Вероятностное устройство для решения конечно-разностных уравнений

СОЮЗ СОВЕТСНИХОСакиРЕСПУБЛИН А ОЮ ОИ 350 606 1 7 7 ц ИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ рудов онный идетельство ССС 15/32, 1976. тельство СССР 7/70, 1982щ Ф1 в ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКР ОРСНОМУ ОВИДЕТЕЛЬСТ(72) В.А. Песошин и В.В. Софронов (71) Казанский ордена Т ого Красного Знамени авиаци институт им. А.Н. Туполева(54)(57) ВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕИЕНИЯ КОНЕЧНО-РАЗНОСТНЫХ УРАВНЕНИЙ, содержащее первый триггер, единичный вход которого является пусковым входом устройства, первый эле-. мент И, первый вход которого соединен с единичным выходом первого триГгера, генератор тактовых имнуль;сов, выход которого соединен с вторым входом первого элемента И, первый элемент ИЛИ, первый вход которого подключен к пусковому входу устройства, элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ, счетный регистр, первый вход которого является входом установки начального адреса устройства, а первый выход соединен с нулевым входом первого триггера и являет" ся выходом окончания счета устройства, второй элемент И, первый вход которого соединен с вторым выходом счетного регистра, а второй вход сое-, динен с выходом первого элемента ШП 1, первцй регистр, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И, второй регистр, упра -ляемый вероятностный (1 "и) -полюсник,первый вход которого является входом размерности исследуемой областиустройства, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с первым.выходом управляемого вероятностно-го (1-п)-полюсника, третий элементНЛИ, первый вход которого подключенк пусковому входу устройства, четвер"тцй элемент ШН, первый вход которого соединен с выходом второго элемента ИЛИ, второй триггер, единичныйвход которого подключен к пусковомувходу устройства, формирователь импульсов записи и Формирователь импульсов чтения, входы которых соединены с выходом первого элемента Игпервый переключатель, вцход которогосоединен с входом сброса первоготриггера, блок постоянной памяти,выход которого является входом задагпгя закона распределения устройства, второй переключатель, первыйвход которого соединен с выходом блока постоянной памяти, а выход соеди-.нен с вторцм входом управляемого вероятностного (1"п)-полюсника, блокоперативной памяти, первые вход ивцход которого являются соответственно шгформационнцм входом и инФормационным выходом устройства,группу регистров, вход и выход которых соединенц с вторыми соответственно вцходом и входом блока оператив"ной па гати, а выход первого регистра группы соединен с вторцм входомвторого переключателя, третий элемент И, выход которого соединен свходом второго регистра группы, чет,вертый и лятгдй элементы И, первыйгенератор псевдослучайных чисел, шес 15 10515 прошедших через данный узел, и для обеспечения точно М испытаний для исследуемого узла; первый управляемыйфсчетчик 58 обеспечивает посторое ние точно Й траекторий из данного узла; шифратор 59 предназначен для выработки кода 11, соответствующего признаку граничного узла и маркировки этим кодом узлов, для которых найдено решение дешифратор 60 10 осуществляет дешифрирование последних двух разрядов пятого регистра группы 50 с целью фиксирования окончания построения одной траектории, когда последняя попадает на границу; на вход 61 задания требуемого числа испытаний от внешнего формирователя цодается сигнал для установки требуемого числа испытаний Ире,Предлагаемое устройство обеспечивает воэможность решения конечноразностных уравнений как эллиптического, так и параболического типов способом накопления, информации, т,е, в режиме двойного прохода траектории блуждания. При этом способе каждая траектория случайного блуждания используется для получения оценки решения задачи в различных точках сеточной области одновременно. Воспроизведение траектории случайного блужЗО дания осуществляется с помощью второго генератора псевдослучайнйх чисел, который идентичен первому генератору и перед началом .работы устройства находится в одинаковом с ним состоя нии.Работа устройства, реализующегоускоренный вариант решения уравненийпараболического типа методом последовательного сокращения размерностисистемы для случая плоской задачи,происходит следующим образом,После ввода исходных данных в блок49 оперативной памяти по ииформацион 45ному входу 4, установки начальногоадреса (х;, у;) в счетном регистре23 по входу 22, установки начальногоадреса занесения числа шагов блужда. ния К во второй регистр 3 и во второй счетчик 18 для упрощения цепьпервоначальной установки К в счетчик18 на Фиг. 1 не показана) по входу2 установки числа шагов, заданияразмерности исследуемой области повходу 43 размерности исследуемой об."