SU1179367A1 - Device for solving set of linear algebraic equations - Google Patents

Device for solving set of linear algebraic equations Download PDF

Info

Publication number
SU1179367A1
SU1179367A1 SU833618055A SU3618055A SU1179367A1 SU 1179367 A1 SU1179367 A1 SU 1179367A1 SU 833618055 A SU833618055 A SU 833618055A SU 3618055 A SU3618055 A SU 3618055A SU 1179367 A1 SU1179367 A1 SU 1179367A1
Authority
SU
USSR - Soviet Union
Prior art keywords
inputs
shift
elements
groups
output
Prior art date
Application number
SU833618055A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Владимир Дмитриевич Байков
Михаил Борисович Сергеев
Original Assignee
Предприятие П/Я А-21125
Ленинградский Политехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Предприятие П/Я А-21125, Ленинградский Политехнический Институт Им.В.И.Ульянова /Ленина/ filed Critical Предприятие П/Я А-21125
Priority to SU833618055A priority Critical patent/SU1179367A1/en
Application granted granted Critical
Publication of SU1179367A1 publication Critical patent/SU1179367A1/en

Links

Abstract

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕ- , НИИ, содержащее матрицу размером ПП регистров коэффициентов, м сдвиговых регистров неизвестных, ц сдвиговых регистров свободных членов, П сумматоров (п - пор док системы линейных алгебраических уравнений) и генератор, тактовых импульсов, отличающеес  тем, что, с целью увеличени  быстродействи , в него введены перва  и втора  матрицы размером И- И групп элементов И и счетчик , причем первые входы элементов И и счетчик, причем первые входы элементов И (А ,р-ых групп первой и второй матриц соединены соответственно , с пр мыми и инверсными выходами (.1,)-го регистра коэффициентов матрицы , 4 tj-i t информационный вход -го сдвигового регистра свободных членов соединен с выходом 1-го сумматора , i 1,п , входы -го сумматора соединены с информационным входом i-ro сдвигового регистра свободных членов и с соответствующими выходами элементов И групп t-ых строк первой и второй матриц, выход старшего разр да -го сдвигового регистра свободных членов соединен с входом первого младшего разр да i -го сдвигового регистра неизвестных и с вторыми входами элементов И групп t -ых столбцов первой и второй матриц, пр мой выход знакового разр да п-го сдвигового регистра свободных членов соединен с третьими входами элементов И групп 1 -ых столбцов первой (Л матрицы, инверсный выход знакового С разр да -ГС сдвигового регистра свободных членов соединен с входом второго младшего разр да i -го сдвигового регистра неизвестных и третьими входами элементов И групп -ых столбцов второй матрицы, пр мой выг ход генератора тактовых импульсов . соединен с входами записи сдвиговых М регистров свободных членов и с входами сдвига сдвиговых регистров неизвестных , инверсный выход генератора тактовых импульсов соединен с входами сдвига сдвиговых регистров свободных членов и со счетным входом счетчика , выход переполнени  которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов.DEVICE FOR SOLUTION OF LINEAR ALGEBRAIC EQUATION SYSTEMS, a scientific research institute containing a matrix with PP size of registers of coefficients, m shift registers of unknowns, c shift registers of free members, P adders ( that, in order to increase speed, the first and second matrices of the AND-AND groups of the AND elements and the counter are entered into it, the first inputs of the AND elements and the counter, the first inputs of the AND elements (A, p-th groups of the first and the second matrices are connected, respectively, with direct and inverse outputs (.1,) of the matrix coefficients register, 4 tj-i t information input of the shift register of free members connected to the output of the 1st adder, i 1, п, inputs - the adder is connected to the information input of the i-ro shift register of free members and with the corresponding outputs of the elements and groups of the t-th rows of the first and second matrices, the output of the higher bit of the ith shift register of free members is connected to the input of the first junior bit of the i th shift register is not known and the second inputs of the elements And groups of the t-th columns of the first and second matrices, the direct output of the sign bit of the n-th shift register of free members is connected to the third inputs of the elements And groups of the 1st columns of the first (L matrix, the inverse output of the sign C bit -GS of the shift register of free members is connected to the input of the second least significant bit of the i -th shift register of unknowns and the third inputs of the elements AND groups of the second matrix of the second matrix, the forward clock pulse generator. connected to the write inputs of the shift M registers of free members and with the shift inputs of the unknown registers, the inverse output of the clock generator is connected to the shift inputs of the shift registers of the free members and with the counter input of the counter, the overflow output of which is connected to the clock pulses.

