Устройство для интегрирования

Сова Советских Социалистических Республик(22) Заявлено 020279 (21) 2720611/18-24 (51)М. Кл. О Об Р 15/32С 06 Ю 3/00 с присоединением заявки йо(23) Приоритет Государственный комитет СССР ио делаю изобретений н открытий(53) УДК 681. 323, . 057 (088,8) Дата опубликования описания 150481 Г.Е. Пухов, Г,Я, Вереговенко и В.В. Фбдоов-.св; мРИнститут электродинамики АН Украинской С(54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ИНТЕГРИРОВАНИЯ Изобретение относится к области вычислительной техники и может быть использовано при построении специализированных вычислителей для решения различных задач, связанных с решением обыкновенных дифференциальных уравненийс начальными условиями.Известен интегратор 11, содержащий усилитель постоянного тока, резисторы, переключающие элементы и конденсаторы. Данный интегратор выполнен на аналоговых элементах и точность его ограничена.Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является интегратор (21, который состоит из двух блоков комбинационных сумматоров, матрицы комбинационных умножителей и матрицы комбинационных функциональных преобразователей, горизонтальные шины матрицы комбинационных умножителей соединены соответственно с входами интегратора и входами первого блока комбинационных сумматОров, аналогичные шины комбинационных функциональных преобразователей соответственно соединены с , входами интегратора и с входами второго блока комбинационных сумматоров, вертикальные шины обеих матрицсоединены с выходами интегратора.Это устройство предназначено дляинтегрирования решетчатых функцийс учетом граничных условий, Процессрешения задачи на таком устройственеизбежно происходит по итерацияморганиэацию которых одним из методов осуществляет блок управления,К недостаткам данного устройствадля интегрирования следует. отнестисравнительйо невысокое быстродействие из-за итераций и низкую точность получаемого результата.15 Целью изобретения является повышение быстродействия и точности устройства.Поставленная цель достигаетсятем, что в устройство для .интегри рования, содержащее блок суммирования и блок умножения значений функции на коэффициенты матриц, входыпервой группы которых соединенысоответственно с информационными 25 входами устройства,введен блок умножения значений интегральной Функциив точках на табличные коэффициенты,входы которого соединены соответственно с входами задания интерполя ционных коэфФициентов, задания предшествующих значений интегрируемойфункции и входом задания величинышага интегрирования устройства, авыходы подключены соответственно квходам второй группы блока суммирования, выходы которого являютсявыходами устройства, входы третьейгруппы блока суммирования соединенысоответственно с выходами блока умножения значений функции на коэффициенты матриц, входы второй группыкоторого подключены соответственнок входам коэффициентов устройства,вход начальных значений интегралаи вход задания величины шага интегрирования устройства подключены ксоответствующим входам блока суммирования,Схема устройства для случаякубической интерполяции представленана чертеже, где обозначено: блок 1суммирования, блок 2 умножения значений функции на коэффициенты матриц,блок 3 умножения значений интегральной функции в точках на табличные коэффициенты, входы 4- 4 и значений интегральной функции устройства, выходы 5. - 5 п устройства,вход 6 начальных значений интегралаустройства, входы 7. - 7.3 коэффициентов, входы 8 - 8 задания предшествующих значений интегральнойФункции, входы 9- 99 задания интерполяционных коэффициентов, вход 10задания величины шага интегрирования,сумматоры 11-14, умножители 15-39.Блок 1 состоит из сумматоров 1114, способных осуществлять алгебраическое суммирование (число сумматоров равно числу входов в устройство).Число входов у каждого сумматораувеличивается на единицу с ростомего номера. Результат каждого суммирования до выхода из устройстваумножается на величину шага интегрирования, так что блок 1 суммирования содержит и умножители15-18. 45Блок 2 содержит умножители,сгруппированные в строки, числоумножителей в строке не больше степени выбранщго интерполяционногополинома.Блок 2 предназначен для образования произведений значений входной функции на отличные от единицыкоэффициенты матриц. Значенияэтих коэффициентов в каждой строкеповторяются. Устройство работает следующимобразом.В зависимости от необходимойточности выбирают удовлетворяющуюстепень интерполяционного полинома КПредварительно рассчитанные поФормулам Грегори значения коэффициентов задают через входы 7 - 7в блок 2 умноженияВ блок 3 навходы 9 - 93 задают известные коэф 1фициенты из таблиц, Подавая на вход6 начальное значение интеграла, навходы 8- 83 заданные значенияинтегрируемой функции в точках, предшествующих интервалу интегрирования,на вход 10 значение величины шага 15 интегрирования и на входы 4 4 - 4 изначения интегрируемой функции, навыходах 5 А - 5 л получают значенияинтеграла от входной Функции. Формула изобретения 60 Блок 3 представляет собой наборумножителей на которых в блокесуммирования формируются выражениякак произведения некоторого числазаданных предшествующих значенийинтегрируемой функции (число эторавно степени интерполяционногополинома) на сомножители в видеразличных степеней значений шагаинтегрирования,Данное устройство в отличие от известного интегратора дает возможность обеспечить любую наперед заданную точность интегрирования как предварительным выбором степени интерполяционного полинома, так и выбором шага интегрирования. Кроме того, значения интеграла в каждой точке вычисляются без итераций параллельно, т.е. значение интеграла от входной функции определяется за один такт, равный времени вычисления интеграла в последней точке. Устройство для интегрирования, содержащее блок суммирования и блок умножения значений функции на коэффициенты матриц, входы первой группы которых соединены соответственно с информационными входами устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия и точности, в него введен блок умножения значений интегральной функции, в точках на табличные коэффициенты,. входы которого соединены соответственно с входами задания интерполяционных коэффициентов, задания предшествующих значений интегрируемой функции и входом задания величины шага интегрирования устройства, а выходи подключены соответственно к входам второй группы блока. суммирования,. выходы которого являются выходами устройства, входы третьей группы блока суммирования соединены соответственно с выходами блока умножения значений функции на коэффициенты матриц, входы второй группы которого подключены соответственно к входам коэффициентов устройства, вход начальных значений интеграла и вход задания величины шага инте 11 рирования уст822194 1. Авторское 9 344459, кл. С2. Авторское М 414604, кл. С ф 1 ЬЬ фгб Ь ю 71 5 7 у оставитель А, Жеренехред М. Лоя орректор О. Билак едактор Каминская каэ 1856/75 аж 745дарственного комииэобретений н откЖ, Раушская н Подписиета СССРытийб., д. 4/5 лиал ППП Патент, г, Ужгород, ул, Проектна ройства подключены к соответствующим входам блока суммирования,Источники информации,принятые во внимание при экспертиэе у ВНИИПИ Го по делам 113035, Москв