ласти, установки М ре, по входу 61задания требуемого числа испытанийв счетчики 56 и 58 и включения тре 39 16тьего переключателя 1 О на пусковой вход 1 устройства подается сигнал "Начало счета" (фиг, 2 а), который переводит первый 6 и второй 19 триггеры в единичное состояние, а четвертый триггер 12 - в нулевое состояние, осуществляет через элементы ИЛИ 24 и И 25 перенос координат начального узла Р (х;, у; ) из счетно" го регистра 23 в первый 32 и третий 35 регистры. Тактовые импульсы от генератора 7 тактовых импульсов начинают поступать через элемент И 8 на Формирователь 15 импульсов чтения, Формирующий импульсы чтения от переднего Фронта тактовых импульсов, и на Формирователь 20 импуль- сов записи, формирующий импульсы записи от заднего фронта тактовых импульсов (фиг. 2 а), Координатыстартового узла из первого регистра 32 через элементы И 33 и ИЛИ 34 поступают в блок 49 оперативнойпамяти, где возбуждают соответствующую ячейку. По импульсу чтения из блока 49 оперативной памяти "читывается информация, относящая"я к данному узлу Р(х у), в соответствующие регистры группы 50, Из второго регистра группы 50 в блок 52 усреднения поступает начальное значение Функции в данном узле, Одновременна из первого регистра группы 50 через второй переключатель 46 в (1"и)-полюсник 39 считывжотся значения вероятностей перехода узла Р(х;, у;) в соседние узль, В соответствии с этими вероятностями начинает" ся построение траектории блуждания; по импульсу записи, поступающему с выхода Формирователя 20 через элемент И 28 на вход первого генератора 29, последний Формирует псевдо-случайное число, в соответствии с которым на одном иэ выходов (1-п)- полюсника 39 появляется сигнал, определяющий направление перемещения траектории. В результате в следующем такте в первом регистре 32.будет новый адрес - адрес узла соседнего со стартовым. Далее процесс построения траектории блуждания повторяется аналогично описанному. Блужцание по траектории заканичивается, если дешифратор 60 зафиксирует признак граничного. узла. Траектория может закончиться не только на границе, но .и в том случае, если она попала в условное поглощающее состояние(1-и)-полюсником. Во всех этих случаях сигнал "Конец траектории" с выхода элемента ВШ 41 через элементИЛИ 11 поступает на счетный входтриггера 19, устанавливая его н нулевое состояние, соответствующеережиму управления вторым проходомтраектории,Накопленная к концу первого прохода в блоке 52 сумма является "весом" данной траектории для стартовой точки. Для всех промежуточных узлов траектории "вес" определяется впроцессе повторного прохода этойтраектории.При решении параболических уравне"ний возможны следующие режимы управления вторым проходом трактории блуадания,В первом режиме первый проходтраектории заканичивается за числошагов меньшее или равное К либо награнице, либо в поглощающей точкесеточной области и, как описывалосьвыше, триггер 19 устанавливается внулевое состояние. При этом возбуждаются элементы И 27, 30 и 36, обеспечивающие управление вторым проходом траектории с помощью третьегорегистра 35 и второго генератора 31псевдослучайных чисел. Воспроизведение траектории осуществляется аналогично ее первому проходу, только в этом случае чтение информациииз блока 49 в регистры группы 50по адресу текущего узла траекториичередуется с записью вычисленногов блоке 52 "веса" этой траекториидля данного узла (Фиг. 2 б). О 5 20 ЭО 35 40 Во второй режим управления вто" рым проходом устройство переходит по сигналу с выхода счетчика 18, Фиксирующего прохождение траекто 45 рией блуждания К шагов, При этом триггер 19 устанавливается в нулевое состояние, а триггер 12 - в единичное состояние, обеспечивая через элементы И 13 и ИЛИ 11 подачу импульсов записи на счетный вход триггера 19 (Фиг, 2 в). Таким образом, осуществляется управление поочередным за каждый такт построением траектории как в первом, так и во втором проходах до попадания траектории в 55 первом проходе либо на границу, либо в поглощающий узел. После это ,реализуется первый режим управления вторым проходом траектории блужда.ния,После окончания второго проходакаждой траектории происходит увеличение на единицу содержимого счетчика 58 по сигналу с выхода элементаИ 31 И 4 через И 42 триггер 19 устанавливается в единичное состояниеи адрес начального узла с помощьюэлементов 17, 16, 24, 25 переписывается из счетного регистра 23 в ре.гистры 32 и 35. 11 алее моделируетсяновая траектория из стартовой точки, осуществляется ее повторный проход и т.д,После переполнения счетчика 56вычисление Функции для стартовогоузла заканичивается. Накопленныйпри этом по Ктре траекториям весиз третьего регистра группы 50 передается в блок 52, где происходитопределение среднего арифметическоИ 1го веса по 1 ре траекториям, Полученное значение функции через элемент И 54 переписывается во второйрегистр группы 50, одновременно шифратор 59 изменяет содержимое пятогорегистра группы 50, определяя узел,Р(х, у;) как граничный, затем возбуждается адрес блока 49 и числоваяинформация из регистров группы 50переписывается в блок .49 по указанному адресу, В дальнейших вычисленияхузел Р(х у; ) уже будет выступатьв качестве граничного. После пере.полнения счетчика 58, последнийФормирует сигнал "Конец испытаний",переводящий триггер 53 в нулевое состояние и увеличивающий на единицу содержимое счетного регистра 23. Таким образом, после окончания второго прохода втре испытании для стартового узла Р(х;, у ) в регистры 32 и 35 поступят координаты новой стартовой точки Р(х , у; ) по сигналуиф Щ"Конец траектории , залержанному элементом 16 задержки, После обхода всех узлов исследуемой области на выходе счетного регистра 23 появляется сигнал "Окончание счета", устанавливающий триггер 6 в нулевое состояние, Прн этом результирующая инФормация из блока 49 выводится либо на печать, либо з универсальную ЭВИ.Предлагаемое устройство обладает следующими техническими преимуществами по сравнению с прототипом: оно имеет больпое быстродействие при решении параболических уравнений заО. Майоровч Корректор.В. БПодписноеого комитета СССРннй и открытийРаушская наб д. 4/5Ужгород, ул, Проектная,тяга Составитель Реактор Е. Папп Техоед А.