Аппроксимация многомерной функции.




Выбор количества нейронов и слоев

Рассмотрим многомерную функцию y = f (x), где вектор y имеет N0 компонент, а вектор xNI компонент. Самый простой способ формализации — использовать сеть с NI входами и N0 выходами.

Компоненты вектора x подаются на вход сети, y — снимаются на выходе. Сеть обучается на известных значениях функции f.

Нет строго определенной процедуры для выбора количества нейронов и количества слоев в сети. Чем больше количество нейронов и слоев, тем шире возможности сети, тем медленнее она обучается и работает и тем более нелинейной может быть зависимость вход-выход.

Количество нейронов и слоев связано:

1) со сложностью задачи;

2) с количеством данных для обучения;

3) с требуемым количеством входов и выходов сети;

4) с имеющимися ресурсами: памятью и быстродействием машины, на которой моделируется сеть;

Были попытки записать эмпирические формулы для числа слоев и нейронов, но применимость формул оказалась очень ограниченной.

Если в сети слишком мало нейронов или слоев:

1) сеть не обучится и ошибка при работе сети останется большой;

2) на выходе сети не будут передаваться резкие колебания аппроксимируемой функции y (x).

Превышение требуемого количества нейронов тоже мешает работе сети.

Если нейронов или слоев слишком много:

1) быстродействие будет низким, а памяти потребуется много — на фон-неймановских ЭВМ;

2) сеть переобучится: выходной вектор будет передавать незначительные и несущественные детали в изучаемой зависимости y (x), например, шум или ошибочные данные;

3) зависимость выхода от входа окажется резко нелинейной: выходной вектор будет существенно и непредсказуемо меняться при малом изменении входного вектора x;

4) сеть будет неспособна к обобщению: в области, где нет или мало известных точек функции y (x) выходной вектор будет случаен и непредсказуем, не будет адекватен решаемой задаче.

Данные, подаваемые на вход сети и снимаемые с выхода, должны быть правильно подготовлены.

Один из распространенных способов — масштабирование:

x =(x'm) * c

где x' — исходный вектор,

x — масштабированный.

Вектор m — усредненное значение совокупности входных данных.

с — масштабный коэффициент.

Масштабирование необходимо, чтобы привести данные в допустимый диапазон. Если этого не сделать, то возможно несколько проблем:

1) нейроны входного слоя или окажутся в постоянном насыщении (|m| велик, дисперсия входных данных мала) или будут все время заторможены (| m | мал, дисперсия мала);

2) весовые коэффициенты примут очень большие или очень малые значения при обучении (в зависимости от дисперсии), и, как следствие, растянется процесс обучения и снизится точность.

Билет 2, вопрос 1 «Какие вы знаете разновидности математической логики?»

В математической логике существуют следующие разделы:

1. Общая логика, которая включает классическую логику первого порядка, логики высших порядков (логику второго порядка), комбинаторную логику, λ-исчисление, временную логику, модальную логику, многозначные логики, нечёткую логику, логику в информатике;

2. Теория моделей - раздел математической логики, который занимается изучением связи между формальными языками и их интерпретациями, или моделями.

3. Теория вычислимости - это раздел, возникший в результате изучения понятий вычислимости и невычислимости.

4. Теория множеств - раздел математики, в котором изучаются общие свойства множеств - совокупностей элементов произвольной природы, обладающих каким-либо общим свойством, которая принесла новое понимание природы бесконечности.

5. Теория доказательств - это раздел математической логики, представляющий доказательства в виде формальных математических объектов, осуществляя их анализ с помощью математических методов. Доказательства обычно представляются в виде индуктивно определённых структур данных, таких как списки и деревья, созданных в соответствии с аксиомами и правилами вывода формальных систем.

6. Конструктивная математика - абстрактная наука о конструктивных процессах, человеческой способности осуществлять их, и об их результатах - конструктивных объектах.

7. Алгебраическая логика (включает вопросы изучения булевых алгебр, алгебр Гейтинга, квантовых логик, цилиндрических и полиадических алгебр, алгебр Поста) - раздел математической логики, в котором изучаются логические операции над высказываниями.

8. Нестандартные модели (анализ) - альтернативный подход к обоснованию математического анализа, в котором бесконечно малые — не переменные величины, а особый вид чисел.



Поделиться:




Поиск по сайту

©2015-2024 poisk-ru.ru
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.
Дата создания страницы: 2019-04-30 Нарушение авторских прав и Нарушение персональных данных


Поиск по сайту: