соединен с. вторым выходом блока усреднения, второй вход соединен с вторым вькодом первого управляемого счетчика, третий вход является входом установки степени точности устройства, а.выход соединен с управляющим входом первого управляемого счетчика, второй управляемый счетчик, управляющий вход которого является входом 4у установки числа шагов устройства, а счетный вход соединен с вькодом второго элемента И, третий переключатель, вход которого соединен с выходом второго управляемого счетчика, а выход соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, дополнительно содержит второй триггер, четвертый и пятый элементы И, третий элемент ИЛИ и элемент НЕ, причем пер- щ вый вход третьего элемента ИЛИ соединен с первым выходом первого управляемого счетчика, второй вход соединен с вькодом четвертого элемента И, а выход соединен с вторым у входом счетного регистра, четвертый выход информационного регистра соединен с первымн входами четвертого и пятого элементов И и входом элемента НЕ, выход которого соединен с единичным входом второго, триггера, нулевой вход второго триггера соединен с выходом первого элемента ИЛИ, единичный вьгход соединен с вторым входом пятого элемента И, а нулевой выход соединен с вторыми входами первого и четвертого элементов И, выход пятого элемента И соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ.

Предложенное устройство позволяет осуществить быстрый поиск внутренних узлов сеточной области произвольной формы при решении конечно-разностных уравнений во всех точках данной области.

На фиг. t дана блок-схема устройства; на фиг. 2 — структурные схемы блока вычисления числа испытаний (а) и дисперсиометра (б); на фиг. 3 временные диаграммы начала работы устройства (a), при выходе траектории на границу области (б) и при окончании испытаний для. узла области (в).

Устройство содержит пусковой вход

1, первый триггер 2, первый.переключатель 3, вькод 4,окончания счета, генератор 5 тактовых импульсов, второй элемент И 6, вход 7 установки начального адреса, счетный регистр 8, первый элемент И 9, регистр 10 блуждания, управляемй вероятностный (1-n)-ый нолюсник 11„ вход 12 размерности исследуемой области, первый элемент ИЛИ 13, элемент

14 задержки, третий элемент ИЛИ 15, вход 16 установки закона распределе.— ния, блок 17 постоянной памяти, второй. переключатель 18, информационный вход

19, информационный выход 20, блок 21 оперативной намяти (БОП), информационный регистр 22, блок 23 усреднения, третий элемент И 24, элемент НЕ 25, четвертый 26 и пятый 27 элементы И, второй элемент ИЛИ 28, второй триггер

29, третий переключатель 30, первый управляемый счетчик 3 1, вход 32 установки числа вигов, вход 33 установки степени точности, второй управляемый счетчик 34, блок 35 вычисления числа испытаний. Единичный вход перво го триггера 2 соединен с пусковым входом 1 устройства и с первым входом первого элемента ИЛИ 13, а нулевой вход — с первым выходом счетного

7 1160 регистра 8 и вькодом 4 окончания счета устройства, первый вход счетного регистра 8-соединен с входом 7 установки начального адреса устройства, а второй выход - с первым входом

nepsoro элемента И 9, первый вход управляемого вероятностного (1-и)-полюсника 11 соединен с входом 12 pasмерности исследуемой области устройства, а адресный выход - с вторым 10 входом регистра 10 блуждания, вход блока 17 постоянной памяти соединен с входом 16 установки закона распределения устройства, а выход - с первым входом второго переключателя 18, первые вход и выход блока 21 оперативной памяти соединены соответственно с информационными входом 19 и выходом 20 устройства, управляющий вход второго управляемого счетчи-2з ка 34 соединен с входом 32 установки числа шагов устройства, а выход - с

Йходом третьего переключателя 30, третий вход блока 35 вычисления чис ла испытаний соединен с входом 33 25 установки степени точности устройства, а выход - с управляющим входом первого управляемого счетчика 31, второй выход которого соединен с вторым входом блока 35 вычисления числа Зо испытаний, единичный выход первого триггера соединен с первым входом второго элемента И 6, второй вход которого подключен к выходу генератора 5 тактовых импульсов, вход сброса первого триггера 2 соединен с выходом первого переключателя 3, вход которого соединен с первьм выходом первого управляемого счетчика

