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.

---

    B = B + Sqr(Signals[I] + C);

    If Direv Then Back[I] = 2 * Weight * (Signals[I] + C);

   End;

  End;

  Estim = Weight*B

 End

Contents Temp : Empty1, Cloud : Binary1(2), Wind : BynaryCoded1(3), Rain : Major1(3);

Cloud Link Meteorology.Cloud {Связываем оценки с интерпретаторами}

Wind Link Meteorology.Wind

Rain Link Meteorology.Rain

Temp SetParameters 10, 273; {Устанавливаем значения параметров оценок}

Cloud SetParameters 0.1; {и интерпретаторов}

Wind SetParameters 0.2;

Rain SetParameters 0.15

Weights 1, 1, 1, 1

Signals NumberOf(Signals,Temp) +NumberOf(Signals, Cloud) + 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 Estimation

Пример 2.

Estimation Meteorology

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

 Cloud Link Meteorology.Cloud {Связываем оценки с интерпретаторами}

 Wind Link Meteorology.Wind

 Rain Link Meteorology.Rain

 Temp SetParameters 10, 273; {Устанавливаем значения параметров оценок}

 Cloud SetParameters 0.1; {и интерпретаторов}

 Wind SetParameters 0.2;

 Rain SetParameters 0.15

End Estimation

Стандарт второго уровня компонента оценка

Запросы к компоненте оценка можно разбить на пять групп:

1. Оценивание.

2. Изменение параметров.

3. Работа со структурой.

4. Инициация редактора и конструктора оценки.

5. Обработка ошибок.

Поскольку нейрокомпьютер может работать одновременно с несколькими сетями, то и компонент оценка должен иметь возможность одновременной работы с несколькими оценками. Поэтому большинство запросов к оценке содержат явное указание имени оценки. Ниже приведено описание всех запросов к компоненту оценка. 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 оценкам используется следующий синтаксис:

<Полное имя частной оценки>::= <Имя оценки>.<Псевдоним частной оценки> [[ <Номер экземпляра>]]

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

Запрос на оценивание

Единственный запрос первой группы выполняет основную функцию компонента оценка — вычисляет оценку и, если требуется, массив производных оценки по оцениваемым сигналам.

Оценить массив сигналов (Estimate)

Описание запроса:

Pascal:

Function Estimate(EstName: PString; Signals, Back, Answers, Reliability: PRealArray; Direv: Logic; Var Estim: Real): Logic;

C:

Logic Estimate(PString EstName, PRealArray Signals, PRealArray* Back, PRealArray Answers, PRealArray Reliability, Logic Direv,real* estim)

Описание аргумента:

EstName — указатель на строку символов, содержащую имя оценки.

Signals — указатель на массив оцениваемых сигналов.

Back — указатель на массив производных оценки по оцениваемым сигналам.

Answers — указатель на массив правильных ответов.

Reliability — указатель на массив достоверностей правильных ответов.

Direv — признак необходимости вычисления производных (False — не вычислять).

Estim — вычисленная оценка.

Назначение — вычисляет оценку массива сигналов Signals, используя оценку, указанную в параметре EstName.

Описание исполнения.

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

2. Если в качестве аргумента EstName дан пустой указатель, или указатель на пустую строку, то исполняющим запрос объектом является первая оценка в списке оценок компонента оценка.

3. Если список оценок компонента оценка пуст или имя оценки, переданное в аргументе EstName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка 401 — неверное имя оценки, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

4. Производится вычисление оценки оценкой, имя которой было указано в аргументе EstName.

5. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, то генерируется внутренняя ошибка 404 — ошибка оценивания. 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»:

esSetCurrent — Сделать оценку текущим

esAdd — Добавление новой оценки

esDelete — Удаление оценки

esWrite — Запись оценки

esGetStructNames — Вернуть имена частных оценок

esGetType — Вернуть тип частной оценки

esGetData — Получить параметры частной оценки

esGetName — Получить имена параметров частной оценки

esSetData — Установить параметры частной оценки

esEdit — Редактировать оценку

OnError — Установить обработчик ошибок

GetError — Дать номер ошибки

FreeMemory — Освободить память

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

Кроме того, во второй группе запросов есть запрос SetEstIntParameters аналогичный запросу esSetData, но определяющий частную оценку, параметры которой изменяются, по полному имени связанного с ней интерпретатора ответа.

Установить параметры (SetEstIntParameters)

Описание запроса:

Pascal:

Function SetEstIntParameters(IntName: PString; Param: PRealArray): Logic;

C:

Logic SetEstIntParameters(PString IntName, PRealArray Param)

Описание аргументов:

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

Param — адрес массива параметров.

Назначение — заменяет значения параметров частной оценки, связанной с интерпретатором ответа, указанного в аргументе IntName, на значения, переданные, в аргументе Param.

Описание исполнения.

1. Запрос передается всем частным оценкам всех оценок в списке оценок компонента оценка.

2. Если частная оценка связана с частным интерпретатором ответа, имя которого указано в аргументе IntName, то текущие значения параметров частной оценки заменяются на значения, хранящиеся в массиве, адрес которого передан в аргументе Param.

Ошибки компонента оценка

В табл. 34 приведен полный список ошибок, которые могут возникать при выполнении запросов компонентом оценка, и действия стандартного обработчика ошибок.

Таблица 34. Ошибки компонента оценка и действия стандартного обработчика ошибок.

№ Название ошибки Стандартная обработка 401 Неверное имя оценки Занесение номера в Error 402 Ошибка считывания оценки Занесение номера в Error 403 Ошибка сохранения оценки Занесение номера в Error 404 Ошибка вычисления оценки Занесение номера в Error

Стандарт второго уровня компонента исполнитель

В данном разделе описаны запросы исполнителя с алгоритмами их исполнения. При описании запросов используется аргумент Instruct, являющийся целым числом, принимающим значение одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 35, или суммы любого числа этих констант. Аргумент Instruct является совокупностью шести битовых флагов.

Таблица 35. Предопределенные константы компонента исполнитель

Название Идентификатор Значение Десят. Шестн. Вычислять оценку Estimate 1 H0001 Интерпретировать ответ Interpret 2 H0002 Вычислять градиент Gradient 4 H0004 Подготовка к контрастированию Contrast 8 H0008 Перейти к следующему примеру NextExample 16 H0010 Остановиться в конце обучающего множества StopOnEnd 32 H0020 Устанавливать ответы PutAnswers 64 H0040 Устанавливать оценки PutEstimations 128 H0080 Устанавливать уверенность в ответе PutReliability 256 H0100

В запросах не указываются используемые сеть, оценка и интерпретатор ответа, поскольку компонент исполнитель всегда использует текущие сеть, оценку и интерпретатор ответа.