Цифро-вероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений

рц 993290 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Сфюа СфеетскизСоциалистическихРеснублик(23) Приоритет 6 06 6 7/34 Государственный комитет СССР йо делам изобретений и открытийОпубликовано 30,0183. Бюллетень Мо 4 Дата опубликования описания 30.01.83 В.В.Яковлев, О.С.Мальченкова, Р.Ф.Федоров(72) Авторы изобретения инградский езнодорожно ена Лени транспор ститут инжене акад. В.Н.О 71) Заявитель 54) ЦИФРОВЕРОЯТНОСТНОЕ УСТРОЙСТВО ЛЛЯ РЕЖДЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ О Изобретение относится к вычислительной технике и может быть испольэовано при построении устройств длярешения систем линейных алгебраических уравнений по методу итераций,Известно цифровероятностное устройство для решения систем линейныхалгебраических уравнений, содержащеепреобразователи число - вероятность,блоки умножения и сложения, генератор случайных чисел, интеграторы корней 1,Недостатком указанного устройстваявляется низкое быстродействие, связанное с медленной сходимостью воспроизводимого процесса итерации,Наиболее близким по техническойсущности к предлагаемому являетсяцифровероятностное устройство длярешения систем линейных алгебраичес .ких уравнений, содержащее первый ивторой блоки ключей, блок умножения,блок задержки, блок преобразователейчисло - вероятность, блок интегрирования, генератор тактовых импульсов,генератор случайных чисел 2.Недостатком известного устройстваявляется низкое быстродействие.Цель изобретенияповышениебыстродействия устройства. Поставленная цель достигается тем,.что в цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее первый блок ключей, выходы которого соединены с первой группой входов блока умножения,. вторая группа входов подключена к выходам блока задержки, входы которого соединены с ,выходами блока преобразователей число - вероятность, блок интегрирова-. ния, выходы которого подключены к информационным входам второго блока ключей, управляющие входы первого и второго блока ключей объединены и подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с входом первого генератора случайных чисел и подключен к выходу генератора тактовых импульсов, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей число - вероятность, дополнительно введены второй генератор случайных чисел и блок мультиплексоров, причем выходы блока умножения подключены к информационным входам блока мультиплексоров, выходы которого соединены с входами блока преобразователей число - вероятность н блока993290 4ных приращений, причем математическое ожидание каждого из этих потоков численно равно новому приближению к решению системы.Таким образом, каждаяновая ите 5 рация в устройстве обеспечивается засчет передачи вектора корней с выходов блока 3 мультиплексоров черезблок 4 преобразователей число - вероятность на блок 7 задержки (каждый10 вход в блоке 7 задерживается на одинтакт и передачи этого вктора черезодин машинный такт на входы блока2 умножения. В результат на выходахРлока 3 мультиплексоров юрмируется 15 многоразрядное двоичное число,представляющее по математическому ожиданию новый вектор корней. В блоке 5 интегрирования осуществляется декодировани соответствующих стохастических величин, т,е,получение оценок корней системы линейных алгебраических уравнений.Предлагаемое устройство благодаряналичию новых блоков и связей между25 ними позволяет ускорить процесс нахождения корней системы линейных алгебраических уравнений. Формула изобретения. интегрирования, управляющий вход бло ка мультиплексоров соединен с выходом второго генератора случайных чисел, вход которого подключен к выходу генератора тактовых импульсов.На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.Устройство содержит блок 1 ключей блок 2 умножения, блок 3 мультиплексоров, блок 4 преобразователей число - вероятность, блок 5 интегрирования, блок б ключей, блок 7 эадерж 1 ки, генератор 8 тактовых импульсов, генератор 9 случайных чисел, блок 10 управления, генератор 11 случайных чисел. Блок 10 управления представляет собой блок синхронизации, осуществляющий выдачу управляющих импульсов для отпирания соответствующих ключей первого и второгб блоков ключей.Устройство работает следующим образом.По сигналу из блока 10 управления свободные члены и коэффициенты системы линейных алгебраических уравнений, представленные своими двоичными кодами, через первый блок 1 ключей передаются на блок 2 умножения, где осуществляется их перемножение со стохастическими переменными, описывающими приближение к корням систе- ЗО мы. Эти результаты передаются на информационные входы блока 3 мультиплексоров, на управляющий вход которого подается одновременно двоичное число от второго генератора 11 35 случайных чисел, Этот генератор име- . ет 6 выходов, по каждому иэ которых передается синхронизированная последовательность двоичных символов с вероятностью появления 1или О), 4 О равной 1/2.Блок мультиплексоров содержит п мультиплексоров по числу корней системы линейных алгебраических уравнений), каждый из которых фор мирует на своем выходе последовательность случайных величин с математическим ожиданием с точностью до коэффициента, совпадающего с новым приближением к корням системы.Для восстановления истинного масштаба числовые последовательности на выходе 1-го мультиплексора блока мультиплексоров передаются на приемные регистры преобразователей число - вероятность блока 4 преобразователей число - вероятность со сдвигом на 0 разрядов в сторону старших разрядов.Аналогичным образом производится передача числовых последовательнос тей и на входы соответствующего интегратора корня.В блоке 4 преобразователей число вероятность осуществляется преобразование чисел в поток одноразряд Цифровероятностное устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее первый блок ключей, выходы которого соединены с первой группой входов блока умножения, вторая Группа входов которого подключена к выходам блока задержки, входы которого соединены с выходами блока Преобразователей число - вероятность, блок интегрирования, выходы которого подключены к информационнымвходам второго блока ключей, управляющие входы первого и второго блока ключей объединены и подключены к выходу блока управления, вход которого соединен с входом первого генератора случайных чисел и подключен,к выходу генератора тактовых импульсов, выход первого генератора случайных чисел подключен к управляющему входу блока преобразователей число - вероятность, о т л и ч а ю ще е с я тем, что, с целью повышения быстродействия устройства, в иго дополнительно введены второй генератор случайных чисел и блок мультиплексо- ров, причем выходы .блокаумножения подключены к информационным входам блока мультиплексоров, выходы которого соединены с входами бЛока преобразователей число - вероятность и блока интегрирования, уп авляющий вход блока мультиплексоров соединен с выходом второго генератора случай993290 ных чисел, вход которого подключен,к выходу генератора тактовых импульсов,ИСточники информации,принятые во внимание при экспертизеСоставитель А. Колчинедактор В, Петраш ТехредМ, Костик Корректс а Тираж ПИПИ ГосУДаРс ло делам изо 5, Москва, Ж 04 Подписноевенного комитета СССРретений и открытий5, Раушская наб, д. Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная Заказ 481/67 ВН 113031, Федоров Р.ф., Яковлев В,В.,Добрис Г,В. Стохастические преобуааователи информации, М., "Машиностроение", 1978, с. 50,2. Авторское свидетельство СССР М 629541, кл. С 06 6 7/34,1978(прототип) .