EP0218971A2

Method for solving equations of the type z = ((x1**y1) op (x2**y2) op ... op (xn**ym))**(1/k).

Abstract

To solve the equation <IMAGE> the independent and dependent variables x1, x2...xn, z are processed in a first step for determining the radicand by using digital components of a computer by carrying out elementary mathematical operations and by exponentiation. In a further method step, an approximated initial solution value is calculated for the dependent variable z and compared with the calculated value of the radicand in a comparator. A successive approximation of the equation is obtained by recursive iteration of the approximated value of the dependent variable z in a circuit, which has feedback to the comparator, with a demultiplexer comprising a counter, a memory and a register and a sequence control. <IMAGE>

EP0218971A2, drawing sheet 1
Sheet 1 of 36

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4 claims: 1 independent, 3 dependent

  1. 1
    Arbeitsverfahren zur Lösung von Gleichungen des Typs unter Verwendung von Digitalrechnem, dadurch gekennzeichnet, daß die Verarbeitung der unabhängigen und abhängigen Veränderlichen x 1 , x 2 ... x n , z zur Bestimmung des Radikanten der expliziten oder impliziten Form der Gleichung durch Potentieren, und/oder durch Ausführen elementarer Rechnungsoperationen unter Verwendung digitaler Bausteine eines Rechners erfolgt, derart, daß in einem weiteren mit einer Näherungsformel programmierten Rechner ein genäherter Anfangs-Lösungswert für die abhängige Veränderliche z berechnet und in einem Komparator (KP) der im digitalen Rechner ermittelte Radikant mit dem potentierten Wert einer unabhängigen bzw. abhängigen Veränderlichen verglichen wird und daß die Approximation durch Iteration des Vergleichsvorganges im Komparator (KP) unter Verwendung einer rekursiven Schleife erfolgt, derart, daß von dem im programmierbaren Rechner gebildete Näherungswert zwei verschiedene Anfangswerte für einen Zähler (ZL) und einen Zwischenspeicher (SP) gebildet werden und daß der mit der vorgegebenen Wortbreite der Lösung geladene Zähler (ZL) über einen Demultiplexer (DEM) das höchstwertige Bit des in den Zwischenspeicher (SP) eingeschriebenen Anfangswertes adressiert und daß die rekursive Iteration dieses Vorgangs bis zur Erfüllung eines Abbruchkriteriums fortgesetzt wird.
  2. 2
    Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß a) für die Aufbereitung der einzelnen Glieder der zu lösenden Gleichung programmierbare Festspeicherbausteine (PROMx,...PROMx n ) vorgesehen sind, die in einem Rechenwerk (P01) mathematisch verknüpft werden, b) die rekursive lterationsschleife einen Komparator (KP1), einen Demultiplexer (DEM1) mit einem Zähler (ZL1), einen Speicher (SP1) und ein Register (REG1) umfaßt und ein Rückkopplungszweig vom Ausgang des Speichers (SP1) über einen programmierbaren Speicher - (PROM z k ) zur Potenzbildung an einen Eingang des Komparators (KP1) geführt ist, dessen zweiter Eingang mit dem Ausgang des Rechenwerkes - (P01) verbunden ist, c) eine Ablaufsteuerung (ABS1) zur Bildung genäherter Anfangswerte z A für den Zähler (ZL1) und den Speicher (SD1) und zur Steuerung der einzelnen Verfahrensschritte vorgesehen ist.
  3. 3
    Schaltungsanordnung nach Patentanspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß der digitale Rechner zur Aufbereitung der impliziten Form der Gleichung aus folgenden digitalen Bausteinen zusammengesetzt ist a) 2 Addierer (AD1, AD2), denen eingangsseitig die unabhängige Veränderliche x und ein Näherungswert der abhängigen Veränderlichen z über den Rückkopplungsweg vom Ausgang des Speichers (SP2) der rekursiven Iterationsschaltung zugeführt werden, b) ein Zweierkomplement-Bildner (KB), der zwischen der Eingangsklemme für die unabhängige Veränderliche x, und dem zugehörigen Eingang des Addierers (AD1) zur Durchführung einer Vorzeichenumkehr angeordnet ist, c) ein Multiplizierer (MUP1) zur Produktbildung der Ergebnisse der beiden Addierer (AD1, AD2) d) ein programmierbarer Festspeicherbaustein (PROMx 1) an dessen Eingang die unabhängige Veränderliche x, zugeführt und dessen Ausgang mit einem Eingang des Komparators - (KP2) der rekursiven lterationsschaltung verbunden ist, e) ein programmierter Festspeicherbaustein - (PROMAW), dem eingangsseitig die unabhängigen Veränderlichen x, und x 2 zugeführt werden und angenäherte Anfangswerte z A an den Zähler ZL2 und den Speicher (SP2) liefert, f) eine rekursive Iterationsschaltung, deren Aufbau dem der Schaltung nach Anspruch 2 entspricht und eine Ablaufsteuerung (ABS2).
  4. 4
    Schaltungsanordnung zur Durchführung des Arbeitsverfahrens nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die digitalen Rechnerbausteine für die Aufbereitung der Gleichung in expliziter Form aus einem Multiplexer (MUX), einem Multiplizierer-Akkumulator (MAC) und einem Register (REG4) besteht, daß der Multiplexer (MUX) eingangsseitig mit Zuführungen der unabhängigen Veränderlichen x, und y, und über eine Rückkopplungsleitung mit dem Ausgang des Speichers (SP4) in der rekursiven Iterationsschaltung verbunden ist, daß der Multiplizierer-Akkumulator (MAC) mit dem Ausgang des Multiplexers (MUX) verbunden ist und daß die Ergebnisse des Multiplizierer-Akkumulators (MAC) über eine direkte Verbindung unmittelbar und über das Register (REG4) mit je einem Eingang des Komparators (KP4) verbunden ist.