31, со вторым входом третьего эле- gg мента И 24, с входом элемента 14 задержки и с первым входом третье-. го элемента 15 ИЛИ, выход второго элемента 6 И соединен с вторым входом (1-и)-го полюеника 11, с четвер-,ц тым входом блока 21 оперативной памяти и со счетным входом второго управляемого счетчика 34, выход первого элемента И 9 соединен с первым входом регистра 10 блужда- у ния, выход которого подключен к тре" . тьему входу БОП 2 1, выход первого элемента ИЛИ 13 соединен с нулевым входом второго триггера 29, а второй вход — с,выходом элемента 14 у задержки, вторые вход и выход БОП

2f подключены соответственно к первым выходу и входу информацион434 8 ного регистра 22, второй выход информационного регистра 22 соединен с вторым входом аторого переключате,ля 18, выход которого подключен к третьему входу (1-а)-го долюсника

11, третий выход информционного регистра. 22 соединен с входом блока 23 усреднения,. второй выход которого подключен к первому входу блока 35 вычисления числа испытаний, второй вход информационного регистра 22 соединен с выходом третьего элемента И 24, первый вход которого подключен к первому выходу блока 23 усреднения, сигнальный выход (1-и)-го полюсника 11 соединен с первым входом второго элемента ИЛИ 28, второй вход которого подключен к выходу третьего переключателя 30, выход второго элемента ИЛИ 28 соединен со счетным входом первого управляемого счетчика 31 и с третьим входом первого элемента ИЛИ 13, второй вход счетного регистра 8 соединен с выходом третьего элемента ИЛИ 15> второй вход которого подключен к выходу четвертого элемента И 26, четвертый выход информационного регистра 22 соединен с первым входом пятого элемента И 27, с входом элемента НЕ 25 и с первым входом четвертого элемента И 26, второй вход которого подключен к нулевому выходу второго триггера 29 и к второму входу первого элемента И 9, выход элемента НЕ 25 соединен с единичным входом второго триггера 29, единичный выход которого подключен к вто- . пому входу пятого элемента И 27, выход которого соединен с третьим входом второго элемента ИЛИ 28.

Назначение элементов устройства следующее: на пусковой вход 1 дода1 ется сигнал "Начало счета" с поЭ ! мощью первого триггера 2 осуществляется пуск и останов устройства,пер-. вый переключатель 3 используется при решении задачи для одного уэл или для нескольких узлов сеточной области; с вьыода 4 окончания счета для установки числа шагов (при реше нии параболических уравнений): на вход 33 установки степени точности подается сигнал для установки необ-. ходимой точности решения d" с задан- . ной надежностью вычислений з у второй управляемьй счетчик 34 осуществ1 ..ляет подсчет числа шагов траектории

9 1160 блуждания; блок 35 вычисления числа испытаний осуществляет вычисление требуемого числа испытаний, значение которого заносится в первый управ ляемый счетчик 31. S

Предлагаемое устройство обеспечивает возможность решения, конечно-разностных уравнений эллиптического и, параболического типов, причем при

"поиске" очередного исследуемого 10 (внутреннего) узла в случае про3 хождения граничных или внешних узлов сеточной области произвольной формы требуется всего один такт работы устройства на один внешний или гра- 15 ничный узел. Это позволяет значительно повысить быстродействие при . решении задачи во всех узлах сеточно 1 области.

При решении конечно-разностных 20 уравнений устройство работает следующим образом.

После занесения исходных данных

БОП 21 по входу 19, по входу 33 заносится информация с необходимой 25 точности решения (d") с заданной вероятностью (3) в блок 36 вычисления числа испытаний, а при решении параболических задач †.по входу 32 устанавливается число шагов К во 3О второй управляемый счетчик 34; по входу 7 устанавливается начальный адрес в счетный регистр 8. По начальному импульсу по входу 1 триггер 2 переходит в единичное состояние и через открытый элемент И 6

35 тактовые импульсы с генератора S начинают поступать на блоки устройства

Триггер 29 устанавливается в нулевое состояние. Координаты начального

46 узла переносятся в регистр 10 блуждания и затем поступает сигнал "Окончание счета"„ генератор 5 тактовых импульсов задает временную сетку работы устройства на вход 7 установ45 ки начального адреса поступает сигнал выборки начального адреса; счетный регистр 8 фиксирует адрес .исследуемого узла сеточной области; регистр 10 блуждания. состоит из ре50 версивных счетчиков координат и обеспечивает возможность решения задачи в одно-, двух- или трехмерных областях; на вход 12 размерности исследуемой области подается сигнал установ.

