Устройство для решения системалгебраических уравнений

Оп ИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИ ЕТОЗЬСТВУ Союз Советскиа Соцналнстическик Республик(22) Заявлено 12. 07. 78 (21)2644543/18-24с присоединением заявки Йо(23) Приоритет -Опубликовано 23,0181. Бюллетень М 3Дата опубликования описания 230181 м (дз 0 06 Г 15/324 ГосударстаенныЯ комнтет СССР но дедам нзобретеннЯ н открытиЯ(72) Автрры изобретения Л,В.Дербунович, В.Ф.Евдокимов, Ю,А,Плющ и В.В.Шатилло Институт электродинамики АН Украинской ССРи Харьковский политехнический институт(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано для решения систем алгебраических уравнений.Известны устройства, представляющие собой совокупность комбинационных решающих узлов, соединенных между собой в соответствии с математическим описанием решаемой задачи и искомое решение находится как установившееся значение переходного процесса в схеме с обратной связью 1.Использование дискретных логических элементов для построения указан" ной совокупности комбинационных решающих узлов и функционирующих в схемах с обратной связью не всегда позволяет установиться схеме в устой чивое состояние вследствие возникновения состязаний, вызванное раэбро" сом параметров задержек логических элементов.Наиболее близким по технической сущности является устройство, состоящее из группы сумматоров, выходы которых соединены с выходами устройства и с входами группы комбинационных масштабных узлов, выходы комбинационных масштабных узлов соединены соответственно с первой группой входов группы сумматоров, втораягруппа входов группы сумматоров соединена с входами устройства 12.Недостатком известного устройстваявляется низкая достоверность решения из-за возникновения генерации,вследствие состязаний в схеме, вызванное разбросом параметров задержеклогических элементов.Целью изобретения является повышение достоверности решения.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство, содержащеегруппу сумматоров, одни входы кото рых подключены к выходам масштабныхузлов группы, а другие входы - являются входами устройства, введенагруппа Д-триггеров, компар;.тор, элемент задержки и генератор одиночных 20 импульсов, причем выходы сумматоровгруппы соединены с первыми входамиД-триггеров группы и с первой группой входов компаратора, выход которого через элемент задержки подключен ко входу генератора одиночныхимпульсов, выход которого соединенсо вторыми входамй Д-триггеров группы, выходы которых соединены с второй группой входов компаратора и 30 входами масштабных узлов группы.На чертеже представлена блок-схема устройства.Устройство для решения систем алгебраических уравнений содержит входь устройства 1, группу сумматоров 2, группу масштабных узлов 3, группу Д-тригсеров 4, выходы устройства 5, компаратор б, элемент задержки 7 генератор одиночных импульсов 8.На входы 1 поступают значения сво бодных членов Г -:ЕС, заданной системы уравнений, представленной в матричном видеХ =Вх+Р (1)На,выходах 5 вырабатывается значение искомого вектора неизвестных х 1-.хс,. На группе комбинационных масштабйых узлов 3 производится умножение искомого вектора неизвестных х в ,х на постоянные коэффициенты мат- "1 ИГрицы В заданной системы уравнений (1). На группе сумматоров 2 произво дится суммирование частичных произведений искомого вектора неизвестных х-.х с, с коэффициентами матрицы В и с компонентами свободных членов Г;,Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии выходы Д-триггеров 4 группы находятся в соо остоянии х-.х, которое определяет начальный вектор неизвестных переменных х, а коэффициенты матрицы В задан-о ной системы уравнений (1) введены в группу масштабных узлов 3. При поступлении компонент свободных членов системы уравнений (1) Г -.Г на входы устройства 1 на выходах группы сумматоров вырабатывается новое значение вектора Х в течение времени Переходных процессов схемы. Компаратор б сравнивает поступающие на первую и вторую группы входов значения кодов и как только произойдет изменение 40 какого-либо входа, компаратор вырабатывает сигнал несоответствия, который поступает на элемент задержки 7. Элемент задержки 7 задерживает выходной сигнал с компаратора б на время, 45 необходимое длятого, чтобы все группы выходов сумматоров установились в устойчивое состояние.