- •В.Ф. Гузик проектирование проблемно - ориентированных вычислительных систем
- •Часть 1
- •Предисловие
- •Производительность суперкомпьютеров
- •Почему в России не построили одну из самых мощных эвм в мире Компьютер завис
- •Упакованные узлы
- •Да здравствует вчерашний день
- •450 Миллионов рублей потрачено рф на создание суперкомпьютера «скиф»
- •Суперкомпьютеры помогут подтянуть экономику
- •Просто супер! «скиф» ведет в счете: суперкомпьютерный центр открылся в Белгосуниверситете
- •Подводный странник
- •Россия на пороге квантовой революции
- •Строим сами России по плечу создание национальной киберинфраструктуры
- •Вперед - за облаками! Программа "Университетский кластер" выходит на новый этап развития
- •Квантовый компьютер...
- •Глава первая. Концепция построения многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой (мвс па)
- •Глава вторая. Организация математического обеспечения мвс с программируемой архитектурой
- •2.1. Основы математического обеспечения многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой
- •2.2. Организация машинных языков высокого уровня и технология программирования мвс с программируемой архитектурой
- •2.3. Организация параллельных вычислительных процессов в мвс с программируемой архитектурой
- •Глава третья. Проблемно-ориентированные мвс па
- •3.1.Методика перехода от систем дифференциальных и алгебраических уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.1.Представление исходной задачи в форме, удобной для реализации на цифровых интегрирующих машинах (цим)
- •3.1.2. Методика перехода от заданных функций к системе уравнений Шеннона
- •3.1.3. Методика перехода от заданных дифференциальных уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.4.Методика перехода от систем линейных алгебраических уравнений к системе уравнений Шеннона
- •3.1.5.Получение программных матриц соединений цифровых решающих модулей
- •3.1.6.Методика перехода от программных матриц к схеме соединения цифровых решающих модулей (црм) в цим с жесткими связями
- •3.2.Примеры структурной организации вычислительного процесса в цим.
- •3.2.1.Задача №1
- •3.2.2.Задача №2
- •3.2.3.Задача №3
- •Приложение 3.2
- •3.2.4.Задача №4
- •3.2.5.Задача №5
- •Глава четвёртая. Теоретические основы построения интегрируЮщих вычислительных структур модульного типа
- •4.1. Общая структурно-логическая схема проектирования (анализа и синтеза) модульных ивс
- •4.2. Представление задач для модульных ивс в операторном пространстве
- •4.3. Построение базиса в операторном -пространстве для ивс модульного типа
- •4.4. Разработка эффективного машинного алгоритма выбора базиса в операторном -пространстве
- •4.5. Математическая модель ивс модульного типа на основе t -алгоритмов
- •4.6. Примеры, иллюстрирующие работу базовой машины ивс
- •Глава пятая. Анализ и синтез универсальных решающих блоков интегрирующих вычислительных структур (ивс)
- •5.1. Синтез алгоритма универсального решающего блока интегрирующих вычислительных структур
- •5.2. Разработка алгоритма автоматического масштабирования переменных и приращений в универсальном решающем блока ивс
- •5.3. Построение структурных схем универсальных решающих блоков ивс с автоматическим масштабированием переменных
- •5.4 Разработка алгоритма универсального решающего блока, основанного на принципе цифрового слежения и синтез его структурной схемы
- •5.5.Проектирование решающей части интегрирующих вычислительных структур
- •Глава шестая. Проектирование функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.1. Исследование принципов построения коммутационных систем модульных интегрирующих вычислительных структур
- •6.2. Разработка волновых каскадных коммутирующих сред для интегрирующих вычислительных структур
- •6.3. Принципы построения цифровых решающих и функциональных модулей ивс
- •6.4.Определение параметров функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.5.Матричное представление функциональных модулей интегрирующих вычислительных структур
- •6.6. Построение специализированного микропроцессора интегрирующей вычислительной структуры
- •Глава седьмая. Система математического обеспечения модульных интегрирующих вычислительных структур
- •7.1. Структура системы математического обеспечения модульных ивс
- •7.2. Разработка языка структурного программирования высокого уровня для модульных ивс
- •7.3.Разработка транслятора, загрузчика и диспетчера системы программного обеспечения модульных ивс
- •7.4. Построение пакета системных программ для программного обеспечения ивс
- •7.5. Организация вычислительных процессов в модульных ивс
- •Глава восьмая. Однородные цифровые интегрирующие структуры
- •8.1. Цифровые интеграторы для оцис
- •8.2. Интерполяционные и экстраполяционные, одноразрядные и многоразрядные однородные цифровые интегрирующие структуры
- •Глава девятая. Примеры проектирования проблемно- ориентированных мвс на интегрирующих структурах
- •9.1. Моделирующий вычислительный комплекс для исследования систем инерциальной навигации на основе модульных ивс
- •9.2. Применение интегрирующих вычислительных структур для реализации систем управления манипуляционными устройствами автономных роботов
- •9.3. Специализированная вычислительная система для решения задач управления с прогнозированием
- •9.4. Логико-интегрирующие вычислительные структуры
- •Приложение 1 Примерный перечень
- •Министерство образования и науки российской федерации
- •Курс «Технология программирования»
- •Практические задания
- •Курс «Интерфейсы периферийных устройств»
- •Курс «Конструкторско-технологическое обеспечение производства эвм»
- •Библиографический список
- •Оглавление
3.2.4.Задача №4
Решение функции интегрального синуса Si(x):
.
