SU807318A1 - Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations - Google Patents
Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations Download PDFInfo
- Publication number
- SU807318A1 SU807318A1 SU782688965A SU2688965A SU807318A1 SU 807318 A1 SU807318 A1 SU 807318A1 SU 782688965 A SU782688965 A SU 782688965A SU 2688965 A SU2688965 A SU 2688965A SU 807318 A1 SU807318 A1 SU 807318A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- adders
- inputs
- coefficients
- slae
- algebraic equations
- Prior art date
Links
Landscapes
- Complex Calculations (AREA)
Description
Изобретение относитс к вычислительной технике и может быть применено при построении специализированных и проблемно ориентированных процессов лл решени систем линейных алгебраических уравнений (СЛАУ), Известно.цифровое устройство дл решени систем уравнений, построенное на базе интеграторов и содержащее интеграторы коэффициентов, интеграторы свободного члена и интегра торы неизвестных, причем/ выходы ин теграторов коэффициентов каждого столбца соединены с входами интеграторов свободного члена того же столб ца, выходы которых подключены к входам ижгеграторов неизвестных того же столбца и входам интеграторов коэффициентов соответствующих строк Недостатками данного устройства вл ютс большое количество оборудовани , обусловленное наличием в устройстве сложных блоков-интеграторов и низкое быстродействие, посколь ку интеграторы обладают инерционностью и вместо исходного алгебра.ического в устройстве решаетс эквивалентное дифференциальное уравнение с большим временем достижени установившегос состо ни . Известно также цифровое устройство дл решени СЛАУ, содержащее регистры свободного члена, регистры неизвестных, сумматоры, множительные устройства, схемы совпадени ,. схемы сравнени и схемы приема 2. Недостатком этого устройства вл етс большое количество оборудовани , так как оно содержит большое число сложных блоков типа сумматоров , множительных блоков. Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому вл етс устройство, содержащее сумматоры, реверсивные счетчики, сдвиговые регистры, управл ющие входы сдвиговых регистров соединены с управл ющей шиной, а выходы - с первыми входами соответствующих сумматоров, объединенных в п-столбцов и п последовательно соединенных одноразр дных сумматоров, управл ющие входы одноразр дных сумматоров каждой строки соединены с входом соответствующего реверсивного счетчика, блок анализа, элементы И, ИЛИ, выход п-го одноразр дного сумматора каждого столбца соединен с первым входом элемента ИЛИ, выход элемента ИЛИ соединен с входом (п+1)-гоThe invention relates to computing and can be applied in the construction of specialized and problem-oriented processes for solving systems of linear algebraic equations (SLAE). A known digital device for solving systems of equations built on the basis of integrators and containing integrators of coefficients, integrators of free member and integrators unknowns, and the / outputs of the integrators of the coefficients of each column are connected to the inputs of the integrators of the free term of the same column, the outputs of which are They are connected to the inputs of unknown unknowns of the same column and the inputs of the integrators of the coefficients of the corresponding rows. The disadvantages of this device are a large amount of equipment due to the presence in the device of complex integrator units and low performance, because the integrators have inertia and instead of the original algebra. equivalent differential equation with a long time to reach steady state. A digital device for solving a SLAE is also known, containing registers of a free member, registers of unknowns, adders, multipliers, coincidence circuits,. comparison circuits and reception circuits 2. A disadvantage of this device is a large amount of equipment, since it contains a large number of complex blocks such as adders, multipliers. The closest in technical essence to the present invention is a device comprising adders, reversible counters, shift registers, control inputs of the shift registers are connected to the control bus, and the outputs are connected to the first inputs of the corresponding adders combined in n-columns and n-connected in series single adders, control inputs of single-digit adders of each row are connected to the input of the corresponding reversible counter, analysis unit, AND, OR elements, output of the n-th single-digit adder each column is connected to a first input of OR, OR element output coupled to an input of (n + 1) -th
сдвигового регистра, выход знакового разр да (п+1)-го сдвигового реп JTpa св зан с первым входом блока анализа , выход которого соединен с входом еоответствующегЬ реверсивного счетчика , выход (п+1)-го сдвигового регистра соединен с вторым входом блока анализа и через первый элемент И - с вторым входом элемента .ИЛИ и с вторым входом первого одноразр дного Сумматора соответствующего столбца, вторые, входы элементов И всех столбцов и управл ющие входы реверсивных счетчиков соединены с управл ющей шиной 3.shift register, the output of the sign bit (n + 1) -th shift rep JTpa is connected with the first input of the analysis unit, the output of which is connected to the input of the corresponding reversible counter, the output of the (n + 1) -th shift register is connected to the second input of the analysis unit and through the first element I with the second input of the element. OR and with the second input of the first one-digit Totalizer of the corresponding column, the second, the inputs of the AND elements of all the columns and the control inputs of the reversible counters are connected to the control bus 3.
