Цифровое вычислительное устройство для гибридных вычислительных машин

СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 1262540 51)46 0 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ РЕТЕНИЯ 21) 3825459/24-24(71) Институт проблем моделирв энергетике АН УССР. РОЙСТВО ДПЯ ГИБРИДНЫХ ВЫЧИСЛИТИА)11 ИН ани ениеа СТ- ЕЛЬНЫХ ОПИСАНИ Н АВТОРСКОМУ ВИДЕТЕЛЬСТВУ(57) Изобретение относится к вычислительной технике, в частности кустройствам гибридных вычислительныхмашин, управляющих процессом решениязадач, которые сведены к минимизации целевой Функции. Целью изобретения является повышение точности иустойчивости процесса решения, Устройство содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 признаковнаправлений поиска, блок 3 памятипризнаков направлений поиска, группу4 элементов ИСКЛМЧАИЩЕЕ ИЛИ, группу5 элементов И, группу 6 счетчиков,группу 7 регистров, блок 8 заданиявникла, содержащий дешиФратор 9 и од1262540 новибратор 10, входы и выходы устройства, В составе гибридной вычислительной машины устройство управляет процессом решения, который сводится к минимизации некоторой целевойфункции, построенной по условиям ре 1Изобретение относится к вычислительной технике, в частности к устройствам гибридных вычислительных машин, управляющих процессом решения задач, которые сведены к минимизации целевой функции, и может быть использовано в различных отраслях народного хозяйства, где применяется гибридная вычислительная техника для целей решения оптимизаци О онных задач, например при управлении технологическими процессами.Целью изобретения является повы" шение точности и устойчивости процесса решения. 15На фиг, 1 приведена блок-схема цифрового вычислительного устройства для гибридных вычислительных машин;на фиг. 2 - таблица значений двоичных компонент векторов задающих 20 направления поиска (для размерности пространства поиска п=8).Устройство (фиг. 1) содержит генератор 1 тактовых импульсов, счетчик 2 признаков направлений поиска, 25 блок 3 памяти признаков направлений поиска, группу ч элементов ИСКЛИЧАМ 1 цЕЕ ИЛИ, группу 5 элементов И, группу б счетчиков, группу 7 регистров, блок 8 задания цикла, содержа- ЗО щий дешифратор 9 и одновибратор 10, вход 11 устройства, выходы 12 12 признаков направления поиска, выходы 13,13 антиградиента.Цифровое вычислительное устрой- З 5 ство для гибридных вычислительных машин работает следующим образом.В составе гибридной вычислительной машины предлагаемое устройство управляет процессом решения кото О рый сводится к минимизации некоторой целевой функции, построенной по условиям решаемой задачи. шаемой задачи. Упрлвленне заключается в задании направления изменениямашинных переменных в соответствиис вычисленной методом синхронного детектирования величиной С, близкой кантиградиенту целевой функции. 2 ил,ЭУправление заключается в заданиинаправления. изменения машинных переменных в соответствии с вычисленной методом синхронного детектирования величиной С, близкой к антиградиенту целевой функции.Особенностью формирования величины 6 в предлагаемом устройстве является использование знака измененияцелевой функции при движении в по"исковых направлениях и использованиесистемы направлений поисковых колебаний, соответствующих функциям Уолша,Входным сигналом предлагаемогоустройства является двоичный сигналС, содержащий информацию о направлении изменения целевой функции и представляющий знак производной от целевой функции по времени, Величина С ==О, если при движении в поисковомнаправлении целевая функция убывает,и С =1, если целевая функция возрастает,Выходными сигналами устройстваявляются векторный сигнал, задающийнаправления поисковых колебаний ььь,ь),и векторный сигнал, представляющий знаковую, аппроксимацию антиградиента целевой функции 119 у 1уя )лВ предлагаемом устройстве поисковые колебания задаются вдоль и взаимно ортогональных направлений. Для организации поисковых колебаний используется 2 Ь векторов, задающих направления поиска и соответствующих функциям Уолша. Компоненты векторов, задающих направления поиска, представляются одноразрядными двоичнымичислами. Каждому направляющему векто 126254 Ору соответствует признак номер 1. Для выполнения поисковых колебаний векторы направлений поиска задаются в порядке возрастания номеров, при этом каждый вектор с четным номером направлен противоположно вектору с последующим нечетным номером,Компоненты вектора 6, аппроксимирующего антиградиент, определяются за цикл поисковых колебаний длиной 2 и шагов в соответствии с выражением2 л -16,57К=О 15 где и - размерность пространствапоиска;компоненты вектора С;С - значение сигнала С на к-м 20кшаге цикла;5 - значение 1-й компоненты век 1 Ктора задающего направление поиска на 1-м шаге цикла.