55 ки размерности исследуемой области .путем переключения выходов управляемого вероятностного (1-и)-ro полюс

434 10 ника 11 управляемый вероятностый (1-n)-ый полюсннк 11 предназначен для вероятностного преобразования информации и реализации закона случайного блуждания частицы по узлаМ сеточной области; на вход 16 установки закона случайного блуждания частицы но узлам сеточной области; на вход 16 установки закона распределения подаютсь константы вероятности переходов из текущего узла в соседние, которые хранятся в блоке 17 постоянной памяти; на информационный вход 19 поступают значения эаконов.вероятностных переходов, начальных и граничных условий, признаков внутренних или граничных узлов, которые хранятся в БОП 21, с информационного выхода 20 выдаются результаты решения; информационный регистр 22 предназначен для организации обмена анализируемой н результирующей информации; блок 23 усреднения предназначен для получения оценки решении задачи в исследуемом узле (среднего арифметического

И tt весов йо траекториям, начинающимся из узла, для которого находится рещение); второй триггер 29 пред» назначен для ускоренного прохода внешних и граничных точек при обходе узлов сеточной области; первый управляемый счетчик 31 обеспечивает построение точно N траекторий из данного узла; на вход 32 установки числа шагов подается сигнал поступают в БОП 21, где возбуждают соответствующую числовую линейку. Из

БОП 21 в информационный регистр 22 списываются все данные, относящиеся к данному узлу. При этом в сумвырующий и усредняющий блок 23 поступает начальное значение функции в данном узле (при решении уравнения Пуассона или параболических уравнений). Одновременно в управляемый вероятностный (1"и) -ый нолюсник

11 списываются значения вероятнос-, тей перехода из данного узла в соседние узлы. В соответствии с этими вероятностями начинается построение случайной траекториина одном иэ выходов (1-n)-ro полюсника 11 появляется импульс, определяющий направление перемещения траектории. В следующий тактовый момент, I времени в.регистре 10 блуждания, таким образом, будет новый адресЕсли последний разряд информационного регистра содержит код "О" (внутренний узел области), то этот сигнал поступает через элемент НЕ 25 на единичный вход второго триггера

29 и устанавливает его в единичное состояние..

Данная траектория заканчивается, если последний разряд информационного регистра содержит код "1".Траек-.>> тория может закончиться не только на границе сеточной области, но и в том случае, если она попадает в условное поглощающее состояние непосредственно с внутреннего узла (этот сигнал 20 поступает с сигнального выхода (1-n)-го полюсника на вход элемента

ИЛИ 28. При решении параболических

У уравнений траектория может закончиться после К maroa еще до попадания на границу (сигнал переполнения счетчика 34 через переключатель; 30 поступает на вход элемента ИЛИ 28). Во всех перечисленных случаях в счетчик

31 поступает импульс через элемент з0

ИЛИ 28, увеличивающий его содержимое на единицу. Этот же иьжульс проходит . через элемент ИЛИ 13, устанавливает в нулевое состояние второй триггер .29, тем самым открывая элементы И 9

Зэ и 26 и закрывая. элемент И 21. Одновременно накопившаяся к концу траектории сумма в блоке 23 поступает в блок 35 вычисления числа испытаний.

Из счетного регистра 8 через элемент «»

И 9 в регистр 10 блуждания снова . переносятся координаты начального узла и подобно описанному выше строится новая случайная траектория..

