Цифро-вероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений

 

<н}993290

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Coioa Сееетским

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 04. 07.80 (21) 2952235/18-24 (И1 М. Кл. с присоединением заявки HP (23) Приоритет

6 06 6 7/34

Государственный комитет

СССР йо делам изобретений и открытий (53) УДК 681. 333 (088.8) Опубликовано 30,0183. Бюллетень HP 4

Дата опубликования описания 30.01.83

В.В.Яковлев, О.С.Мальченкова, Р.Ф.Федоров (72) Авторы изобретения.Ленинградский ордена Ленина институт инжене железнодорожного транспорта им. акад. В.Н.О (71) Заявитель (54} . ЦИФРОВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЛЯ РЕЖДЕНИЯ

СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

15

Изобретение относится к вычислительной технике и может быть использовано 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) .

Недостатком 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, содержащее первый и второй блоки ключей, блок умножения, блок задержки, блок преобразователей число - вероятность, блок интегрирования, генератор тактовых импульсов, генератор случайных чисел j2j.

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 выходам блока задержки, входы которого соединены с ,выходами блока преобразователей число — вероятность, блок интегрирова-. ния, выходы которого подключены к информационным входам второго блока ключей, управляющие входы первого и второго блока ключей объединены и подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с входом первого генератора случайных чисел и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей число - вероятность, дополнительно введены второй генератор случайных чисел и блок мультиплексоров, причем выходы блока умножения подключены к информационным входам блока мультиплексоров, выходы которого соединены с входами блока преобразователей число — вероятность н блока

993290 4 ( ных приращений, причем математическое ожидание каждого из этих потоков численно равно новому приближению к решению системы.

Таким образом, каждая новая ите5 рация в устройстве обеспечивается за счет передачи вектора корней с выходов блока 3 мультиплексоров через блок 4 преобразователей число - вероятность на блок 7 задержки (каждый

10 вход в блоке 7 задерживается на один такт и передачи этого в ктора через один машинный такт на входы блока

2 умножения. В результат на выходах

Рлока 3 мультиплексоров формируется многоразрядное двоичное число, представляющее по математическому ожиданию новый вектор корней. В блоке 5 интегрироВания осуществляется декодировани 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 на1 хождения корней системы линейных алгебраических уравнений. (Формула изобретения интегрирования, управляющий вход бло ка 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 интегрирования, блок б ключей, блок 7 эадерж1ки, генератор B 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 второгб блоков ключей.

Устройство работает следующим образом.

По сигналу из блока 1О 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 муль типлексоров, на управляющий вход которого подается одновременно двоичное число от второго генератора 11 35 случайных чисел. Этот генератор име- . ет 6 выходов, по каждому иэ которых передается синхронизированная последовательность двоичных символов с вероятностью появления 1 (или О), 4() равной 1/2.

Блок мультиплексоров содержит п мультиплексоров (по числу корней системы линейных алгебраических уРавнений), каждый из которых фор- 45 мирует 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 i-ro мультиплексора бло ка мультиплексоров передаются на приемные регистры преобразователей число — вероятность блока 4 преобразователей число — вероятность со сдвигом на 0 разрядов в сторону старших разрядов.

Аналогичным образом производится передача числовых последовательнос- 60 тей и на входы соответствующего интегратора корня.

В блоке 4 преобразователей число вероятность осуществляется преобразование чисел в поток одноразряд- 65

Цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее

1 первый блок ключей, выходы которого соединены с первой группой входов ( блока умножения, вторая группа входов которого подключена к выходам ( блока задержки, входы которого соединены с выходами блока Преобразователей число — вероятность, блок ин1 тегрирования, выходы которого подключены к информационным входам второго блока ключей, управляющие входы первого и второго блока ключей объединены и подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с входом первого генератора случайных чисел и подключен,к выходу генератора тактовых импульсов, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей число — вероятность, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в и го дополнительно введены второй генератор случайных чисел и блок мультиплексоров, причем выходы блока умножения ! подключены к информационным входам блока мультиплексоров, выходы которого соединены с входами блока преоб( разователей число — вероятность и блока интегрирования, уп авляющий вход блока мультиплексоров соединен с выходом второго генератора случай993290

Составитель A. Колчин

Редактор В. Петраш Техред М, Костик Корректор Г. Огар

Заказ 481/67 Тираж 704 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР ло делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 ных чисел, вход которого подключен. к выходу генератора тактовых импульсов.

ИСточники информации, . принятые во внимание при экспертизе

1. Федоров P.Ô., Яковлев В.В., обрис Г.В. Стохастические преобуааователи информации. М., "Машиностроение", 1978, с. 50.

2. Авторское свидетельство СССР

М629541, кл. G 06 G 7/34, 1978(прототип) .