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено при построении специализирован ных и проблемно-ориентированных про цессоров дл  решени  систем линейны алгебраических у| авнений (СЛАУ) в двоичной системе счислени . Цель изобретени  - увеличение быс тродействи . Алгоритм дл  решени  СЛАУ вида 1)j,i l,n . 21 а;; V: ом представл етс  по методу цифра за цифрой следующим образом: 1 С« м-1-Чп(еГ)) H.)Jo. М при i-j. .К40 сС f-b;,;cb, или дл  непосредственной структурн реализации в предлагаемом устройст в видеThe invention relates to computing and can be applied in the construction of specialized and problem-oriented processors for solving systems that are linear to algebraic | binary notation (SLAE) in binary number system. The purpose of the invention is to increase fastness. The algorithm for solving a SLAE of the form 1) j, i l, n. 21 a ;; V: ohm is represented digit-by-digit by the method as follows: 1 C "m-1-PE (eG)) H.) Jo. M with i-j. .К40 сС f-b;,; cb, or for the direct structural implementation in the proposed device in the form

,)j4(-sign()) О, если ст.разр. ,) j4 (-sign ()) Oh, if art.

.«10 Г. "10 G

1, если ст.разр. 1, if Art. Diff.

при at

(3)(3)

°гЕ-;г- .° HE-; g-.

(6)(6)

tj -ё If 2-«, к-о tj - e If 2- “to

Xpexi Z-VXpexi Z-V

J krO J J krO J

i jHTn, . bVGfO,l$,i jHTn,. bVGfO, l $,

xl. е{1, 0 (7) Условием перехода на (К+1)-й шаг  вл етс  вьшолнение соотношени  .,5|е, . . (4) Таким образом, переход на следующий шаг осзтцествл етс , если на данном шаге значение каддой нев зки уменьшаетс  как минимум в два раза, т.е. обнул етс  старший разр д в регистрах свободных членов . Гарантией поразр дного уменьшени  нев зок СЛАУ  вл етс  соблюдение услови  сходимости, которое дл  итера ционных процессов оцениваетс  следующим соотношением «м. а; Oj.i Верность получаемых на каждом шаге цифр в значени х корней гарантируетс  условием (5). Все козффициенты , свободные члены и искомые корни дл  СЛАУ ввда (1) представл ютс  правильными дроб ми и задаютс  в позиционной системе счислени  с основанием 2 р-разр дньми симметричными коцамй в видеxl. e {1, 0 (7) The condition for the transition to the (K + 1) -th step is the fulfillment of the relation., 5 | e,. . (4) Thus, the transition to the next step is realized if, at this step, the value of caddy delay is reduced by at least two times, i.e. high bit in free member registers is zeroed. A guarantee of a one-off reduction of the SLAE level is the observance of the convergence condition, which for iterative processes is estimated by the following relationship "m. but; Oj.i The fidelity of the figures obtained at each step in the values of the roots is guaranteed by condition (5). All the coefficients, free terms, and the sought-after roots for a VLAU SLAE (1) are represented by regular fractions and are specified in the positional number system with a 2 p-bit base of symmetric komtsy in the form

b; - в регистры свободных членовb; - to the registers of free members

На чертеже представлена структур-h сдвиговых регистров 3 свободныхThe drawing shows the structure-h shift registers 3 free