Цель изобретени - расширение функциональных возможностей за счет реализации алгоритма, который не зависит от коэффициентов матрицы системы уравнений, The purpose of the invention is to expand the functionality by implementing an algorithm that does not depend on the coefficients of the matrix of the system of equations,
Поставленна цель достигаетс тем, что устройство, содержащее в канале блок пам ти, перва группа выходов которого через шифраторы первой группы соединена соответственно с входами первого сумматора , выход которого соединен с входом первого триггера и реверсивный счетчик, в каждый канал введены второй триггер.и сумматор и втора , группа шифраторов, выходы которьрг соединены с входамивторого сумматора , выход которого черед второй триггер соединен с входом реверсивного счетчика и с входами шифраторов первой группы, первые входы шифраторов второй группы в каждом канале соединены с второй группой выходов блоков пам ти соответствующих ка-налев , вторые входы шифраторов второй группы соединены с выходами первых триггеров соответствующих каналов, выходы первых триггеров соединены с входом первого сумматора соответствующего канала.The goal is achieved by the fact that the device containing a memory block in the channel, the first group of outputs of which is connected to the inputs of the first adder, the output of which is connected to the input of the first trigger and the reversible counter, through the encoders of the first group, a second trigger is inserted into each channel. and the second, a group of encoders, the outputs of which are connected to the inputs of the second adder, the output of which turns the second trigger connected to the input of the reversible counter and the inputs of the encoders of the first group, the first inputs of the cipher The second inputs of the second group of encoders are connected to the outputs of the first triggers of the corresponding channels, the outputs of the first triggers are connected to the input of the first adder of the corresponding channel.
На чертеже схематически представлено устройство.The drawing shows a schematic of the device.
Устройство содержит блоки 1 пам ти , сумматоры-2 и 3, реверсивные счетчики 4, триггеры.5 и 6, шифраторы . 7 и 8,The device contains 1 memory blocks, adders-2 and 3, reversible counters 4, triggers. 5 and 6, encoders. 7 and 8,
Устройство работает следующим образом. The device works as follows.
В 1-ые блоки 1 пам ти занос тс коды коэффициентов решаемой СЛАУ,. в Сумматоры 2 занос тс коды свободных членов, а сумматоры 3 и реверсивные счетчики 4устанавливаютс в нулевое состо ние. Триггеры 5 устанавливаютс в состо ние,соответствующее знаку нев зки, вычисл ем мой в сумматорах 2 (на первой итерации это знак свободного члена М- ) . Из блоков 1 пам ти через шифраторы 8, управл емые сигналами от триггеров 5 на входы сумматоров 3 поступают коды коэффициентов соответствующих , столбцов матрицы СЛАУ со сдвигом на 6 разр дов влевоIn the first blocks of 1 memory, the codes of the coefficients of the solved SLAE are entered ,. adders 2 put free member codes, and adders 3 and reversible counters 4 are set to the zero state. The triggers 5 are set to the state corresponding to the sign of the trace, calculated in adders 2 (in the first iteration it is the sign of the free term M-). From blocks 1 of the memory, through the encoders 8, controlled by signals from the flip-flops 5, the coefficients of the corresponding columns of the SLAE matrix with a shift of 6 bits to the left are fed to the inputs of the adders 3
( С 1 - Р, Р - разр дность), т.е. в сумматорах 3 вычисл ютс значени нев зок в соответствии со следующей формулой(С 1 - Р, Р is the resolution), i.e. in adders 3, the values of the residual are calculated according to the following formula
5 ,a,jU,i«V,5, a, jU, i “V,
cKflcKfl
где - значение нев зок в сумматоре 3 на предыдущей итераЦИИwhere - the value of nevoc in the adder 3 on the previous iteration
U.J- - сигналы состо ни триггеров 5, соответствующие знакам нев зок t в сумматорах 2; JU.J- - signals of the state of the flip-flops 5, corresponding to the signs of the constraint t in adders 2; J
,если ,if a
Г если ewVo;G if ewVo;
q - основна система счислени ; fW- значени нев зок в сумматорах 2.q is the basic numbering system; fW- value of the residual in adders 2.
