شبکهی عصبی یک برنامه نرم افزار یا تراشه ی نیمه هادی است که بتواند همانند مغز انسان عمل نماید
116 صفحه قابل ویرایش
قیمت فقط 10000 تومان
چکیده:
شبکهی عصبی یک برنامه نرم افزار یا تراشه ی نیمه هادی است که بتواند همانند مغز انسان عمل نماید، به گونه ای که :
الف: به مرور زمان وتعامل بیشتر با محیط، کارآزموده تر گردد.
ب: علاوه بر انجام محاسبات قادر به نتیجه گیری منطقی باشد.
ج: در شرایط جدید راهکار مناسب ارائه دهد.
مغز انسان میلیون ها شبکه ی عصبی دارد که وظیفه ی ذخیره کردن وپردازش اطلاعات را به عهده دارند. کیکی از سلول های عصبی معروف به نرون است که فقط ده درصد حجم مغز را تشکیل میدهد. سلول های عصبی قادرند تا با اتصال به یکدیگر تشکیل شبمه های عظیم بدهند. گفته می شود هر نرون می تواند به هزار یا ده هزار نرون دیگر اتصال یابد. قدرت خارق العاده مغز انسان از تعداد بسیار زیاد نرون ها و ارتباط بین آن ها ناشی می شود.این میلیون ها سلول عصبی مثل میلیون ها cpu هستند که هرکدامشان به چند هزار cpu مجاور مثل شبکه به هم متصل شده اند. این مجموعه ها را می توان با شبکه ای از کامپیوترهای متصل به اینترنت مقایسه کرد. سلول های مغز ما در انجام کارهای مختلف هماهنگ باهم ودر جهت یک هدف مشخص و مشترک فعالیت می کنند ولی کامپیوترهای متصل به اینترنت هرکدام متسقل کار می کنند و نه در جهت هدفی مشترک. در نتیجه با این که هرکدام از سلول های مغز ما از کامپیوترها ضعیف تر هستند ولی با پردازش موازی می توانند پردازش اطلاعات قوی تری انجام دهند. پردازش موازی در مغز به این گونه است که هرکدام از اعمال دیدن، شنیدن، لمس کردن و .... می وتاند مستقل از هم و همزمان انجام شوند. کامپیوترها هم می توانند آنقدر سریع شوند تا به روش سریال اعمال دیدن، لمس کردن، فکر کردن و.... را به ترتیب انجام دهند و چون سرعت کامپیوتر بسیار بالاست و تصور ما بر این است که تمام اعمال همزمان انجام می گیرند
در حالت کلی، یک شبکه عصبی زیستی از مجموعه یا مجموعه‌ای از نرون‌های به صورت فیزیکی به هم متصل یا از لحاظ عملکردی به هم وابسته تشکیل شده‌است. هر نرون می تواند به تعداد بسیار زیادی از نرون‌ها وصل باشد و تعداد کل نرون‌ها و اتصالات بین آنها می تواند بسیار زیاد باشد. اتصالات، که به آنها سیناپس گفته می‌شود، معمولاً از آکسان ها و دندریت‌ها تشکیل شده‌اند.
فهرست مطالب
عنوان صفحه
چکیده:...........................................................................................................................................................................................................................................................................viii
فصل اوّل: شبکه ی عصبی
1-1 شبکههایعصبی................................................................................................................... 2
1-2- تاریخچهشبکهیعصبی.......................................................................................................... 2
1-3- ساختارشبکههایعصبی......................................................................................................... 2
1-4- شبکهیعصبیچیست؟........................................................................................................... 3
1-5- شبکههایعصبیدرمقابلکامپیوترهایمعمولی................................................................................... 4
1-6- تقسیمبندیشبکههایعصبی..................................................................................................... 5
1-7- شباهتبامغز...................................................................................................................... 6
1-8- خلاصهسازیباشبکهیعصبی.................................................................................................... 7
1-8-1- قابلیتیادگیری............................................................................................................... 8
1-8-2- پراکندگیاطلاعاتپردازشاطلاعاتبهصورتمتن.............................................................................. 8
1-8-3- قابلیتتعمیم.................................................................................................................. 9
1-8-4- پردازشموازی................................................................................................................. 9
1-8-5- مقاومبودن.................................................................................................................... 9
1-9- چگونهمغزانسانمیآموزدومعایبشبکهیعصبی............................................................................... 11
1-10- معایبشبکههایعصبی........................................................................................................ 12
1-11- چراازشبکهیعصبیاستفادهمیکنیم؟........................................................................................ 13
1-11-1-کاربردهایشبکهیعصبی.................................................................................................. 14
1-11-2- کاربردهایحرفهایوبازرگانی.............................................................................................. 16
1-11-3- جوزمینوفضایماورایزمین............................................................................................... 17
1-11-4- خودروومسایلمربوطبهخودروسازی.................................................................................... 17
1-11-5- بانکداری.................................................................................................................. 17
1-11-6- کنترلسازیفعالیت........................................................................................................ 17
1-11-7- پزشکی................................................................................................................... 18
1-11-8- نفتوگاز.................................................................................................................... 18
9-12-1 ماشینآلاتودستگاهخودکار............................................................................................... 18
10-12-1 تأمینامنیتوآسایش...................................................................................................... 18
11-12-1 مخابراتتلفنیوارتباطبادوربرد........................................................................................... 18
12-12-1 حملونقل................................................................................................................. 18
13-12-1 خلاصه................................................................................................................... 19
فصل دوّم: شبکه ی عصبی زیستی و مصنوعی
2-1- شبکههایعصبیزیستی........................................................................................................ 21
2-2- تاریخچهشبکههایعصبیمصنوعی:........................................................................................... 21
2-3- شبکهعصبیمصنوعی.......................................................................................................... 22
2-4- معایبANNها............................................................................................................. 24
2-5- شبکهعصبیمصنوعیساده :................................................................................................... 25