После И" испытаний в блоке 35 вычисления числа испытаний вычисляется s соответствии с полученными оценками И"((), D".(f,) и.значениями д, требуемое число испытаний

Н,„, которое округляют в большую «р. сторону до числа 2, где m - целое число. Это значение поступает в счетчик 31. После переполнения счетчика, делителя 31 вычисление функции узла заканчивается. При этом по сигналу у переполнения счетчика 31, полученное в блоке 23 значение функции записывается через элемент И 24 во

11 1160 адрес узла, соседнего с начальными.

При каждом переходе траектории в новый узел анализируется последний разряд информационного регистра.

434 12 вторую зону информационного регист- ра 22, одновременно в последний разряд регистра 22 записывается единичка (признак граничного узла).

Затем возбуждается адрес БОП 21 и числовая информация из регистра 22 переписывается в БОП 21 по указанному адресу. В дальнейших вычислениях данный узел будет выступать в качестве граничного. После выполнения всех указанных операций в счет. ный регистр 8 прибавляется единица и начинается вычисление значений функции для нового стартового узла, соседнего.с уже вычисленным узлом.

Если этот узел окажется граничным или вне сеточной области, то,сиг

11 II нал 1 с последнего разряда регистра 2 2 проходит через открытый элемент И 26, элемент ИЛИ 1 5 и увеличивает -содержимое счетного регистра 8 на единицу, образуя тем самым адрес очередного стартового узла . Этот адрес переносится через открытый элемент И 9 в регистр 1 0 блуждания. По этому адресу происходит очередное считывание информации об узле иэ БОП 21 на информационный регистр 22. Если и этот узел оказывается граничным или внешним (код "1"), то описанный выше процесс повторяется до тех пор, пока очередной стартовый узел не станет внутренним. В этом случае сигнал и

О с последнего разряда регистра

22, проходя через элемент НЕ 25, устанавливает триггер 29 в единичное состояние, открывая тем самым элемент И 27 и закрывая элемент

И 26. Этот вычислительный процесс повторяется для всех узлов сеточной области. После того, как решение будет найдено для всех узлов внутренней области, информация опись вается из БОП 21 по выходу 20 на .печать или в универсальную ЭВМ.

Если решение отыскивается не для всех узлов, а только для части их. или для .одного узла, на триггер 2 подается сигнал "Останов" с регистра 8 или по цепи обратной связи через переключатель 3. (1.-п)-.й полюсник 11 может управляться по входу

16 через блок 17, в котором запоминается закон распределения блуждания частицы по узлам сеточной области, подключаемый с помощью переключателя 18. Этот переключатель

1160434 служит также для подключения на вход задания закона распределения (1-и) -го нолюсника 11 выхода информации вероятностей перехода регистра 22. По входу 12 íà (1-n)-ый полюсник 11 задается размерность исследуемой сеточной области.

Блок 35 вычисления числа испытаний содержит (1риг. Za) дисперсиометр 36 и умиажитель 37. Требуемое 10 число испытаний И вычисляется по формуле Ы 9 и /Ф . Оценка дисперсии Э» находится с помощью дисперсиометра после построения пер.вых 50-100 траекторий случайного 15 блуждания из стартового узла, которая затем умножается в умножителе

3", на коэффициент t рj8 2 надежности и точности вычислений, задаваемый по внешнему входу 33 устройства. щ

В качестве дисперсиометра может быть использовано устройство для вычисления оценки дисперсии $33, содержащее (фиг. 2б) приемный регистр 38, логический блок 39, блок 40 управле- >5 ния, элементы И 41 — 44, элемент KIH

45, сумматоры 46 и 47. Приемный регистр 38 служит для приема двоичного числа последовательности значений

"весов" первых 50-100 траекторий, 30 поступающях as блока 23 усреднения устройства в параллельном коде выходные шины регистра 38 соединены с одним входом элемента И 42 и логическим блокам 39, состоящим из схем совпадений на два входа, выход логического блока 39 соединен с входом элемента И 41; выходы элементов И 4143 соединены с соответствующими входами сумматора 46 через элемент ИЛИ 411

45. Выходные шины старших разрядов сумматора 46 через элемент И 44 соединены с входами младших разрядов сумматора 47; инверсные выходы сумматора 47 через элемент И 43 и элемент 4

ИЛИ 45 соединены с входами сумматора

46. Вторые входы элементов И 41 — 44 соединены с вьмодамн блока 40 управления, представляющего собой регистр опроса, на вход которого подается щ иэ счетчика 31 сигнал окончания приема числа в применый регистр 38..