А Заказ 86 р 7748 Тираж 706 ВНИИПИ Государственн по делам изобрет 113035 Иосква ИФилиал ППП "Патент , г.105 той элемент И, выход котброго соеди" нен с входом первого генератора псев ,цослучайых чисел, блок усреднения, первый вход которого соединен с единичным выходом второго триггера, второй вход соединен с нулевым выходом второго триггера, третий и четвертый входы соединены с выходами соответ" ственно,второго и третьего регистров группы, а первый выход соединен с первьв входом третьего элемента И, седьмой элемент И, первый вход кото- рого соединен с вторым выходом блока усреднения, второй вход подкпючен к пулевому выходу второго триггера, а выход соединен с входом третьего регистра группы, первый управляемый счетчик, первый управляющий вход которого является входьм задания требуемого числа испытаний устройства, а выход соединен с входом первого переключателя и вторым вхо" дом счетного регистра, третий триггер, нулевой вход которого подключен к вьходу первого управляемого счетчика, восьмой элемент И, выход кото" рого соединен с единичным входом третьего триггера и третьим входомблока оперативной памяти, третий переключатель, второй управляемый счетчик, выход которого соединен с входом третьего переключателя, девятый элемент И, первый вход которого соединен с выходом четвертого регистра группы, а второй вход подключен к нулевому выходу второго триггера, десятый элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а второй вход подключен к пулевому выходу второго триггера, одиннадцатый элемент И, первый вход которого соединен с нулевым выходом третьего триггера, второй вход соединен с выходом девятого элемента И, а выход соединен с вторым управляющим входом первого управляемого счетчика, третий управляемый счетчик, .ервьй управляющий вход которого под" )ключен к входу задания требуемого числа испытаний устройства, второй управляющий вход подключен к выходу девятого элемента И, первый выход соединен с входом четвертого регист" ра группы, а второй выход соединенУс вторым входом третьего элемента И, шифратор, вход которого подключенк второму выходу третьего управляемого счетчика, а выход соединен с входом, пятого регистра группы, дешифра)539тор, вход которого соединен с Выходом пятого регистра группь), а выход соединен с Вторым входом Второго элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов чтения соединен с четвертым входом блока оперативной памяти, о тл и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия, оно дополнительно содержит второй генератор псевдослучайных чисел, третий регистр, четвертый триггер, двенадцатый, тринадцатый, четырнадцатый, пятнадцатый, шестнадцатый, семнадцатый и восемнадцатый элементы И, пятый и шестой элементы ИЛИ, элемент НЕ, причем вход второго регистра является Входом установки числа шагов устройства, а выход соединен с первым входом пятого элемента И выход которого соединен с управляющим входом второго управляемого счетчика, первый вход двенадцатого элемента И, вторые входы пятого элемента И и третьего элемента ИЛИ и вход элемента НЕ подключены к выходу второго элемента И 1 П 1, выход третьего переключателя соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и единичным входом четвертого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом четвертого элемента И, выход четвертого элемента И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЗ%, выход которого соединен с улевым входом второго триггера, единичный выход второго триггера соединен с первыми входами шестого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И, а нулевой выход соединен с первы-ми входами восьмого, четырнадцатого и шестнадцатого элементов И и вторым входом двенадцатого элемента И, выход формирователя импульсов записи соединен с вторьи входами четвертого, шестого и . восьмого элементов И, выход элемента НЕ соединен с третьими входами шестого и восьмого элементов И, выход шестого элемента И соединен с счетньп входом второго управляемого счетчика и первым входом семнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого генератора псевдослучайных чисел, а выход соединен с первщ входом шестого элемента ШП 1, выход второго генератора псевдослучайных чисел соединен с перВым входом восемнадцатого элемента И, второй Вход которого подключен105 к выходу восьмого элемента Ц, а выход соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, выход шестого элемента И 31 И соединен с третьим входом управляемого вероятностного (1-п)-полюс- ника, второй выход управляемого вероятностного (1"и)-полюсника соединен с вторыми входами тринадцатого и четырнадцатого элементов И, выход второго элемента И соединен с первым входом третьего регистра, выходы тринадцатого и четырнадцатого элемен- , тов И соединены с вторыми входами соответственно первого и третьего 1539регистров, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, выходы пятнадцатого и шестнадцатого элементов И соединены соответственно с первым н вторым входами пятого элемента ИЛИ, выход которого соединен с пятым входом блока оперативной памяти, выход двенадцатого элемента И соединен с входом элемента задержки, выход десятого элемента И соединен со счетным входом первого управляемого счетчика.%О Изобретение относится к вычисли-тельной технике и может быть использовано для решения дифференциальных уравнений в частных производных, аппроксимированных конечно-разностными уравнениями.