30. Искусственные нейронные сети: структура и обучение.

Основные компоненты искусственных нейронных сетей моделируют структуру мозга. Элементом структуры мозга является нервная клетка (нейрон). Нейрон отличается от других клеток биоткани по функциональному назначению. Нейрон выполняет прием, элементарное преобразование и передачу информации другим нейронам. Информация передается в виде импульсов нервной активности, имеющих электрохимическую природу.

Тело нейрона содержит множество отростков двух типов. Отростки первого типа, называемые дендритами, служат в качестве входных каналов для нервных импульсов от других нейронов. Эти импульсы поступают в тело нейрона, вызывая его возбуждение, которое затем распространяется по выходному отростку второго типа – аксону. Возбуждение нейрона передается другим нейронам, которые таким образом объединены в проводящую нервные импульсы сеть. Участки контакта данного нейрона с дендритами других нейронов называют синапсами. В области синапса происходит обмен информации о возбуждении между нейронами. Поступающие в тело нейрона входные сигналы суммируются, причем одни входы стремятся возбудить нейрон, а другие препятствуют его возбуждению. Когда суммарное возбуждение в теле нейрона превысит некоторый порог, нейрон возбуждается, посылая по аксону сигнал другим нейронам. Эта основная функциональная схема моделируется с помощью искусственных нейронных сетей.

Искусственный нейрон имитирует приближенно свойства биологического нейрона. На вход искусственного нейрона поступает некоторое множество сигналов. Каждый вход умножается на соответствующий вес, аналогичный синаптической силе, и все произведения суммируются, определяя уровень активации нейрона. Нейронная сеть образуется путем объединения выходов одних нейронов с входами других нейронов. Нейроны в сетях группируются по слоям. Обучение сети состоит в подстройке весовых коэффициентов каждого нейрона. Пусть имеется набор пар векторов , , называемый обучающей выборкой. Будем называть нейронную сеть обученной на данной обучающей выборке, если при подаче на входы сети каждого вектора на выходах всякий раз получается соответсвующий вектор .

Проектирование информационных систем

31. Стратегии проектирования информационных систем. Макетирование

(прототипирование) информационных систем.

Определение стратегии предполагает обследование системы. Основная задача обследования - оценка реального объема проекта, его целей и задач, а также получение определений сущностей и функций на высоком уровне.

На этом этапе привлекаются высококвалифицированные бизнес-аналитики, которые имеют постоянный доступ к руководству фирмы; этап предполагает тесное взаимодействие с основными пользователями системы и бизнес-экспертами. Основная задача взаимодействия - получить как можно более полную информацию о системе (полное и однозначное понимание требований заказчика) и передать данную информацию в формализованном виде системным аналитикам для последующего проведения этапа анализа. Как правило, информация о системе может быть получена в результате бесед или семинаров с руководством, экспертами и пользователями. Таким образом определяются суть данного бизнеса, перспективы его развития и требования к системе.

По завершении основной стадии обследования системы технические специалисты формируют вероятные технические подходы и приблизительно рассчитывают затраты на аппаратное обеспечение, закупаемое программное обеспечение и разработку нового программного обеспечения (что, собственно, и предполагается проектом).

Результатом этапа определения стратегии является документ, где четко сформулировано, что получит заказчик, если согласится финансировать проект; когда он получит готовый продукт (график выполнения работ); сколько это будет стоить (для крупных проектов должен быть составлен график финансирования на разных этапах работ). В документе должны быть отражены не только затраты, но и выгода, например время окупаемости проекта, ожидаемый экономический эффект (если его удается оценить).

Цель макетирования состоит в следующем. Макет системы дает возможность конкретизировать проблемы, возникающие между разработчиком и пользователем, существенно сокращает задержку во времени между формулированием требований и первой демонстрацией действующей системы, обеспечивая тем самым эффективный контроль над проектом системы на всех этапах ее жизненного цикла.

Однако такая стратегия проектирования может успешно применяться только для небольших и сравнительно простых систем, макет которых может быть создан за достаточно короткое время.

Прототипирование — быстрая «черновая» реализация базовой функциональности для анализа работы системы в целом. На этапе прототипирования малыми усилиями создается работающая система (возможно неэффективно, с ошибками, и не в полной мере). Во время прототипирования видна более детальная картина устройства системы.