Вычислительное устройство для операций над матрицами

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 9) И 1) 1)4 С 06 Р 15/ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ(54) ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЕ УСТРОЙСОПЕРАЦИЙ НАД МАТРИЦАМИ(5) Изобретение относитсятельной технике и может бытно при построении снециализи проблемноориентированныхров для операций над матриц также для расширения функциональныхвозможностей для микропроцессоров имикроЭВМ. Цель изобретения - расширение функциональных воэможностей засчет реализации операции деления матриц. Цель изобретения достигается засчет введения в устройство матрицырегистров коэффициентов, счетчикастолбцов и блока мультиплексоров ссоответствующими функциональными связями между ними и известными блокамиустройства. Устройство может использоваться для нахождения перемножаемых матриц, матриц, возводимых в степень,.обращаемых матриц, матриц коэффициентов при решении системы линейных алгебраических уравнений матрицыи вектора, двух векторов. 1 ил.1233165 Изобретение относится к вычислительной технике и может быть применено при построении специализированных и проблемноориентированных процесоров для операций над матрицами, а также в качестве функционального расширения для микропроцессоров и микроЭВМ.Цель изобретения - расширение Функциональных воэможностей за счет 10 реализации операции деления матриц,На чертеже показана схема предлагаемого вычислительного устройства для операций над матрицами.Вычислительное устройство для опе раций над матрицами содержит первую матрицу (гг ) регистров 1 коэффици - ентов, г сдвиговых регистров 2 результата, о сдвиговых регистров 3 свободных членов, г. сумматоров 4, ге нератор 5 тактовых импульсов, первую матрицу (и г ) групп элементов И б, вторую матрицу (г г ) групп элементов И 7, счетчик 8, выход 9 результата, вход 10 начальной установки 25 устройства, вторую матрицу (г н ) регистров 11 коэфФициентов, вход 12 коэффициентов, счетчик 13 столбцов, вход 14 режима работы и блок 15 муль-, типлексоров.1, если во втором разрядР0, если но втором разряд г;) к)к),) 1кгде л - к-ая двоичиая цифра г -гокорня;г. - разрядность представлениянеизвестных,После достижения счетчиком 8 значения гъ блокируется работа генератора 5 тактовых импульсов. Вычисленныекорни считываются из устройства черезблок 15 мультиплексоров по выходам 9результата,При обращении матрицы в регистрыкоэффициентов первой матрицы заносятся элементы обращаемой матрицы, ав регистры 11 коэффициентов второйматрицы - единичная матрица.При делении матриц в регистры 1коэффициентов первой матрицы заносятя элементы матрицы-делителя,а в регистры 11 коэффициентов второй матрицы - элементы матрицы-делимого,При умножении матриц сначала н регистры 1 коэффициентов первой матриУстройство работает следующим образом,Через блок 15 мультиплексоров вводятся исходные данные в зависимости от целей использования устройств, перемножаемые матрицы; матрица, возводимая в степень; обращаемая матрица; матрица коэффициентов при решении системы линейных алгебраических уравнений; матрица и вектор; два вектора.При решении системы линейных алгебраических уравнений видаа х =Ь.,г=1через блок 15 мультиплексоров по входу 12 коэффициентон устройства н регистры 1 коэффициентов первой матрицы вводятся коэффициенты системы( г,г =1,), в регистры 3 - свободные члены о, ( 1. = 1, ). После подачи сигнала на вход начальной установки 10 устройства запускается генератор 5 тактовых импульсон. На каждом к-ом шаге вычислечий определяется одна цифра в значении всех корней, формируемых в регистрах 2 результата цы заносятся элементы одной из матриц-сомножителей для вычисления обратной матрицы, а потом в регистры11 коэфФициентов второй матрицы -вторая матрица-сомножитель.