Устройство для решения систем алгебраических уравнений

ТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ С АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕН СТЕМ3Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено дляоперативного расчета экономическихпоказателей энергоблоков крупныхэлектростанций.Известно устройство для решениясистем диФференциальных уравненийконечно-разностным методом, содержащее блок управления, блок. умно-жения, блок памяти, блок сумматоров,две группы элементов И, блок реккурентных вычислений, группу в-блоковумножителей, блок сдвига, три блоканакапливающих сумматоров и блок сравнения 13,Указанное устройство обладает высоким быстродействием, однако егоконструкция слишком сложна,Наиболее близким к изобретениютехническим решением является устройство, реализующее итерационный влрешения систем уравнения иащее арифметические блоки, гер и регистры сдвига 2, что алг Недостатками вышеуказанного устройства являются большая сложностьи недостаточная гибкость при смене , параметров задачи.Цель изобретенйя - упрощение устф ройства и повышение его гибкости.Указанная цель достигается тем,в устройстве для решения системебраических уравнений, содержащееарифметические блоки, генератор ирегистры сдвига, регистры сдвига,объединены в две кольцевые сдвигающиструктуры, причем первая кольцевая. сдвигающая структура содержит-регистров сдвига, а вторая .кольцеваясдвигающая, структура содержити-групп регистров сдвига, число арифметических блоков равно 1 где 1= 1,ь , выходы генератора соединеныс синхронизирующими входами регистров сдвига первой и второй кольцевыхсдвигающих структур и синхронизирующими входами каждого арифметического блока, выходы каждого регистраЭ 92276сдвига, первой кольцевой сдвигающейструктуры соединены с первой группойвходов соответствующего арифметического блока, вторая. группа входов которого соединена с выходами соответствующего регистра сдвига соответствующей группы второй кольцевойсдвигающей структуры, группа выходовкаждого арифметического блока соединена с входами соответствующего ре" 10гистра сдвига первой кольцевой сдвигающей структуры, Кроме того, арифметический блок содержит схему сравнения, умножитель, сумматор, тригогер, две группы элементов И, группу 35элементов ИЛИ, элемент НЕ, причем,вторая группа входов арифметическогоблока соединена с первцми группамивходов схемы сравнения и умножителя,выходы которого через сумматор соединены с первыми входами первой группы элементов И выходы которых сое-динены с группой выходов арифметического блока, первая группа входовкоторого соединена с первыми входами элементов И второй группы., выходыкоторых соединены с первыми входамисоответствующих элементов ИЛИ группы,выходы которых соединены со второйгруппой входов умножителя, выход схе- З 0.мы сравнения соединен с первым входомтриггера, вторыми входами элементовИ первой группы и через элемент НЕс вторыми входами элементов И второйгруппы, выход триггера соединен свторыми входами элементов ИЛИ группыи управляющим входом сумматора, вто-.9"рой и третий входы триггера соединеныс синхронизирующими входами арифметического блока,49На чертеже приведена блок"схемаустройства.Устройство содержит генератор 1,регистры 2 первой кольцевой сдвигающей структуры, регистры 3 второйкольцевой сдвигающей структуры, арифметические блоки 4, каждый арифметический блок содержит схему 5 срав"нения, умиожитель 6, сумматор 7 триггер 8, элементы И 9 первой группы,элемента И 1 О второй группы, элементы ИЛИ 11,.элемент НЕ 12.Устройство может работать с однимарифметическим блоком, а также с не-.сколькими блоками от одного по ),Устройство работает следующимобразом.В регистры 2 первой кольцевойсдвигающей структуры заносится в определенном порядке информация о коэффициентах системы уравнения ц; и правых частях системы ;, в регистры 3 - произвольное начальное приближение к неизвестным м системц уравненийф 1 1 ф 1" " Мб 1Ц 11 ФО М ФФ 4 Х ае,В е ае1 е4ах 1 аК +, аХ:й,Перед решением коэффициенты системыдолжны быть.пронормированы так, чтобывсе диагональные члены ; равнялисьединице, Кроме эого, в е регистровзаносится некоторое число И - произвольное, но не совпадающее ни с 8 днимиз коэффициентов б илиВо время работы устройства инфор"мация в регистрах 2 и 3 кольцевыхсдвигающцх структур сдвигается сопределенной. тактовой частотой водинаковых направлениях.