SU1575204A1 - Device for conversion of matrices - Google Patents
Device for conversion of matrices Download PDFInfo
- Publication number
- SU1575204A1 SU1575204A1 SU884421734A SU4421734A SU1575204A1 SU 1575204 A1 SU1575204 A1 SU 1575204A1 SU 884421734 A SU884421734 A SU 884421734A SU 4421734 A SU4421734 A SU 4421734A SU 1575204 A1 SU1575204 A1 SU 1575204A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- inputs
- register
- information
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к автоматике и вычислительной технике и может быть использовано в специализированных матричных вычислител х. Целью изобретени вл етс расширение функциональных возможностей устройства за счет вычислени определител обращаемой матрицы. В устройстве, содержащем генератор тактовых импульсов, триггер, счетчик, блоки ввода и вывода и вычислительный блок, реализован метод исключени обращени матрицы, основанный на алгоритме Гаусса-Жордана. Модификаци традиционного алгоритма заключаетс в перестановке строк и столбцов на каждом шаге рекуррентной процедуры обращени матрицы. 6 ил.The invention relates to automation and computing and can be used in specialized matrix computers. The aim of the invention is to expand the functionality of the device by calculating the determinant of the reversible matrix. In a device containing a clock, a trigger, a counter, input and output blocks, and a computing block, a matrix inversion method based on the Gauss-Jordan algorithm is implemented. A modification of the traditional algorithm consists in rearranging the rows and columns at each step of the recurrent matrix inversion procedure. 6 Il.
Description
Изобретение относитс к вычислительной технике, предназначено, дл выполнени операций, св занных с обращением матриц, и может быть использовано в специализированных устройствах обработки информации при решении задач, свод щихс к действи м над матрицами.The invention relates to computing, is intended to perform operations associated with the inversion of matrices, and can be used in specialized information processing devices in solving problems that are reduced to the effects on matrices.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей путем вычислени определител обращаемой матрицы.The purpose of the invention is to extend the functionality by calculating the determinant of the reversible matrix.
На фиг.1 представлена схема предлагаемого устройства дл обращени матриц; на фиг.2 - схема блока ввода; на фиг.З - схема вычислительного блока; на фиг.4 - схема блока вывода; на фиг.5 - схема арифметического узла; на фиг.6 - схема коммутатора.Figure 1 is a diagram of the proposed device for reversing arrays; figure 2 - block diagram of the input; on fig.Z - diagram of the computing unit; figure 4 - diagram of the output unit; figure 5 - scheme of the arithmetic unit; figure 6 - diagram of the switch.
Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, триггер 2, пр мой выход 3 триггера 2, обратный выход 4 триггера 2, счетчик 5, выход 6 счетчика 5, группу входов устройства 7, бпок 8 ввода, вычислительный блок 9, вторую группу информационных входов 10 блока ввода, блок 11 вывода, группу выходов 12 устройства. Блок ввода 8 содержит (N +1) мульти - плексоров 13, (N4+l) элементов И 14. Вычислительный блок 9 содержит (N+1) регистров 15, умножитель 16,(2N-1) делителей 17$ (N-1) инверторов 18, (N-1)4 арифметических узлов 19, коммутатор 20, (N2+l) регистров 21. Блок вывода 11 содержит () элементов И 14. Арифметический узел 19 ij (где i,j 1, N-1) содержит умножитель 22, сумматор 23.The device contains a clock pulse generator 1, trigger 2, direct output 3 of trigger 2, reverse output 4 of trigger 2, counter 5, output 6 of counter 5, device group of inputs 7, input bpok 8, computing unit 9, second group of information inputs 10 of block input unit 11 output group of outputs 12 devices. The input block 8 contains (N +1) multi-plexors 13, (N4 + l) elements And 14. Computing unit 9 contains (N + 1) registers 15, multiplier 16, (2N-1) divisors $ 17 (N-1 ) inverters 18, (N-1) 4 arithmetic nodes 19, switch 20, (N2 + l) registers 21. Output unit 11 contains () elements And 14. Arithmetic node 19 ij (where i, j 1, N-1) contains multiplier 22, adder 23.
В устройстве реализован алгоритм дл обращени матрицы пор дка N, основанный на методе исключени . Обращение матрицы А пор дка N происходит за N итераций. На каждой итерацииThe device implements an algorithm for reversing the matrix on the order of N, based on the exclusion method. The inversion of matrix A of order N occurs in N iterations. At each iteration
слcl
4 СЛ ГО4 SL GO
вычисл етс нова матрица А(п , где n 1,N, следующим образомA new matrix A is computed (n, where n is 1, N, as follows
4four
Здесь А- А 1- If I ЛJHere A-A 1- If I LJ
- искома обращенна матри , (МП га V С ,j J- the original reversed matri, (MP ha V C, j J
ца. Дл вычислени определител матрицы А вводитс дополнительный эле- (о)ca. To calculate the determinant of the matrix A, an additional element is introduced.
