Sun'iy neyron tarmoqlari Biologiyadan parallellik

ANN ta'rifi

Sun'iy neyron tarmoq (ANN, neyron tarmoq) - bu bir-biriga bog'langan neyronlar to'plami. Odatda, neyron tarmoqdagi barcha neyronlarning uzatish funktsiyalari qat'iy belgilangan va og'irliklar neyron tarmoq parametrlari bo'lib, o'zgarishi mumkin. Neyronlarning ba'zi kirishlari neyron tarmoqning tashqi kirishlari, ba'zi chiqishlari esa neyron tarmoqning tashqi chiqishi sifatida etiketlanadi. Neyron tarmoqning kirishlariga istalgan raqamlarni kiritish orqali biz neyron tarmoqning chiqishlarida bir nechta raqamlar to'plamini olamiz. Shunday qilib, neyron tarmoqning ishi kirish vektorini chiqish vektoriga aylantirishdir va bu transformatsiya neyron tarmoqning og'irliklari bilan belgilanadi.

Sun'iy neyron tarmoq - bu neyron elementlar va ular orasidagi bog'lanishlar to'plami.
Har bir sun'iy neyron tarmog'ining asosini nisbatan oddiy, aksariyat hollarda bir xil turdagi elementlar (hujayralar) tashkil etadi, ular miya neyronlarining ishiga taqlid qiladilar (bundan keyin neyron deganda biz sun'iy neyron, sun'iy neyron hujayrasini tushunamiz. tarmoq).



Guruch. 2 - sun'iy neyron

• 
  Neyronda sinapslar guruhi mavjud - boshqa neyronlarning chiqishi bilan bog'langan bir tomonlama kirish ulanishlari. Har bir sinaps sinoptik aloqaning kattaligi yoki uning og'irligi w _{i bilan tavsiflanadi} .
  
• 
  Har bir neyronning joriy holati mavjud bo'lib, u odatda kirishlarining vaznli yig'indisi sifatida aniqlanadi:
  

• 
  Neyronda akson mavjud - ma'lum neyronning chiqish aloqasi, undan signal (qo'zg'alish yoki inhibisyon) quyidagi neyronlarning sinapslariga keladi. Neyronning chiqishi uning holatiga bog'liq:
  

y = f ( s )

f funktsiyasi faollashtirish funktsiyasi deb ataladi.

Guruch. 3 - faollashtirish funktsiyasi
Faollashtirish funktsiyasi turli shakllarda bo'lishi mumkin:

• 
  chegara (3.a-rasm ) ,
  
• 
  qismli chiziqli (3.b-rasm),
  
• 
  sigmasimon (3.c, 3.d-rasm).
  

Sun'iy neyron tarmog'idagi barcha neyronlar to'plamini kichik to'plamlarga bo'lish mumkin - deb ataladi. qatlamlar. Neyronlarning o'zaro ta'siri qatlamlarda sodir bo'ladi.

Sun'iy neyron tarmog'ining qatlami har bir vaqt bosqichida tarmoqning boshqa neyronlaridan parallel signallarni qabul qiladigan neyronlar to'plamidir.
Sun'iy neyron tarmoq arxitekturasini tanlash vazifa bilan belgilanadi. Ba'zi vazifalar sinflari uchun optimal konfiguratsiyalar allaqachon mavjud. Agar muammoni ma'lum sinflardan biriga qisqartirish mumkin bo'lmasa, ishlab chiquvchi yangi konfiguratsiyani sintez qilish muammosini hal qilishi kerak. Sun'iy neyron tarmog'ini sintez qilish muammosi vazifaga juda bog'liq, umumiy batafsil tavsiyalar berish qiyin. Ko'pgina hollarda sun'iy neyron tarmog'ining optimal versiyasi eksperimental ravishda olinadi.
Sun'iy neyron tarmoqlar dasturiy ta'minot yoki apparatga asoslangan bo'lishi mumkin. Uskunani amalga oshirish odatda ko'plab oddiy protsessorlardan tashkil topgan parallel kompyuterdir.

3.