Устройство для решения краевых задач — SU 250541 (original) (raw)
250541 ОПИСАН ИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУСоюз Советских Социалистических Республик, 42 пт,Заявлено 29 11.1968 ( 1229194/18-2с присоединением заявкиПК б 06 я Комитет по дел оритет аобретений и открытийпри Совете МинистровСССР ДК 681,333. М. Кулешов и Д. Д, Ьа Московский энергетический институт ител ЕВЫХ ЗАДАЧ УСТРОЙСТВО ДЛЯ РЕШЕН Изобретение относится к области аналоговой вычислительной техники,Известны устройства для,решения краевых задачсодержащие датчик системы случайных величин, блок хранения и,выборки сигна ла границы, блок суммирования, блок управления, включающий счетчик числа испытаний и репистр установки в исходное состояние. Эти устройства обладают невысокой скоростью вычислений и сложностью конструк ции.Предложенное устройство отличается от известных тем, что оно содержиг блок хранения и выборки значений оценочной функции области и:на ее границе, вход которою 15 соединен с выходом датчика системы случай ных величин, а выход - со входом блока суммирования, причем в блоке управления выход счетчика числа шагов блуждания соединен через элемент ИЛИ со входом счет чика числа испытаний и со входом регистра установки в исходное состояние.Такое выполнение устройства для решения краевых задач позволяет расширить класс решаемых задач, повысить скорость вычисле ний и упростить конструкцию.На фиг. 1 приведена блок-схема предлоконного устройства; на фиг. 2 - электрическая схема блока системы двух зависимых случайных, величин; на фиг. 3 приведен блок 30 2хранения и выборки значений оценочной функции внутри области и на ее границе; на фиг. 4 дана структурная схема блока суммирования.Устройство для:решения краевых задач содержит блок 1 системы двух зависимых случайных величин, блок 2 хранения и выборки сигнала границы, блок 8 хранения и выборки значений оценочной функции внутри области и на ее границе, блок 4 суммирования, блок 5 управления.Блок 1 представляет собой датчик системы двух завиоимых случайных величин, моделирующий равномерное случатеное блуждаяне частицы по плоскости.Электрическая схема блока 1 (см. фиг. 2) включает в себя вероятностный четырехполюсник б, реверсивные счетчики 7 и 8 с цифроаналоговыми преобразователями, шины 9 установки счетчиков в исходное состояние, шины 10 аналогового выхода двух случайных величин, шину 11 тактового импульса. Под действием тактовых сигналов,на выходах четырехполюаников б появляются импульсы, которые изменяют состояния реверсивных счетчиков, а следовательно, и выходные аналоговые напряжения.Блок 3 хранения и;выборки оценочной функции см. фиг. 3) предназначен для хранения функции как внутри области, так и на1асср --- У уф; -- ти1= 45 50 55 60 ее границе. Он содержит электроннолучевую трубку 12, оптическую маску 13, фотодатчик 14. Оптическая маска представляет собой фотопленку, элементарный участок которой имеет оптическую плотнэсть, отображающую элементарный участок фуиксии. На отклоняющие электроды 15 трубки подаются напряжения с блока 1, Пэд действием этих напряжвний световое пятно электронного луча трубки блуждает по оптической маске.Проходя через оптическую маску, световой поток моделируется информацией того участка мальски, через который он прошел, Фото- датчик преобразует световой поток в электрические сигналы на выходе шины 1 б. Таким образом происходит выбор информации значений функции внутри и на границе области.Блок 2 хранения и выбэрки информации, отображающей сигнал выхода на границу, отличается от описанного выше тем, что его оптическая маска хранит только сигнал граниты функции.