Устройство для решения систем ли-нейных алгебраических уравнений

 

СОЮЗ Советских

Социалистических

Республик

О П И С А Н И Е <11 8И274

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 21.08.78 (21) 2660934/18-24 с присоединением заявки № (23) Приоритет (43) Опубликовано 07.03.81. Бюллетень Л 9 (45) Дата опубликования описания 07.03.81 (51) М.К .

С 06F 15/324

Государственный комитет по делам изобретений и открытий (53) УДК 681.14 (088.8) (72) Авторы изобретения

В. Д. Байков и А. Н. Чуватин

Кировский политехнический институт (71) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕНИЯ СИСТЕМ ЛИНЕЙНЫХ

АЛГЕБРАИЧЕСКИХ УРАВНЕНИЙ

Изобретение относится к вычислительной технике и предназначено для специализированных вычислительных устройств.

Известны устройства (1), содержащие регистры, сумматоры, блоки вычисления сумм произведений. Недостатком таких устройств является невысокая точность вычислений.

Из известных устройств наиболее близким по технической сущности к изобретению является устройство (2), содержащее 1п реверсивные счетчики, блоки анализа, элементы И, элементы ИЛИ, одноразрядные сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры.

Известное устройство обладает низкой 15 точностью, поскольку погрешность вычислений пропорциональна разрядности устройства. Это объясняется тем, что на каждой итерации происходит сдвиг коэффициентов при неизвестных на один разряд вправо, в результате на каждой итерации за пределы разрядной сетки выходит, начиная с младшей, цифра коэффициента при неизвестном. Кроме того, за счет сдвига вправо происходит разрушение коэффициентов при неизвестных. Следовательно, для повторения решения, например, при возникновении сбоя, необходимо осуществить повторный ввод исходных данных — коэффициентов при неизвестных. Поэтому разрушение ко- 30 эффициентов при неизвестных в процессе вычислений затрудняет контроль результатов вычислений.

Целью изобретения является повышение точности работы.

Поставленная цель достигается тем, что в устройстве, содержащем реверсивные счетчики, блоки анализа, элементы И, сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с управляющим входом устройства, а выходы — с первыми входами соответствующих сумматоров-вычитателей, объединенных в 1г столбцов по и последовательно соединенных сумматоров-вычитателей в каждом, причем управляющие входы сумматоров-вычитателей каждой строки соединены со входом соответствующего реверсивного счетчика, выход знакового разряда (n+1) -го сдвигового регистра соединен со входом соответствующего блока анализа, выход которого подключен ко входу соответствующего реверсивного счетчика, выход (и+1) -го сдвигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента И, выход которого подключен к второму входу первого сумматора-вычптателя соответствующего столбца, вторые входы всех элементов И и управляющие входы реверсивных счетчиков подключены к управляющему входу устройства. Выход п-го сумматоравычитателя каждого столбца сос I,IIIIe» со входом (п+l)-го сдвигового регистра. г1а чертеже представлена стра кгурная схема устроиства. 5

5 строисгво содержит сдвиговыс регистры 1, (одноразрядные) сумматоры-вычнпгатсли 2, элементы И 3, блоки анализа 4 и рсверсивныс счетчики 5. олок анализа 4 предназпа IVII, i,.i» запо- )g

uI«Ial»I» кода знака невязки р-й итерации соответству|ощсго уравнешгя системы на время итерации для установления режима раооты всех сумматоров-вычитателеи 2 соответствующеи строки и дл» подачи кода 15 знака, которыи является кОдОм llpII132ùcíèÿ неизвестного, на вход соответствующего счет шка 5.

Э строисгво раоотает следующим образом. 20

&, оды коэффициентов а,„при неизвестных системы уравнении заносятся в соответствующие сдвиговые регистры 1. В (и+I)-е сдвш овые регистры заносятся соответствеш о коды свооодных членов bl. Счетчики о устанавливаются в нулевое состояние.

На первои итерации в блоке 4 устанавливается «од знака соответствующего свооодного члена 0,. Код знака, которыи является кодом приращения Лх,, подается с выхода блока 4 на вход соответствующего счетчика i), где суммируется с предыдущим значеш,ем последнего, а также подается на управл»1ощие входы всех сумматоров-вычигатслей 2 соответствующей строки для установления режима работы последних. 11о управляющему сигналу, подаваемому на входы счет шков 5 и на входы (п+1)-х pei истров i, Ilx содержимое сдвигается на один разряд в сторону старших разрядов.

С выхода (п+1)-го регистра 1 код удвоенного свооодного члена 26,, начиная с младших разрядов, через элсмс IT И поступает па вгорои вход первого сумматора-вычитателя 2 соответствующего столбца, Этот

«од, просуммировавшись с соответствующими коэффициентами, поступившими со сдвиговых регистров, подается с выхода п-го сумматора-вычитателя 2 в (и+1) -й регистр соответствующего столбца. 1 аким образом, в конце первой итерации в (п+ 1)-м регистре 1 оказывается код невязки первой итерации соответствующего уравнения системы.

На второй итерации в блоке анализа 4 устанавливается код знака невязки первой итерации соответствующего уравнения системы. Ы остальном выполнение второй и послсду ощи итерации аналогично вьшолненшо первой итерации.

11ослс выполнения К итераций, где К— разрядность, в счетчиках 5 накопятся вычисленные значения неизвестных.

i схпико-экономический эффект заключается в уменьшении погрешности вычислений и расширении функциональных возможностей за счет сохранения коэффициентов при неизвестных в ходе вычислений.

Формула изобретения

Устройство для решения систем линейных алгебраических уравнений, содержащее реверсивные счетчики, блоки анализа, элементы И, сумматоры-вычитатели и сдвиговые регистры, управляющие входы которых соединены с управляющим входом устройства, а выходы — с первыми входами соответствующих сумматоров-вычитателей, ооьединенпых в и столбцов по и последовательно соединенных сумматоров-вычитателей в каждом, причем управляющие входы сумматоров-вычитателей каждой строки соединены со входом соответствующего реверсивного счетчика, выход знакового разряда (n â€, 1)-ro сдвигового регистра соединен со входом соответствующего блока анализа, выход которого подключен ко входу соответствующего реверсивного счетчика, выход (и+ 1) -го сдвигового регистра соединен с первым входом соответствующего элемента 11, выход которого подключен к второму входу первого сумматора-вычитателя соответствующего столоца, вторые входы всех элементов И и управляющие входы реверсивпых счетчиков подключены к управляющему входу устройства, от лич а ющ е е с я тем, что, с целью повышения точности работы, выход п-го сумматора-вычитателя каждого столбца соединен с входом (п+ 1) -ro сдвигового регистра.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Лвторское свидетельство СССР № 5б4638, кл. G 06 F 15/32, 1972.

2. Авторское свидетельство СССР № 543943, кл. G 06 F 15/32, 1975 (прототип) .

Редактор Л. Утехина

Составитель Н. Палеева

Техред Т. Трушкина

Корректор P. Беркович

Заказ 371/10 Изд. № 186 Тираж 749 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, 7К-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2