Известно вероятностное устройство для решения конечно-разностных уравнений, которое содержит линии задержки, логические схемы, блок оперативной памяти, соединенный с регистром информации, подключенным выходами значений функции к входу накапливающего сумматора, блок вероятностного блуждания, выходы которого соединены с выходами регистра блуждания, счетчик числа испытаний, блок анализа, выходы которого соединены с выходами признака регистра информации, счетик поиска н хранения внут" ренних узлов сеточной области Я .Недостатком этого устройства является невысокое быстродействие. Наиболее близким к предлагаемомупо технической сущности является вероятностное устройство для решения конечно-разностных уравнений, содержащее блок оперативной памяти, первый вход которого является информационным входом, а первый выход - информационным выходом устройства, регистр информации, вход и выход об-. щей информации которого соединены соответственно с вторыми входом и выходом блока оперативной памяти, блок постоянной памяти, вход которого является входом задания законараспределения устройства, процессор,первый вход которого является входом установки степени точности устройства, первый триггер, единичныйвход которого является пусковым входом устройства, генератор тактовыхимпульсов, первый элемент И, первыйвход которого соединен с единичнымвыходом первого триггера, а второйвход - с выходом генератора тактовых импульсов, счетный регистр, первый вход которого является входомначального адреса, а первый выход является выходом окончания счета уст. ройства и соединен с нулевым входом первого триггера, первый переключа-. тель, выход которого соединен с входом сброса первого триггера, а входл с вторым входом счетного регистра, . --второй элемент И, первый вход которого соединен с вторым выходом счетного регистра первый элемент ИЛИ,выход которого соединен с вторым входом второго элемента И, а первыйвход - с единичным входом первоготриггера, первый элемент задержки,выход которого соединен с вторым входом первого элемента 1 ПП 1, первый регистр, л рвый вход которого соединенс выходом второго элемента И, а выход - с третьим входом блока оперативпой памяти, управляемый вероятностный (1-п)-полюсник, первый входзадания размерности которого является входом размерности исследуемойобласти устройства, а адресный вы гоязз 915 ход соединен с вторым входом первогорегистра, второй переключатель, пер-вый вход которого соединен с выходаминформации вероятностей перехода регистра информации, а выход - с вхо-.дом задания закона распределения управляемого вероятностного (1-ц)-полюспика, третий элемент И, выход которого соединен с входом информацииначальцых и граничных условий регистра информации, блок усреднения,выход текущей суммы которого соеди нен с первым входом третьего элемента И, первый информационный вход -с выходом информации начальных играничных условий, общий информационный выход - с вторым входом про- . цессора, первый управляемый счетчик,первый выход которого соединен с тре-тьим входом процессора; а первый уп-,равляющий вход - с выходом процессара, второй управляемый. счетчик, управляющий вход которого, является входом установки числа шагов устройства, третий переключатель, вход которого соединен с выходом второго управляемого счетчика, шифратор, выход .которого соединен с входом информацииположения узла регистра информации, дешифратор, вход которого соединен свыходом информации положения узла 30регистра информации, второй элементИЛИ, первый вход .которого .соединенс выходом дешифраторавторой вход -с сигнальным выход управляемого ве-роятностного .(1"п)-полюсника,а тре- З 5тий вход - с выходом третьего нереключателя, генератор псевдослучайныхчисел, второй регистр, формирователь импульсов чтения, формирова. тель импульсов записи, третий управ .ляемый счетчик, второй и третий триггеры, четвертый и пятый переключатели, четвертый, пятый,.шестой, седьмой восьмой, девятый, десятый иодиннадцатый элементы И, третий и .четвертый элементы ИЛИ и второй эле-, мент задержки, причем единичный вход второго триггера подключен к пусковому входу устройства и соединен спервым входом третьего элемента ИЛИ,второй вход которого соединен с вы 50ходом четвертого элемента И, а выход - с первым входом пятого элементаИ, выход пятого элемент И соединен с входом второго регистра, выходкоторого соединен с первым входом 55 .шестого элемента И, выход шесзогоэлемента И, соединен с перрым входомгенератора псевдослучайных чисел,первый выход которого соединен с вероятностным входом управляемого вероятностного (1-о)-полюсника, а второй выход - с вторым входом пятого элемента И, единичный выход второго триггера соединен с первым входом четвертого элемента И и с первым управляющим входом блока усреднения, выход накопленной суммы которого соединен с первым входом седьмого элемента И, нулевой выходвторого триггера соединен с вторым управляющим входом блока усреднения, с вторыми входами шестого и седьмого эле" ментов И и с первыми входами восьмого, девятого и десятого элементов И, . выход первого элемента И соединен с входами формирователя импульсов записи и формирователя импульсов чтения, выход формирователя импульсов записи соединен с вторым входом генератора псевдослучайных чисел и вторым входом восьмого элемента И выход которого соединен с четвер;гым входом блока .