SU1324036A1 - Device for solving systems of algebraic equations - Google Patents
Device for solving systems of algebraic equations Download PDFInfo
- Publication number
- SU1324036A1 SU1324036A1 SU864037357A SU4037357A SU1324036A1 SU 1324036 A1 SU1324036 A1 SU 1324036A1 SU 864037357 A SU864037357 A SU 864037357A SU 4037357 A SU4037357 A SU 4037357A SU 1324036 A1 SU1324036 A1 SU 1324036A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- group
- output
- register
- inputs
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в специализированных вычислительных устройствах дл решени систем алгебраических уравнений вида . Целью изобретени вл етс повышение быстродействи устройства. С этой целью устройство содержит матрицу вычислительных элементов, структурно подобную матрице коэффициентов А(а-; . Каждьш вычислительный элемент ведет обработку одного из неизвестных системы с применением табличного метода вычислений с помощью двух блоков посто нной пам ти. Вычислени ведутс в избыточной четверичной системе счислени . 1 з.п. ф-лы, 4 ил. с б со N3 N О оо о:The invention relates to computing and can be used in specialized computing devices to solve systems of algebraic equations of the form. The aim of the invention is to improve the speed of the device. For this purpose, the device contains a matrix of computational elements, structurally similar to the coefficient matrix A (a-;. Each computational element processes one of the unknown systems using a tabular computation method using two fixed memory blocks. Calculations are performed in a redundant quaternary number system. 1 Cp f-crystals, 4 ill. With b with N3 N O oo o:
Description
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть использовано в специализированньгх устройствах , предназначенных дл решени систем алгебраических уравнений вида .The invention relates to computing and can be used in specialized devices designed to solve systems of algebraic equations of the form.
Целью изобретени вл етс повышение быстродействи устройства.The aim of the invention is to improve the speed of the device.
На.фиг. показана блок-схема устройства; на фиг, 2 - функциональна схема вычислительного элемента; на фиг. 3 - временна диаграмма работы устройства; на фиг. 4 - функциональна схема блока синхронизации.On. shows the block diagram of the device; Fig, 2 is a functional diagram of the computing element; in fig. 3 - time diagram of the device; in fig. 4 - functional synchronization block diagram.
Устройство содержит группу реги- стров 1 неизвестного, группу регистров 2 нев зки, группу регистров 3 приращений, элемент ИЛИ-НЕ 4, триггер 5, элемент 2И-ИЛИ 6, N. групп по N вычислительных элементов 7 и блок 8 синхронизации. Устройство имеет N групп по N входов 9 записи коэффициента , вход 10 запуска, выходы 11 и входы 12 начальных условий.The device contains a group of registers 1 unknown, a group of registers 2 arrests, a group of registers 3 increments, an element OR-NOT 4, a trigger 5, an element 2И-OR 6, N. groups of N computational elements 7 and a synchronization unit 8. The device has N groups of N inputs 9 of the coefficient recording, start input 10, outputs 11 and inputs 12 of the initial conditions.
Вычислительный элемент 7 содержит регис.тр 13, два блока 14 и 15 пам ти , шесть элементов 16-21 задержки и сумматор 22 в избыточной четвертичной системе счислени Вычислительный 7 элемент имеет управл ющий вход 23, вход 24 записи коэффициента, два информационных входа 25 и 26 и выход 27.Computing element 7 contains registration 13, two memory blocks 14 and 15, six delay elements 16-21 and adder 22 in the redundant quaternary number system. Computing 7 element has a control input 23, a coefficient record input 24, two information inputs 25 and 26 and exit 27.
Блок 8 синхронизации содержит генератор 28 импульсов, счетчик 29 разр дов, счетчик 30, дешифратор 31, триггеры 32, элементы И 33 и три элемента ИЛИ 34-36.The synchronization unit 8 comprises a pulse generator 28, a counter of 29 bits, a counter 30, a decoder 31, triggers 32, AND elements 33 and three elements OR 34-36.
