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1701011452 我和数学有约:趣味数学及算法解析 [:1701004280]
1701011453 我和数学有约:趣味数学及算法解析 10.4 人工神经网络PK人脑
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1701011455 多少年以来,人们从医学、生物学、生理学、哲学、信息学、计算机科学、认知学和组织协同学等各个角度企图认识并解答“人脑是如何工作的?”、“人类能否制作模拟人脑的人工神经元?”。
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1701011457 在寻找这些问题答案的研究过程中,逐渐形成了一个新兴的多学科交叉技术领域,称之为“神经网络”。
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1701011459 1943年,心理学家W·Mcculloch和数理逻辑学家W·Pitts在分析和总结神经元基本特性的基础上首先提出神经元的数学模型。此模型沿用至今,并且直接影响着这一领域研究的进展。因而,他们两人可称为人工神经网络研究的先驱。
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1701011461 【问题】什么是人工神经网络?
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1701011463 【分析】
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1701011465 人工神经网络(Artificial Neural Networks,ANNs)也简称为神经网络(NNs)或称作连接模型(Connection Model),它是一种模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。这种网络依靠系统的复杂程度,通过调整内部大量节点之间相互连接的关系,从而达到处理信息的目的。
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1701011467 神经网络包括很多分支,具体有RBF、BP、Hopfield、NAR、感知器和自组织映射等,其中BP神经网络是最经典、也是应用最广泛的神经网络。
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1701011469 BP神经网络是一种常用的神经网络,是人工智能网络的一种形式,BP神经网络采用反向传播的方式,进行数据的训练仿真,BP神经网络模拟生物神经元结构模型,通过相连神经元之间交互信息,BP神经网络一般由输入层、隐藏层和输出层构成,BP神经网络对输入的信息具有自我学习的功能,通过隐藏层和相应的阈值和权值放大,得到相应的输出结果。
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1701011471 BP神经网络模型如图10-7所示。
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1701011476 图10-7 BP神经网络拓扑结构图
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1701011478 从图10-7可看出,BP神经网络每一个输入量经过每一个隐藏层,在相应的权值和阈值的作用下放大,隐藏层经过一定的加权后给输出层;BP神经网络具有记忆和学习功能。
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1701011480 【问题】BP神经网络如何进行数据的预测?
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1701011482 【分析】
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1701011484 BP神经网络的具体步骤和流程如下。
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1701011488 Step 1:初始化给各连接权值及阈值赋予[-1,+1]之间的随机值。
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1701011492 Step 2:随机选取一模式对,提供给网络。
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1701011500 Step3:用输入模式、连接权值和阈值计算中间层各单元的输入;然后用通过s函数计算中间层各单元的输出。
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