SU1233165A1 - Вычислительное устройство дл операций над матрицами - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено при построении специализированных и проблемноориентированных процессоров дл  onepaiyiA над матрицами, а также дл  расширени  функциональных возможностей дл  микропроцессоров и микроэвм. Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет реализации операции делени  матриц . Цель изобретени  достигаетс  за счет введени  в устройство матрицы регистров коэффициентов, счетчика столбцов и блока мультиплексоров с соответствукмцими функциональными св з ми между ними и известными блоками устройства. Устройство может использоватьс  дл  нахождени  перемножаемых матриц, матриц, возводимых в степень , обращаемых матриц, матриц коэффициентов при решении системы линейных алгебраических уравнений матрицы и вектора, двух векторов. 1 ил. с S (Л

Description

Изобретение относитс  к вычислительной технике и может быть применено при построении специализированных и проблемноориентированных процессоров дл  операций над матрицами, а также в качестве функционального расширени  дл  микропроцессоров и микроэвм.

Цель изобретени  - расширение функциональных возможностей за счет реализации операции делени  матриц.

На чертеже показана схема предлагаемого вычислительного устройства дл  операций над матрицами.

Вычислительное устройство дл  one- раций над матрицами содержит первую матрицу (1-1X и ) регистров 1 коэффициентов , и сдвиговых регистров 2 результата , и сдвиговых регистров 3 свободньпс членов, ь сумматоров 4, ге- нератор 5 тактовых импульсов, первую матрицу (к кп ) групп элементов И 6, вторую матрицу ( ь « и) групп элементов И 7, счетчик 8, вьгкод 9 результата , вход 10 начальной установки устройства, вторую матрицу () ре- г истров 11 коэффициентов, вход 12 коэффициентов , счетчик 13 столбцов, вход 14 режима работы и блок 15 муль30

типлексоров.

1,-если во втором разр де i-го регистра 3 U), если во втором разр де i-ro регистра 3 О

(PI

( к+ 1)

1. (к).

а. J

где

{К1

- к-а  двоична  цифра f-го

KOpHHj

h-i - разр дность представлени  неизвестных.

После достижени  счетчиком 8 значени  -п блокируетс  работа генератора 5 тактовых импульсов, Вычисленные корни считываютс  из устройства через блок 15 мультиплексоров по выходам 9 результата.

При обращении матрицы в регистры 1 коэффициентов первой матрицы занос тс  элементы обращаемой матрицы, а в регистры 11 коэффициентов второй матрицы - единична  матрица.

. При делении матриц в регистры 1 коэффициентов первой матрицы занос тс  элементы матрицы-делител ,а в регистры 11 коэффициентов второй мат- - элементы матрицы-делимого.

При умножении матриц сначала в регистры 1 коэффициентов первой матриУстройство работает с ледующим образом .

Через блок 15 мультиплексоров ввод тс  исходные данные в зависимости от целей использовани  устройств, перемножаемые матрицы; матрица, возводима  в степень; обращаема  матрица; матрица коэффициентов при решении системы линейных алгебраических уравнений; матрица и вектор; два вектора.

При решении системы линейных алгебраических уравнений вида

,,

-Ъ

J -1

через блок 15 мультиплексоров по входу 12 коэффициентов устройства в регистры 1 коэффициентов первой матрицы ввод тч;  коэффициенты системы | J-tj ) в регш:тры 3 - сво- бодные члены Ь ( i. 1 , ь ) . После подачи сигнала на вход начальной установки 10 устройства запускаетс  генератор 5 тактовых импульсов. На каждом к-ом шаге вычислений определ етс  одна цифра в значении всех корней, фор- мируем1згк в регистрах 2 результата

(К)

, (-5 .( К)

г

)

-Ь , 1 И ,п , К О, (,7 ... т,

Щ) занос тс  элементы одной из матриц-сомножителей дл  вычислени  об- ратной матрицы, а потом в регистры 11 коэффициентов второй матрицы - втора  матрица-сомножитель.

При возведении матрицы в степень L вычислени  производ тс , как и при умножении, только установкой по входу начальной установки устройства 10 счетчика столбцов 13 в ноль L раз.