Блок 8 имеет вход 37 запуска , вхо 38 задани цикла, три выхода 39-41 и группу из N выходов 42.Block 8 has a start input 37, a cycle reference input 38, three outputs 39-41 and a group of N outputs 42.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
Пусть необходимо найти решение алгебраической системы уравненийLet it be necessary to find a solution to the algebraic system of equations
, (1) , ,Ь. ,...,b, , (1),, b. , ..., b,
где Аwhere a
, .а. , .but.
а,а,,.a, a ,,.
МлMl
nn nn
Дл реализации в предлагаемом устройстве система представл етс в видеFor implementation in the proposed device, the system is represented as
fii Efi- Адхр лхр,,(гр,,) ,1,..., ,В, лх,0.fii Efi- Adhr lhr ,, (gr ,,), 1, ...,, B, lx, 0.
0 0
15 0 15 0
5 О 5 o
00
5five
00
5five
г.де РД - символ, указывающий, что в качестве приращени беретс первый старший разр д нев зки EI. ,dde RD is a symbol indicating that the first most significant EI stitch bit is taken as an increment. ,
Как следует из выражени (2), в качестве начального приблиткени берутс свободные члены, которые занос тс в регистры 2 нев зки по входам 12 начальных условий. Коэффициенты матрицы А занос тс в регистры 13 вычислительных элементов 7, причем а.. записываетс в j-й вычислительный элемент 7. i-й группы В регистрах 3 приращений первоначально записаны нули . Триггер 5 находитс в нулевом состо нии (это вз то дл определенности , в первом шаге безразлично, в- каком состо нии триггер 5), тогда по серии управл ющих сигналов с выхода 40 содержимое регистров 3 приращений разр д за разр дом, начина со старших разр дов, поступает на первые информационные входы 25 вычислительных элементов. Нулевые значени приращений поступают из регистров 3 приращений на вторые информационные входы 26 вычислительных элементов. В вычисли- тельном элементе выполн етс операци умножени коэффициента матрицы А, хранимого в данном элементе, на приращение и сложение произведени с поступающей на вход элемента нев зкой. , Дл произвольного элемента а-- можно записатьAs follows from expression (2), free members are taken as the initial approximation, which are entered into registers 2 as attributes along the inputs of 12 initial conditions. The coefficients of the matrix A are entered into the registers 13 of the computational elements 7, and a .. is recorded in the j-th computational element 7. The i-th group B of the 3 increment registers initially recorded zeros. The trigger 5 is in the zero state (this is for definiteness, in the first step it does not matter what state the trigger is 5), then, by a series of control signals from output 40, the contents of the registers 3 increments of the bits after discharge start with the oldest bits, arrives at the first information inputs of 25 computational elements. Zero values of increments come from registers of 3 increments to the second information inputs of 26 computational elements. The computational element performs the operation of multiplying the coefficient of the matrix A stored in this element by the increment and addition of the product with the input element of the viscous. For an arbitrary element a-- you can write
. (i ) i- +а,.лх. .J. (i) i- + a, .lh. .J
Так как в первом щаге все лх равны нулю , ,-, т.е. нев зка сохран ет значеййе свободного члена.Since in the first schag all lx are zero,, -, i.e. nezka retains the value of the free term.
Рассмотрим процедуру вычислени нев зки несколько подробнее. Дл определенности выберем нев зку с номером 1, Таким образом старший разр д из первого регистра 3 поступает на первый вычислительный элемент (ВЭ) первой группыf Сюда же поступает приращение , -0. Происходит умножение приращени лх на старший разр д коэффициента а, хранимого в регистре рассматриваемого ВЭ. Осуществл етс это следующим образом. Старший разр д коэ||)фициента а, который представлен в четвертичной избыточной системе счислени , поступает на первый адрес- ньй вход первого блока 14 пам ти из регистра 13. На второй адресный вход- поступает приращение л х. В блоке 14 пам ти записана таблица умножени Consider the procedure for calculating the background in some detail. For definiteness, we choose the number 1 flag. Thus, the most significant bit from the first register 3 goes to the first computational element (RE) of the first group. The increment, -0, comes here. The increment lx is multiplied by the high bit of the coefficient a stored in the register of the considered ET. This is done as follows. The highest bit co ||) of the a, which is represented in the quaternary redundant numbering system, goes to the first address input of the first memory block 14 from register 13. To the second address input, increment l x is received. In memory block 14, a multiplication table is recorded.