мент cop
1one
0 . и на каждой итерации параллельно с вычислением промежуточной матрицы А П вычисл етс значение а0 and at each iteration, in parallel with the calculation of the intermediate matrix AP, the value of a
«О"ABOUT
где n 1,N, следующимwhere n 1, n, as follows
образом:in the following way:
г g
,(«- ) , ("-)
1.11.1
det A аdet A
(}(}
При включении устройства триггер 2 устанавливаетс в О, 3When the device is turned on, trigger 2 is set to O, 3
т.е. на пр мом выходеthose. direct output
етс О, а на обратном выходеoh and on the return output
П ( ItN (it
триггера 2 устанавлива4trigger 2 set4
триггера 2 устанавливаетс . Счетчик 5 устанавливаетс в О, на выходе 6 счетчика 5 - О. На выходе 6 счетчика 5 устанавливаетс 1 только тогда, когда содержимое счетчика 5 мен етс с О на 1. Во всех остальных случа х на выходе 6 счетчика 5 - О. Устройство готово к работе.trigger 2 is set. The counter 5 is set to O, the output 6 of the counter 5 is O. The output 6 of the counter 5 is set to 1 only when the contents of the counter 5 change from O to 1. In all other cases, the output 6 of the counter 5 is O. The device is ready to work.
Устройство работает следующим образом .The device works as follows.
С выхода генератора 1 тактовых импульсов поступает на вход триггера 2 тактовый импульс, в результате чего триггер 2 мен ет свое состо ние на обратное, т.Р. на пр мом выходе 3 триггера 2 устанавливаетс , на обратном выходе 4 триггера 2 устанавливаетс О. Содержимое счетчика 5 увеличиваетс на 1 только тогда, когда на пр мом выходе 3 триггера 2 устанавливаетс 1, поэтому на первом такте в счетчике 5 устанавливаетс 1. Если в счетчике 5 записано (N-1), то при установке 1 наFrom the output of the generator 1, the clock pulses are fed to the input of the trigger 2, the clock pulse, as a result of which the trigger 2 changes its state to the opposite, t. on the direct output 3, the trigger 2 is set, on the reverse output 4 of the trigger 2 is set O. The contents of the counter 5 are incremented by 1 only when the forward output 3 of the trigger 2 is set to 1, therefore in the first clock cycle in the counter 5 it is set to 1. If counter 5 is written (N-1), then when setting 1 to
00
00
5five
00
5five
пр мом выходе триггера 2 устанавливаетс О. На выходе 6 счетчика 5 устанавливаете 1, котора по.сту- пает на первый управл ющий вход блока 8 ввода и с первого управл ющего входа на управл ющие входы мультиплексоров 13, которые работают следующим гбразом: если на управл ющем входе 1, то на выход пропускают данные с входов 7; если на управл ющем входе О, - то данные с входов 10. Вследствие того, что на управл ющие входы мультиплексоров 12 подана 1, то с входов 7 пропускаютс The direct output of the trigger 2 is set to O. At the output 6 of the counter 5, set 1, which is connected to the first control input of the input unit 8 and from the first control input to the control inputs of the multiplexers 13, which operate as follows: control input 1, then the output passes data from inputs 7; if at the control input O, then the data from the inputs 10. Due to the fact that the control inputs of the multiplexers 12 are fed 1, then from the inputs 7 they are passed
панные а(0 (0 (0 данные afl , а , а , ...,aNNbaths and (0 (0 (0 given afl, a, a, ..., aNN
и,and,
-и Чг -and chg
так как с пр мого выхода 3 триггера 2 на управл ющие входы элементов И 4 блока 8 ввода и на тактовые входы регистров 15 подаетс 1, данные поступают на информационные входы вычислительного блока 9 и записываютс в регистры 15, причем в регистр 15 записываетс элемент а , а в регистр 15,j , где i,j мент aW .Since from the direct output 3 of the flip-flop 2, the control inputs of the elements AND 4 of the input block 8 and the clock inputs of the registers 15 are fed to 1, the data arrive at the information inputs of the computing unit 9 and are written to the registers 15, and the register a is written to the register 15, and in register 15, j, where i, j ment aW.
