45. Нейр. Сети. Одн. Перцептр. Актив. Ф-ия. Лог. Операц. На основе прст. Перцептр.

Нейронные сети представляют собой упрощенную модель человеческого мозга. Мозг состоит из нейронов, которые яв-ся индивидуальными процессорами. Нейроны соединяются друг с другом с помощью нервных окончаний двух типов: синапсов, через которые в ядро поступают сигналы, и аксонов, через которые нейрон передает сигнал далее. Человеческий мозг состоит примерно из 10¹¹ нейронов. Каждый нейрон связан примерно с 1000 других нейронов (это не относится к коре головного мозга, где плотность нейронных связей намного выше).

Однослойный перцептрон представляет собой концептуальную модель, которая состоит из одного процессора. Каждое соединение от входа к ядру включает коэффициент, который показывает фактор веса и обозначается с помощью веса Wi который определяет влияние ячейки Ui на другую ячейку. Положительные веса показывают усиление, а отрицательные запрещение. Совместно с входами в ячейку они определяют поведение сети. Схема однослойного перцептрона представлена на рис.

Ячейка включает три входа (u1, u2 и u3). Кроме этого, есть вход смещения (W0), о котором будет рассказано позже. Каждое входное соединение имеет вес (w1, w2 и w3). Наконец, существует единый выход, О. Состояние нейрона обозначено как Y и определяется уравнением. Y = w0 + u1*w1 + u2*w2 + u3*w3

Выражение, показанное в уравнении, яв-ся функцией, которая суммирует сигналы на всех входах с учетом веса, а затем добавляет смещение. Затем результат передается в активационную функцию, которая может быть определена так, как показано в уравнении (в данном случае функция яв-ся пороговой).

y = -1, если (y<=0) (5.2)

y = 1, если (y> 0)

Если значение состояния больше нуля, то выходное значение будет равно 1. Иначе оно составит -1.

• Хотя однослойный перцептрон яв-ся очень простой моделью, ее возможности весьма велики. Например, можно легко сконструировать базовые логические функции.

• 

функция И имеет значение 1, если оба входа равны 1, в противном случае функция возвращает значение 0. Поэтому если заданы оба входа (вектор u = (1,1)), то, используя активационную функцию в качестве порога, получим следующий результат:

Y = смещение + u1*w1, + u2*w2 или 1 = nopoг(-1+(1*l)+(l*1)).

Теперь попробуем подставить вектор и = (0,1):

Y = смещение + u1*w1, + u2*w2 или 1 = порог(-1 + (0*1)+(1*1)).

Как показывают оба примера, модель простого перцептрона правильно реализует логическую функцию И (а также функции ИЛИ и НЕ).

27. Понятие архитектуры эвм. Центральные устройства эвм, их наз-е и характеристики

С середины 60-х годов кардинально изменился подход к созданию вычислительных машин. Вместо разработки аппаратуры и средств матем. Обесп-я стала проектироваться система, состящая из синтеза апп-х и прогр-х средств. При этом на главный план выдвинулась концепция взаим-я. Так возникло новое понятие — арх-ра ЭВМ. Под Арх.ЭВМ поним-ся ее логич. организ., структура, ресурсы, к-ые м/т использ. программ-т. Описан. ЭВМ в виде логич. элем-ов (а не физич.) и их взаимод-вия др. с др. освобождает пользоват. от необх-ти знания физич-й организации эл-тов ЭВМ. Арх-ра определ. те ресурсы, к-ми распол-ет пользователь для реш. своей з-чи. Ар-ра ЭВМ охватывает обширный круг проблем, связанных с созданием комплекса апп-х и прогр. средств и учитывающих большое кол-во определяющих факторов. Среди этих факторов самыми главными являются: стоимость, сфера применения, функциональные возможности, удобство в эксплуатации, а одним из основных компонентов архитектуры считаются аппаратные средства. Арх-ру выч-ого средства необходимо отличать от его структуры. Структура выч. сред-ва опр-ет его текущий состав на опред. уровне детализации и описывает связи внутри средства. Арх-ра же опр-ет осн. правила взаим-я составных элементов выч. средства, описание кот-х вып-ся в той мере, в какой необходимо для формирования правил их взаим-я. Так, пользователю ЭВМ не важно, на каких элементах выполнены элек. схемы, схемно или программно исполняются команды и т. д. Важно несколько другое: как те или иные структурные особенности ЭВМ связаны с возм-ми, предоставляемыми польз-лю, какие альтернативные реш-я реализованы при создании машины и по каким критериям принимались реш-я, как связаны между собой хар-ки устройств, входящих в состав ЭВМ, и какое действие они оказывают на общие харак-ки ком-ра. Т.е, арх-ура ЭВМ дейст-но отражает круг проблем, кот-е отн-тся к общему проект-ю и постр-ю выч-х машин и их прогр. обесп-я.