цифр избыточной четверичной систе мь1 счислени . Здесь использованы два вида кодировани : вспомогательное, содержащее следующие цифры 0,1,2, -1 , и основное кодирование, содержащее шесть цифр 0,1 ,2,3,-1 ,-2 . В качестве примера покажем значение на выходе блока пам ти при поступлении максимальных цифр:numbers of an excessive quaternary number system. Two types of coding are used here: auxiliary, containing the following digits 0,1,2, -1, and the main coding containing six digits 0,1, 2,3, -1, -2. As an example, we will show the value at the output of the memory block when the maximum digits arrive:
Здесь использовано двоичное кодирование четверичных- цифр (0-0.00, 1 - 0.01, 2 - 0.10, 3 - 0.11 , -1 - 1.11, -2 - 1.1Q). Таким образом, после перемножени старший разр д поступает на первый адресный вход второго блока 15 пам ти, на второй адресный вход которого поступает младший разр д результата предыдущего перемножени , В нашем случае на оба входа поступают нули. На третий вход поступает разр д нев зки, В блоке 15 пам ти записана таблица слоHere binary coding of quaternary digits is used (0-0.00, 1 - 0.01, 2 - 0.10, 3 - 0.11, -1 - 1.11, -2 - 1.1Q). Thus, after multiplying, the most significant bit arrives at the first address input of the second memory block 15, the second address input of which receives the least significant bit of the result of the previous multiplication. In our case, both inputs receive zeros. At the third input comes a bit of discharge, In block 15 of memory, a table of
жени 3-X цифр, поступающих на его входы. Результат формируетс в виде двух цифр, старша поступает на сумматор 22 непосредственно, а младша с задерж кой на один такт. После поступлени второго разр да в суммато- ре 22 окончательно сформируетс первый разр д результата. Таким образом через два такта старший разр д первой частичной нев зки Е . .оказываетс сформированным, и он поступает на второй ВЭ первой группы.bridging 3-X numbers at its inputs. The result is formed in the form of two digits, the high order goes to the adder 22 directly, and the youngest is delayed by one clock cycle. After the arrival of the second bit in the sum 22, the first bit of the result is finally formed. Thus, after two cycles, the first bit of the first partial gap is E. appears formed, and it enters the second CE of the first group.
Поступление старшего разр да частичной нев зки на информационный вхо указанного ВЭ позвол ет начать фор- мирование новой частичной нев зки. Разрешение работы второй чейки осуществл етс подачей на управл ющий вход вычислительных элементов серииThe arrival of an older partial partial error to the information input of the indicated CE allows the formation of a new partial negative to begin. Allowing the second cell to work is accomplished by applying to the control input the computing elements of the series
импульсов со второго выхода группы pulses from the second exit group
42. Эта сери подобна серии с первого выхода группы 42 и сдвинута на разр да. Во втором ВЭ первой группы формируетс новое значение частичной нев зки. Работает ВЭ анало- гично описанному. Проход последовательно через вычислительные элементы строк, частичные нев зки- на выходах последних вычислительных элемен42. This series is similar to the series from the first exit of group 42 and is shifted by bit. In the second VE of the first group, a new partial pattern is formed. VE works similarly to that described. Passing sequentially through the computational elements of the rows, partial overlap on the outputs of the last computational
5five
00
5five
00
35 0 35 0
5 five
гпgp
5 five
тов строк окончательно формируютс в виде множества новых нев зок р (eti;(C4-i) -. Происходит . это через 2п тактов, возможны два случа 2п m и 2п га, где m - число разр дов обрабатываемых данных, В каждом случае будет сво диаграмма работы. На фиг. 3 изображена диаграмма работы дл случа 2п . т, В этом случае считывание из регистров нев зки заканчиваетс раньше, чем произойдет обработка нев зки в матрице . Е св зи с этим в синхросерии с выходов 40 и 4 блока 8 управлени имеетс момент, когда импульсы от- сутств тот (пауза) .