人工神经网络 课堂练习1-2
D人工神经网络复习习题

oj
2.2.2 神经元的数学模型(1/6)
我们用一个数学表达式对上述内容可进行抽象与 概括。 令xi(t)表示t时刻神经元j接收的来自神经元i的信 息输入,oj(t)表示t时刻神经元的信息输出,则神经元j 的状态可表达为
n o j (t ) f w ijx i (t ij ) Tj i 1
x1 … xi … xn
w1j wij wnj
j
∑
2.2.1 神经元的建摸(6/6) 人工神经元的输出也同生物神经元一样仅有一个,如用 oj表示神经元j输出。 输出与输入之间的对应关系可用某种函数来表示,这种 函数称为转移函数,一般都是非线性的。
x1 … xi … xn
w1j wij wnj
j
∑
f
第4章 竞争学习神经网络 § 4.1 竞争学习的概念与原理 § 4.1.1 基本概念 § 4.1.2 竞争学习原理 § 4.2 自组织特征映射神经网络 § 4.2.1 SOM网络的生物学基础 § 4.2.2 SOM网(络)的拓扑结构与权值调整域 § 4.2.3 自组织特征映射网(络)的运行原理与学习算法 § 4.2.3.1 运行原理 § 4.2.3.2 学习算法 § 4.2.3.3 功能分析 § 4.3 自组织特征映射网络的设计与应用 § 4.4 自适应共振理论 本章小结
第6章 反馈神经网络 § 6.1 离散型Hopfield神经网络(DHNN) § 6.1.1 网络的结构与工作方式 § 6.1.2 网络的稳定性与吸引子 § 6.1.2.1 网络的稳定性 § 6.1.2.2 吸引子与能量函数 § 6.1.2.3 吸引子的性质 § 6.1.2.4 吸引子的吸引域 § 6.1.3 网络的权值设计 § 6.1.4 网络的信息存储容量 § 6.2 连续型Hopfield神经网络(CHNN) § 6.3 Hopfield网络应用与设计实例 § 6.4 双向联想记忆(BAM)神经网络 § 6.5 随机神经网络 § 6.6 递归神经网络 本章小结
人工智能神经网络例题

神经网络例题1. 简介1.1 背景信息1.2 目的和范围2. 概述在本文档中,我们将讨论领域中使用的神经网络模型,并提供一些实际应用案例。
该模板旨在帮助读者理解如何构建、训练和优化神经网络。
3. 前置知识与概念解释在阅读本文之前,请确保您对以下术语有基本了解: - 神经元:一个计算单元,接收输入并输出。
- 权重:连接不同层次或节点间传递信号时所赋予的权值。
4. 示例问题描述及数据集准备我们选择了一个分类问题作为示例来说明如何使用神经网络进行预测。
具体而言,在给定鸢尾花(Iris)数据集下,我们要根据萼片长度、宽度以及花瓣长度等特征来判断其品种是Setosa, Versicolor还是Virginica。
5 . 数据处理与特征选择这个步骤包括加载原始数据文件、清洗缺失值、标准化数值变量以及转换类别变量到数字表示形式等操作。
6. 神经网络模型构建6.1 模型选择:我们将使用多层感知器(Multilayer Perceptron)作为神经网络的基本架构。
6.2 构建输入和输出层:根据问题描述,确定输入特征数目以及输出类别数目。
6.3 隐藏层数量与节点设置: 根据实际需求,在隐藏层中添加适当数量的节点,并考虑避免过拟合等问题。
7 . 训练与优化在这一阶段,我们需要定义损失函数、选择梯度下降算法并进行超参数调整。
同时还要划分训练集和测试集,并对模型进行迭代训练直至收敛或达到最大迭代次数。
8 . 结果评估我们通过计算准确率、查全率、查准率等指标来评估所得结果,并可视化展示预测效果。
9 . 实例应用案例这里了其他领域常见的神经网络应用案例:- 图像识别- 自然语言处理10 . 总结11.参考文献12.致谢13.附件说明:相关数据文件请参见“data.csv”;代码实现详见GitHub:“”。
14.法律名词及注释:- 神经网络:一种模拟人脑神经元工作方式的计算模型。
- 多层感知器(Multilayer Perceptron):由多个输入、隐藏和输出层组成的前馈神经网络。
人工神经网络例题