При возведении матрицы в степеньЬ вычисления производятся, как и приумножении, только установкой по нходу начальной установки устройства 10счетчика столбцов 13 в ноль ). раз,При возведении матрицы н степень,при обращении матрицы, только установкой по входу начальной установкиустройства 10 счетчика столбцов 13 вноль ). раз,Вычислительное устройство для операций над матрицами, содержащсе первую матрицу (г ) рег истроп кгэффгг 3 1233 бз 4 циентов, первую и вторую матрицы ГОВых регистрОВ свободных членов и (") групп элементов И, сдвиговых со счетным входом счетчика, о т л и- регистров результата,сдвиговых ч а ю щ е е с я тем, что, с целью регистров свободных членов,сумма- расширения функциональных возможносторов, счетчик, генератор тактовых 5 тей за счет реализации операции деимпульсов, причем прямые юыходы ре- ления матриц, в него введены вторая гистров коэффициентов-й строки матрица регистров коэффициентов, первой матрицы ( 1 = 1 где л - раз- счетчик столбцов, блок мультиплексомерность матрицы) соединены с первыми ров, причем выходы н сдвиговых ревходами элементов И групп-й строки 10 гистров результата объединены и соепервой матрицы, инверсные выходы ре- динены с первым информационным вхогнстров коэффициентов 1 -й "троки дом блока мультиплексоров, выходы репервой матрицы соединены с первыми гистров коэффициентов первой матрицы входами элементов И групп-й стро- объединены и соединены с вторым инки второй матрицы выходыэлементов И 15 формационным входом блока мультиплекУ1групп 1 -й строки первой и второй соров, выходы регистров коэффициентов матриц объединены и соединены с пер- второй матрицы объединены и соединены вым входом-го сумматора, выход ко- с третьим информационным входом блоторого соединен с входом-го сдви- ка мультиплексоров, вход коэффициенгового регистра свободных членов, вытов устройства соединен с четвертым ход которого соединен с вторым входом информационным входом блока мультип -го сумматора, выход второго разря- лексоров, входы регистров коэффициенда-го сдвигового регистра свобод- тов первой матрицы объединены и соеных членов соединен с вторыми входа- динены с первым выходом блока мульми элементов И групп-х столбцов 5 типлексоров, входы регистров коэффипервой и второй матриц и входом пер- циентов второй матрицы объединены и вого разряда 1 -го сдвигового регист- соединены с вторым выходом блока ра результата, прямой выход первогр мультиплексоров, входы и сдвиговых разряда -го сдвигового регИстра регистров свободных членов объединесвободных членов соединен с третьими З ны и соединены с третьим выходом бло 30входами элементов И групп-го ка мультиплексоров, выход результата столбца первой матрицы, инверсный вы- устройства соединен с четвертым выход первого разряда 1 -го сдвигово- ходом блока мультиплексоров, первый го регистра свободных членов соеди- и второй. входы управления блока мульнен с третьими входами элементов И типлексоров соединены соответственгрупп-го столбца второй матрицы но с входом режима работы устройства35и входом второго разряда 1-го сдвиго- и выходом переноса счетчика столбцов, вого регистра результата, прямой вы- третин вход управления блока мультипход генератора тактовых импульсов со- лексоров соединен с выходом переноса единен с входами управления сдвигом счетчика и счетным входом счетчика40л сдвиговых регистров результата и столбцов, выход переноса которого синхровходамисдвиговых регистров соединен с входом запуска генератора свободных членов, инверсный выход ге- тактовых импульсов, а вход установки нератора тактовых импульсов соединен счетчика столбцов соединен с входом с входами управления сдвигом и. сдви- начальной установки устройства.1233165 оставитель М. Сергеехред 0 .Сопко Редактор Н, Рогул ектор С. Черн аказ 2772/5 Тираж 071 1 одписное ВНИИПИ Государственного ксмитета СССР по делам изобретений иткрытцй13035, Москва, 6-35, Рауки кая наб д. л/5 оектная,1 роизводственно-полиграфическое предприятие, г. Уж