2-6- شبکههایپرسپترونچندلایه :................................................................................................. 27
فصل سوّم: نرون و ساختار آن
3-1- روشکارنرون................................................................................................................... 30
3-1-1- ساختارنرون................................................................................................................ 31
3-1-2- نرونباچندینورودی........................................................................................................ 32
3-1-3- یکلایهازنرونها.............................................................................................................. 33
3-1-4- شبکههایچندلایهای....................................................................................................... 34
3-1-5- شبیهسازیشبکهعصبی.................................................................................................... 34
3-1-6- مدلنرون.................................................................................................................... 36
3-1-7- نرونمصنوعی............................................................................................................... 36
3-1-8- ازنرون‌هایانسانتانرونمصنوعی............................................................................................ 36
فصل چهارم :ایجاد شبکه عصبی
4-1- ایجادوآموزششبکهیعصبی................................................................................................... 39
4-2- شبیهسازی..................................................................................................................... 40
4-3- روشپسانتشارخطا............................................................................................................. 40
فصل پنجم: تابع ها ی تصمیم گیری
5-1- انواعتابعتصمیمگیری......................................................................................................... 51
5-2- تابعhard limit.............................................................................................................. 51
5-3- تابعخطی....................................................................................................................... 52
5-4- تابعlog-sigmoid.......................................................................................................... 52
5-5- تابعtan-sigmoid........................................................................................................ 53
فصل ششم : عملکردهای شبکه عصبی در مطلب
6-1- تغذیهشبکهعصبی............................................................................................................. 55
6-1-1- شرحوتوصیف:.............................................................................................................. 55
6-2-1- شرحوتوصیف:.............................................................................................................. 58
6-2-2- شرحوتوصیف:.............................................................................................................. 58
6-3- شبکهپایهایوبنیادینشعاعی( محوری)..................................................................................... 64
6-3-1- شرحوتوصیف:.............................................................................................................. 64
6-3-2- شبکهدرحالجریانیابهاصطلاحrecurrent............................................................................ 66
6-3-3- یادگیریدرخصوصکوانتیزهنمودنبرداری (LVQ)................................................................... 67
6-4- مدلوالگویعصبی.............................................................................................................. 70
1-5-6 رشتهبابرداروروردی......................................................................................................... 74
2-5-6 طراحیوساختارهایشبکه.................................................................................................... 77
3-5-6 لایههایضربشده (مضاعف) رشتهها....................................................................................... 80
4-5-6 طراحیوساختارهایدادهواطلاعات.......................................................................................... 82
5-5-6 ظاهرسازیوتشابهباورودیهایمتقارندریکشبکهایستا...................................................................... 82
6-5-6 مشابهسازیباورودیهایمتقارندریکشبکهحرکتی........................................................................... 84
فصل هفتم: پیوستگی ها
7-1- حالاتپیوستگی................................................................................................................ 90
7-2- پیوستگیدرحالتوسعهوترقی.................................................................................................. 90
7-3- پیوستگیروبهافزایشوترقیباشبکههایایستا................................................................................... 90
7-4- پیوستگیروبهترقیوتوسعهباشبکههایحرکتی................................................................................ 92
7-5- پیوستگیسازیدریکدسته..................................................................................................... 93
7-6- پیوستهسازیدستهباشبکههایایستا.......................................................................................... 93
فصل هشتم : بلوک ها
8-1- بلوکیاساختارتنظیم......................................................................................................... 100
8-2- بلوکهایسنگین.............................................................................................................. 101
منابع................................................................................................................................. 114
فهرست اشکال
عنوان صفحه
شکل 1-1 بخشهایجزئیترازیکشبکهعصبی..................................................................................................................... 11
شکل 1-2: نمایشساختارینرون...................................................................................................................................... 23
شکل 2-2: نمایششبکهیعصبیمصنوعیساده................................................................................................................... 25
شکل 3-2 مثال:............................................................................................................................................................. 26
شکل 4-2: نقشتابعدرخروجیشبکه................................................................................................................................ 26
شکل 5-2: نمایششبکههایپرسپترونازیکلایهورودی....................................................................................................... 27
شکل 1 -3: نمایشنرون................................................................................................................................................. 30
شکل 2-3: نمایشساختارنرون........................................................................................................................................ 31
