17415

Одношаровий персептрон

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

5 5 Лабораторна робота №2 Одношаровий персептрон Мета: отримати навички розв’язання практичних задач за допомогою одношарового персептрона. 1.1. Теоретичні відомості Модель перcептрона Модель персептрона має вигляд показаний на рис. 1.1. ...

Украинкский

2013-07-01

128.5 KB

5 чел.

5 

5

Лабораторна робота №2

Одношаровий персептрон

Мета: отримати навички розв’язання практичних задач за допомогою одношарового персептрона.

1.1. Теоретичні відомості

Модель перcептрона

Модель персептрона має вигляд, показаний на рис. 1.1.

Рис. 1.1. Модель персепртрона

При цьому

або ,

або .

Будемо розглядати випадок

 1.

Функціонування персептрона описується наступною залежністю:

,                                 (1.1)

де  — деякий поріг;

W вектор вагових коефіцієнтів персептрона.

У геометричній інтерпретації рівняння (1.1) визначає два підпростори

,                         (1.2)

,

з розділяючою гіперплощиною (афінний підпростір розмірності ):

.                                       (1.3)

Збільшуючи розмірність простору, отримаємо

                                     (1.4)

де ,

                                   (1.5)

де .

Враховуючи (1.4) та (1.5), можна записати

де  — Bias-нейрон.

Навчання персептрона (алгоритм Розенблатта)

Навчання персептрона представляє собою процес налаштування вагових коефіцієнтів W. При навчанні нейронної мережі, як правило, математичні вирази для розділяючих поверхонь відсутні. Тому навчання виконується тільки на прикладах (навчальній вибірці).

Навчальна вибірка (скінчена) задається множиною, що складається з пар вхід-вихід:

,                       (1.6)

де .

Мета навчання — налаштувати вагові коефіцієнти W таким чином, щоб для будь-яких  виконувалось .

Алгоритм навчання персептрона Розенблатта2:

1. Формуємо множину

, де

і систему

для будь-яких.

2. Початок. Вибираємо деякий елемент  як початкове наближення для . Сформуємо випадкову послідовність (циклічну, у якій елементи з'являються з невизначеною частотою) з елементів .

3. Тест. Вибираємо випадкове значення . Якщо , переходимо до п. 3, інакше –– до п. 4.

4. Модифікація вагових коефіцієнтів. Сформуємо обмежену послідовність

,

.

Переходимо до п. 3.

5. Завершення. Процес навчання закінчується тоді, коли умова  буде виконуватися для всіх векторів навчальної вибірки.3

Зауваження.

1. У базовому алгоритмі навчання персептрона , але найчастіше вибирають

,

для нормування множини  таким чином, щоб усі його вектори мали одиничну довжину.

2. Операції 4 обумовлені пошуком розв’язку  у формі

.

Крім того

.

Значення  — збільшується, щоб після поточного негативного значення  на наступному кроці було отримане додатне (п. 4 виконується тільки у випадку негативного добутку).

1.2. Порядок виконання роботи

1. Реалізувати одношаровий персептрон, використовуючи такі мови програмування як C++, Java, Fortran.

2. За допомогою реалізованого персептрона розв’язати задачу згідно з номером варіанту. (Номер варіанту визначається за номером у списку групи.) Для цього на основі відповідного файлу (ім’я dataномер_варіанту.csv) необхідно випадковим чином сформувати навчальну та тестову вибірки (у співвідношенні 4:1). Навчити нейронну мережу на навчальній вибірці, використовуючи алгоритм Розенблатта.

3. Перевірити роботу персептрона на тестових даних.

4. Результати роботи оформити звітом, який має містити: постановку задачі, навчальну вибірку даних та їх представлення у графічному виді на R2, результати роботи на тестовій множині даних, параметри персептрона, що навчився, вихідний код програми.

1 Задача класифікації на два класи. Також може бути .

2 Даний алгоритм коректно працює лише в тих випадках, коли класи є лінійно роздільними.

3 Теоретично доведено, що якщо класи є лінійно роздільними, алгоритм Розенблатта зійдеться за скінчену кількість кроків.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

19839. Правовое положение населения по Русской правде 20.98 KB
  Правовое положение населения по Русской правде В Киевской Руси можно выделить 3 основных социальных класса. 1. Представители привилегированного слоя: Бояре советники старшие дружинники князя; Княжьи мужи лица исполняющие важнейшие поручения князя близкие к н...
19840. Гражданское право по Русской Правде 19.3 KB
  Гражданское право по Русской Правде Гражданское право – это вещное и семейное право. Разделов нет. Упоминается о праве собственности по отношению движимых вещей. Понятие недвижимости ещё нет земля принадлежит общине или всему роду боярскому родовая традиция.
19841. Регулирование вещного права по Псковской судной грамоте 24.49 KB
  Регулирование вещного права по Псковской судной грамоте Вещное право разделяло имущество на недвижимые отчина и движимые живот; различало наследственное вотчина и условное кормля землевладение. Большое внимание уделялось земле как объекту права собствен...
19842. Понятие компьютинга и дискретной математики 214.5 KB
  Лекция 1 Понятие компьютинга и дискретной математики Компьютинг computing – это широкая область знаний которая не может быть сведена к рамкам какойлибо из составляющих ее дисциплин. Основы компьютинга включают в себя основы информатики и математики необходимые для п
19843. Исследование статической характеристики измерительной системы 169 KB
  Лабораторная работа №1 Исследование статической характеристики измерительной системы 1. Цель работы Цель работы – закрепить теоретический материал по статическим характеристикам измерительных систем и научиться производить анализ статических характерис...
19844. МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 189 KB
  МЕТРОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ВЫБОРА ЭЛЕМЕНТОВ ИЗМЕРИТЕЛЬНОЙ СИСТЕМЫ 1 Цель работы Цель работы – приобрести умение производить выбор набора измерительных преобразователей для измерительной системы на основе оценки предельной допускаемой погрешности измерения это...
19845. Расчет метрологических характеристик плунжерного электромагнитного измерительного преобразователя 340.5 KB
  Лабораторная работа №3 Расчет метрологических характеристик плунжерного электромагнитного измерительного преобразователя 1 Цель работы Цель работы – закрепить теоретический материал по первичным измерительным преобразователям электромагнитного типа и ...
19846. Прикладное программирование 2.11 MB
  Совокупность программ, предназначенная для решения задач на ПК, называется программным обеспечением. Состав программного обеспечения ПК называют программной конфигурацией.
19847. ПРЕДМЕТ ЛОГИКИ. Закон исключенного третьего 202.5 KB
  Лекция 1.1. ПРЕДМЕТ ЛОГИКИ Введение 1.1. Формальная логика как наука о мышлении. 1.2. Структура формальной логики. 1.3. Практическое значение формальной логики. 1.4. Основные формальнологические законы. 1.4.1. Общие замечания. 1.4.2. Закон тождества. 1.4.3. Закон противоречия...