Длина первой паузы определ етс величиной (2п-т). Перва пауза образуетс в случае, когда считывание из регистра нев зки завершено , -а запись еще невозможна,-Втора пауза возникает в том случае, когда запись в регистр закончена, а считывание из регистра нев зки недопустимо , так как с выходов вычислительных элементов считываетс хвост нев зки . После окончани умножени необходимо три дополнительных такта дл обнулени схемы умножени - такт на первую группу линий задержек, такт на BTOpiTo группу и такт на обнуление сумматора 22. Таким образом, минимальна длительность паузы равна тйк- ту. Дл того, чтобы переходные процессы завершились полностью, вторую паузу расширим до двух тактов. Тогда общее врем вычислени нев зки будет равнымThese lines are finally formed as a set of new nets p (eti; (C4-i) -. It happens in 2n cycles, two cases are possible 2n m and 2n ha, where m is the number of bits of the data being processed, in each case operation diagram. Figure 3 shows the operation diagram for case 2.t., In this case reading from the register registers ends before processing the matrix in the matrix. E connection with this in sync series from outputs 40 and 4 of block 8 control there is a moment when the pulses are absent (pause). The length of the first pause is determined value (2n-t). The first pause is formed when reading from the backlog register is completed, and writing is still impossible, the second pause occurs when writing to the register is completed, and reading from the backlog register is unacceptable, so How the tail of the computational elements is read from the outputs of the computational elements. After completing the multiplication, three additional clocks are needed to zero the multiplication circuit - the clock for the first group of delay lines, the clock for the BTOpiTo group and the clock for reset of the adder 22. Thus, the minimum pause time equal to tiktu. In order for the transient processes to complete completely, we extend the second pause to two cycles. Then the total computing time for the unstance will be
. (2n-m)(n+l)+m.. (2n-m) (n + l) + m.
Рассмотрим как формируютс приращени неизвестных. Из алгоритма (2). следует, что в качестве приращени беретс старший разр д нев зки. Старший разр д нев зок образуетс по второму такту синхросерии на выходах сумматоров 22, поспедних ВЭ групп. Дл вьщелени этого такта подаетс сигнал с. выхода 39 блока 8 управлени . Он совпадает по времени со вторым импульсом со второго выхода группы 42. По этому импульсу происходит запись старших разр дов нев зки в регистры приращений и происходит сложение содержимого регистров 1 неизвестного со старшими разр дами нев зок. Одновременно результат анализа старших разр дов нев зок на нуль фиксируетс в триггере 5. Предположим, что хот бы один разр д не нуль, тогConsider how the increments of the unknowns are formed. From the algorithm (2). it follows that the highest bit gap is taken as an increment. The highest bit is formed by the second clock cycle at the outputs of the adders 22, the secondary EE groups. To achieve this measure, a signal is sent from. output 39 of control block 8. It coincides in time with the second impulse from the second output of group 42. According to this impulse, the higher distributions of the low discharges are recorded in the increment registers and the addition of the contents of the registers 1 of the unknown with the higher discharges of the nets. At the same time, the result of the analysis of the higher bits is not fixed to zero in trigger 5. Suppose that at least one bit is non-zero, then
да существует 1 хот бы на одном проводе, и на выходе элемента ИТШ- ИЕ 4 будет нуль. Это говорит о том, что итерационный процесс отыскани текущего разр да неизвестных не за- кончен и должен быть продолжен, В том епучае,, если все старшие разр д нев зок равны нулю, на выходе элемента , Ш1И-НЕ 4 будет сигнал, равный 1„ Содержимое регистров 1 неизвест- кого сдвигаетс в сторону старших рар дов , В результате сдвига младший разр д неизвестного и поступающее новое приращение будут иметь один вес. Одновременно триггер 5 устанавливаетс в единичное состо ние и на вход сдвига регистров 2 нев зки поступает не ш, а (m+l) импульс, В результате в регистры 2 нев зки запи- 1шетс не m разр дов, а (m+l) разр д Так как запись ведетс , начина со старших разр дов, то первый старший разр д нев зки будет потер н, а второй старший разр д станет первым, В результате этой операции достигаетс следующее. Всё старшие разр ды, а они были, как это было показано, нулевыми, будут исключены из анали- за. Анализироватьс будут