Устройство для операции над матрицами

0 5 С 06 Р 15 относится к области хники и может быть операций над матбретения является ействия при опера- матриц. Устройство руппу информационных информационный вход операционные блоки жки 5, группы б, 7 псодов, информациондостигается ввеентов и связей. ко,ий во.СССР 47, 198 СССР 47, 1 АТй цР СОЮЗ СОВЕТСНИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ С,.:СР 1,17,07.87. УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПЕ а 9)Яани 1 534(57) Изобретениевычислительной теиспользовано длярицами. Целью изоповьппение быстоодциях с массивамисодержит первую гвходов 1, второй2, синхровход 3,4, элементы задеринформационных вьный выход 8. Цельдением новых элем7 ил. В Г АХИ)- кй 1 ЧЕИИМ :ЬА ".6; ЕьАИзобретение относится к вычислительной технике и может быть использ о вано в специализ иров анных вычислительньх машинах и устройствах циФровой 5обработки сигналов для треугольногоразложения и вычисления определителяплотной (их и) матрицы .Цель изобретения - расширение Функциональных возможностей за счет вычисления определителей плотных (ихи)матриц в поточном режиме.Иа Фиг. 1 представлена структурная схема устройства для случаяи = 3, на Фиг. 2 - Функциональнаясхема (2.,1)-го операционного блока4(1,1) - го операционного, блока нафиг. 5 - Ьункционяльная схема элемента задержки, ня Фиг, 6 и 7 в . временные диаграммы работы устройства.Устройство содержит первую группуинФормационных входов 1 (1=1,и),второй инФормационный вход 2, синхровход 3, операционные блоки 4(1 - 1 и,групу иФорма 1 Ионных Вы" Зпходов -", (1=-1,п), группу информац",.Онных вьхоОВ 7(.=1 и-7 и инфор"мапиончый выход 8.Операционный блок ерпсй групп/ъФормационные Бхсцы 9 и 10, с:-.хСовхЯв,2511, регис тря 1 2 и 1 3, у Иожич е,ьЬделитель 15 тригг,:.р 16лементы17 и 8 группу элеменОв И9 элемент ИК 20, выходы 21-23.40Огеряциснный блок второй группь(Фиг.З) инФормяционные входы 24 и25, синхровход 26, регистры 27-29,умножитель 30, ьычитятель 31, триггеры 32 и 33, элементы И 34 и 35,первую группу элементов И 36, вторуюгрупгу элементов И 37, группу элементов ИЛИ 38 элемент 1117 39 выхсдь40 и 4150Операционный блок(1,1) содержит(Фиг.4) ИНФормационнь.е входы 42 и43, синхровход У 4, регистр 45, умножитель 46, выходы 47 и 48.Элемент задержки (Фиг,5) содержитвход 49, синхровход 50, регистры 51и 52, выход 53,В основу работы устройства положеналгоритм разложения плотной (пп) мятрицы А на нижнюю треугольную (п-.п)- матрицу В и верхнюю треугольную (и и)-матрицу С с единичной диагональю, т,е. А = ВС. Элементы Ъ " и с " опре 1 1 деляются по Формулам 1с, Ф-(а, - ,2 121 с .,)к=1(2, сиПри этом опредль де+ (А)(а)ф 12Если Я Я: для1 с 2.,; с и, то,алгоритм треугольного разпожения (1) ня .к-м шаге вьчисУ,.лений (л -- 1,п) ыо.к.: бьТь задан в виде следуУвщей системы ,;куррентных соотношений:.1 к 1 1 к 1а. = а" - а" а.К . фКс", ыи,При аписи Я;.,2 ритма (2) эпементы матриц В и С;:-ределяют", в ходе1 вычи"лений тяк, го 1: = в, при , о, - а;ри х=.1, с =а., црпаПри Описачии работы устрскствЯ В обозначении а в скобках указывает(ся номер 2.-го ре курре нтно г о шага , а в обозначении а- номе р 1. указы- в ае т такт р аботы устройства .По токи данных на входах и выходах устрой ств а по к а заны на Фиг , 1 , в ремеНые работы устрой ств а - н я Фиг , б и 7,Элементы а и дополнитепьный разряд О или 1 подаются одновременно соответственно на ш разрядов и(ш +1)-й разряд входов первой группы в последовательности, указанной при описании работы устройства.Устройство (при п = 3) работает следующим образом.В исходном состоянии регистры 12,13, 27, 28, 29, 51 и 52 и триггеры16, 32 и 33 устройства устанавливаются в нулевое состояние (Фиг.б и 7).Работу устройства рассмотрим длятреугольного разложения и вычисленияопределителя одной матрицы (1=1).На нулевом такте на вход 1 з подается элемент а , О, При этом в блокео5 15344 4 в регистр 12 записывается значение а = Ъ , которое подается на выход 6 устройства, на выходе умно- жителя 14 формируется значение Ъ, так как на первый его вход подается значение Ъ, а на второй вход - постоянно единица.На первом такте элементы аО и а, ,подаются соответственно на входы 1 и 1. При этом в блоке 4формируется значение а, = с, = а(/ /а , которое подается на вход 25 блока 4 , вблоке 4 2 в регистр 27 за-,(о)писывае тся элемент а , Ъ , , который подается на вход 9 блока 4, а на вход 9 блока 4 - дополнительный разряд О, значение Ъ, с выхода 23 блока 4 подается на элемент 5 задержки. 