,N , элеДале е на выходе умножител 6, N, EleDale e at the output of multiplier 6
(1 а и записываетс (1 a and recorded
ii ii
формируетс а(° formed a (°
в регистр 21 . На выходе делител 17,, формируетс и поступает на 1.1 вход коммутатора 20.На выходе делител 17; , где i 2,и, формирует ((Л , (in the register 21. At the output of the divider 17, the switch input 20 is formed and fed to 1.1. At the output of the divider 17; where i 2, and, forms ((L, (
с. , /а1( , на выходе елител 7-. где j N + I, , форми- l (crt /„ (otwith. , / а1 (, at the output of the solvent is 7-. where j N + I,, form - l (crt / „(ot
руетс Routes
. 5. five
NflNfl
и поступаетand enters
на j - N + 1. 1 вход коммутатора 20. На выходе инвертора 58(, гдеj - N + 1. 1 input of the switch 20. At the output of the inverter 58 (, where
i i
- Ы- s
(о)(about)
1, N -1, формируетс -а. /atl 1, N -1, is generated -a. / atl
i t t uii t t ui
00
00
и поступает на l.i +1 выход коммутатора 20 и на первые входы арифметических узлов 19 } где j 1, N-. Одновременно с этим генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает следую- 5 Щий тактовый импульс, который, поступа на вход триггера 2, устанавливает его в обратное состо ние, т.е. на пр мом выходе 3 триггера 2 устанавливаетс О, а на обратном выходе 4 триггера 2 устанавливаетс 1. С пр мого выхода 3 триггера 2 О, поступа на вход счетчика 5, не измен ет его содержимое, на выходе 6 счетчика 5 присутствует О. О на пр мом выходе 3 триггера 2 не позвол ет записывать информацию через блок 9 ввода в регистры 15, 1 с обратного выхода 4 триггера 2 подаетс на тактовые входы арифметичес5and arrives at l.i +1 output of switch 20 and at the first inputs of arithmetic nodes 19} where j 1, N-. Simultaneously, the clock pulse generator 1 generates the next 5 clock pulse, which, arriving at the input of the trigger 2, sets it in the opposite state, i.e. On the direct output 3, the trigger 2 is set to O, and on the reverse output 4 of the trigger 2 is set to 1. From the direct output 3 of the trigger 2 O, entering the input of the counter 5, does not change its content, the output 6 of the counter 5 is present O.O on the direct output 3, the trigger 2 does not allow information to be recorded through the input block 9 into registers 15, 1 from the reverse output 4 of the trigger 2 is supplied to the clock inputs of the arithmetic 5
ких узлов 19 и синхронизирует поступающие на их информационные входыnodes 19 and synchronizes arriving at their information inputs
данные. На выходе арифметического Idata. Output arithmetic I
узла 19-;, где i,j 1,N-1, форми- У(о + (о) . (о) ,«,,.knot 19- ;, where i, j 1, N-1, form- Y (o + (o). (o), “,,..
/руетс а ч , . . „/ ru and h,. . „
m.jtf -n,i 1, jti ,m.jtf -n, i 1, jti,
и поступает на i + I , j + 1 вход коммутатора 20. Из коммутатора 20 данные поступают ка информационные входы регистров 21 (фиг.6) и записываютс в них. Таким образом в регистре 21„and enters the i + I, j + 1 input of the switch 20. From the switch 20, the data enters the information inputs of the registers 21 (Fig. 6) and is written to them. Thus, in the register 21 „
записываетс аrecorded a
МM
в регистр 21in register 21
i.Ji.J
где i,j IjN, записываетс аФ . Генератор 1 тактсвых импульсов- вырабатывает третий тактовый импульс, который поступает на счетный вход триггера 2, в результате чего на пр мом выходе 3 триггера 2 устанавливаетс , а на обратном выходе 4 триггера 2 устанавливаетс О. Содержимое счетчика 5 становитс 2, на выходе 6 счетчика 5 - О. С пр мого выхода 3 триггера 2 1 подаетс на тактовые входы регистров 15 и 21 и на управл ющие входы элементов И 14 блока 9. С выхода 6 счетчика 5 О подаётс на управл ющие входы мультиплексоров 13 блока 9, в результате чего происходит считывание из регистров 21, данные из которых подаютс на информационные входы 10 блока 8 ввода. Через мультиплексоры 13 данные проход т с входов 10 и далее проход т через элементы И 14 блока 8 ввода и поступают на входы регистра 15. Далее устройство работает аналогично первому такту . На 4-м, 6-м,(2N}-rM тактахwhere i, j IjN, is recorded AF. Clock pulse generator 1 generates a third clock pulse, which is fed to the counting input of trigger 2, as a result of which the forward output 3 of the trigger 2 is set, and the reverse output 4 of the trigger 2 is set to O. The content of the counter 5 becomes 2, the output 6 of the counter 5 - O. From the direct output 3 of the flip-flop 2 1 is fed to the clock inputs of the registers 15 and 21 and to the control inputs of the elements AND 14 of the block 9. From the output 6 of the counter 5 O, it is fed to the control inputs of the multiplexers 13 of the block 9, as a result reading from registers 21 occurs, data from which is fed to the information inputs 10 of the input block 8. Through the multiplexers 13, the data passes from the inputs 10 and then passes through the elements AND 14 of the input unit 8 and enters the inputs of the register 15. The device then works similarly to the first clock cycle. On the 4th, 6th, (2N} -rM cycles
устройство работает аналогично второму такту; на 5-м, 7-м,...,(2N-1)-м тактах - аналогично третьему такту. В конце такта в регистре 21ffnpHcyT Ю оthe device works similarly to the second clock; on the 5th, 7th, ..., (2N-1) th cycles - similar to the third cycle. At the end of the clock in the register 21ffnpHcyT Yu about
ствует аa
т.е. det А. В регист (Юthose. det A. In regist
ре 21;tj, где i,j 1,N; а1:У ,эле- мент искомой обращенной матрицы А . На (2N + такте на входы 7 блока 8 ввода можно подавать элементы следующей матрицы В, подлежащей обращению . Генератор 1 тактовых импульсов вырабатывает (2N + l)-& тактовый импульс, который поступает на счетный вход триггера 2. В результате этого на пр мом выходе 3 триггера 2 присутствует 1, и поэтому содержимое счетчика 5 измен етс с О на 1 и,следовательно, на выходе 6 счетчика 5 присутствует 1, тем самым элементы новой матрицы В сpe 21; tj, where i, j 1, N; a1: Y, an element of the desired reversed matrix A. The elements of the following matrix B to be addressed can be fed to the inputs 7 of the input block 8 at the 2N + clock. The generator of 1 clock pulses produces (2N + l) - & clock pulse that arrives at the counting input of trigger 2. As a result, At output 3 of trigger 2, 1 is present, and therefore the contents of counter 5 changes from 0 to 1 and, therefore, output 6 of counter 5 contains 1, thus the elements of the new matrix B with
75204 675204 6
входов 7 блока 8 ввода через мульти- штексоры 13 и элементы И 14 блока 8 ввода записываютс в регистры 15 вычислительного блока 9, а из регистров 21 через элементы И 14 блока 11 ввода считываютс элементы первой обрашенной матрицы А . На (4N + 1)-м такте на выходах 12 блока вывода при10inputs 7 of input block 8 through multi-terminals 13 and elements 14 of input block 8 are written to registers 15 of computing unit 9, and from registers 21 through elements 14 of input block 11, elements of the first edited matrix A are read. At the (4N + 1) th cycle at the outputs of the 12th output unit at 10
-ii-ii
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884421734A SU1575204A1 (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Device for conversion of matrices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU884421734A SU1575204A1 (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Device for conversion of matrices |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1575204A1 true SU1575204A1 (en) | 1990-06-30 |
Family
ID=21373458
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU884421734A SU1575204A1 (en) | 1988-05-05 | 1988-05-05 | Device for conversion of matrices |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1575204A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562389C1 (en) * | 2014-12-27 | 2015-09-10 | Артем Николаевич Новиков | Device for inverting covariance matrix of noise signals |
-
1988
- 1988-05-05 SU SU884421734A patent/SU1575204A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Авторское свидетельство СССР № 1387013, кл. G 06 F 15/347,1986, Авторское свидетельство СССР № 1339585, кл. G 06 F 15/347, 1985. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2562389C1 (en) * | 2014-12-27 | 2015-09-10 | Артем Николаевич Новиков | Device for inverting covariance matrix of noise signals |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Guibas et al. | Direct VLSI implementation of combinatorial algorithms | |
JPH10162572A (en) | System and method for data transfer | |
SU1575204A1 (en) | Device for conversion of matrices | |
US5369618A (en) | Serial access memory | |
Smith et al. | Analysis and synthesis of asynchronous sequential networks using edge-sensitive flip-flops | |
JPS6257191A (en) | Circuit apparatus for delaying digital signal | |
GB2050018A (en) | Shift register | |
US3496475A (en) | High speed shift register | |
RU2037199C1 (en) | Device for inverting n x n matrices | |
SU1606973A1 (en) | Device for sorting numbers | |
SU1228112A1 (en) | Device for studying paths in graphs | |
SU1352535A1 (en) | Self-monitoring shifting device | |
SU1117631A1 (en) | Device for sorting numbers | |
RU1784997C (en) | Device for matrix operating | |
SU708367A1 (en) | Device for simulating network diagrams | |
SU533922A1 (en) | Number function generator | |
SU1252791A1 (en) | Device for analyzing graphs | |
Andrew et al. | Design of synchronous circuits with multiple clocks | |
SU1293844A1 (en) | Device for transforming programs | |
SU1242984A1 (en) | Converter of representation form of logic functions | |
SU1649531A1 (en) | Number searcher | |
SU1319045A1 (en) | Device for calculating convolution | |
SU1211693A1 (en) | Programmed control device | |
SU1013965A1 (en) | Network graph simulating device | |
SU813429A1 (en) | Device for control of digital integrating structure |