При возведении матрицы в степень (- L, ) вьгаислени  производ тс , как при обращении матрицы, только установкой по входу начальной установки устройства 10 счетчика столбцов 13 в

ноль L

раз .

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Вычислительное устройство дл  операций над матрицами, содержащее первую матрицу (h 1 f, ) рег истров ратэффициентов , первую и вторую матрн1у 1 (п X ул ) групп элементов И, сдвиговых регистров результата, н сдвиговых регистров свободных членов, ь сумматоров , счетчик, генератор тактовых импульсов, причем пр мые выходы регистров коэффициентов i -и строки первой матрицы ( i 1, , где f - размерность матрицы) соединены с первыми

   входами элементов И групп 1 -и строкию гистров результата объединены и соепервой матриць, инверсные выходы ре- ги,стров коэффициентов -и строки первой матрицы соединены с первыми входами элементов И групп i -и стродинены с первым информационным входом блока мультиплексоров, выходы ре- гистров коэффициентов первой матрицы объединены и соединены с вторым инки второй матрицы, выходы элементов И 15 Формационным входом блока мультиплек- групп i --и строки первой и второй соров, выходы регистров коэффициентов

   второй матрицы объединены и соединены с третьим информационным входом бломатрии , объединены и соединены с первым входом -го сумматора, выход которого соединен с входом i -го сдвика мультиплексоров, вход коэффициенгового регистра свободных членов, вы-2о тов устройства соединен с четвертым

   ход которого соединен с вторым входом )-го сумматора, выход второго разр да I -го сдвигового регистра свободных членов соединен с вторыми входа30

   ми элементов И групп i-х столбцов 25 типлексоров, входы регистров коэффициентов второй матркцы объединены и соединены с вторым выходом блока мультиплексоров, входы н сдвиговых регистров свободных членов объединены и соединены с третьим выходом блока мультиплексоров, выход результата устройства со единен с четвертым выходом блока мультиплексоров, первый и второй входы управлени  блока мультиплексоров соединены соответственно с входом режима работы устройства и выходом переноса счетчика столбцов, третий вход управлени  блока мультиплексоров соединен с выходом переноса счетчика и счетным входом счетчика столбцов, выход переноса которого соединен с входом запуска генератора тактовых импульсов, а вход установки |счетчика столбцов соединен с входом начальной установки устройства.

   первой и второй матриц и входом первого разр да i-го сдвигового регистра результата, пр мой выход первогр разр да i-го сдвигового регистра свободных членов соединен с третьими входами элементов И групп i -го столбца первой матрицы, инверсный выход первого разр да 1 -го сдвигового регистра свободных членов соединен с третьими входами элементов И групп i -го столбца второй матрицы и входом второго разр да i-го сдвигового регистра результата, пр мой выход генератора тактдвых импульсов соединен с входами управлени  сдвигом h, сдвиговых регистров результата и синхровходами п сдвиговых регистров свободных членов, инверсный выход генератора тактовых импульсов соединен с входами управлени  сдвигом и. сдви35

   40

   31634

   говых регистров свободных ч,ггено1з и со счетным входом счетчика, о т .ч и- чающеес  тем, что, с целью расширени  функциональных возможностей за счет реализации операции делени  матриц, в него введены втора  матрица регистров коэффициентов, счетчик столбцов, блок мультиплексоров , причем выходы и сдвиговых рединены с первым информационным входом блока мультиплексоров, выходы ре- гистров коэффициентов первой матрицы объединены и соединены с вторым инка мультиплексоров, вход коэффициенинформационным входом блока мультиплексоров , входы регистров коэффициентов первой матрицы объединены и соединены с первым выходом блока муль30

   25

   25

   35

   25

   40

   Редактор Н. Рогулич

   Составитель М, Сергеев

   Техред о.Сопко Корректоре, Черни

   Заказ 2772/51Тираж 671 . Подписное

   ВНИИПИ Государственного комитета СССР

   по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушска  наб., д. Д/5

   Произтзодственно-полиграфическое пред11,ри тие, г. Ужгород, ул. Проектна , 4