Программные системы для нейросетевого моделирования.

Имеется широкий набор программных систем для нейросетевого моделирования. Наиболее известные универсальные нейросетевые программные системы: NeuroSolutions ( NeuroDimension, Inc), Process Advisor (AI Ware, Inc), NeuroShell 2 (Ward System Group), NeuralWorks Professional (NeuralWare, Inc), BrainMaker Pro (California Scientific Software).

Ниже приведена сравнительная оценка программных систем по ряду критериев [6].

	NeuroSolutions	Process Advisor	NeuroShell 2	NeuralWorks Professional	BrainMaker Pro
Простота использования	Прост в использовании, имеет интуитивно понятный интерфейс с возможностями настройки.	Прост в использовании (EXCEL-подобрый интерфейс как для всех этапов работы).	Прост в использовании за счет заданной последовательности действий по созданию и обучению нейронной сети.	Прост в использовании за счет интуитивного понятного интерфейса.	Неудобный интерфейс и наличие большого числа не интегрированных модулей.
Простота формирования обучающей выборки	Обучающая выборка формируется на этапе создания нейронной сети средствами нейропакета или задается для созданной. Поддерживает основные типы представления данных. Может быть подключен внешний конвертор данных.	Обрабатывает текстовые данные. Не позволяет подключать внешние конверторы данных.	Обучающая выборка формируется достаточно просто и понятно. Интерфейс плохой.	Обучающая выборка формируется достаточно просто. Позволяет подключать внешние конверторы данных.	Обучающая выборка формируется достаточно просто. Поддерживает только текстовый формат представления данных и не позволяет внешние конверторы данных.
Наглядность представления информации	Система визуализации достаточно гибкая и хорошо продуманная.	Возможно построение дву-трехмерных графиков. В процессе обучения отслеживается только изменение ошибки работы нейронной сети	Можно отображать и контролировать многие параметры, но интерфейс плохой.	Имеет мощные и хорошо продуманные средства визуализации данных и нейронных структур.	Позволяет отображать различную информацию о состоянии нейронной сети. Наглядность плохая.
Реализация стандартных нейронных структур и алгоритмов обучения	Поддерживает сети обратного распространения, сети Кохонена, самоорганизующиеся структуры и др. Из алгоритмов обучения поддерживаются алгоритм обратного распространения ошибки, градиентные методы, самообучение.	Реализована только многослойная нейронная сеть, обучаемая с помощью модифицированного алгоритма обратного распространения.	Реализован традиционный набор: многослойные нейронные сети, сеть Кохонена	Собраны практически все известные нейронные парадигмы и алгоритмы их обучения.	Только многослойная нейронная сеть и один алгоритм ее обучения
Возможность создания собственных нейронных структур	Имеет мощнейший нейроконструктор для создания любые нейронные структуры в виде нейронов, соединенных между собой.	Изменение нейронной структуры сводится к изменению числа слоев и числа нейронов в слоях нейронной сети.	Создание собственных нейронных структур сводится исключительно к изменению параметров нейронной сети.	Позволяет использовать собственные нейронные структуры в виде внешних программных модулей.	Позволяет только задавать число слоев, нейронов в слоях и функции активации нейронов.
Возможность использования собственных критериев обучения	Позволяет использовать собственные критерии обучения нейронных сетей. Использование нестандартных критериев реализуется только через подключение внешних модулей.	Позволяет использовать только критерий минимума квадрата ошибки без возможности его изменения.	Не предусмотрена.	Не предусмотрена.	Позволяет использовать только критерий минимума квадрата ошибки без возможности его изменения
Возможность использования собственных алгоритмов обучения	Помимо реализованных алгоритмов обучения позволяет использовать и свои собственные практически любые алгоритмы, реализованные в виде внешних программных модулей	Можно только менять параметры алгоритма обратного распространения ошибки,	Невозможно.	Невозможно.	Можно только менять параметры алгоритма обратного распространения ошибки.
Обмен информацией между нейропакетом и другими приложениями системой	Имеет развитые средства обмена	Обмен данными реализуется только через буфер обмена или внешние текстовые файлы.	Имеет несколько встроенных конверторов и позволяет читать данные в разных форматах, а также в наиболее популярных форматах представления финансовых данных	Имеет достаточные средства обмена	Обмен данными реализуется только через буфер обмена или внешние текстовые файлы.
Открытость нейропакета	Открытая система. Позволяет подключать собственные программные модули, реализующие нейронные структуры, критерии и алгоритмы обучения, данные для обучения и т.д. Поддерживает основные компиляторы языка C++	Возможность подключения внешних программных модулей отсутствует.	Нет	Открытая система. Позволяет подключать собственные программные модули.	Нет
Генератор исходного кода	Поддерживается генератор исходного кода на языке C++	Отсутствует	Встроенный генератор исходного кода на языках С и Basic.	Поддерживается генератор исходного кода на языке C++	Отсутствует
Наличие макрояpзыка	Встроенный макроязык позволяет производить настройку нейропакета и писать макрокоманды.	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует	Отсутствует

Существует также класс нейросетевых программных продуктов, предназначенных для решения задач прогнозирования временных рядов и ориентированных на финансовых работников - трейдеров, биржевых аналитиков и т.д. Эти системы с дружественным графическим интерфейсом, и проектируются таким образом, чтобы человек, имеющий даже поверхностное представление о нейронных сетях, смог быстро их освоить. К таким программным продуктам относятся: Neuro Builder 2001, NeuroShell Day Trader, BioComp Profit, NeuroScalp.