на  схема устройства.55членов, п сумматоров 4, генератор 5on the device diagram. 55 members, n adders 4, generator 5

Устройство содержит матрицу разме-тактовых импульсов, шины 6 записиThe device contains a matrix of size-clock pulses, bus 6 records

ром п-п регистров 1 коэффициентов,. коэффициентов, шины 7 записи свободп сдвиговых регистров 2 неизвестных,ных членов, выходные шины 8, первую и вторую матрицу размером п. п групп элементов И соответственно 9 и 10, с Гетчик 11, шину 12 начальной установки . Так как записываема  в регистры 2 на каждом шаге информаци  (а именно , разр ды неизвестных) имеет знак, а кодирование знаков в двоичной системе счислени  осуществл етс  следующим образом: - - 0; + - 1, то отличительной чертой этих регистров от остальных  вл етс  лишь увеличенна  вдвое разр дность. Сумматор 4 конструктивно выполнен по комбинационной схеме и имеет (п+ +1) р-разр дных входов. Вычисление значений корней СЛАУ с необходимой точностью (р разр дов) в устройстве производитс  до по влени  сигнала переноса счетчика 11. Этот сигнал при достижении счетчиком значени  р блокирует работу генератора тактовых импульсов 5. Емкость счетчика таким образом однозначно оп редел ет точность (количество вычисл емых разр дов в значени х корней). Устройство работает следующим образом. После записи в регистры 1 по ши нам б коэффициентов решаемой СЛАУ и установки на шинах 7 ее свободных членов сигналом по шине 12 обнул етс  счетчик 11, т.е. переходит в состо ние О выход переноса. Это позвол ет запуститьс  генератору тактовых , сов 5. . Первым положительным фронтом им .пульса с пр мого выхода генератора синхронизируетс  запись с шин 7 в ре гистры 3 свободных членов и производитс  пустой сдвиг в регистрах 2, поскольку до начала работы регистры 3 были пусты, т.е.-старший значащий разр д находилс  в состо нии О, Это нулевое состо ние обеспечиваетс  и без предварительного обнулени , так как после окончани  решени  в устройстве любой предыдущей СЛАУ по условию (4) старпшй разр д обнулен. Первым положительным фронтом импульса с инверсного выхода генератора 5 осуществл етс  сдвиг значений свободных членов на один разр д влево, тем самым в старшие значащие разр ды регистров поступают первые разр ды свободных членов дл  анализа, установки на входах регистров 2, управлени  соответствующими группами элементов И 9 и 10. НД прот жении всего пр.оцссса вычислений за врем  которое проходит между по влением положительных фронтов с пр мого выхода генератора 5, происходит запись в регистры 3, сдвиг в регистрах 2, а через равные длительности положительного импульса с пр мого выхода генератора тактовых импульсов - сдвиг в регистрах 3. За врем  между положительными фронтами с инверсного и пр мого выходов гарантированно по вл етс  результат на вькодах сумматоров 4. Кроме того, положительные фронтом с инверсного выхода генератора 5, подключенного к счетному входу суммирующего счетчика 11, прибавл етс  1 к его содержимому. После по влени  1 на выходе переноса счетчика 11 работа генератора тактовых импульсов блокируетс . Врем  вычислени  корней СЛАУ п-го пор дка с р значащими двоичными цифрами определ етс  следующим образом: C.Cj-.p,rum pn registers 1 coefficients ,. coefficients, bus 7 records of the free shift registers 2 unknown terms, output bus 8, the first and second matrix of the size of an np of groups of elements And 9 and 10, respectively, with Getchik 11, the bus 12 of the initial installation. Since the information recorded in registers 2 at each step (namely, the bits of the unknowns) has a sign, and the coding of characters in the binary number system is carried out as follows: - - 0; + - 1, then the distinctive feature of these registers from the rest is only the doubled magnitude. The adder 4 is structurally made according to the combinational circuit and has (n + +1) p-bit inputs. Calculation of the SLAE root values with the required accuracy (p bits) in the device is performed until the transfer signal of counter 11 appears. This signal, when the counter reaches the value of p, blocks the operation of the clock generator 5. The capacity of the counter thus uniquely determines the accuracy (the number of bits in the values of the roots). The device works as follows. After writing to registers 1, the coefficients of the solved SLAE are set by us and the bus 11 is set up by the signal on bus 12, counter 11, i.e. transitions to the state of the output transfer. This allows the clock generator to be started. The first positive front of the pulse from the direct output of the generator synchronizes the recording from the bus 7 to the registers of 3 free members and produces an empty shift in the registers 2, because before the start of work the registers 3 were empty, i.e. the most significant bit was O state. This zero state is also provided without prior zeroing, since after termination of the solution in the device of any previous SLAW, by condition (4), the old bit is reset. The first positive front of the pulse from the inverted output of the generator 5 shifts the values of free members by one bit to the left, thereby entering the first significant bits of the free members for analysis, setting the inputs of the registers 2, controlling the corresponding groups of elements And 9 and 10. The ND over the entire process of computation over the time that passes between the occurrence of positive fronts from the direct output of generator 5, is written to registers 3, shifted in registers 2, and after equal lengths positive pulse from the forward output of the clock pulse generator - shift in registers 3. During the time between the positive fronts from the inverse and forward outputs the result is guaranteed on the codes of the adders 4. In addition, a positive front from the inverse output of the generator 5 connected to the counting input of summing counter 11 is added to its contents. After the appearance of 1 at the transfer output of the counter 11, the operation of the clock pulse generator is blocked. The calculation time of the n-th SLAE root order with p significant binary digits is determined as follows: C.Cj-.p,

