Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика» - Е. Миркес
- Дата:04.04.2025
- Категория: Компьютеры и Интернет / Программирование
- Название: Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика»
- Автор: Е. Миркес
- Просмотров:0
- Комментариев:0
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
ИНСТИТУТ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО МОЕДЛИРОВАНИЯ СО РАН
Миркес Е.М
Учебное пособие по курсу
НЕЙРОИНФОРМАТИКА
Красноярск 2002
Введение
Рабочая программа по курсу «Нейроинформатика»
НАГРУЗКА Лекции 32 часа Лабораторные занятия 64 часа Самостоятельная работа 20 часов Всего 116 часов ПРОГРАММУ СОСТАВИЛИ:д.ф.-м.н., профессор А.Н. Горбань,
д.т.н., доцент Е.М. Миркес
к.ф.-м.н., доцент Н.Ю. Сиротинина
ЦЕЛИ И ЗАДАЧИ КУРСАЦель преподавания дисциплины:
• ознакомить студентов с новой перспективной областью информатики;
• научить студентов квалифицированно использовать аппарат нейронных сетей для решения прикладных задач;
• подготовить студентов к появлению на рынке нейрокомпьютеров.
В результате изучения дисциплины студенты должны:
• знать базовые модели нейронов и нейронных сетей;
• владеть основными парадигмами построения нейронных сетей для решения задач: Сети Кохонена, сетчатки Хопфилда, сети обратного распространения ошибки;
• владеть основными принципами решения прикладных задач распознавания образов, диагностики, управления с помощью нейронных сетей;
• иметь основные представления о структуре мозга и биологических нейронных сетях;
СОДЕРЖАНИЕ КУРСАТема 1. Введение. 2 часа
Предмет и задачи курса. Отличия нейрокомпьютеров от компьютеров фон Неймана. Задачи, решаемые в настоящее время с помощью нейронных сетей. Основные направления в нейроинформатике. Очерк истории нейроинформатики.
Тема 2. Сети естественной классификации. 4 часа
Задача естественной классификации. Основные методы решения. Метод динамических ядер и сети Кохонена.
Тема 3. Сети ассоциативной памяти. 6 часов
Сети Хопфилда и их обобщения. Инвариантная обработка изображений (по отношению к переносам, поворотам). Ассоциативная память.
Тема 4. Сети, обучаемые методом обратного распространения ошибки. 16 часов
Идея универсального нейрокомпьютера. Выделение компонентов универсального нейрокомпьютера. Задачник. Методы предобработки. Нейронная сеть (быстрое дифференцирование и метод двойственности). Оценка и интерпретатор ответа. Учитель. Контрастер. Логически прозрачные нейронные сети и получение явных знаний из данных.
Тема 5. Персептрон Розенблатта. 4 часа
Правило Хебба. Персептрон и его обучение. Ограничения и возможности персептрона.
ОСНОВНАЯ ЛИТЕРАТУРА1. Горбань А.Н., Россиев Д.А. Нейронные сети на персональном компьютере. — Новосибирск: Наука. Сибирская издательская фирма РАН, 1996.
2. Миркес Е.М. Нейрокомпьютер. Проект стандарта. Новосибирск: Наука, Сибирская издательская фирма РАН, 1998, 337 С
2. Минский М., Пайперт С. Персептроны. — М.: Мир, 1971. Задания для лабораторных работ
По курсу «Нейроинформатика» студенты выполняют 7 лабораторных работ. Каждая из лабораторных работ преследует свои цели. Все лабораторные выполняются группами по 2–4 человека.
Лабораторная № 1
Цель работы. Целью данной лабораторной работы является демонстрация способности нейронной сети решать неформализованные задачи. Сеть необходимо обучить классификации на два класса по косвенным признакам.
Используемые программы. Лабораторная выполняется на программе clab.
Задание. Данная лабораторная выполняется в несколько этапов.
1. Необходимо выбрать задачу. Примерами таких задач могут служить следующие: «Мужчина/женщина», «Студент/преподаватель», «Студенты живущие дома/в общежитии» и др.
2. Необходимо составить вопросник из 20 косвенных вопросов, по ответам на которые, с точки зрения студента, возможно провести разделение. Список вопросов утверждается преподавателем. Примером косвенного вопроса в задаче «Мужчина/женщина» может служить вопрос «Носите ли Вы дома халат», однако вопросы «Носите ли вы дома юбку» или «Приходится ли Вам по утрам бриться» косвенными считаться не могут.
3. Пронумеровать вопросы по убыванию предполагаемой значимости вопросов для решения задачи.
4. Необходимо проанкетировать не менее 20 человек по составленному вопроснику.
5. На основе анкетирования подготовить файлы Ptn и Pbl в соответствии с требованиями пакета CLAB.
6. Провести пробное обучение. В случае, если нейронная сеть не может обучиться решению задачи проанализировать задачник на предмет непротиворечивости. Если противоречий нет, обратиться к преподавателю.
7. Провести минимизацию задачника.
1.В режиме тестирования предъявить сети все примеры. Расставить «места» значимости всех вопросов в каждом примере (Самый важный — 1, второй по значимости — 2 и т. д.). В следующей таблице приведен пример результатов данного этапа. В таблице рассмотрены результаты только для четырех примеров задачника. При выполнении задания необходимо использовать все примеры.
Пример Вопрос 1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 2 1 6 12 10 15 2 7 13 17 3 8 11 16 18 4 20 9 14 5 19 3 17 6 5 8 10 12 3 1 13 15 11 9 7 19 2 4 20 16 18 14 4 8 12 11 3 17 14 6 1 13 16 18 4 7 10 9 2 20 19 15 5 Итого 27 26 31 25 47 34 23 23 42 44 48 36 43 61 30 42 66 67 56 48 Место 14 15 12 16 6 11 17 17 9 7 5 10 9 3 13 8 2 1 4 52. Исключить из задачника (и вопросника) несколько (обычно пять) вопросов, занявших первые места (имеющие наибольшие значения в строке «Итого». В приведенном выше примере следует исключать либо четыре, либо шесть вопросов, поскольку на пятом месте сразу два вопроса — одиннадцатый и двадцатый.
- Фундаментальные алгоритмы и структуры данных в Delphi - Джулиан Бакнелл - Программирование
- Программирование приложений для мобильных устройств под управлением Android. Часть 1 - Евгений Сенько - Программирование
- Программирование мобильных устройств на платформе .NET Compact Framework - Иво Салмре - Программирование
- Грокаем алгоритмы. Иллюстрированное пособие для программистов и любопытствующих - Адитья Бхаргава - Программирование
- Задачник по программированию( для школы ) - W Cat - Программирование
- Новое в зарплатном учете в 2023 году: лайфхаки бухгалтера в 1С - Компания СервисКлауд - Программирование / Финансы
- Как сдвинуть гору Фудзи? Подходы ведущих мировых компаний к поиску талантов - Паундстоун Уильям - Программирование
- QT 4: программирование GUI на С++ - Жасмин Бланшет - Программирование
- Программирование игр и головоломок - Жак Арсак - Программирование
- ЯЗЫК ПРОГРАММИРОВАНИЯ С# 2005 И ПЛАТФОРМА .NET 2.0. 3-е издание - Эндрю Троелсен - Программирование