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升级   10.2% TA的每日心情 | 开心 2015-7-3 16:05 |
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签到天数: 689 天 [LV.9]以坛为家II
 群组: 2013年数学建模国赛备 群组: 中南民族大学 群组: 学术交流A 群组: 数学建摸协会 群组: 第三届数模基础实训 |
神经网络讲什么内容,讲计算模型,计算原理,工作原理,用途,实现方法。
; r+ B9 H" t: Q. X2 y$ t% V/ j! R* }1什么是神经网络
$ e0 X; t5 c# ^9 r L1. 1神经网络与计算机
0 d' Z5 J5 Y' m- M4 N计算机:5 Q' g3 [# T0 a
四代计算机
& `2 H% o8 o) R0 @1 x电子管,晶体管,集成电路,大规模集成电路。智能计算机是第5代,智能计算机不容易。速度提高快,智能不见怎么样。$ c3 ^5 S+ V4 q5 ^- d$ [( C
计算机特点+ g0 `7 }; ^. c7 y; O+ s. b. }6 _
二进制,5部分组成模块,存储程序。结构看:核心部件是中央处理器。专门存储部件,输入输出部件。* y# L+ n, P: b8 R& `& v
神经网络发展史) O" t+ d& B/ T4 j/ c
充满传奇色彩,讲故事。每次讲课都讲历史,过去那些出色成绩的故事,做出出色成绩的人的故事。
3 X l% H3 K/ A) D(1) 神经网络来自人类对自己的研究,背景性研究起始于19世纪末,20世纪初。生物学家要搞清楚人或生命智能的道理。想办法解释自然现象,物理学。
" w2 x" z& f x8 R* V; |3 G" {(2) 现代方式的神经网络研究神经网络研究,1940年,两个科学家:Warren McCulloch, Walter Pitts, 给出人工神经网络模型。现在人们使用的就是他们抽象出的神经元模型。
: s1 _0 H- _" }& K(3) hebb规则,1949,生物神经元学习机制。神经元传递信息的原则,互相作用的原则。两个神经原同时兴奋,则两者的连接强度增强。/ q7 Q4 H9 f4 L2 f5 M
(4) 1958年,rosenblatt真正造了一个神经网络,号称perceptron,感知器。
2 W* `) B1 S( t8 H- v(5) 1960年,Bernard Widrow, Ted Hoff给出自适应线性神经网络,利用了widrow-hoff学习规则,应用于消除回声。真正应用,用于电话消除回声,很简单的元件。& ^% p( n, q: P! m0 j" d
(6) 1969年,minsky与**t的书批评了感知器与自适应线性神经网络,打击了神经网络发展。从此神经网络发展陷入低谷。这个时代是计算机发展飞速,同时带有很多神秘感的时代。很多东西未能搞清楚,很有用,很吸引人的时代。大家都来研究计算机的人工智能是很正常的。Minsky的书中举了一个例子,说神经网络不是万能的。
% n2 n) G' W c(7) 科学发展需要冷静,1972年,Teuvo Kohonen与James Anderson发明自组织神经网络,Stephen Grossberg观察到自组织神经网络的许多新性质。有很多科学家在逆境中坚持神经网络研究,取得好成绩。我有时感觉在不是很热的环境下更能做出进展来。所以没有必要追求时髦。: I2 J7 E* u/ P9 U4 x
(8) 1960-1980计算机飞速发展,神经网络研究发展平静。计算机的研究发展遇到很多困难。1980年以后,神经网络又一次飞速发展,有点戏剧性。
/ q" w6 h, j2 ]9 P1 r* j(9) 1982年Hopfield用统计机制解释神经网络,使人们对神经网络的认识前进了一大步。1986年BP学习算法,解决了minsky与**t的问题。David Rumelhart与James McClelland给出。Hopfield神经网络能解TSP问题,实现了一个神经网络解6个点的TSP问题。很神,后来实践证明也不能求精确解。
% h+ X/ q: x+ o* G; l: m4 r(10) 1986年以后,大量的神经网络研究文章和研究项目,发现了很多神经网络的新性质和新应用。人工神经网络一定很有前途,现在缺乏真正的应用,用起来不方便。每个国家都投入很多资金研究神经网络。成果很多,神经网络也就真正成长为一门成熟的科学了。
" ^( U8 m' _2 W$ A. j, @ D3 v 神经网络特点. l; k \1 w6 ?