Из блоков 1 пам ти через шифрато0 , управл емые-сигналами от триггеров б, на входы вычислени сумматоров 2 поступают коды коэффициентов соответствующих строк матрицы СЛАУ со сдвигом на Е разр дов влево (Е 5 другие входы вычитани сумматоров 2 поступают единицы С-го разр да в соответствии со знаками нев зок, зафиксированных в триггерах 5, т.е. в сумматорах 2 вычисл ютс значени нев зок в соответствии соFrom memory blocks 1 through the encryption 0, controlled by signals from flip-flops b, the calculation inputs of adders 2 receive the coefficient codes of the corresponding rows of the SLAE matrix with a shift to E bits to the left (E 5 other subtraction inputs of adders 2 receive C-th bits) in accordance with the signs of the fixed key, fixed in the triggers 5, i.e., in the adders 2, the values of the fixed block are calculated in accordance with
следующей формулойthe following formula
,.jUifc,-4M.jUifc, -4M
- - значени нев зок в сумматорах 2 на к-ой -итерации;- - the value of the residual in adders 2 on the k-th iteration;
..
fJtl сигналы состо ни триггеров . 6, соответствующие знакам нев зок €.J в сумматорах 3;fJtl trigger state signals. 6, corresponding to the signs of the threshold € .J in the adders 3;
-И-AND
6СЛМ ,6 SLM,
еслм .iflm
. Одновременно с этим, в реверсивных счетчиках 4 происходит формирование кодов искомых неизвестных по следующим зависимост м. At the same time, in the reverse meters 4, the codes of unknown unknowns are formed according to the following dependencies
Y(+-|) а-2 0 , - -f + U,j- q ,Y (+ - |) a-2 0, - -f + U, j- q,
т.е. в 6-ые разр ды реверсивных счетчиков 4 прибавл етс иливычитаетс единица, в зависимости от состо ний триггеров 6. Коды коэффициентов строк .- ( 1,2... ,,п)those. in the 6th position of the reversible counters 4, a unit is added or subtracted, depending on the state of the triggers 6. Codes of row coefficients .- (1,2 ... ,, n)
о решаемой системы уравнений д Ь (i 1,2,,.,,п) хран тс в соответствующих блоках пам ти. Перед решением задачи в сумматоры занос тс коды свободных членов , реверсивные счетчики устанавливаютс в нулевое состо ние. На первой итерации в триггерах фиксируютс знаки свободных членов, затем к кодам, содержащимс в сумматорах и вл ю5 шихс нев зками дл первой Итерации прибавл ютс и вычитаютс в зависимости от состо ни триггеров коды коэффициентов соответствующих строк, сдвинутые на t разр дов ( Б 1 - Р, где Р - разр дность представлени чисел в устройстве) в сторону младших -разР55ДОВ .The solved system of equations d b (i 1,2 ,,., п) is stored in the respective memory blocks. Before solving the problem, adders add free codes to the adders, and the reversible counters are set to the zero state. At the first iteration, the signs of the free members are fixed in the triggers, then the codes of the coefficients of the corresponding lines shifted by t bits (B 1 -) are added to the codes contained in the adders and the 5 remaining ones for the first iteration. P, where P is the width of the representation of the numbers in the device) in the direction of the younger ones - P5 DOV.
Одновременно в 6-ый разр д реверсивных счетчиков прибавл етс или вычитаетс единица в зависимости от состо ни .триггеров, т.е. в соответствии со знаками нев зок. На каждой (к + 1)-ой и-иерацкк вы числени нев зок в сумматорах производ т в соответствии с фо рмуламиAt the same time, in the 6th digit of the reversible counters, one is added or subtracted depending on the state of the triggers, i.e. in accordance with the signs nevzok. On each (k + 1) -th and-hierack calculation, the nez in the adders is made in accordance with the formula
р (),ск -е . W i -i :( Г где .q - основание системы счислени ; и - состо ние триггеров 5 ttap (), ck. W i -i :( G where .q is the base of the number system; and is the state of the triggers 5 tta
к-ой итер.ации, причем ,.1 - -(,если О,k-oh inter.atsii, moreover, .1 - - (if O,
+-1,если €. о. + -1 if €. about.
