SU1262540A1 - Цифровое вычислительное устройство дл гибридных вычислительных машин - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к , устройствам гибридных вычислительных машин, управл ющих процессом решени  задач, которые сведены к минимизации целевой функции. Целью изобретени   вл етс  повьнпение точности и устойчивости процесса решени . Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 признаков направлений поиска, блок 3 пам ти признаков направлений поиска, группу 4элементов ЖКПЮЧАЩЕЕ ИЛИ, группу 5элементов И, группу 6 счетчиков, группу 7 регистров, блок 8 задани  с цикла, содержащий дешифратор 9 и одСО

Description

1262540

иовибратор 10, входы и выходы устройства . В составе гибридной вьгчислительной машины устройство управл ет процессом решени , который сводитс  к минимизации некоторой целевой функции, построенной по услови м регааемой задачи. Управление заключаетс  в задании направлени  изменени  машинных переменных в соответствии с вычисленной методом синхронного детектировани  величиной G, близкой к антиградиенту целевой функции. 2 лл.

Изобретение относитс  к вычислительной технике, в частности к устройствам гибридных вычислительных машин, управл ющих процессом решени  задач, которые сведены к минимизации целевой функции, и может быть использовано в различных отрасл х народного хоз йства, где примен етс  гибридна  вычислительна  техника дл  целей регаени  оптимизационных задач, например при управлении технологическими процессами.

Целью изобретени   вл етс  повышение точности и устойчивости процесса решени .

На фиг. 1 приведена блок-схема цифрового вычислительного устройства дл  гибридных вычислительных машин; на фиг. 2 - таблица значений двоичных компонент векторов задающих направлени  поиска (дп  размерности пространства поиска ).

Устройство (фиг. О содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 признаков направлений поиска, блок 3 пам ти признаков направлений поиска, группу 4 элементов ИСКЛЮЧАМОЩЕ ИЛИ, группу 5 элементов И группу 6 счетчиков, группу 7 регистров , блок 8 задани  цикла, содержа1ЦИЙ дешифратор 9 и одновибратор 10, вход 11 устройства, выходы 12,,..., 12 признаков направлени  поиска, выходы 13.,,..., 13 антиградиента.

Цифровое вычислительное устройство дл  гибридных вычислительных машин работает следующим образом.

В составе гибридной вычислительной машины предлагаемое устройство управл ет процессом решени , который сводитс  к минимизации некоторой целевой функции, построенной по услови м решаемой задачи.

Управление заключаетс  в задании направлени , изменени  машинных переенных в соответствии с вычисленной методом синхронного детектировани  величиной G, близкой к антиградиенту целевой функции.

Особенностью формировани  величины G в предлагаемом устройстве  вл етс  использование знака изменени  целевой функции при движении в поисковых направлени х и использование системы направлений поисковых колебаний , соответствующих функци м Уолша.

Входным сигналом предлагаемого устройства  вл етс  двоичный сигнал Г,, содержащий информацию о направлении изменени  целевой функции и представл ющий знак производной от целевой функции по времени. Величина О- 0, если при движении в поисковом направлении целева  функци  убывает, и , если целева  функци  возрастает .

Выходными сигналами устройства  вл ютс  векторный сигнал, задающий направлени  поисковых колебаний

s(s,S2,...,s,),

и векторный сигнал, представл ющий знаковую,аппроксимацию антиградиента целевой функции

G(g,,fi,

Claims (2)