теперь разр ды нев зки, имеющие вес на 1 меньше , но номер такта, в котором они будут анализироватьс , сохран етс , анализируемый разр д остаетс первым Таким образом, увеличением веса содержимого регистров неизвестного и нев зки достигаетс сохранение без изменени временной диаграммы, хот и совершилс переход на отыскание следующего младщего разр да Этот процесс повтор етс до тех пор, пока н е будут определены все m разр дов, Это определ етс подсчетом в устройстве управлени числа 1, образующихс на выходе элемента ИЛИ-НЕ 4,Yes, there is 1 at least on one wire, and at the output of the element ITSHEE 4 there will be zero. This suggests that the iterative process of finding the current bit of unknowns is not complete and should be continued. In that case, if all the major bits are zero, the output of the element, H1I-NO 4, will be a signal equal to 1 The contents of the 1 register of the unknown are shifted towards the older rades. As a result of the shift, the younger bit of the unknown and the incoming new increment will have one weight. At the same time, the trigger 5 is set to one state and the input of the shift register 2 pulses is not w, but (m + l) impulse. As a result, not m bits, but (m + l) e Since the record is kept starting from the higher bits, the first most significant bit will be lost, and the second most significant bit will be the first. As a result of this operation, the following is achieved. All senior bits, and they were, as was shown, zero, will be excluded from the analysis. Breakdown bits that have a weight of 1 less will now be analyzed, but the number of the clock in which they will be analyzed is saved, the bit being analyzed remains first. Thus, by increasing the weight of the contents of the register of the unknown and the gap, you can save Although the transition to the search for the next lower bit was made. This process is repeated until all m bits have been determined. This is determined by counting in the control unit the number 1 generated at the output ment NOR 4,
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864037357A SU1324036A1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Device for solving systems of algebraic equations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864037357A SU1324036A1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Device for solving systems of algebraic equations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1324036A1 true SU1324036A1 (en) | 1987-07-15 |
Family
ID=21226519
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864037357A SU1324036A1 (en) | 1986-03-17 | 1986-03-17 | Device for solving systems of algebraic equations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1324036A1 (en) |
-
1986
- 1986-03-17 SU SU864037357A patent/SU1324036A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 710044, кл. G 06 F 15/32, 1980. Авторское свидетельство СССР № 10880Э7, кл. G 06 F 15/32, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1324036A1 (en) | Device for solving systems of algebraic equations | |
JPS6132758B2 (en) | ||
SU1241231A1 (en) | Device for calculating inverse value | |
SU1647591A1 (en) | Matrix inversion device | |
SU1185400A1 (en) | Storage with self-check | |
SU1287143A1 (en) | Device for ranking numbers | |
SU1270788A1 (en) | Device for performing digital magnetic recording | |
SU1298764A1 (en) | Device for calculating values of simple functions | |
SU991421A1 (en) | Random number generator | |
SU1348997A1 (en) | Two-way pulse counter | |
SU1304079A1 (en) | Buffer storage | |
SU1651293A1 (en) | Digital data link simulator | |
SU1330629A1 (en) | Device for processing numbers in redundant serial code | |
SU1711151A1 (en) | Device to divide the numbers | |
SU1116426A1 (en) | Device for searching numbers in given range | |
SU1305667A1 (en) | Multiplying device | |
SU1229755A1 (en) | Device for multiplying in redundant number system | |
SU970358A1 (en) | Device for squaring | |
SU1233136A1 (en) | Multiplying device | |
SU1310902A1 (en) | Sequential register | |
SU1234826A1 (en) | Device for tolerance comparing of numbers | |
SU1451694A2 (en) | Device for digital two-dimensional convolution | |
SU1168965A1 (en) | Device for tracing nodes of network area | |
SU1300459A1 (en) | Device for sorting numbers | |
SU1640709A1 (en) | Device for fast fourier transforms |