Вычисление искомых не известных на (к+1)-ой итераций производитс по фЪрмулеThe calculation of the unknowns that are unknown at (k + 1) -th iterations is performed by the formula
Х.К+1 + Uf .q«H.K + 1 + Uf .q "
Метод простой итерации дл решени СЛАУ, одной из модификаций которого вл етс реализуемый в устройстве алгоритм сходитс , в том случае если коэффициенты решаемой СЛАУ удовлетвор ют следующим услови м aiil .2 , т.е. диагональные коэффициенты решаемой СЛАУ ёольше п абсолютной величине суммы всех остальных коэффициентов в строке или столбце матрицы коэффициентов 1 . Однако широкий класс , к которому свод тс задачи, возникающие в прикладной механике/ при обработке экспериментальной информации/ определении коэффициентов коррел ции, в задачах теории пол ;И математической физики и р де других научно-технических задач, не удовлетвор ют приведенным выше ограничени м и имеют коэффициенты в диагонали матрицы меньше по абсолютной величине других коэффициентов в строке или столбце,Такие задачи не могут быть решены в известном устройстве.The method of simple iteration for solving the SLAE, one of the modifications of which is the algorithm implemented in the device, converges, if the coefficients of the solved SLAE satisfy the following conditions aiil .2, i.e. the diagonal coefficients of the solved SLAE are larger than the absolute value of the sum of all the other coefficients in a row or column of the coefficient matrix 1. However, the wide class to which the problems arising in applied mechanics (in the processing of experimental information / determination of correlation coefficients) in problems of the theory of sex are reduced; and mathematical physics and some other scientific and technical problems do not satisfy the above limitations and the coefficients in the diagonal of the matrix are smaller in absolute value of the other coefficients in a row or column. Such problems cannot be solved in a known device.
Предлагаемое устройство реализуе такой алгоритм, который не зависитThe proposed device implements such an algorithm, which does not depend
|от коэффициентов матрицы СЛАУ,поэтому устройство по своим возможност м приближаетс к универсальной ЭВМ в рамках решени СЛАУ, но обладает более высокой производительностью и эффективностью обработки информации , что позвол ет реализовать быстродействующие и дешевые вычислительные устройства и использовать ах в системах обработки информации в реальном масштабе времени.| from the coefficients of the SLAE matrix; therefore, the device approaches in its capabilities the mainframe computer as part of the SLAE solution, but has higher performance and efficiency of information processing, which allows realizing fast and cheap computing devices and using ah in real-time information processing systems of time.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782688965A SU807318A1 (en) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU782688965A SU807318A1 (en) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU807318A1 true SU807318A1 (en) | 1981-02-23 |
Family
ID=20795387
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU782688965A SU807318A1 (en) | 1978-11-28 | 1978-11-28 | Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU807318A1 (en) |
-
1978
- 1978-11-28 SU SU782688965A patent/SU807318A1/en active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU807318A1 (en) | Multichannel device for solving systems of linear algebraic equations | |
RU75072U1 (en) | DEVICE FOR CALCULATING TRIGONOMETRIC FUNCTIONS | |
RU2755734C1 (en) | Apparatus for multiplying numbers by an arbitrary modulus | |
SU811275A1 (en) | Device for solving linear algebraic equations | |
RU2051411C1 (en) | Device for solving three-dimensional problems in mathematical physics | |
RU1833891C (en) | Device for solving two-dimensional problems of mathematical physics | |
SU482740A1 (en) | Device for multiplying two-digit numbers | |
SU1003080A1 (en) | Conveyer device for computing sine and cosine functions | |
SU1290299A1 (en) | Arithmetic unit | |
SU596952A1 (en) | Arrangement for solving differential simultaneous equations | |
SU478313A1 (en) | Device for calculating reverse circular sine | |
SU920714A1 (en) | Device for calculation of second-degree polynomial | |
SU568051A1 (en) | Device for raising to the second power | |
SU840921A1 (en) | Multichannel device for solving integral equations | |
SU1476487A1 (en) | Digital net computer node | |
SU579615A1 (en) | Multiplier | |
SU1062693A1 (en) | Device for calculating values of function y equal to l in the power of x | |
SU771667A1 (en) | Device for approximating number | |
SU551643A2 (en) | Device for calculating sums of products | |
SU798862A1 (en) | Device for solving simultaneous linear equations | |
SU633017A1 (en) | Exponentiation device | |
SU497585A1 (en) | Binary split device | |
SU481042A1 (en) | Device for solving systems of linear algebraic equations | |
SU830396A1 (en) | Device for solving simultaneous linear equations | |
RU2024933C1 (en) | Device for multiplying three matrices |