Е. Миркес - Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика»

• Название: Учебное пособие по курсу «Нейроинформатика»
• Автор: Е. Миркес
• Издательство: КРАСНОЯРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ
• Жанр: Программирование
• Год: 2002

Данное учебное пособие подготовлено на основе курса лекций по дисциплине «Нейроинформатика», читавшегося с 1994 года на факультете Информатики и вычислительной техники Красноярского государственного технического университета.

Несколько слов о структуре пособия. Далее во введении приведены учебный план по данному курсу, задания на лабораторные работы. Следующие главы содержат одну или несколько лекций. Материал, приведенный в главах, несколько шире того, что обычно дается на лекциях. В приложения вынесены описания программ, используемых в данном курсе (Clab и Нейроучебник), и проект стандарта нейрокомпьютера, включающий в себя два уровня — уровень запросов компонентов универсального нейрокомпьютера и уровень языков описания отдельных компонентов нейрокомпьютера.

Данное пособие является электронным и включает в себя программы, необходимые для выполнения лабораторных работ.

---

  Long I;

Init

 Begin

  If Not SetInstructionObject(What, @NetName) Then GoTo Exit; {Задаем объекты обучения}

  QName = "InitSession"; {Задаем имя запроса}

  Map1 = NewArray(mRealArray, 3);{Создаем массив для аргументов запроса}

  If Map = Null Then GoTo Exit;

  TPointer(Map^[1]) = @InstColor; {Заносим адрес первого аргумента}

  TPointer(Map^[2]) = @OperColor; {Заносим адрес второго аргумента}

  TPointer(Map^[3]) = @Handle; {Заносим адрес третьего аргумента}

  If Not GenerateQuMap(@QName, Map) Then GoTo Exit;{Открываем сеанс работы с задачником}

  If Not FreeArray(mRealArray, Map) Then GoTo Exit;{Освобождаем массив для аргументов}

  {Собственно начало обучения}

  Map = CreateArray; {Создаем вспомогательные массивы}

  DirectMap= CreateArray;

  If Map = Null Then GoTo Exit;

  If DirectMap = Null Then GoTo Exit;

  Est1 = Accuracy*10; {Задаем оценку, не удовлетворяющую требованию точности}

  Step = 0.005; {Задаем начальное значение шагу}

 End

InstrStep Est > Accuracy

 Begin

  If Not SaveArray(Map1) Then GoTo Exit; {Сохраняем начальный массив параметров}

  For I = 1 To k Do Begin {Выполняем k межпартанных шагов}

   If Direct Then Est = SDM(Handle, Step) Else Est = RDM(Handle, Step);

   If Error <> 0 Then GoTo Exit;

  End;

  If Not SaveArray(DirectMap) Then GoTo Exit; {Сохраняем конечный массив параметров}

  For I = 1 To TLong(Map^[0]) Do

   DirectMap^[I] = DirectMap^[I] - Map^[I]; {Вычисляем направление ParTan шага}

  ParTanStep = 1; {Задаем начальное значение ParTan шагу}

  Est =Optimize(DirectMap, ParTanStep); {Вызываем функцию подбора оптимального шага}

  If Error <> 0 Then GoTo Exit;

 End

Close

 Begin

Exit:

  If Not EraseArray(Мар) Then; {Освобождаем вспомогательные массивы}

  If Not EraseArray(DirectMap) Then;

  QName = "CloseSession"; {Задаем имя запроса}

  Map = NewArray(mRealArray, 1); {Создаем массив для аргументов запроса}

  If Map = Null Then GoTo Exit1;

  TPointer(Map^[1]) = @Handle; {Заносим адрес единственного аргумента}

  If Not GenerateQuest(@QName, Map) Then;{Открываем сеанс работы с задачником}

  If Not FreeArray(mRealArray, Map) Then; {Освобождаем массив для аргументов}

Exit1:

 End

End Instructor

Стандарт второго уровня компонента учитель

Компонент учитель одновременно работает только с одним учителем. Запросы к компоненту учитель можно разбить на следующие группы.

1. Обучение сети.

2. Чтение/запись учителя.

