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<<人工神经网络实验系统1.0贝吉塔版>>
BP前向网络&BP误差反向传播算法
说明书
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零.[说在前面的话]
这是我研制的第二个人工神经网络模型。 此网络由9个神经元构
成,四个为输入神经元,二个为输出神经元。即此系统能处理所有四
元至二元的映射函数关系。
此实验系统中的人工神经网络是BP前向网络,使用了最常用且有
效的BP误差反向传播算法。此网络模型属有导师型,可根据给出样本
X->Y的映射关系,自学习并推导出其函数关系式。
此模型也是当前人工神经网络在实际应用中使用面最广的模型之
一。包括国家自然科学基金的资助项目(39770675)<<基于人工神经网
络的肺癌诊断研究>>,福建省财政厅资助的重大项目(96 闽财农
预字 015)<<基于人工神经网络的森林资源管理模型研究>>等重要项
目中,此模型是解决此类问题的核心技术。
使用本实验系统,能自由地设定BP网络里的重要参数,包括误差
率(Error rate),阈值(Threshold),网络收敛速度(Converage Speed).
命令系统的使用,使得输入与维护样本的工作大大简化,为实验提供了
有效的工具。推导出的神经网络保存成磁盘文件*.bn,并注有实验者自
己的版权信息,系统提供的Cal2工具,能成快速地将*.bn化成有效的
函数工具供使用者使用。
希望本软件能对人工神经网络的研究与应用起到积极的推动作用!
沈琦 2001.7
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####重要说明#####
本系统作为一科学工具,为了产权关系明晰,保护您个人的得益。科学工作者
在使用前,请认真阅读以下条款:
1.本软件虽为免费软件。但本软件版权所有,本软件的一切权利,软件作者
全部保留。
2.因本软件属于重要的科学实验工具,在本软件上实验得出来的重要结论的
知识产权归软件使用者所有,不为本软件作者所有,但在您的研究成果报告
或论文中必须注有使用本软件的信息,包括本软件的全称和软件开发者姓名
等
3.本软件生成的*.bn文件(成形的人工神经网络)和*.cs文件(人工神经网络训练
样本)都为重要实验参数,请实验者慎重保管。
4.本软件生成的*.bn文件(成形的人工神经网络)的知识产权属使用者所有,
但*.bn文件的文件格式作为本软件知识产权的一部分,属本软件作者所有。
使用者如希望将*.bn的内容完全解码出来,请联系本软件作者帮助解码。
为了保护您的利益,一切都会按法律程序行使。(联系方式见<<后记>>)
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一.一些基本入门知识
本系统,你只要给同相应的自变量值,分别为 Data1,Data2,Data3,
Data4,再给出相应的导师信号 Supervised Data1,Supervised Data2。
经过大量的样本训练,此神经网络能推出"自变量值"与"导师信号"间的关系。
等神经网络学习完成后,以后,只要你给出"自变量值",神经网络就能
输出相应的结果了。在实际生活与应用中,有些x->y的函数关系是很容易推
的,例如: <路程>=<时间>*<速度>。而在很多实例中,其函数关系很难确定,
所以应用本系统,就能确定一些模糊而复杂的系统的相似函数关系。如
前面提到的病理的诊断,还有例如预测股票的变化,弹导导弹的轨迹等等。
对"神经网络"的"刺激",本系统将它编成2条指令,第1条为"学习"指令,
第2条为"处理"指令。"学习"指令,你能为"学习"设成"最大学习次数",也就
是系统要反馈多少次才能收敛于正确结果。系统默认为10万次。"处理"指令,
即当"神经网络"通过样本的"学习"后,就能根据你给的x(四元)推导出相应的
y(二元).
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二.指令系统概况
使用Help指令,可列出所有指令.
cls 清除屏幕
clearbn 神经网络初始化
clearcs 清空指令系统
list 显示所有内存中的指令
add 添加指令("学习"与"处理"指令")
delete 删除指令
edit 修改指令
run 运行所有指令(用"学习"或"处理"指令刺激神经网络)
at 运行一条指令
show 显示神经网络的图样!