онеративнай памяти и единичным входом третьего триггера, нулевой выход третьего триггерасоединен с первым входом одиннадцатого элемента И, выход которого соединен с вторым управляющим входом первого управляемого счетчика, второй выход первого управляемого счетчика соединен с нулевым входом третьего триггера и вторым входом счетного регистра, выход формирователя импуль:";. чте- ния соединен с пятым входом блока оперативной памяти с счетным входом второго управляемого счетчика, выход второго элемента ИЛИ соединен с вторым входом десятого элемента И, с входом первого элемента задержки и с входами четвертого и пятого переключателей, выход четвертого пеоеключателя соединен с нулевым входом второго триггера и с входом второго элемента задержки, выход которого соединен с вторым входом четвертого элемента И и с третьим входом шестого элемента И, выход пятого переключателя соединен с первым входом четвертого элемента ИЛИ, второй вход которого соединен с выходам десятого элемента И, а выход - с счетнымвходом первого управляемого счетчика, выход информации количества траекторий регистра информации соединен с вторым входом девятого элемента И, выхоД которого соединен с вторым входом одиннадцатого элемента И и пер1051539 2625 55 вцм управляющим входом третьего управляемого счетчика, второйуправляющий вход третьего управляемого счетчика соединен с выходом .процессора, первый выходс входом информации 5 количества траекторий регистра ин" формации а второй выход - с входом шифратора и вторым входом третьего элемента И, выход информа.ии накопленной суммы весов регистра инфор О мации соединен с вторым информацион-. ным входом усреднения, а вход инфорг мации накопленной- суммы весов ре- "гистра информации - с выходом седьмого элемента И 2).5 В этом устройстве для решения указанных задач моделируются случайные блуждания для попацания на границу исследуемой области. При этом при ре". шенин параболических уравнений заодин просчет получается приближенное решение только для одной точки,что существенно увеличивает объемвычислений для получения приближен-ного решения параболического уравнения цо всех точках сеточной областии снижает быстродействие устройства.1 Цель изобретения - повышение быстродействия, 36Поставленная цель достигается тем, что вероятностное устройство для ре" щения конечно-разностных уравнений, содеражщее первый триггер, единичный вход которого является пусковым: входом устройства, первый элемент И, первый вход которого соединен с .единичным выходом первого триггера, генератор тактовых импульсов, выход которого соединен с втерым входбмЕ первого элемента И, первый элемент ШП 1, первый вход которого .подключен к пусковому входу устройства, элемент задержки, выход которого соединен с вторым входом первого элементаИЛИ, счетный регистр, первый входкоторого является :входом установки .начального адреса устройства, а первый выход соединен с нулевым входомпервого триггера и является выходомокончания счета устройства, второй элемент И, первый вход ;которого сое. динен с вторым выходом счетного регистра, а второй вход соединен с выходом первого элемента ИЛИ, первыйрегистр, первый вход которого соединен с выходом второго элемента И,второй регистр, управляемый вероятностный (1-и) -полюсник, первый вход . которого является входом размернбстйисследуемой области устройства, второй элемент ИЛИ, первый вход которого соединен с первым выходом управляемого вероятностного (1"и)-полюсника, третий элемент ИЛИ, первыйвход которого подключен к пусковомувходу устройства, четвертый элемент1 ЦП 1, первый вход которого соединенс выходом второго элемента ИЛИ, второй триггер, единичный вход кото-,рого подключен к пусковому входу,устройства, формирователь импульсовзаписи и формирователь импульсов чтения, входы которых соединены с выходом первого. элемента И, первый переключатель, выход которого соединенс входом сброса первого триггера,.блок постоянной памяти,. вход которого является входом задания законараспределения, устройства, второй переключатель, первый вход которого соединен с выходом блока постоянной -памяти, а выход соединен с вторымвходом управляемого вероятностного(1-п)-полюсника, .блок оперативнойпамяти, первые вход и выход которого являются соответственно информационным .входом и информационным выходом устройства, группу регистров, вход и выход которых соединены с вторыми соответственно выходом и входом блока оперативной памяти, а выход первого регистра группы соединен с вторымвходом второго переключателя, третийэлемент И, выход которого соединенс входом второго регистра группы,четвертый и.пятый элементы И, первый;генератор псевдослучайных чисел,шестой элемент И, выход которого соедин". нен с.входом первого генератора псевдослучайных чисел, блок усреднения первый вход которого соединенс единичным выходам второго триггера, второй вход соединен .с нулевым выходом второго триггера, третий и четвертый входы соединены с выходами соответственно второго и третьего регистров группы, а первый выход соединен с первым входом третьего элемента И, седьмой элемент И, первый вход котогрого .