На каждом такте умножитель 6 перемножает входные операнды и результат передает в сумматор 7. Еслина вход приходит число И, то .срабатывает схемиа .5 сравнения и открыва"ет элементы И 9 При этом информацияс выхода сумматора 7 записываетсяв соответствующий регистр 3. Одновре-,менно сигнал с выхода схемы 5 запирает элементы И )О, в результатечего на второй вход умножителя 6 наданном такте подается нуль. Йа следующем такте, когда иэ регистра 2кольцевой сдвигающей структуры подается информация о величине соответствующего коэффициента ,срабаты 1вает триггер 8, который устанавливает на нуль сумматор 7 и управляет логическими элементами ИЛИ 31 таким,образом, чтобы на второй вход умножителя 6 подавалась единица. При этомвеличина . без изменений проходитчерез это устройство и записываетсяв сумматор 7В устройстве при наличии одногоарифметического блока 4 реализуетсяитерационный метод Зейделя.При наличии нескольких арифмети-,ческих блоков 3 в устройстве осуществляется вычисление параллельнодля нескольких соседних шагов итерации, в результате чего увеличиваетсябыстродействие всего устройства вцелом,2 6ой группой входов соответстяующегорифметического блока, вторая група входов которого соединена с вмодами соответствующего регистрадвига соответствующей группм второйольцевой сдвигающей структуры) група выходов каждого арифметическоголока соединена с входами соответствующего регистра сдвига первой кольцевой сдвигающей структуры.2. Устройство по п.1, о т л и ч аю щ е е с я тем, что арифметический.блок содержит схему сравнения, умножитель, сумматор, триггер, две группы элементов И, группу элементов ИЛИ) .элемент НЕ) причем вторая группа вхо-дов арифметического блока соединенас первыми группами входов схемы сравнения и умножителя, выходы которогочерез сумматор соединены с первыми .входами первой группы элементов И,выходы которых соединены с группойвыходов арифметического блока, первая группа входов которого соединена с первыми входами элементов И второй группы, выходы которых соединеныс первыми входами соответствующихэлементов ИЛИ группм, вмходы которыхсоединены со второй группой входовумножителя, выход схемы сравнения соединен с первым входом триггера, вторыми входами элементов И первой группыи через элемент НЕ с вторыми входамиэлементов И второи группы) выход триг"гера соединен с втормми входами элементов ИЛИ группы и управляющим входом сумматора, второй и третий входытриггера соединены с синхронизирующимивходами арифметического блока,5 92276Использование кольцевых регистро- в вых сдвигающих структур для хранения а информации о коэФФициентах системы и уравнений и для неизвестных позволяет х уменьшить количество арифметических В с блоков до одного, предлагаемая кон" к ,струкция арифметических блоков поэво и ляет испольэовать их независимо друг б от друга и устанавливать общее ко- .личество их произвольно от 1 до л , 10 в соответствии с требуемой производительностью устройства.йо сравнению с известным устройством, которое содержит а,м 1) ариф" метических блоков даже при максималь ном значении арифметических блоков ю в предлагаемом экономия в указан" ных блоках составит Л блоков, Кроме того, следует отметить однородность всей конструкции, которая состоит из. 2 блоков только двух типов: регистров и арифметических блоков. Формула изобретения 1, Устройство для решения систем алгебраических уравнений, содержащее арифметические блоки, генератор, регистры сдвига, о т л и ч а ю щ е-. 30 е с я тем, что, с целью упрощений устройства и повышения гибкости, ре-. гистры сдвига объединенм в две кельцевые сдвигающие структуры, прчем первая кольцевая сдвигающая структура содержит ) -регистров сдвига, авторая кольцевая .сдвигающая структу"ра содержит ю -групп регистров сдвига, число арифметических блоков рав" но 1 где ) = 1,, выходы генерато ра соединены с синхрониэирующими вхо"., . дами регистров сдвига первой и второй кольцевых сдвигающих структур и синхронизирующими входами каждого арифметического блока, выходы каждого регистра сдвига первой кольцевой сдвигающей структуры соединены. с перИсточники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Авторское свидетельство СССР.У 71 МО 6) кл. 6 06 Г 15/32) 1977.2, Авторское свидетельство СССРЮ 620979, кл. 6 06 Г 3 У 32) 1976илиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектна НИИП Зак 9227 Ь 2