Читать онлайн «Нейросетевые структуры и технологии. Часть 1. Электрические и математические модели нейронов. НС прямого распространения: Учебное пособие для вузов»
Автор Николаенков Ю.К.
ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ВОРОНЕЖСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ»
НЕЙРОСЕТЕВЫЕ СТРУКТУРЫ
И ТЕХНОЛОГИИ
Часть 1
Электрические и математические модели
нейронов. НС прямого распространения
Учебное пособие для вузов
Составители:
В. И. Клюкин
Ю. К. Николаенков
Издательско-полиграфический центр
Воронежского государственного университета
2008
Утверждено научно-методическими советами физического факультета 14
февраля 2008 г. , протокол № 6 и факультета компьютерных наук 4 декабря
2008 г. , протокол № 4. Рецензент доктор технических наук, профессор кафедры информационных
систем факультета компьютерных наук ВГУ А. А. Сирота. Предлагаемое пособие содержит материал по основным принципам по-
строения, функционирования и применения искусственных нейронных се-
тей. В первой части рассмотрены биологические основы функционирова-
ния нервных клеток, электрические и математические модели нейронов, а
также основные структуры и методы обучения многослойных НС прямого
распространения. Пособие подготовлено на кафедре физики полупровод-
ников и микроэлектроники физического факультета Воронежского госу-
дарственного университета. Рекомендуется для самостоятельной работы студентов 3, 4 курсов факуль-
тета компьютерных наук и 4, 5 курсов физического факультета. Для специальностей: 010300 – Математика. Компьютерные науки
230201 (071900) – Информационные системы
и технологии
010803 (010400) – Микроэлектроника и полупро-
водниковые приборы
202100 – Нанотехнологии в электронике
СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 4
1. ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НЕЙРОНОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 5
1. 1. Биологические основы функционирования нервных клеток ... ... ... ... . . 5
1. 2. Аналоговая модель Ходжкина–Хаксли ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 7
1. 3. Оптоэлектронная модель нейрона ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 9
2. МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ НЕЙРОНОВ ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 14
2. 1. Персептрон... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ...
... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 16
2. 2. Сигмоидальный нейрон ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
2. 3. Адаптивный линейный нейрон ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 18
2. 4. «Instar» и «Outstar» Гроссберга ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 19
2. 5. Модель нейрона Хебба... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . . 20
2. 6. Нейроны типа WTA... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... . 21
2. 7.