Блок 4 суммирования (см. фиг. 4) осуществляет:сум миронов ание электрических сигналов Уф предоставляющих собой электрическую функцию времени. Блэк включает в себя датчик 17 случайного равнэмерно распределенного напряжения, схему сравнения 18 напряжения, суммирующий счетчик 19. Суммируемая функция поступает по шине 1 б, тактовые импульсы - па шине 20. Среднее значение функции за п экспериментов определяется как при напряжении 1.1,входной функции, принятом за единицу. Статистический принцип работы блока суммирэвания удачно сочетается с характером стохаспического алгоритма и кэнструктивными особенностями машины.Блок б управления осуществляет оинхронизацию и управление режимами работы отдельных блоков машины, задание и репистрацию числа шапэв и циклов блуждания, установку в исходное состояние.Блок э содержит генератор 21 тактов, счетчик 22 циклов со схемой, выделения Л-го импульса, счетчик 23 числа шагов блуждания со схемой выделения к-то импульса, регистр 24 установки,в исходное состояние, триггеры и логические элементы.Решение краевой задачи в устройстве нроизводится следующим образом.Краевую задачу представляют в виде марковского процесса, реализуемого процедурой блуждания. Область существования функции расчленяется решеткой е шагом Ь. Определяется среднее значение для каждой клетки ЯЯ,), По найденным значениям выполняют оптические маски: маску, отображающую зна 5 10 15 20 25 30 35 40 чение функции внутри и:на границе области, и маску, отображающую сигнал от границы. Маски помещают перед эзранами электроннолучевых трубок блоков хранения и выборки оценочной функции.Рассмотрим функционирование устройства при решении задач Дирихле для уравнения Лапласа.В исходном состоянии ключ 25 разомкнут, в схему совпадения счетчика 22 записано число У циклов, триггер 2 б находится в состоянии 0 (вентиль 27 закрыт, мультивибратор 28 задержан в состоянии 1, вентиль 29 открыт), в блоки 2, 3 введены эптические маски.Сипнал Пуск 30 через схему ИЛИ 31 списывает с регистра 24 установки в исходное состояние в блок 1 координаты х у, по шине 9. Через время 1 определяемое линией задержки 32, триггер 2 б перейдет в состояние 1, вентиль 27 откроется, и нмпульсы тактового генератора 21 по шине 11 поступят в блок 1 в качестве тактовых импульсов, Пэд действием тактовых импульсов блок 1 вырабатывает напряжения случайных координат, которые по шинам 10 поступают в качестве развертывающих напряжений в блоки 2, 3,Блок 2,вырабатывает напряжение 0 ф, - =ЙДЯ;) и по.шине 1 б подает его на вход блока 4. Сигнал праницы с блока 3 по шине 33 поступает в блок Б, где через схему ИЛИ 31 поступает в,счетчик 22 и через схему ИЛИ 31 и регистр 24 устанавливает блок 1 в исходное состояние. На,время установки в исходное состояние мультивибратор 28 удерживает вентиль 29 закрытым. Сигнал границы, проходя по шине 20 через схему ИЛИ 31, является тактовым оипналэм для блока 4. После выполнения У,циклов (У выходов на границу), счетчик 22 воздействует на триггер 26, который закрывает вентиль 27.Решение задачи снимается со счетчика 19 блока 4.Предмет изобретенияУстройство для решения краевых задач, содержащее датчик системы случайных величин, блок хранения и выборки сипнала границы, блок суммирэвания, блок управления, включающий,счетчик числа испытаний и регистр установки в,исходное состояние, отличающееся тем, чтос целью расширения клас. са решаемых задач, повышения скорости вычислений и упрощения конструкции, оно содержит блок хранения и выборки значений оценочной функции внутри области и на ее границе, вход которого соединен с выходом датчика системы случайных величин, а выход - со входом блока суммирэвания, причем в блоке управления выход счетчика числа шагов блуждания соединен через элемент ИЛИ со входом счетчика числа иопытанийи со входом регистра установки в исходное состояние.250541 Риг.1 г сг Составитель Редактор Горшкова Техред Т, П, Корректоры, М. Коробови А. Абрамов Заказ 3638/4 Тираж 480 Подписное ЦНИИПИ Комитета по делам изобретений и открытий при Совете Министров СССР Москва Ж, Раушская наб д, 4/5 пография, пр. Сапунова,1 1 1 В, ТимохиКурилко