可看到每个神经元的刺激状态和神经连接状态,非常有趣!
savecs 将指令系统存入文件*.cs
loadcs 从文件中读取指令系统*.cs
dircs 显示当前目录下所有指令系统文件*.cs
savebn 将一训练好的"神经网络"存入文件*.bn
loadbn 读取一个"神经网络"文件到实验系统*.bn
dirbn 显示当前目录上所有"神经网络"文件*.bn
set 显示当前神经网络实验参数
setn 设置神经网络参数 n=1,2,3,4
about 关于本系统的一些信息
exit 退出本系统
本实验系统中的所有指令均无参数,如需键入指令加回车即可
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三.常用指令详解
1.clearbn和clearcs指令
clearbn指令是给神经网络初始化,各个神经元间的连接都会处于随机的
微弱作用状态。如果你要开始新的实验,就要使用本指令。
clearcs用于清空指令系统。
2.list指令
显示所有指令系统中的所有指令
list执行后如下图,分别为
指令号 功能 自变量1 自变量2 自变量3 自变量4 导师1 导师数据2
Num Status Data 1 Data 2 Data 3 Data 4 SData 1 SData 2
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1 Learn 0.200 0.200 0.000 0.000 0.200 0.000
2 Learn 0.200 0.800 0.000 0.000 0.800 0.000
3 Process 0.800 0.200 0.000 0.000 None None
功能分两类,Learn为学习指令,process为处理指令
3.add添加指令
执行add向指令系统添加指令,执行后:
Command No.1
Mode 0.Learning 1.Process
Choose:0 先选择0或1,0为学习指令,1为处理指令
学习指令过会儿会要求你输入导师信号的
Data 1:
Data 2: 输入4个自变量X
Data 3:
Data 4:
Supervise Data1: 输入你希望得到的Y值,即导师信号
Supervise Data2:
说明,如果你只希望要两个自变量,一个结果值。那么data3和data4可
输入0,Supervise Data2也输入0
4.run运行所有指令,at执行其中一条指令
执行run后会一般得到类似以下的输出
标号 刺激次数 误差率 输出数据1 输出数据2
L: Time:100001 Error:1.35% Out1:0.200622 Out2:0.016435
L: Time:93 Error:0.98% Out1:0.786017 Out2:0.001060
L: Time:83 Error:0.99% Out1:0.785981 Out2:0.001174
L: Time:759 Error:0.97% Out1:0.813945 Out2:0.000252
P: Out1: 0.394947 Out2: 0.003146
P: Out1: 0.142191 Out2: 0.019714
P: Out1: 0.813723 Out2: 0.000252
处理指令输出1 处理指令输出2
说明:标号'L'或'P',分别表示执行了"Learn"或"process"指令
最大刺激次数可用set1指令来设定,
5.show显示神经网络图
这是一个很有趣的功能,要以看到每个神经元的状态,神经元
会随受刺激程序的大小而变化.
6.savecs,loadcs指令与savebn,loadbn指令
savecs与loadcs用于将指令系统存入文件和从文件中读取指令系统
而savebn,loadbn指令用于将一训练好的"神经网络"存入文件或读取
一个"神经网络"文件到实验系统
7.set与set1,set2,set3,set4指令
set可显示当前神经网络实验参数,共四项。
set1,set2,set3,set4就是用来设置这四项的。
set1: 设置"最大刺激次数"(Training Time),系统默认为100000(十万)
用户可自己调节,根据自己的计算机性能而定
set2: 设置"误差范围"(Error range),系统默认为0.0001
set3: 设置"收敛率"(Convergence rate),范围为0.3--3
用户可自己试着设置"收敛率",好的"收敛率"会加快神经网络的
学习收敛速度。系统默认为0.3
set4: 设置"阈值"(Threshold value)
各个神经元间的连接的神经会通过自学习而适应收敛的需要,
用户可设置"阈值"改变神经间的自学习能力。
8.dircs和dirbn
显示当前目录下所有指令系统文件*.cs]
显示当前目录上所有"神经网络"文件*.bn,就此不多做介绍
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