NeuroShell Day Trader v. 3.0, цена $2590 - нейросетевая система, которая учитывает специфические нужды трейдеров. Возможности графики позволяют отображать данные в виде японских подсвечников (candlestick), в форме open/high/low/close, high/low/close, линейных графиков или гистограмм различных типов. Существует возможность менять цвета, сжимать и растягивать шкалы, прятать и вновь делать видимыми потоки данных. В ежедневной, недельной или месячной временной шкале можно отображать курсы акций, цены товаров (commodities), биржевые индексы (indexes) , взаимные фонды (mutual funds), обменые курсы валют (foreign exchange rates) и т.д.

NeuroShell Trader читает стандартные текстовые файлы open/high/low/close/volume, которые поставляют большинство соответствующих агентств. В частности, NeuroShell Trader работает с текстовыми файлами, файлами в формате MetaStock (включая версию 6) и файлами данных в формате, используемом программами TradeStation, SuperCharts и Wall Street Analyst. Эти данные непосредственно могут быть использованы в качестве входных переменных для нейронной сети.

В NeuroShell Trader имеется обширная библиотека из более чем 800 технических индикаторов. Помимо стандартных индикаторов, таких как скользящие средние (moving averages), норма изменения (rate-of-change) или стохастические линии (stochastics), NeuroShell Trader дает возможность реализовать собственные индикаторы путем комбинации готовых функций из внушительного списка, в который входят условия «если-то», арифметические операторы, тригонометрические функции и многое другое.

Достоинством продукта является то, что нейронные сети являются встроенными. Они присутствуют в меню под рубрикой "Predictions" (Прогнозы) наряду с "Indicators" (Индикаторами) и "Data" (Данными). Мастер прогноза (Prediction Wizard) позволяет выбрать, что пользователь хочет предсказывать. Это могут быть цены закрытия (close), их процентные изменения или иные данные или индикаторы. Существует возможность устанавливать, на сколько дней вперед делать прогнозы.

Neuro Builder 2001 Advanced, цена $3500 - продукт, принадлежащий к категории наукоемких, высокотехнологичных, узкопрофессиональных инструментов, создан специально для решения задач прогнозирования на финансовых рынках. Занимает пограничное положение между серийными программами и заказными системами и может быть использован как самостоятельный продукт или выступать составной частью сложного аналитического комплекса.

Единственный на сегодняшний день серийно выпускаемый программный продукт, содержащий модуль исследования данных до определения архитектуры нейросети - Best Builder, позволяющий автоматизировать определение входного вектора параметров задачи с учетом влияния каждого параметра входного вектора на предполагаемый результат. Позволяет преобразовывать финансовые данные из множества популярных форматов, в формат данных программы Neuro Builder 2001 и исправлять ошибки в данных параллельно с их преобразованием.

Программа Neuro Builder 2001 реализована в виде множества независимых модулей, которые отвечают за решение одной из конкретных подзадач в составе общей задачи прогнозирования на финансовых рынках.

Технология применения программы Neuro Builder 2001 ориентирована на регулярность получения результатов и экономию рабочего времени аналитика. В конце торгового дня в базу данных программы заносятся цены завершившегося дня, и программа запускается на обработку новых данных по заранее подготовленному сценарию. Контроль оператора в процессе счета не требуется. В начале следующего торгового дня по результатам обсчета уже можно получить прогноз цен закрытия этого дня.

Пакет фирмы “The MathWorks” MATLAB также предоставляет пользователям возможность работы с нейронными сетями. Входящий в стандартную поставку MATLAB “Neural Network Toolbox” предоставляет широкие возможности для работы с нейронными сетями всех типов.

Neural Network Toolbox - это пакет расширения MATLAB, содержащий средства для проектирования, моделирования, разработки и визуализации нейронных сетей. Пакет обеспечивает всестороннюю поддержку типовых нейросетевых парадигм и имеет модульную и открытую архитектуру.

Минусом Neural Network Toolbox является то, что для работы с этим пакетом необходимо изучить как саму среду MathLab, так и большинство функций Neural Network Toolbox.

Контрольные вопросы:

1. По каким критериям оцениваются программные системы для нейросетевого моделирования?

2. Какие функции имеют специализированные нейросетевые системы для прогнозирования на финансовых рынках?