Тактовые сигналы поступают с вы хода генератора 1 сигналов на вход счетчика 2, который является двоичным счетчиком с числом состояний два, Состояние счетчика изменяется по заднему фронту тактовых сигналов, Код ЗО признака 1 двоичный код номера) поступает с его выходов на входы блока 3 и входы блока 8. В блоке 3 хранятся значения компонент векторов задающих направления поиска. ПримеР программирования ПЗУ для случая и=8 приведен в таблице на фиг, 2, По номеру направления поиска блок 3 формирует на входах, которые являются выходами 12 О,17. устройства, соответО ствующий вектор направления поиска, Одновременно компоненты направляющего вектора поступают на входы группы 4, которая содержит и логических элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ, реа лиэующих умножение величины 5и поступающей с входа 11 устройства величины Ск, Значения произведений С 5; поступают с выходов элементов группы 4 на управляющие входы группы 5, которая содержит и логических элементов И. В конце каждого шага поисковых колебаний тактовый сигнал с выхода генератора тактовых сигналов проходит через элементы И со ответствующие 5; =1) на информационные входы группы 6 счетчиков, которая содержит и двоичных счетчиков с числом состояний не менее 2 и+ +1. Количество тактовых сигналов, поступающих в счетчики за цикл поисковых колебаний определяет величины соответствующих компонент у причем нулевое состояние счетчика соответствует величине компоненты -1 (в относительных единицах), а состояние 2+1 - величине компоненты +1, Значению ц =О соответствует состояние счетчика и, Выходные коды счетчиков (значения компонент а поступают на входы регистров. В начале каждого цикла поисковых колебаний с выхода блока 8 на управляющие входы счетчиков и регистров приходит сигнал, по переднему фронту которого накопленные значения компонент и; заносятся в регистры, а счетчики устанавливаются в нулевое состояние, На выходах регистров, которые являются выходами 13, 13 устройства, найденные на предыдущем цикле значения компонент д сохраняются в течение очередного цикла неизменными и используются для задания направления изменения переменных, Выходной сигнал блока 8 задания цикла формируется одновибратором 10 по переднему фронту сигнала дешифратора 9, который выделяет нулевое состояние блока признаков направлений поиска.Формула изобреуенияЦифровое вычислительное устройство для гибридных вычислительных машин, содержащее генератор тактовых импульсов, счетчик признаков направления поиска и блок памяти признаков направления поиска, причем выход генератора тактовых импульсов соединен со счетным входом счетчика признаков направления поиска, выходы которого соединены с адресными входами блока памяти признаков направления поиска, выходы которого соединены с выходами признаков направления поиска устройства, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения точности и устойчивости процесса решения, оно содержит группу элементов ИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ,.группу элементов И, группу счетчиков, группу регистров и блок задания цикла, содержащий дешифратор и одновибратор, причем вход устройства соединен с первыми входами3 1262540 элементов ИСКЗПОЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы,второй вход 1-го (1=Г,п) элементаИСКЛЮЧАЮЩЕЕ ИЛИ группы подключен к 1-му выходу блока. памяти признаков направления поиска, выход 1-го (1=1,п)элемента ИСКЛОЧАЮЩЕЕ ИЛИ группысоединен с первым входом 1-го элемента И, вьюод которого соединен со счетным входом 1-го счетчика группы, выходы которого соединены с информационными входами 1-го регистра группы, выходы которого соединены с-й группой выходов антиградиента устройства, выход генератора тактовых импульсов соединен с вторыми входами элементов И группы, выходы счетчика признаков направления поиска соединены с входами дечифратора, выход которого соединен с входом одновибратора, выход которого подключен 10 к входам сброса счетчиков групп ивходам синхронизации регистров группы. г оставитель А.Чекаехред А.Кравчук актор Н.Иарголин ректор Г.Решетник Заказ 5431/ б 71венногоетенийЪ, Раув Подписомитета СССРоткрытийая наб., д,ВНИИП по 113035, Государ лам изо сква, Ж