Claims (1)

УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕ- , НИЙ, содержащее матрицу размером η·η регистров коэффициентов, П сдвиговых регистров неизвестных, И сдвиговых регистров свободных членов, П сумматоров (η - порядок системы линейных алгебраических уравнений) и генератор.тактовых импульсов, отличающееся тем, что, с целью увеличения быстродействия, в него введены первая и вторая матрицы размером Л· П групп элементов И и счетчик, причем первые входы элементов И и счетчик, причем первые входы элементов И (ί ,J)-ых групп первой и второй матриц соединены соответственно, с прямыми и инверсными выходами (i,j)-ro регистра коэффициентов матрицы, ί ,j~», , информационный входDEVICE FOR SOLVING SYSTEMS OF LINEAR ALGEBRAIC EQUATIONS, NII, containing a matrix of size η · η coefficient registers, P shift registers of unknowns, And shift registers of free terms, P adders (η is the order of the system of linear algebraic equations) and a clock pulse generator, characterized in that, in order to increase performance, the first and second matrices of size L · P of the groups of elements And and the counter are introduced into it, the first inputs of the elements And and the counter, the first inputs of the elements And (ί, J) -th groups of the first and second matrices are connected, respectively, with direct and inverse outputs (i, j) -ro of the matrix coefficient register, ί, j ~ ",, information input -го сдйигового регистра свободных членов соединен с выходом i-ro сумма тора, » = 1,п , входы 5 -го сумматора соединены с информационным входом i-ro сдвигового регистра свободных членов и с соответствующими выходами элементов И групп t -ых строк первой и второй матриц, выход старшего разряда ) -го сдвигового регистра свободных членов соединен с входом первого младшего разряда > -го сдвигового регистра неизвестных и с вторыми входами элементов И групп 1 -ых столбцов первой и второй матриц, прямой выход знакового разряда η-го сдвигового регистра свободных членов соединен с третьими входами элементов И групп ΐ -ых столбцов первой матрицы, инверсный выход знакового разряда 1 -гс сдвигового регистра свободных членов соединен с входом второго младшего разряда t -го сдвигового регистра неизвестных и третьими входами элементов И групп 5-ых столбцов второй матрицы, прямой выход генератора тактовых импульсов соединен с входами записи сдвиговых регистров свободных членов и с входами сдвига сдвиговых регистров неизвестных, инверсный выход генератора тактовых импульсов соединен с входами сдвига сдвиговых регистров свободных членов и со счетным входом счетчика, выход переполнения которого соединен с входом останова генератора тактовых импульсов.of the nth register of free members is connected to the i-ro output of the torus, ”= 1, p, the inputs of the 5th adder are connected to the information input of the i-ro shift register of free members and with the corresponding outputs of the elements AND groups of the tth rows of the first and the second matrix, the high-order output of the) -th shift register of free members is connected to the input of the first low-order bit of the> -th shift register of unknowns and with the second inputs of the elements And groups of the 1st columns of the first and second matrices, direct output of the sign bit of the η -th shift register liberties terms is connected to the third inputs of the elements AND groups of the ΐ -th columns of the first matrix, the inverse output of the sign digit of the 1st-hs shift register of free members is connected to the input of the second lower order of the tth shift register of unknowns and the third inputs of the elements AND groups of the 5th columns of the second matrices, the direct output of the clock generator is connected to the recording entries of the shift registers of the free members and to the inputs of the shift of the shift registers of unknowns, the inverse output of the clock is connected to the inputs of the shift shift registers free members and with the counter counting input, the overflow output is connected to the stop input of the clock. 1 11793671 1179367
SU833618055A 1983-05-03 1983-05-03 Device for solving set of linear algebraic equations SU1179367A1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833618055A SU1179367A1 (en) 1983-05-03 1983-05-03 Device for solving set of linear algebraic equations