1. r-- hВ предлагаемом устройстве поисковые колебани  задаютс  вдоль п взаимно ортогональных направлений. Дл  организации поисковых колебаний используетс  2h векторов, задающих направлени  поиска и соответствующих функци м Уолша. Компоненты 1векторов, задающих направлени  поиска, представл ютс  одноразр дными двоичными числами. Каждому направл ющему вектору соответствует пр изнак (номер . Дл  выполнени  поисковых колебаний векторы направлений поиска задаютс  в пор дке возрастани  номеров, при этом каждый вектор с четным номером направлен противоположно вектору с последующим нечетным номером. Компоненты вектора G, аппроксими рующего антиградиент, определ ютс  за цикл поисковых колебаний длиной 2h шагов в соответствии с выражением Ъ-. где п - размерность пространства поиска; - компоненты вектора G; G - значение сигнала G на k-м шаге цикла; S,v - значение i-й компоненты ве тора задающего направление поиска на k-м шаге цикла. Тактовые сигналы поступают с выхода генератора 1 сигналов на вход счетчика 2, который  вл етс  двоичным счетчиком с числом состо ний дв Состо ние счетчика измен етс  по за нему фронту-тактовых сигналов. Код признака (двоичный код номера) поступает с его выходов на входы блок 3 и входы блока 8. В блоке 3 хран т с  значени  компонент векторов зада ющих направлени  поиска. Пример про граммировани  ПЗУ дл  случа  пр веден в таблице на фиг.
2. 2. По номе ру направлени  поиска блок 3 формир ет на входах, которые  вл ютс  выхо дами 2о,.,.,2 устройства, соотве ствующий вектор направлени  поиска. Одновременно компоненты направл юще го вектора-поступают на входы группы 4, котора  содержит п логических элементов HCKJTOMACTJEE ИЛИ, peaлизующих умножение величины S и по ступающей с входа 11 устройства величины Сц. Значени  произведений j поступают с выходов элементов группы 4 на управл ющие входы группы 5, котора  содержит п логических элементов И. В конце каждого шага поисковых колебаний тактовый сигнал с. выхода генератора тактовых сигналов проходит через элементы И (соответствующие С ) на информационные входы группы 6 счетчиков, котора  содержит п двоичных счетчиков с числом cocTOHHtiH не менее 2п + +i. Количество тактовых сигналов, поступающих в счетчики за цикл поисковых колебаний определ ет величины соответствующих компонент д,, причем нулевое состо ние счетчика соответствует величине компоненты (в относительных единицах), а состо ние - величине компоненты +1. Значению соответствует состо ние счетчика п. Выходные коды счетчиков (значени  компонент д.) поступают на входы регистров. В начале каждого цикла поисковых колебаний с выхода блока 8 на управл ющие входы счетчиков и регистров приходит сигнал, по переднему фронту которого накопленные значени  компонент д занос тс  в регистры, а счетчики устанавливаютс  в нулевое состо ние. На выходах регистров, которые  вл ютс  выходами 13, ,..., 13h устройства, найденные на предыдущем цикле значени  компонент д , сохран ютс  в течение очередного цикла неизменными и используютс  дл  задани  направлени  изменени  переменных . Выходной сигнал блока 8 задани  цикла формируетс  одновибратором 10 по переднему фронту сигнала дещифратора 9, который вьщел ет нулевое состо ние блока признаков направлений поиска. Формула изобре.тени  Цифровое вычислительное устройство дл  гибридных вычислительных машин, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик признаков направлени  поиска и блок пам ти признаков направлени  поиска, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика признаков направлени  поиска, выходы которого соединены с адресными входами блока пам ти признаков направлени  поиска, выходы которого соединены с выходами признаков направлени  поиска устройства , отличающеес  тем, что, с целью повьшени  точности и устойчивости процесса решени , оно содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЕЕ ИЛИ,.группу элементов И, группу счетчиков, группу регистров и блок задани  цикла, содержащий дешифратор и одновнбратор, причем вход устойства соединен с первыми входами

   5 12625406

   элементов ИСЮЮЧАСТЩЕ ИЛИ группы, ,группы, выходы которого соединены с второй вход i-ro ( Г7п) элемента1-й группой выходов антиградиента.V ИСКЛЮЧАЮОдаЕ ИЛИ группы подключен кустройства, выход генератора тактоt-му выходу блока пам ти призна рввых импульсов соединен с вторыми вхонаправлени  поиска,выход i-го (i 1,n)5 дами элементов И группы, выходы счет элемента ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группычика признаков направлени  поиска соединен с первым входом i-ro эле-соединены с входами де гифратора, вымента И, вьп(од которого соединен соход которого соединен с входом односчетным входом i-ro счетчика груп-вибратора, выход которого подключен пы, выходы которого соединены с ин-О к входам сброса счетчиков групп и формациоНными входами t-ro регистра входам синхронизации регистров группы.

   фиг. 2