Александр Кириченко - Интеллектуальность нейросетевых конструкций. Обзор литературы

Нейрокомпьютинг состоит из нескольких разделов:

· конструирование нейрокомпьютеров,

· нейросетевые исследования хозяйственных процессов,

· моделирование интеллекта высшей нервной системы человека.

Конструкторский раздел нейрокомпьютинга.

Содержит модели, методы и алгоритмы, необходимые для создания нейрокомпьютеров. В него входят алгоритмы работы различных конструктивных элементов нейрокомпьютера, например – алгоритмы выполнения различных математических операций с плавающей или фиксированной запятой; выполнения этих операций младшими или «старшими разрядами вперёд»; алгоритмы выполнения таких операций, как дифференцирование, интегрирование, и др; методы преобразования систем дифференциальных уравнений; специфические операции для нейросетевых конструкций, таких, как блок обучения нейросетей, система ассоциативного поиска информации; алгоритмы свёртки, определения близости, умножения и сложения матриц и векторов, транспонирования матриц, вычисления пороговых преобразований, параллельного вычисления табличных функций, и другие.

Нейрокомпьютеры вне зависимости от того, на каких элементах они реализованы, представляют собой специализированные ЭВМ. И как и все ЭВМ они должны иметь блок питания, различные устройства ввода-вывода, блок управления и кроме того, специализированные устройства, обеспечивающие работу нейронных сетей.

Для управления работой всех этих устройств необходима операционная система. Большая часть её нужна для реализации работы технического комплекса – одних только типов устройств ввода-вывода у идеальной нейроЭВМ может быть не менее 6 – для обеспечения работы моделей зрения, слуха, вкуса, осязания, обоняния, вестибулярного аппарата (ответственного за чувство равновесия). Кроме того, могут быть и специфические конструкции, связанные с различными проявлениями интеллекта (концентрацией, воображением, интуицией, и т.д).

Но работа операционной системы этим не ограничивается. Кроме управления устройствами, ОС должна обеспечивать создание приемлемой среды, в которой будут производиться нейросетевые исследования.

Обычно нейросетевые исследования предусматривают выполнение таких видов работ, как

· подготовка исходных данных,

· формирование нейронной сети,

· обучение нейросети, анализ достигнутых результатов и оптимизацию обучения,

· проведение нейросетевого исследования,

· трактовку полученных результатов.

Для выполнения этих работ нужны соответствующие программные средства: нейросетевые пакеты и комплексы программ, модели нейросетевых компонентов, инструменты для проведения нейросетевых исследований.

Конструктивными элементами нейрокомпьютеров являются такие физические компоненты, как нейроны, искусственные нейронные сборки, нейросети, операционные системы, программы для создания нейросреды, нейропакеты. К конструктивным элементам нейрокомпьютеров относятся и алгоритмы выполнения интеллектуальных операций, и типовые сценарии, и модели выполняемых с помощью нейросетей работ. Они характеризуют состав решаемых проблем.

Проблемы создания программного обеспечения нейрокомпьютеров решаются в виде моделирования, создания нейропакетов. Основное внимание при этом уделяется формированию и обучению нейронной сети. А подготовка исходных данных и всё, что касается проведения нейросетевых исследований, постпроцессинговых операций, не удостаивается внимания.

Нейросетевые исследования хозяйственных процессов.

Технология проведения нейросетевых исследований хозяйственных процессов значительно отличается от применяемой в конструкторском разделе. Исследование различных хозяйственных процессов обеспечивается отличными от конструкторских методами, моделями и алгоритмами. Во-первых, сами проводимые операции сильно отличаются. Нужны программные средства для реализации таких операций, как кластеризация, классификация, узнавание, прогнозирование, предсказание. Для их выполнения необходимы комплексы программ, объединённые в специализированные пакеты, так называемые «Нейропакеты», предназначенные для реализации нейропроцессинга, в которые кроме них входят такие программы, как поиск данных, обмен данными, хранение, сбор и преобразование данных.

Впервые искусственные нейросети стали доступны для использования в виде перцептрона, который позволял проводить обучение на примерах, выполнять такие операции, как автоматическую классификацию и прогнозирование.