одцинен с вторым выходом блока усреднения, второй вход подключен к нулевому выходу второго триггера, а выход соединен с входом третьего регистра группы, первый управляемый счетчик, первый управляющий вход ко" ,торого является входом задания тре:буемого числа испытаний устройства, 1051539а выход соединен с входом первогопереключателя и вторым входом счетного регистра, третий триггер, нуле вой вход которого подключен к выхо"ду первого управляемого счетчика,восьмой элемент И, выход которЬгосоединен с единичным входом третьего триггера и третьим входом блокаоперативной памяти, третий переключатель, второй управляемый счетчик, 10выход которого соединен. с входомтретьего переключателя, девятыйэлемент И, первый вход которого соединен с выходом четвертого регистрагруппы, а второй вход подключен к нулевому выходу второго триггера, десятый элемент И, первый вход которого подключен к выходу второго элемента ИЛИ, а второй вход подключенк нулевому выходу второго триггера,одиннадцатый элемент И, первый входкоторого соединен с нулевым выходом третьего триггера, второй входсоединен с выходом девятого элементаИ, а выход соединен с вторым управляющим входом первого управляемогосчетчика, третий управляемый счетчик,первый управляющий вход которого подключен к входу задания требуемогочисла испытаний устройства, второйуправляющий вход подключен к выходу.,девятого элемента. И, первый выходсоединен с входом четвертого регистра группы, а второй выход соединенс вторым входом третьего элемента И,35шифратор, вход которого подключен квторому выходу третьего управляемого счетчика, а выход соединен свходом пятого регистрагруппы, дешифратор, вход которого соединен свыходом пятого регистра группы, авыход соединен с вторым входом второго элемента ИЛИ, выход формирователя импульсов чтения соединен счетвертым входом блока оперативной 45памяти, дополнительно содержит второй генератор псевдослучайных чисел,третий регистр, четвертый триггер,двенадцатый, тринадцатый четырнад. цатый, пятнадцатый, шестнадцатый,семнадцатый и восемнадцатый элемен"ты И, пятый и шестой элементы ИЛИ,элемент НЕ, причем вход второго регистра является входом установкичисла шагов устройства, а выход соединен с первым входом пятого элемента И, выход которого соединен с управляющим входом второго управляемого счетчика, первый вход двенадцатого элемента И, вторые входы пятого элемента И и третьего элемента ИЛИ ,и вход элемента НЕ подключены к выхо дч второго элемента ИЛИ, выход третьего переключателя соединен с вторым входом четвертого элемента ИЛИ и единичным входом четвертого триггера, нулевой вход которого соединен с выходом третьего элемента ИЛИ, а выход соединен с первым входом четвертого элемента И, ьыход четвертого элемента И соединен с третьим входом четвертого элемента ИЛИ, выход которого соединен с .нулевым входом второго триггера, единичный выход второго триггера соединен с первыми входами шестого, тринадцатого и пятнадцатого элементов И. а нулевой выход соединен с первыми входами восьмого, четырнадцатого и шестнадцатого элементов И и вторым входом двенадцатого элемента И, выход формирователя импульсов записи соединен с вторыми входами четвертого, ыестого и восьмого элементов И, выход элемента НЕ соединен с третьими входами шестого и восьмого элементов И, выход шестого элемента И соединен . с счетным входом второго управляемого счетчика и первым входом семнадцатого элемента И, второй вход которого соединен с выходом первого генератора псевдослучайных чисел, а выход соединен с первым входом шес - того элемента ИЛИ, выход вт. рого генератора псевдослучайных чисел соеди- нен с первым входом восемнадцатого элемента И, второй вход которого подключен к выходу восьмого элемента И, а выход соединен с вторым входом шестого элемента ИЛИ, выход шестого элемента ИЛИ соединен с третьим входом управляемого вероятностного (1"п)-полюсника, второй выход управляемого вероятностного (1-п)-полюс- ника соединен с вторыми входами тринадцатого и четырнадцатого элементов1.И выход второго элемента И соединен с первым входом третьего регистра, выходы тринадцатого и четырнадцатого элементов И соединены с вторыми входами соответственно первого и третьего регистров, выходы которых соединены с вторыми входами соответственно пятнадцатого и шестнадцатого элементов И, выходы пятнадцатого и шестнадцатого элементов И соединены соответственно с первым и вторым вхо дами пятого элемента ИЛИ, выход кото"9 1051рого соединен с пятым входом блокаоперативной памяти, выход двенадцатого элемента И соединен с входом элемента задержки, выход десятого элемента И соединен с счетныМ входомпервого управляемого счетчика.На фиг, 1 - приведена блок-схемаустройства; на Фиг. 2 - временныедиаграммы работы устройства,Устройство имеет пусковой вход 1, Овход 2 установки числа шагов, второй регистр 3, третий элемент ИПИ4, выход 5 окончания счета, первыйтриггер 6, генератор 7 тактовых импульсов, первый элемент И 8, пятый 5элемент И 9, третий переключатель 10,четвертый элемент ИЛИ 11, четвертыйтриггер 12, четвертый элемент И 13,первый переключатель 4, формирователь 5 импульсов чтения, элемент 20задержки 16, двенадцатый элемент И17, второй управляемый счетчик 18,второй триггер 19, формирователь 20импульсов записи, элемент НЕ 21,вход 22 установки начального адреса, 25счетный регистр 23, первый элементИЛИ 24, второй элемент И 25, тринадцатый элемент И 26, четырнадцатыйэлемент И 27, шестой элемент И 28,,чисел, восьмой элемент И 30, второйгенератор 31 псевдослучайных чиселпервый регистр 32, пятнадцатый элемент И 33, пятый элемент ИЛИ 34, третий регистр 35, шестнадцатый элемент И 36, семнадцатый элемент И 37,шестой элемент ИЛИ 38, управляемыйвероятностный (1-и)-полюсник 39, восемнадцатый элемент И 40, второй элемент ИЛИ 41, десятый элемент. И 42,40вход 43 размерности исследуемой области, вход 44 задания закона распределения, блок 45 постоянной памяти,второй