Составим систему уравнений Шеннона:
d sin(x) = cos(x)dx;
d cos(x) = – sin(x)dx;
d ln(x) = (1/x)dx;
.
Введем обозначения: Тогда система примет вид:
y1 = Si(x); dy1 = y2dy4;
у2 = sin(х); dy2 = у3dх;
y3 = cos(x); – dy3 = y2dx;
y4 = ln(x); dy4 = у5dх;
y5 = 1/x. dy5 = у5(– dy3).
Составим системную схему решения (рис. 3.9).
Рис. 3.9
Решение функции интегрального синуса Si(x) (от точки х = 0,5 с шагом 0,5), значение Si(x) в 6 РБ с порядком равным 2°, масштабный коэффициент М=2, у = М УМ имеет вид, приведённый в таблице
Таблица
000 |
01 8+87758 |
02 8+47948 |
03 8+99999 |
04 8+99999 |
05 8+47948 |
06 8+24655 |
001 |
01 8+54031 |
02 8+84146 |
03 8+50000 |
04 8+50000 |
05 8+84146 |
06 8+47303 |
002 |
01 8+07075 |
02 8+99749 |
03 8+33333 |
04 8+33333 |
05 8+99750 |
06 8+66234 |
003 |
01 8-41612 |
02 8-90930 |
03 8+25000 |
04 8+25000 |
05 8+90931 |
06 8+80270 |
004 |
01 8-80112 |
02 8-59849 |
03 8+19999 |
04 8+19999 |
05 8+59819 |
06 8+88925 |
005 |
01 8- 98999 |
02 8-14115 |
03 8+16666 |
04 8+16666 |
05 8+14115 |
06 8+92432 |
006 |
01 8-93647 |
02 8-35074 |
03 8+14286 |
04 8+14286 |
05 8-35074 |
06 8+91656 |
007 |
01 8-65367 |
02 8-75677 |
03 8+12500 |
04 8+12500 |
05 8-75677 |
06 8+87910 |
008 |
01 8-21084 |
02 8-97752 |
03 8+11111 |
04 8+11111 |
05 8-97752 |
06 8+87708 |
009 |
01 8+28361 |
02 8-95894 |
03 8+09999 |
04 8+09999 |
05 8-95894 |
06 8+77497 |
010 |
01 8+70863 |
02 8-70558 |
03 8+09091 |
04 8+09091 |
05 8-70558 |
06 8+73437 |
011 |
01 8+96016 |
02 8-27947 |
03 8+08333 |
04 8+08333 |
05 8-27947 |
06 8+71235 |
Контроль решения производился по табличным значениям интегрального синуса из работы: Справочник по математике для научных работников и инженеров. Г.Корн и Т.Корн (табл. 21.3-1, - с. 732).
3.2.5.Задача №5
Выполнение операции деления
Составим систему уравнений Шеннона:
Введем обозначения: УХ=У, тогда система примет вид:
y1 = y, dy1 = – 2y2dy3.
dy2 = – y2dy3.
y3 = ln(1 + х), dy3 = y2dx.
Начальные значения для х0 = 0:
.
Структурная схема решения приведена на рис. 3.10.
Рис. 3.10
Выполнение операции деления от точких =0,0 с шагом 0,25 и значение у в 4РБ приведены в таблице.
Таблица
000 |
01 8 +99999 |
02 8 +99999 |
03 8 +99999 |
04 8 +99999 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
001 |
01 8+80000 |
02 8 +80000 |
03 8 +80000 |
04 8+60001 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
002 |
01 8+66667 |
02 8 +66667 |
03 8 +66667 |
04 8 +33335 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
003 |
01 8+57143 |
02 8+57143 |
03 8+57143 |
04 8+14287 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
004 |
01 8+50000 |
02 8 +50000 |
03 8 +50000 |
04 8+00001 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
005 |
01 8 +44445 |
02 8 +44445 |
03 8 +44445 |
04 8-11109 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
006 |
01 8+40000 |
02 8 +40000 |
03 8 +40000 |
04 8-19998 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
007 |
01 8+36364 |
02 8 +36364 |
03 8 +36364 |
04 8 -27270 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
008 |
01 8+33333 |
02 8 +33333 |
03 8 +33333 |
04 8-33331 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
009 |
01 8+30769 |
02 8 +30769 |
03 8 +30769 |
04 8 -38460 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
010 |
01 8+28571 |
02 8+28571 |
03 8+28571 |
04 8 -42856 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
011 |
01 8+26667 |
02 8 +26667 |
03 8 +26667 |
04 8 -46665 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
012 |
01 8+25000 |
02 8 +25000 |
03 8 +25000 |
04 8 -49998 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
013 |
01 8+23529 |
02 8 +23529 |
03 8 +23529 |
04 8 -52939 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
014 |
01 8+22222 |
02 8 +22222 |
03 8 +22222 |
04 8 -55554 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
015 |
01 8+21052 |
02 8+21052 |
03 8+21052 |
04 8 -57893 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |
016 |
01 8+20000 |
02 8 +20000 |
03 8 +20000 |
04 8 -59998 |
05 0 +00000 |
06 0 +00000 |