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
SU833618055A SU1179367A1 (en) 1983-05-03 1983-05-03 Device for solving set of linear algebraic equations

Publications (1)

Publication Number Publication Date
SU1179367A1 true SU1179367A1 (en) 1985-09-15

Family

ID=21073077

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
SU833618055A SU1179367A1 (en) 1983-05-03 1983-05-03 Device for solving set of linear algebraic equations

Country Status (1)

Country Link
SU (1) SU1179367A1 (en)

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
Авторское свидетельство СССР 824217, кл. G 06 F. 15/324, 1981 л Евреинов Э.В., Прангишвили И.В. Цифровые автоматы с настраиваемой структурой (однородные среды). М. Энерги , 1974, с. 193-196. *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
SU1179367A1 (en) Device for solving set of linear algebraic equations
US3311739A (en) Accumulative multiplier
SU940167A1 (en) Device for solving linear simultaneous equations
SU1179327A1 (en) Device for raising to power
SU1024906A1 (en) Multiplication device
SU326576A1 (en) MULTIPLICATION DEVICE
SU911520A1 (en) Device for squaring n-digit numbers
SU1300464A1 (en) Device for calculating value of square root
SU940165A1 (en) Device for functional conversion of ordered number file
SU970358A1 (en) Device for squaring
RU1786484C (en) Universal adder
SU1410024A1 (en) Multiplication device
RU2055394C1 (en) Device for search of roots
SU1654814A2 (en) Multiplier
SU1032453A1 (en) Device for multiplying
SU1062693A1 (en) Device for calculating values of function y equal to l in the power of x
SU783787A1 (en) Converter of binary code into binary-decimal code of degrees and minutes
SU860065A1 (en) Arithmetic device
RU1783618C (en) Converter of binary k-digit code to binary code
SU1140118A1 (en) Device for calculating value of square root
SU1462296A1 (en) Iteration-type conveyer division device
SU1111153A1 (en) Device for multiplying n-digit numbers
SU911521A1 (en) Digital function generator
SU1113799A1 (en) Device for extracting square root
SU1185328A1 (en) Multiplying device