переключатель 46, информационный вход 47, информационный выход48, блок 49 оперативной памяти,группа 50 регистров информации тре"тий элемент И 51, блок 52 усреднения,третий триггер 53, седьмой элементИ 54, девятый элемент И 55, третийуправляемый счетчик 56, одиннадцатыйэлемент И 57, первый управляемыйсчетчик 58, шиФратор 59, дешифратор60, вход 61 задания требуемого числа испытаний,Единичные входы первого 6 и второ 55го 19 триггеров соединены с пуско-,вым входом 1 устройства и с первымивходами первого 24 и третьего 4 эле 539 10 ментов Ю 1 И, нулевой вход первого триггера 6 соединен с выходом 5 окончания счета устройства и с первым выходом счетного регистра 23, единичный выход первого триггера подключен к первому входу первого элемвнта И8, второй вход которого соединен с выходом генератора 7 тактовых импульсов, выход первого элемента И 8 соединен с входами формирователя 15импульсов чтения и формирователя 20 импульсов записи, первый вход счетного регистра 23 является. входом 22 начального адреса устройства, а второй вход соединен с входом,первого переключателя 14, с нулевым входом третьего триггера 53 и выходом первого управляемого счетчика 58, первый вход управляемого вероятностного (1-п 1-полюсника 39 является входом 43 размерности исследуемой облас- ти устройства, а второй вход соединен с выходом второго переключателя 46, вход блока 45 постоянной памяти является входом 44 задания закона распределения устройства, а выход соединен с первым входом второго переключателя 46, первый вход блока 49 оперативной памяти является информационным входом 47 устройства;а первый выход - информационным выходом 48 устройства, первые управляющие входы первого 58 и третьего56 управляемых счетчиков соединены с входом 61 задания требуемого числа испытаний устройства, вход и выход группы 50 регистров соединены соответственно с вторыми выходом и входом блока 49 оперативной памяти, выход первого переключателя 14 саединен с входам сброса первого триггера 6,. второй выход счетного регистра 23 соединен с первым входом второго элемента И 25, второй вход 1которого соединен с выходом первого элемента ИЛИ Ы, а выход - с первы"ми входами первого 32 и третьего 35 регистров, выход элемента 16 задержки соединен с вторым входом первого элемента ИЛИ 24, второй вход второго.". переключателя 46 соединен с выходом и рвого регистра группы 50, выход третьего элемента И 51 соединен с входом второго регистра группы 50, а второй вход соединен с вторым выходом третьего управляемого счетчика 56 и с входом шифратора 59, первый выход блока 52 усреднения соединен с первым входом третьего элемен 1051539 12та И 51, третий вход - с выходом второго регистра группы 50, а четвертый вход - с выходом третьего регистра группы 50, вход третьего переключателя 10 соединен с выхопом вторбго управляемого счетчика 16, выход . шиФратора 59 соединен с,входом пято. го регистра группы 50, выход которого подключен к входу дешифратора 60, первый вход второго элемента ИЛИ 41 1 О соединен с первым выходом управляемо го вероятностного.(1-п)-полюсника, 39, а второй вход - с выходом дешифратора 60, выход шестого элемента 28 ,И соединен с входом первого генера,тора 29 псевдослучайных чиеел, еди-, ничный выход второго триггера 19 соединен с первым входом блока 52 усреднения, второй выход которого соединен с первым входом седьмого 2 О элемента И 54, нулевой выход второго триггера 19 соединен с вторым входом блока 52 усреднения и .с вторы. ми входами седьмого 54, восьмого 30; девятого 55десятого 42 элементов . 2 И, выход Формирователя .:20 импульсов записи соединен с первым входом восьмого элемента И ЗО, выход которого соединен с третьим входом блока 49 оперативной памяти и единичным входом третьего триггера 53, нулевой выход третьего триггера 53 соединен с первым входом одиннадцатого элемента И 57, выход которого соеди.нен с вторым управляющим входом первого управляемого счетчика 58, выход Формирователя 15 импульсов чтения соединен с четвертым входом блока 45 оперативной памяти, выход второго элемента .ИЛИ 41 соединен с первым входом десятого элемента И 42 вы- ф 1 ход четвертого регистра группы 50 соединен с первым входом десятого элемента И 55, выход которого соеди-, нен с вторым управляюшим входом третьего управляемого счетчика 56 и с вторым входом одиннадцатого элемен" та И 57, первый выход третьего управляемого счетчика 56 соединен с входом четвертого регистра группы 50, выход седьмого элемента И 54 5 О соединен с входом третьего регистра группы 50, вход второго регистра 3 является входом 2 установки числа шагов устройства, а выход соединен с первым входом пятого элемента И 9, 55 второй вход которого подключен к пер" вому входу двенадцатого элемента И 17, к второму входу третьего элемента ИЛ 1 4, к входу элемента НЕ 2 Ги к выхоцу второго элемента ИЛИ 41,выход третьего элемента ИЛИ 4 соединен с нулевым Входом четвертого триггера 12, единичный вход которого под":лючен к выходу третьего переключа-.теля 10 и к ьторому гходу четвертого элемента ИЛИ 11 первый вхсдчетвертого элемента И 13 соединен с,единичным выходом четвертого триггера 12, а второй вход с выходомФормирователя 20 импульсов записии с вторым входом шестого элементаИ 28, ныход четвертого элемента И13 подключен к третьему входу третьего элемента ИЛИ 4, выход пятогоэлемента И 9 соединен с управляющим входом второго управляемого счетчика 18, счетный вход которого подключен к выходу шестого элемента Й28 и к первому входу семнадцатогоэлемента И 37, выход элемента НЕ 21соединен с третьими входами шестого 28 и восьмого 30 элементов И, выход двенадцатого элемента И 7 подключен к входу элемента." 