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.

---

1 NumberOf(Signals, Wind) + NumberOf(Signals, Rain)

Connections

 Temp.Signals <=> Signals[1];

 Cloud.Signals[1..2] <=> Signals[2; 3];

 Wind.Signals[1..3] <=> Signals[4..6];

 Rain.Signals[1..3] <=> Signals[7..9]

 Temp.Answer <=> Answer[1];

 Cloud.Answer[1..2] <=> Answer[2];

 Wind.Answer[1..3] <=> Answer[3];

 Rain.Answer[1..3] <=> Answer[4]

End Interpretator

Пример 2.

Interpretator Meteorology

Contents Temp : Empty, Cloud : Binary(2), Wind : BynaryCoded(3), Rain : Major(3);

Temp SetParameters 10, 273;

Cloud SetParameters 0.1;

Wind SetParameters 0.2;

Rain SetParameters 0.15

End Interpretator

Стандарт второго уровня компонента интерпретатор ответа

Запросы к компоненту интерпретатор ответа можно разбить на пять групп:

1. Интерпретация.

2. Изменение параметров.

3. Работа со структурой.

4. Инициация редактора и конструктора интерпретатора ответа.

5. Обработка ошибок.

Поскольку нейрокомпьютер может работать одновременно с несколькими сетями, то и компонент интерпретатор ответа должен иметь возможность одновременной работы с несколькими интерпретаторами. Поэтому большинство запросов к интерпретатору содержат явное указание имени интерпретатора ответа. Ниже приведено описание всех запросов к компоненту интерпретатор ответа. Каждый запрос является логической функцией, возвращающей значение истина, если запрос выполнен успешно, и ложь — при ошибочном завершении исполнения запроса.

В запросах второй и третьей группы при обращении к частным интерпретаторам используется следующий синтаксис:

<Полное имя частного интерпретатора>::=<Имя интерпретатора>.<Псевдоним частного интерпретатора> [[ <Номер экземпляра>]]

При вызове ряда запросов используются предопределенные константы. Их значения приведены в табл. 30.

Таблица 30. Значения предопределенных констант компонентов интерпретатор ответа и оценка

Название Величина Значение Empty 0 Интерпретирует один сигнал как действительное число. Binary 1 Кодирование номером канала. Знаковый интерпретатор Major 2 Кодирование номером канала. Максимальный интерпретатор. BynaryCoded 3 Двоичный интерпретатор. UserType –1 Интерпретатор, определенный пользователем.

Запрос на интерпретацию

Единственный запрос первой группы выполняет основную функцию компонента интерпретатор ответа — интерпретирует массив сигналов.

Интерпретировать массив сигналов (interpretate)

Описание запроса:

Pascal:

Function Interpretate(IntName: PString; Signals: PRealArray; Var Reliability, Answers: PRealArray): Logic;

C:

Logic Interpretate(PString IntName, PRealArray Signals, PRealArray* Reliability, PRealArray* Answers)

Описание аргумента:

IntName — указатель на строку символов, содержащую имя интерпретатора ответа.

Signals — массив интерпретируемых сигналов.

Answers — массив ответов.

Reliability — массив коэффициентов уверенности в ответе.

Назначение — интерпретирует массив сигналов Signals, используя интерпретатор ответа, указанный в параметре IntName.

Описание исполнения.

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

2. Если в качестве аргумента IntName дан пустой указатель, или указатель на пустую строку, то исполняющим запрос объектом является первый интерпретатор ответа в списке интерпретаторов компонента интерпретатор.

3. Если список интерпретаторов компонента интерпретатор пуст или имя интерпретатора ответа, переданное в аргументе IntName в этом списке не найдено, то возникает ошибка 501 — неверное имя интерпретатора ответа, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

4. Производится интерпретация ответа интерпретатором ответа, имя которого было указано в аргументе IntName.

5. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, то генерируется внутренняя ошибка 504 — ошибка интерпретации. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается. В противном случае выполнение запроса успешно завершается.

Остальные запросы

Ниже приведен список запросов, исполнение которых описано в разделе «Общий стандарт»:

aiSetCurrent — Сделать интерпретатор ответа текущим

aiAdd — Добавление нового интерпретатора ответа

aiDelete — Удаление интерпретатора ответа

aiWrite — Запись интерпретатора ответа

aiGetStructNames — Вернуть имена частных интерпретаторов

aiGetType — Вернуть тип частного интерпретатора

aiGetData — Получить параметры частного интерпретатора

aiGetName — Получить имена параметров частного интерпретатора

aiSetData — Установить параметры частного интерпретатора

aiEdit — Редактировать интерпретатор ответа

OnError — Установить обработчик ошибок

GetError — Дать номер ошибки

FreeMemory — Освободить память

В запросе aiGetType в переменной TypeId возвращается значение одной из предопределенных констант, перечисленных в табл. 30.

При исполнении запроса aiSetData генерируется запрос SetEstIntParameters к компоненте оценка. Аргументы генерируемого запроса совпадают с аргументами исполняемого запроса

Ошибки компонента интерпретатор ответа

В табл. 31 приведен полный список ошибок, которые могут возникать при выполнении запросов компонентом интерпретатор ответа, и действия стандартного обработчика ошибок.

Таблица 31. Ошибки компонента интерпретатор ответа и действия стандартного обработчика ошибок.

№ Название ошибки Стандартная обработка 501 Неверное имя интерпретатора ответа Занесение номера в Error 502 Ошибка считывания интерпретатора ответа Занесение номера в Error 503 Ошибка сохранения интерпретатора ответа Занесение номера в Error 504 Ошибка интерпретации Занесение номера в Error

Стандарт первого уровня компонента оценка

Данный раздел посвящен описанию стандарта хранения на диске описания компонента оценка. Построение оценки происходит в редакторе оценок. В данном стандарте предлагается ограничиться рассмотрением только локальных оценок, поскольку использование нелокальных (глобальных) оценок сильно усложняет компонент оценка, а область применения нелокальных оценок узка по сравнению с локальными оценками.

Оценка всегда является составной, даже если ответом сети является одна величина. В состав этого объекта входят частные оценки. Кроме того, в описание оценки включаются правила распределения выходных сигналов сети между частными оценками и расположения оценок, вычисляемых частными оценками, в едином массиве оценок. Кроме того, различные частные оценки могут иметь разную значимость. В этом случае общая оценка определяется как сумма частных оценок с весами, задающими значимость.

Таким образом, оценка при выполнении запроса на оценивание массива выходных сигналов сети получает на входе массив выходных сигналов сети, массив правильных ответов и массив их достоверностей, а возвращает два массива — массив оценок и массив производных оценки по выходным сигналам сети — и величину суммарной оценки. Возможны два режима оценивания: оценивание без вычисления массива производных оценки по выходным сигналам сети, и оценивание с вычислением массива производных.

Каждая частная оценка получает на входе свой массив сигналов (возможно из одного элемента), правильный ответ и его достоверность, а на выходе вычисляет оценку и, при необходимости, массив производных оценки по выходным сигналам сети.