По истечении времени задержки на элементе задержки 7 генератор одиноч- о ных импульсов 8 выдает импульс на входы синхронизации группы Д-триггеров 4 и производит запись значения кода на выходах группы сумматоров 2 в группу Д-триггеров 4. Новое значение кода, поступающее с выходов груп пы Д-триггеров 4 на вход группы масштабных узлов 3, Умножается на коэффициенты матрицы В и,просуммировавшись со значениями свободных членов Г 4 -,Е на выходах группы сумматоров 2, Щ вырабатывает новое значение кода, которое сравнивается со значением кода на выходах группы Д-триггеров компаратором б, который вырабатывает новый сигнал несоответствия и про- у цесс повторяется до тех пор, пока значения кодов на выходах группы сумматоров 2 и группы Д-триггеров 4 не совпадут по своему значению, которое и будет соответствовать искомому вектору неизвестных х-:хс 1 заданной системы уравнений (1).Для исключения неправильной работы устройства в схему включены задержки. Только при правильном выборе величин задержек можно устранить существенные и критические состязания в схеме.На величины задержек накладываются два ограничения.Первое - переключающий фронт такта подается на вторые входы Д-триггеров, когда их информационные входы находятся в устойчивом состоянии. Следовательно,ад - 1 идх ( 1 ею 11 и 1+ц+Агде с, - максимальная задержка в1 ВаХустройстве;1 ЕИс, - минимальная задержка вустройстве;минимальная задержка всй 1 нкомпараторе б и генераторе 7;с - максимальное время эадержвьсики Д-триггера;о - время между первым и последним изменением входныхпеременных Г -: Г, подаваемых одновременно.Второе - чтобы генератор одиночных импульсов 8 генерировал в течение перехода один импульс, а не несколько, что может произойти в результате состязаний между состояниями. Необходимо также длительность импульса или минимально возможный период срабатывания ограничить следующей величинойС:( 1 Ох 1 гии)+р са вв 1 с 1)++ сь ыа с.м 1 и)где с - .минимальное время переклюРВ 1 Пчения Д-триггера;с - максимальное время задержс иаки в компараторе б и генераторе 7.Причем С 3 б и С определяется иэ данной элементной базы.Использование дополнительных элементов схемы и новых связей между ними выгодно отличает данное устройство для решения систем алгебраических уравнений от известных, так как позволяет устранить состязания в схеме путем применения самосинхрониэации в цепи обратной связи с помощью Д-триггеров на время максимальной задержки в цепях групйы кслбинационных масштабных узлов и группы сумматоров и тем самым находить реше798861 Формула изобретения Составитель Н,Палеева Редактор Н.Кончицкая Техред Н. Ковалева Корректор М шарошиЗаказ 10057/68 Тираж 756 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская наб., д.4/5филиал ППП фПатент", г.ужгород, Ул.Проектная,4 ние для более широкого класса задач,что увеличивает сферу примененияподобного рода устройств. Устройство для решения систем алгебраических уравнений, содержащее группу сумматоров, одни входы которых подключены к выходам масштабных узлов группы, а другие входы- являются входами устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения достоверности, в него введены группа Д-триггеров, компаратор, элемент задержки и генератор одиночных импульсов, причем выходы сумматоров группы соединены с первымивходами Д-триггеров группы и с первой группой входов компаратора, выход которого через элемент задержкиподключен ко входу генератора одиночных импульсов выход которого соединен со вторыми входами Д-триггеровгруппы, выходы которых соединены свторой группой входов компаратораи входами масштабных узлов группы.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1. Авторское свидетельство СССРР 428405, кл.6 06 0 7/34, 1976.2. Пухов Г.Е. и др. Математическоемоделирование и теория электрических15 цепей. Вып,2, К., "Наукова думка",1973, с.3-8, рис.5 (прототип).