3. Инициация редактора учителя.

4. Работа с параметрами учителя.

Обучение сети

К данной группе относятся три запроса — обучить сеть (InstructNet), провести N шагов обучения (NInstructSteps) и прервать обучение (CloseInstruction).

Обучить сеть (InstructNet)

Описание запроса:

Pascal:

Function InstructNet: Logic;

C:

Logic InstructNet()

Аргументов нет.

Назначение — производит обучение сети.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в момент получения запроса учитель не загружен, то возникает ошибка 601 — неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Выполняется главная процедура загруженного учителя.

4. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error равно нулю, то генерируется внутренняя ошибка 605 — ошибка исполнения учителя, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

5. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error не равно нулю, то обработка запроса прекращается.

Провести N шагов обучения (NInstructSteps)

Описание запроса:

Pascal:

Function NInstructNet(N: Integer): Logic;

C:

Logic NInstructNet(Integer N)

Описание аргумента:

N — число выполнений блока одного шага обучения сети.

Назначение — производит обучение сети.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в момент получения запроса учитель не загружен, то возникает ошибка 601 — неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Выполняется блок инициации главной процедуры загруженного учителя, N раз выполняется блок одного шага обучения, выполняется блок завершения обучения.

4. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error равно нулю, то генерируется внутренняя ошибка 605 — ошибка исполнения учителя, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

5. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error не равно нулю, то обработка запроса прекращается.

Прервать обучение (CloseInstruction)

Описание запроса:

Pascal:

Function CloseInstruction: Logic;

C:

Logic CloseInstruction()

Аргументов нет.

Назначение — прерывает обучение сети.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в момент получения запроса учитель не загружен, то возникает ошибка 601 — неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Если в момент получения запроса не выполняется ни один из запросов обучить сеть (InstructNet) или провести N шагов обучения (NInstructSteps), то возникает ошибка 606 — неверное использование запроса на прерывание обучения, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

4. Завершается выполнение текущего шага обучения сети.

5. Выполняется блок завершения обучения сети.

6. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error равно нулю, то генерируется внутренняя ошибка 605 — ошибка исполнения учителя, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

7. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, а значение переменной Error не равно нулю, то обработка запроса прекращается.

Чтение/запись учителя

В данном разделе описаны запросы, позволяющие загрузить учителя с диска или из памяти, выгрузить учителя и сохранить текущего учителя на диске или в памяти.

Прочитать учителя (inAdd)

Описание запроса:

Pascal:

Function inAdd(CompName: PString): Logic;

C:

Logic inAdd(PString CompName)

Описание аргумента:

CompName — указатель на строку символов, содержащую имя файла компонента или адрес описания компонента.

Назначение — читает учителя с диска или из памяти.

Описание исполнения.

1. Если в качестве аргумента CompName дана строка, первые четыре символа которой составляют слово File, то остальная часть строки содержит имя компонента и после пробела имя файла, содержащего компоненту. В противном случае считается, что аргумент CompName содержит указатель на область памяти, содержащую описание компонента в формате для записи на диск. Если описание не вмещается в одну область памяти, то допускается включение в текст описания компонента ключевого слова Continue, за которым следует четыре байта, содержащие адрес следующей области памяти.

2. Если в данный момент загружен другой учитель, то выполняется запрос inDelete. Учитель считывается из файла или из памяти.

3. Если считывание завершается по ошибке, то возникает ошибка 602 — ошибка считывания учителя, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

Удаление учителя (inDelete)

Описание запроса:

Pascal:

Function inDelete: Logic;

C:

Logic inDelete()

Аргументов нет.

Назначение — удаляет загруженного в память учителя.

Описание исполнения.

1. Если список в момент получения запроса учитель не загружен, то возникает ошибка 601 — неверное имя учителя, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

Запись компонента (inWrite)

Описание запроса:

Pascal:

Function inWrite(Var FileName: PString): Logic;

C:

Logic inWrite(PString* FileName)

Описание аргументов:

CompName — указатель на строку символов, содержащую имя компонента.

FileName — имя файла или адрес памяти, куда надо записать компонент.