20На втором такте элементы а О,а 22, 1 и а 3, 1 подаются соответставенно на входы 11 и 1, 1 ри этомв блоке 4 формируется значение 2 Ба,) = с, = а", /а(, которое прдаетсяна вход 25 блока 4 зд. , в блоке 4 а(о) ( И,формируется значение а= айаг а,акоторое подается на вход 9 блока 4 з,а на вход 9 блока 4 - дополнитель"ный разряд О, в блоке 4 в регистр12 записывается значение Ъ, котороеподается на выход 6, в блоке 4 э врегистр 27 записывается значениеа(а;, =Ь9 35На третьем такте элементы а , 1(о)блоке 4формируется а = а-а, а, , которое подается на вход 9= Ъ , которое подается на вход 24,блока ,4 а на вход 24 блока 4 -дополнительный разряд О, на выход 6)подается значение С д, в блоке 4 агв регистр 12 записывается значениеЬ , которое подается на вход умножителя 14, с выхода элемента 5 д задержки значение Ь подается на второй вход умножителя 14, на выходеумножителя 14 формируется произведение Ь Ь, на выход 6 подаетсязначение Ь , в блоке 4 д, в регистр27 записывается значение Ьэ,7 О 6На четвертом такте на вход 1 по 4дается элемент а,), 1,1, на вход 1 нулевое значение и дополнительный разряд О, При этом в блоке 4, Форми(,) (.) (,)руется значение а = а . - а., а икоторое подается на вход 24, блока 4а на вход 24 блока 4 - дополнительный разряд О, на выход 6, подается значение С, в блоке 4 формируется значение а 2 = а/а, которое) (2.)я (е) 1 подается на вход 2 5 блока 4, в блоке 4в регистр 2 7 записывается з начение Ь, которое подается на вход 42 блока 4) в блоке 4 в регистр 45 записывается значение Ь которое подается на выход 6На пятом такте на вход 1 подаются нулевое значение и дополнительный разряд О, в блоке 4 р формируетсяР) (1) (а) (О значение а = а, - а а Ь), которое подается на вход 42 блока 4, значение с подается на выход 7, в блоке 4, в регистр 45 записывается значение Ь , которое подается иа выход 6 .На шестом такте в блоке 4 в регистр 45 записывается значение Ь,), которое подается на выход 6;, на выходе умножителя 46 формируется значение определителя (1 ей(А)Ь Ьд ф х Ь, которое подается на выход 8,Аналогичным образом устройство работает в поточном режиме. Состоянне триггеров и регистров устройства в потачком режиме показаны на временных диаграммах работы устройства (фиг.6 и 7).Формула изобретения:Устройство для операций над матрицами, содержащее первую группу (1,)-х операционных блоков, (1,1) операционный блок, (1=1,п,п-размерность матрицы), вторую группу (1,-х операционных блоков .) 1,п, х, причем синхровход устройства подключен к синхровходам всех операционных блоков, первый информационный вход (1-га операционного блока подключен к первому выходу (1+1,1)-го операционного блока, (113=п-,1 ь, и-размерность матрицы), второй информационный вход И,-го операционного блока подключен к второму выходу Я +1)-го операционного бло. ка, (3.2,п,=1,п,1 ))-й инфор 1534470мационный вход первой группы устройства подключен к первому информационному входу (п,1)-го операционного блока Ц 1,п), второй информационный вход устройства подключен к второму информационному входу (п,п)- го операционного блока, первый выход (1.,)-операционного блока подключен к 1-му выходу первой группы устройства,(1,п), второй выход (1 )-го операционного блока подключен к (-1)-му выходу второй группы устройства, (=2,п), третий выход (1,1)- го операционного блока подключен к третьему выходу устройства, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения быстродействия при обработке массива матриц, в него введены (и) элементов задержки причем (1,1)-й 2 О операционный блок содержит регистр иумножитель, второй информационныйвход И,)-го операционного блока подключен к выходу -го элемента задержки, вход которого подключен к третьему выходу (+1, 1.+1)-го операционного блока, (д=1,п), синхровходывсех элементов задержки подключенык синхровходу устройства, причем синхровход (1,1) операционного блокаподключен к синхровходу регистра,первый информационный вход блока подключен к информационному входу регистра, выход которого подключен кпервому выходу блока и к первому входу умножителя, второй вход и выход которого подключены, соответственно, квторому информационному входу блокаи к второму выходу блока,Тираж 5 омитета по осква, Жвенного13035,Подписноеобретениям и открь:тиям при ГКНТ ССРаушская наб., д, 4/5