3. Біологічний нейрон, його структура. Модель формального нейрона
Нервові системи і мозок людини складаються з нейронів, які з’єднані між собою нервовими волокнами, по яких передаються електричні імпульси.
Нейрон (нервова клітина) є особливою біологічною клітиною, яка оброблює інформацію. Вона складається з: тіла або соми, відростків нервових волокон двох типів –– дендритів, по яких приймаються імпульси (їх довжина ~1мм), та одного аксону, по якому нейрон передає імпульси (його довжина ~100мм).
Тіло нейрона містить: ядро, де знаходиться інформація про спадкові властивості; плазму, яка має молекулярні засоби для виробництва необхідних матеріалів. Аксон розгалужений на кінці на волокна, на кінцівках яких знаходяться спеціальні утворення –– синапси, які впливають на величину імпульсів. Синапс є елементарною структурою і функціоналом між двома нейронами (волокно аксона одного нейрона і дендрити іншого).
Формальним, або штучним (ФН) називається елементарний процесор, що використовується у вузлах НМ.
Математичну модель ФН можливо подати у вигляді
(1)
(2)
Де y– вихідний сигнал нейрона;
f– нелінійне перетворення (функція активації);
S– поточний стан нейрона (зважена сума);
wi – вага і-го вхідного нейрона;
xi – і-й вхідний сигнал
b– зміщення
Виразам (1), (2) може відповідати така структурна схема ФН:
Схема ФН містить n блоків множин на коефіц. wi, суматор (адаптивний суматор) і нелінійний перетворювач (вихідний блок). Функція, яку реалізовує вихідний блок називається функцією активації.
Білет №11
1. Требования в голографии к:
Источники света
Для проведения голографических процессов требуется источник когерентного излучения. Идеальный когерентный источник излучает свет строго одной частоты. Реальный лазер излучает спектр колебаний — спектральную линию, в которой присутствуют несколько частот. Ширина спектральной линии связана с понятием временной когерентности в конечном счете определяет допустимую глубину голографируемой сцены, т. е. максимальную разность хода между объектным и опорным пучками, допустимую без уменьшения контраста интерференционной картины: l=λ2/Δλ.
Лазер излучает, световой луч в виде нескольких пучков, и поэтому еще одно требование, предъявляемое к лазерам, cвязано с пространственной когерентностью их излучения, которая определяется степенью интерференции этих отдельных пучков. Пространственная когерентность не влияет на качество голограммы, если лучи из разных пучков не перемешиваются и при записи происходит их полное совмещение. При восстановлении голограммы требования к когерентности источников излучения значительно менее строгие, чем при ее получении.
Регистрирующие среды
Одним из важнейших моментов голографии является запись интерференционной картины светочувствительной средой. Именно свойства регистрирующей среды чаще всего определяют и возможность использования того или иного голографического метода.
К регистрирующим средам в голографии предъявляется ряд особых требований. Во-первых, регистрирующие среды должны иметь высокую разрешающую способность, позволяющую фиксировать отдельные дифракционные линии, во-вторых, хорошую контрастность, которая обеспечивала бы получение достаточного различия между темными и светлыми участками голограммы. Применительно, к фотоэмульсиям, которые наиболее широко используют в голографии, эти требования достаточно противоречивы. Объясняется это тем, что фотографические эмульсии состоят из микрокристаллов галогенида серебра, вкрапленного в прозрачную желатиновую массу. Отсюда чувствительность фотослоя связана с размерами зерен галогенида серебра: чем выше чувствительность, тем более зернистым оказывается фотоматериал, и, следовательно, тем ниже его разрешающая способность. Важное значение имеет чувствительность фотоэмульсии, поскольку она определяет необходимую для получения голограммы экспозицию. Чувствительность фотослоя к различным длинам волн неодинакова. Кроме того, при изменении длины волны меняется разрешающая способность носителя, которая обычно падает при смещении длины волны излучения в сторону синего цвета. Таким образом, при выборе типа регистрирующей среды. В настоящее время наиболее часто применяемыми в голографии регистрирующими средами являются фотоемульсии, разрешающая способность которых лежит в пределах 2000—5000 линий/мм. Однако: чувствительность указанных материалов весьма низкая. Для получения голограмм применяют также термопластические и фототермопластические среды. Перспективными средами для регистрации голограмм являются также магнитооптические и жидкокристаллические среды, фоторезисты, бихромированная желатина.
Оптические компоненты топографических схем
Как правило, в голографической расположены различные оптические элементы: расширители пучка лазера, элементы для изменения направления пучков, а также для разделения пучка лазера на две части. Для расширения пучка лазера используют одну или несколько линз или сферических зеркал. При этом не происходит значительных потерь мощности излучения или заметного изменения структуры пучка. Равномерность освещения достигается применением диафрагм для ограничения размеров пучка и устранения тем самым влияния несовершенства оптической системы. Однако это всегда сопровождается потерей части выходной мощности лазера. Изменение направления пучков света осуществляется при помощи зеркал и призм, а их деление — посредством полупрозрачных зеркал, светоделительных кубиков, оптических клиньев и дифракционных решеток. В некоторых случаях для разделения пучков применяют элементы волоконной оптики. Стабильность положения оптических элементов в голографической схеме должна удовлетворять жестким требованиям виброустойчивости. Смещение любых частей установки не должно приводить к изменению разности хода между интерферирующими пучками, большему чем λ /4. При разности хода в λ /2 интерференционная картина полностью размывается. Для получения высококачественной голограммы необходимо, чтобы отражающие или рассеивающие свет оптические элементы не смещались более чем на λ /8. Для восстановления изображения требуется выполнения менее жестких условий в отношении смещения оптически элементов, так как хорошее наблюдение восстановленного изображения обеспечивается при обычных условиях.