В состав центр.уст-в ЭВМ входят:- центр. процессор,- основная память,- ряд дополн-х узлов выполняющих служебные функции,- контроллер прерываний,- кон-лер прямого доступа к памяти,- таймер.

Арх-ра фон Неймана. Осн. Эл-нты:

Ариф. и лог. уст-во. Это уст-во в ЭВМ фактич. и выполняет все вычисл. Операции вып-ся с пом-ю электрон. схем, каждая из к-ых сост. из неск-х тысяч элементов. Уст-во управл. Этот блок управляет р-той всей ЭВМ. Здесь оценив-ся поток входной инф-ции и реш-ся вопрос: когда, как и какими ср-вами выполнять обработку. Устр-во управл. совм-но с арифметич. и логич. уст-вом наз. центр. процессором. Оперативная память. Этот блок хранит инф-цию для уст-ва управл. (команды) и ариф. уст-ва (данные). Идея размещ. в памяти команд и данных яв-ся фунд-ной, лежащ. в основе ЭВМ архитектуры фон Неймана. Опер. память сост. из отд-х ячеек. Каждая ячейка м/т содержать элемент данных (числа), часть команды или полную команду. Прост-шей ед-цей изм. данных яв-ся двоич. разряд – бит .Он имеет представ-е 0 или 1 и запом-ся как опред. направ-е феррит. сердечника либо опр. сост. Эл-ного переключ. Отдель. бит обрабат-ся и изм-ся только в центр. проц-ре.Байт – это послед-сть битов ,образующих ед.передачи инф-ции (8 бит) Организация памяти. В любой ЭВМ , даже в МК сущ-ет несколько уровней памяти. Самую быструю часть памяти представляет собой часть центр. проц-ра – регистры.Регистры образ-ют два набора : регистры команд и регистры данных. В зав-сти от хар-ра данных регистры организованы в группы. Имеются адресные регистры и рег-ры данных разл-х типов. Данные и команды поступают в центр. проц. со след. уровня,доступ-го тлько ч/з уст-во упр-ния. Этот уровень наз-ся буферной памятью(кэш-память). Осн-ая(операт-ая) расшир-ся двумя типами памяти: доп-ной и втор-ной, реализ-мой обычно на маг-ных дисках. Диски доп. памяти имеют фиксир-ные головки чтения-записи, а втор-ной памяти – подвиж. головки.Такой адрес памяти наз-ся Вирт-ным, а орг-ция памяти – Вирт. памятью. Истинный физ. адрес каж-го слова данных из Вирт-го адресного прост-ва известен только операц-ой сис-ме. Центр. проц-р. Центр. проц-р представ. собой достат. слож. электр. уст-во, состоящ. из нескольких ф-циональ.блоков(блока слож-я, умнож-я и т. д.) Соврем. ЭВМ могут вып-нять сотни команд, крт-ые все вместе образуют сис-му команд. Сис-ма команд полностью отраж-ет архитектуру ЭВМ, поскольку однозначно опред-ет работу центр. проц-ра.Ост-ные части ЭВМ – память, уст-ва ввода-вывода – д/ны обеспечивать работу центр. проц.: снабжать командами, операндами, соранять рез-ты.Причем при реш-нии тех задач, д/ кот-х в основном примен-ся ЭВМ, центр. проц-р д/ен активно работать.

***

начальной модели, и правилам, по которым она может изменяться (эволюционировать). 4. Имит. п. Данный подход является классическим для кибернетики с одним из ее базовых понятий черный ящик. Объект, поведение которого имитируется, как раз и представляет собой «черный ящик». Таким образом здесь моделируется другое свойство человека — способность копировать то, что делают другие, не вдаваясь в подробности, зачем это нужно. Некоторые из самых впечатляющих гражданских ИИ систем: Deep Blue — победил чемпиона мира по шахматам. Mycin — одна из ранних экспертных систем, которая могла диагностировать небольшой набор заболеваний, причем часто так же точно, как и доктора. Системы такие как ViaVoice способны обслуживать потребителей. Применение ИИ. Банки применяют системы искусственного интеллекта (СИИ) в страховой деятельности (актуарная математика) при игре на бирже и управлении собственностью. Перспективы ИИ. Просматриваются два направления развития ИИ: первое заключается в решении проблем связанных с приближением специализированных систем ИИ к возможностям человека и их интеграции, которая реализована природой человека. второе заключается в создании Искусственного Разума, представляющего интеграцию уже созданных систем ИИ в единую систему, способную решать проблемы человечества.