未必二进制,没有明确的存储器,计算,控制分工模糊,没有控制程序,性能好,用起来不方便。不好控制,不好用。( n. J8 e ?3 s _
1. 2神经网络应用
7 Z8 y, P% a5 Z领域:+ w! O7 N1 e2 D4 `7 ^3 l4 j, |9 f
空间技术:飞行器控制系统,飞行器元件仿真,飞行器元件错误探测器。举个例子,飞行器在飞行中判断什么是云彩,有没有风,风力多大。将飞行器飞行的环境数据采集以后训练神经网络,由神经网络控制飞行器前进速度,方向。
. |/ }0 s8 e6 gAutomotive:交通控制自动指示系统,红绿灯控制,摄像头照相看路上的车有多少,横穿马路人有多少,由此决定红灯还是绿灯,说着容易作着难。
+ Y1 x0 _9 w0 n1 D0 Y l银行:信贷申请评估器。
/ W+ m R. z9 T$ x$ M5 Y/ ]语音:语音识别,语音压缩,声调识别。现在主要的应用。8 t9 P2 B1 I8 e5 x1 r$ z# f
机器人,Defense,Electronics, ebtertainment,Fiancial, Insurance, Manufacturing, Medical, Securities, Transportation。很多领域都用,想用就能用。$ o! x! |" E5 P- t
1. 3生物基础
5 A- n' ?( I7 E7 ]8 U% j' F : @, H* X* t( g( d1 _$ t
神经纤维,传递信号,数字信号,二进制数。0 [2 Y1 w: ]' T, ` j$ `
神经突触,数模转换。数字信号转换为模拟信号。! G8 T# n a# t
神经信号,二进制信号。
0 }7 Q/ d6 Y% G) n时空整合,将一个时段内的各个模拟信息相加就成了。我开始看焦李成的书,看不懂,看公式,认为相加就是时空整合。
' c3 O% c# \) ^( z第二章:神经元模型与神经网络结构
0 D4 ^6 G0 S5 I1 S. d/ r% q本章介绍人工神经网络的数学模型,从神经元开始。
( j. a) J: [& Y% H. y! ^1多输入神经元模型,: Y( {9 h8 j' v$ u
1 Q" L, k! f8 F! f6 H4 Vy=f()
3 @ Y& W5 v5 G, S1 ?0 S9 q: f= =WTX-$ k* G1 I& I# `( N1 r4 g& I" ?
W=(w1,w2,…,wn)T
4 W$ u1 k, k2 C+ n! e7 t& O2 O1 ]3 `X=(x1,x2,…,xn)T。6 J. Q5 }) h. t3 o! f9 `! c
解释:
/ r1 i9 a3 w% h9 @1 Q# X6 x9 w1 G(1)神经元有两种状态,兴奋/抑制。
6 [; j( E- o2 z' ^# H/ `(2)wi的含义:神经突触的作用,的含义,阈值。兴奋抑制。7 ^+ g! h7 ~; _' B
(3)时空整合,求和。数模转换后相加。什么是时空整合?笼统,不知道什么意思,暂且理解为求和。
% Q( }; `6 D, p+ g" v作用函数:
1 K# N& J' w! \5 P( F3 D; H(1) hard limit
3 }) b& c8 c- W; Q+ L: H& {f()= ,= ' B& }; R. F' G. j9 K2 C5 r$ @$ U
/ e" S; H, T$ N% e6 H( _(2) symmetric hard limit2 }& o0 ?) \9 y1 p9 S) o* Z3 c1 I
f()= ,=
% T, o p+ ^: O1 ]9 F % H3 W( O, {& G# {+ ~
(3) linear
- j) Y z% V5 s: {- F# Jf()=,= ,线性
& C$ `0 R% A/ s. H
2 d& U7 r0 v0 N$ F1 {(4) saturating linear,
" k$ o0 Y% d% {7 Z1 c* S9 v# n% hf()= ,=
$ H e) Z4 o F: F( Y' ?. w : z4 @4 \; }8 d0 W7 i3 p% e
(5) symmetric saturating linear9 t9 H7 D n$ V
f()= ,= 0 O3 W( o9 c+ `, c. K2 G$ g: k+ ]
3 F& i. R: P" l% D2 g1 f3 _ T
(6) log-sigmoid
3 }8 G3 E+ I+ Pf()= ,= 8 P" Y j) p5 r
(7) hyperbolic tangent sigmoid7 H2 w5 j8 R/ q; c
f()= ,=
' q( ^2 x5 F' Q! c- {(8) positive linear& |( m* d+ d2 t1 V- ^
f()= ,=
1 x) m! m& [. D( C; { e2神经网络结构
: ~: U3 d& f+ g \; T4 d(1) 前馈网络
0 d( W7 C6 [% t1 l5 l* k0 l
0 u7 |( x2 _1 q7 \" {* ]1 Y(2) 反馈网络5 I8 s$ a3 e2 {6 x8 f
( `, c" e/ [8 M. L9 p7 T' _- f
(3) Recurrent神经网络
3 L! T+ S, D: s& y3 c
8 {, ~2 ?8 h! G(4) 单层前馈神经网络0 y* d8 ^6 o! v7 v
问题:& f: @$ D9 Z x% b% @
(1)每层有多少个神经元,每个神经元采用什么传递函数,每个连接的权值是多少?
7 n. P' |# E. x; V4 V# p7 w% J(2)针对问题,确定神经网络,即为学习。
, ~/ p1 {# R7 h( a0 a(3)用作记忆,具有联想能力的记忆函数,象人一样,识别字母,a, b, c, d, e, f, g, …, x, y, z.! Q2 h+ c7 z7 j' W' l! M6 m9 h
还有其他种类的神经网络,等讲到时再说。
' v8 l" T3 \5 C3 i& X! g" i2 d9 H" X. k I3神经网络学习规则
& }& k- [) q7 e自己看,以后慢慢理解。8 L" t) {- F0 P2 g$ H
4应用实例
) ~! k& a/ o) q. p
. W# A/ V9 b( E3 {0 x解采用hard-limit函数神经元6 N5 \2 R* i' q0 x
8 q4 h' N0 F% ^- X% r+ a" g$ i
* @& V# c; E( B0 a& y
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