شکل 3-3: نمایشساختارنرونپیچیده............................................................................................................................. 32
شکل 4-3: نمایششکلیکنرونباچندینورودی.................................................................................................................. 33
شکل 5-3: نمایشیکلایهشبکهباRورودیوSنرون............................................................................................................ 33
شکل 6-3: نمایشبلوکدیاگرامشبکه............................................................................................................................... 34
شکل 7-3: نمایشیکنرونسادهباRورودی........................................................................................................................ 36
نمودار4-4: تابعperformanceبرحسب epochآموزشبهروشpolak-update....................................................... 48
شکل 1-5: نمایشتابعhard limit................................................................................................................................ 51
شکل 2-5: نمایشتابعخطی............................................................................................................................................ 52
شکل 3-5: نمایشتابعlog-sigmoid........................................................................................................................... 52
شکل 4-5: نمایشتابعtan-sigmoid........................................................................................................................... 53
نمودار 6-1: » y=sim(net,p).................................................................................................................................... 57
نمودار 6-2 y=sim(net,an)....................................................................................................................................... 61
شکل 1-6: یکرشتهبایکورودیبدونبایاس........................................................................................................................ 70
شکل 2-6: عملکردهایانتقالدهندهخروجیصفر............................................................................................................... 72
شکل 3-6: نمایشعملکردوتابعخطیانتقالدهنده.............................................................................................................. 73
شکل 4-6: نمایشتابعوعملکردهایانتقالدهندهحلقوی................................................................................................... 73
شکل 7-6: نمایشجریانهایضربشدهومضاعفرشتهها......................................................................................................... 76
شکل 8-6: لایهعصبیباعناصرورودیRورشتههایS....................................................................................................... 77
شکل 9-6: نمایششبکهتکلایهای................................................................................................................................... 78
شکل 10-6: شبکهورودیضربشدهتکلایهای................................................................................................................... 79
شکل 11-6: نمایشنمادسازیدرشبکههایسهلایهای......................................................................................................... 81
شکل 12-6: نمایشظاهرسازیوتشابهباورودیهایمتقارندریکشبکهایستا............................................................................ 83
شکل 13-6: نمایشمشابهسازیباورودیهایمتوالیدریکشبکهحرکتی................................................................................. 85
شکل 1-8: نمایشسهبلوکساختاری............................................................................................................................. 100
شکل 2-8: نمایشبلوکانتقالدهنده............................................................................................................................... 101
شکل 3-8: نمایشمشتملبر 4 بلوکساختاری............................................................................................................... 103
شکل 1-9: رشتهساده.................................................................................................................................................. 106
شکل 2-9: محدودهسختدرعملکردانتقالدهنده........................................................................................................... 106
شکل 3-9: عملکردانتقالدهندهخطتنزلیافته............................................................................................................... 107
شکل 4-9: لگاریتمsمانند (خطsمانند) درعملکردانتقالدهنده................................................................................. 107
شکل 5-9: رشتهبابرداروردی...................................................................................................................................... 108
شکل 6-9: رشتهتکیدرحالاستفادهکردنازنمادسازیخلاصهشده................................................................................... 108
شکل 7-9: آیکونهابرایعملکردهاوتوابعانتقالدهنده....................................................................................................... 108
شکل 8-9: لایههایرشتههاکه....................................................................................................................................... 109
شکل 9-9: یکلایهرشتهها............................................................................................................................................ 109
شکل 10-9: لایههایرشتهها–نمادسازیخلاصهشده...................................................................................................... 110
شکل 11-9:لایهرشتههاکهدراندیسهانشاندادهشدهاستکه.......................................................................................... 111
شکل 12-9: سهلایهرشتهها........................................................................................................................................ 111
شکل 13-9:سهلایههابانمادسازیخلاصهشده............................................................................................................... 112
شکل 14-9:رشتههایخطیبادوعنصردربردارورودی....................................................................................................... 112
شکل 15-9:شبکههایحرکتیباتأخیروتعلل................................................................................................................... 113
فهرست نمودارها
عنوان صفحه
نمودار 1-4: تابعperformanceبرحسب epoch.............................................................................. 43
نمودار 2-4: تابعperformanceبرحسب epochبرایآموزشبانرخآموزشمتغیر.............................................. 45
نمودار 3-4: تابعperformanceبرحسب epochآموزشبهروشflctcher................................................. 47
شبکه ی عصبی یک برنامه نرم افزار یا تراشه ی نیمه هادی است که بتواند همانند مغز انسان عمل نماید،
