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.

---

Предобработка бинарного признака (BinaryPrep). Предобработка производится в соответствии с табл. 4. главы «Предобработчик» Принимает одно входное данное и генерирует один входной сигнал. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown — значение сигнала, который будет выдан, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2.

Type — тип предобработки бинарного признака. Если значение параметра Type — истина, то производится предобработка по типу «Наличие другого свойства», если ложь, то по типу «Отсутствие заданного свойства». По умолчанию значение этого параметра равно истина.

Предобработка неупорядоченного качественного признака (UnOrdered). Предобработка производится в соответствии с табл. 5 главы «Предобработчик». Принимает одно входное данное и генерирует Num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown — значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2.

Num — число состояний качественного признака (число генерируемых входных сигналов). По умолчанию значение этого параметра равно 2.

Предобработка упорядоченного качественного признака (Ordered). Предобработка производится в соответствии с табл. 6 главы «Предобработчик». Принимает одно входное данное и генерирует Num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown — значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2

Num — число состояний качественного признака (число генерируемых входных сигналов). По умолчанию значение этого параметра равно 2.

Простейший предобработчик (EmptyPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (1). Принимает одно входное данное и генерирует один входной сигнал. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown — значение сигнала, который будет выдан, если значение входного признака не определено (10-40). По умолчанию эта величина равна 0.

MinData, MaxData — значения нижней и верхней границ интервала изменения входных данных, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно. Эти значения могут быть определены поиском минимального и максимального значений по задачнику, однако предобработчик не может выполнить эту процедуру.

Модулярный предобработчик (ModPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (16). Принимает одно входное данное и генерирует столько входных сигналов, сколько элементов в массиве y (нулевой элемент массива содержит число элементов). Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown— значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10-40). По умолчанию эта величина равна 0.

Y — массив величин, используемых для предобработки (см. раздел « Модулярная предобработка»).

Функциональный предобработчик (FuncPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (17). Принимает одно входное данное и генерирует столько входных сигналов, сколько элементов в массиве y (нулевой элемент массива содержит число элементов). Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown— значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10-40). По умолчанию эта величина равна 0.

MinData, MaxData — значения нижней и верхней границ интервала изменения функции F от входных данных, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно. Эти значения могут быть определены поиском минимального и максимального значений функции по задачнику, однако предобработчик не может выполнить эту процедуру.

Y — массив величин, используемых для предобработки (см. раздел «Функциональная предобработка»).

F — имя однопараметрической функции действительного типа (ее адрес) используемой для предобработки.

Позиционный предобработчик (PositPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (19). Принимает одно входное данное и генерирует num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals — значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны –1 и 1, соответственно.

Unknown— значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10-40). По умолчанию эта величина равна 0.

Y — основание системы счисления (см. раздел «Функциональная предобработка»). По умолчанию эта величина равна 2.

Num — число цифр в представлении входного сигнала. По умолчанию эта величина равна 2.

Язык описания предобработчика

Предобработчик является составным объектом. В состав этого объекта входят частные предобработчики, правила распределения входных данных и входных сигналов сети между частными предобработчиками. Предобработчик при выполнении запроса на предобработку вектора входных данных получает на входе вектор исходных данных, а возвращает вектор входных сигналов сети.

Каждый частный интерпретатор ответа получает на входе вектор входных данных, которые он предобрабатывает, а на выходе дает вектор входных сигналов сети. Каждый частный интерпретатор описывается в виде процедурного блока.

В табл. 22 приведен список ключевых слов языка описания предобработчика, дополняющий список ключевых слов, приведенных в разделе «Общий стандарт». Кроме того, ключевыми словами являются имена стандартных предобработчиков, приведенные в табл. 21.

Таблица 21. Стандартные предобработчики

Идентификатор Параметры Тип Описание BinaryPrep MinSignals, MaxSignals: Real; Unknown: Real; Type: Logic. Binary Бинарный признак. Предобработка в соответствии с табл. 4 главы «Предобработчик». UnOrdered MinSignals, MaxSignals: Real; Unknown: Real; Num: Long Unordered Неупорядоченный качественный признак. Предобработка в соответствии с табл. 5 главы «Предобработчик». Ordered MinSignals, MaxSignals: Real; Unknown: Real; Num: Long Ordered Упорядоченный качественный признак. Предобработка в соответствии с табл. 6 главы «Предобработчик». EmptyPrep MinData, MaxData, Unnown, MinSignals, MaxSignals: Real Number Простейшая предобработка в соответствии с формулой (1) главы «Предобработчик». ModPrep MinSignals, MaxSignals: Real; Unknown: Real; Y: RealArray Number Модулярная предобработка в соответствии с формулой (16) главы «Предобработчик». FuncPrep MinSignals, MaxSignals, Unknown: Real; Y: RealArray; F: FuncType Number Функциональная предобработка в соответствии с формулой (17) главы «Предобработчик». PositPrep MinSignals, MaxSignals, Unnown, Y: Real; Num: Long Number Позиционная предобработка в соответствии с формулой (19) главы «Предобработчик».

Таблица 22. Ключевые слова языка описания предобработчика.

Идентификатор Краткое описание Connections Начало блока описания распределения входных данных и сигналов. Contents Начало блока описания состава интерпретатора. Data Имя, по которому адресуются входные данные, начало блока описания входных данных Include Предшествует имени файла, целиком вставляемого в это место описания. NumberOf Функция. Возвращает число обрабатываемых частным предобработчиком входных данных или сигналов. Prep Начало заголовка описания частного предобработчика. Preparator Заголовок раздела файла, содержащий описание интерпретатора. Signals Имя, по которому адресуются входные сигналы; начало блока описания сигналов. БНФ языка описания предобработчика

Обозначения, принятые в данном расширении БНФ и описание ряда конструкций приведены в разделе «Описание языка описания компонентов».