Число А (значение "веса" траектории), представленное двоичным кодом

А 1 а а ), подается из блока 23 у усреднения параллельным кодом на приемный регистр 38. По окончании приема числа А, т.е ° в тот момент, когда все разряды приемного регистра установятся в соответствующие состояния а;, на вход блока 40 управления подается сигнал окончанИя приема числа. Блок 40 .Управления вырабатывает управляющий сигнал разрешения УИ„ на элемент И 42. Выходные сигналы от регистра 38 через элемент И 42 и элемент ИЛИ 45 подаются на сумматор 46 таким образом,что сигнал j»»ro разряда регистра 38 подается на 2j"й разряд сумматора 46, т.е. после окончания действия импульса разрешения от блока 40 в сумматоре

46 будет установлено число (а„, 0 а „, О, ..., 0 а„, 0, а и блок управления вырабатывает второй сигнал разрешения УИ, кЬторый подается на элемент И 41. На второй вход элемента И 41 подаются сигналы с выходов логического блока 39, состоящего из С „ схем совпадения, где С„- число сочетаний. На каждую нз этих схем совпадений подаются сигна.1ы с выходов двух разрядов регистра 38; сигналы с выходов блока 39 через элемент И 41 и элемент ИЛИ 45 поступают на входы сумматора 46 таким образом, что на вход К-го разряда сумматора 46 подаются. сигналы с выходов той -схемы совпадения логического ф блока 39, на вход которой поданы сигналы с выходов j-го и 5-го разрядов регистра 38, причем К З+й+1.

Укаэанная операция равносильна введению поправкиХ,>а. - а» для определения квадрата числа А: А

ЗФ (аь1 аь11 ° ° ь а6 3 °

Таким образом, по окончании УИ в сумматоре 46 будет получено число

А2, Затеи блок 40 управления вырабатывает сигнал УИ, подаваемый на вход элемента И 43. На .второй вход элемента 43 И подаются сигналы с инверсных вьмодов сумматора 47. Под действием сигнала УИ сигналы с эле. мента И 43 через элемент ИЛИ 45 подаются на одноименные входы сумматора 46, нрн этом осуществляется операция вычитания и по окончании

УИ в сумматоре 46 будет находиться число А - D. где D — значение

1-11 1-1 оценки дисперсии для предыдущего отсчета., хранимое в сумматоре 47.

По окончании УИз блок 40 управления вырабатывает сигнал УИ, подаваемый на элемент И 44. Сигналы с выходов младших разрядов сумматора 46 пода11604 ются на входы младших разрядов сум матора 47 со смещением íà m разря- дов, а на входы старших раэрядов сумматора 47 подаются сигналы со знакового разряда сумматора 46. Таким образом, по окончании УИ v. сумматоре 47 будет установлено число

1 дг соответствующее несмещенной оценке 10 дисперсии. Приемный регистр может вновь принимать следующее число по.окончании действия УИ .

В предлагаемом устройстве по сравнению с известным, уменьшается общее время решения конечно-разностФ

34 16 ных уравнений во всех точках сеточной области.

В предлагаемом устройстве переход от одной внешней точки сеточной области к другой при поиске внутренних точек осуществляется за один такт работы устройства, тогда как в известном требуется на такой же. переход И тактов. Это позволяет

Ф повысить производительность вероятностного устройства, при .решении задачи в сеточной области произвольной формы, причем производительность будет тем вьппе, чем больше отношение внешних узлов области ко всем узлам сеточной области.

11б0434

116 )434

Составитель О.Майоров

Техред М.Кузьма Корректор И.Эрдейи, Редактор Г.Волкова г,. бакаэ 3781/48 Тираж 710

ВНИИПИ Государстенного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035,Москва, Ж-35, Рауиская наб.,д.4/5

Подписное

"Финал ППП Патент", г.ужгород, ул. Проектная,4