16 задержки,а второй вход - к нулевому выходувторого триггера 19 и к первым вхо-,дам четырнадцатого 27 и шестнадцатого 36 элементов И, первый вход шестого элемента И 28 соединен с единичик выходом второго триггера 19 и спервыми входами тринадцатого 26 ипятнадцатого 33 элементов И., второйвыход управляемого вероятностного(1-и)-полюсника 39 подключен к второму входу тринадцатого элемента И 26и к второму входу четырнадцатогоэлемента И 27, а третий вход - к вы"ходу шестого элемента ИЛИ 38, выходтринадцатого элемента И 26 соединенс вторым входом первого регистра 32,выход которого подключен к второмувходу пятнадцатого элемента Й 33,выход четырнадцатого элемента И 27соединен с вторым входом третьегорегистра 35, первый вход которогосоединен с выходом второго элементаИ 25, выход третьего регистра 35 подключен к первому входу шестнадцатого элемента И 36, выход которого соединен с вторым входом пятого элемен"та ИЛИ 34, выход пятнадцатого элемента И 33 соединен с первым входом пятого элемента ИЛИ 34, выход которогоподключен к пятому входу блока 49оперативной памяти, первый вход семнадцатого элемента И 37 соединен свыходом первого генератора 29 псевдо 13 1051случайных чисел, а выход - с пер- .вым входом шестого элемента.ИЛИ 38,первый. вход восемнадцатого элементаИ 40 соединен с выходам второго .гене-ратора 31 псевдослучайных чисел,5второй вход - с выходом восьмогоэлемента .И 30 и с входом второго ге.нератора 31 псевдослучайных. чисел,а выход - с вторым входом шестогоэлемента ИЛИ 38, выход десятого эле- .10мента И 42 подключен к счетному входу первого управляемого счетчика 58,Назначениеэлементов устройстваследующее.На пусковой вход 1 от внешнегоформирователя подается сигнал "Начало счета"; на вход 2 установкичисла шагов также от внешнего формирователя подается сигнал для установки числа шагов и последующего его 2 рФиксированця во втором регистре 3;с выхода 5 окончания счета поступаетсигнал."Окончание счета."; с помощьюпервого триггера 6 .осуществляетсяпуск и остановка устройства; генера- .25тор 7 тактовых импульсов задает временную сетку работы устройства; первый переключатель 14 используетсяпри решении задачи для одного узлаили для нескольких узлов исследуемой области; третий переключатель1 О включается при решении параболических уравнений; формирователь 15импульсов чтения служит для такти-,рования выборки информации из блока49 оперативной памяти.в регистрыгруппы 50; второй управляемый счетчик 18 осуществляет подсчет числашагов траектории случайного блужда ния; второй триггер 19 управляетрежимами первого и второго проходовтраектории блуждания; формирователь 20 импульсов записи служит длятактирования работы первого 29 ивторого 31 генераторов псевдослучай- .ных.чисел, переноса информации изрегистров группы 50 в блок 49 оперативной памяти и сброса третьеготриггера 53; на вход 22 установкиначального адреса от внешнего формирователя поступает сигнал выборки 5 Оначального адреса; счетный регистр23 фиксирует адрес исследуемого уз"ла области; первый 32 и третий 35регистры состоят из реверсивных счетчиков координат, обеспечивают возможность решения задач в одно-,двух- и трехмерных областях и используются в режимах, соответственно,539 14первого и второго прохода траектории блуждания; управляемый вероят. ностный (1"и)-полюсник 39 предназначен для вероятностного преобразования информации и реализации с помощью псевдослучайных чисел даконаблуждания частицы по узлам сеточной области; на вход 43 размерности исследуемой области от внешнегоформирователя подается сигнал установки размерности исследуемой области путем переключения выходов управ.ляемого вероятностного (1-и)-полюс, ника 39; на вход 44 задания законараспределения также от внешнего формирователя подается сигнал заданиязакона . распределения блужданиячастицыпо узлам сеточной области;в блоке 45 постоянной памяти хра.нятся значения вероятностей переходов из .исследуемого узла в соседние узлы; на информационный вход47 от внешнего формирователя поступают сигналы значений законов вероятностных переходов, начальных и граничных условий, признаков внешних,1 граничных и. внутренних узлов; с информационного выхода 48 выдаются ре.зультаты решения; группа 50 регист-ров предназначена для органиэацииобмена анализируемой и результирующей информации; по виду информации,заносимой в регистры группы, их можно разделить на пять регистров: содержимое.первого определяет вероят,.ности переходов из данного узла в соседние, содержимое второго - начальные и граничные условия, содержимое третьего формируется и исполвзуется при повторном проходе траек"торий и определяет накопленную сумму весов по всем траекториям, про;шедшим через данный узел, содержимое. четвертого формируется во время пбвторного прохода и определяет коли-чество траекторий, прошедших черезданный узел, содержимое пятого определяет принадлежность данного узлак внутренней части области, границеили внешней части области. Блок 521 усреднения предназначен для получения1,среднего арифметического "веса" потраекториям, начинающимся с узла,для которого находится решение;,третий триггер 53 управляет коррекциейчисла испытаний для каждой новой.стартовой точки, кроме первой; тре;тий управляемый счетчик 56 предназначен для подсчета числа траекторий,