1、什么是BP 网络的泛化能力?如何保证BP 网络具有较好的泛化能力?(5分)解:(1)BP网络训练后将所提取的样本对中的非线性映射关系存储在权值矩阵中,在其后的工作阶段,当向网络输入训练时未曾见过的非样本数据时,网络也能完成由输入空间向输出空间的正确映射。
这种能力称为多层感知器的泛化能力,它是衡量多层感知器性能优劣的一个重要方面。
(2)网络的性能好坏主要看其是否具有很好的泛化能力,而对泛化能力的测试不能用训练集的数据进行,要用训练集以外的测试数据来进行检验。
在隐节点数一定的情况下,为获得更好的泛化能力,存在着一个最佳训练次数t0,训练时将训练与测试交替进行,每训练一次记录一训练均方误差,然后保持网络权值不变,用测试数据正向运行网络,记录测试均方误差,利用两种误差数据得出两条均方误差随训练次数变化的曲线,测试、训练数据均方误差曲线如下图1所示。
训练次数t0称为最佳训练次数,当超过这个训练次数后,训练误差次数减小而测试误差则开始上升,在此之前停止训练称为训练不足,在此之后称为训练过度。
图1. 测试、训练数据均方误差曲线2、什么是LVQ 网络?它与SOM 网络有什么区别和联系?(10 分)解:(1)学习向量量化(learning vector quantization,LVQ)网络是在竞争网络结构的基础上提出的,LVQ将竞争学习思想和监督学习算法相结合,减少计算量和储存量,其特点是网络的输出层采用监督学习算法而隐层采用竞争学习策略,结构是由输入层、竞争层、输出层组成。
(2)在LVQ网络学习过程中通过教师信号对输入样本的分配类别进行规定,从而克服了自组织网络采用无监督学习算法带来的缺乏分类信息的弱点。
自组织映射可以起到聚类的作用,但还不能直接分类和识别,因此这只是自适应解决模式分类问题中的第一步,第二步是学习向量量化,采用有监督方法,在训练中加入教师信号作为分类信息对权值进行细调,并对输出神经元预先指定其类别。
人工神经网络单选练习题

人工神经网络单选练习题一、基本概念1. 下列关于人工神经网络的描述,正确的是:A. 人工神经网络是一种静态的计算模型B. 人工神经网络可以模拟人脑的神经元连接方式C. 人工神经网络只能处理线性问题D. 人工神经网络的学习过程是监督式的2. 下列哪种算法不属于人工神经网络?A. 感知机算法B. 支持向量机算法C. BP算法D. Hopfield网络3. 人工神经网络的基本组成单元是:A. 神经元B. 节点C. 权重D. 阈值二、前向传播与反向传播4. 在前向传播过程中,下列哪个参数是固定的?A. 输入值B. 权重C. 阈值D. 输出值5. 反向传播算法的主要目的是:A. 更新输入值B. 更新权重和阈值C. 计算输出值D. 初始化网络参数6. 下列关于BP算法的描述,错误的是:A. BP算法是一种监督学习算法B. BP算法可以用于多层前馈神经网络C. BP算法的目标是最小化输出误差D. BP算法只能用于解决分类问题三、激活函数7. 下列哪种激活函数是非线性的?A. 步进函数B. Sigmoid函数C. 线性函数D. 常数函数8. ReLU激活函数的优点不包括:A. 计算简单B. 避免梯度消失C. 提高训练速度D. 减少过拟合9. 下列哪种激活函数会出现梯度饱和现象?A. Sigmoid函数B. ReLU函数C. Tanh函数D. Leaky ReLU函数四、网络结构与优化10. 关于深层神经网络,下列描述正确的是:A. 深层神经网络一定比浅层神经网络效果好B. 深层神经网络更容易过拟合C. 深层神经网络可以减少参数数量D. 深层神经网络训练速度更快11. 下列哪种方法可以降低神经网络的过拟合?A. 增加训练数据B. 减少网络层数C. 增加网络参数D. 使用固定的学习率12. 关于卷积神经网络(CNN),下列描述错误的是:A. CNN具有局部感知能力B. CNN具有参数共享特点C. CNN可以用于图像识别D. CNN无法处理序列数据五、应用场景13. 下列哪种问题不适合使用人工神经网络解决?A. 图像识别B. 自然语言处理C. 股票预测D. 线性规划14. 下列哪个领域不属于人工神经网络的应用范畴?A. 医学诊断B. 金融预测C. 智能家居D. 数值计算15. 关于循环神经网络(RNN),下列描述正确的是:A. RNN无法处理长距离依赖问题B. RNN具有短期记忆能力C. RNN训练过程中容易出现梯度消失D. RNN只能处理序列长度相同的数据六、训练技巧与正则化16. 下列哪种方法可以用来防止神经网络训练过程中的过拟合?A. 提前停止B. 增加更多神经元C. 减少训练数据D. 使用更大的学习率17. 关于Dropout正则化,下列描述错误的是:A. Dropout可以减少神经网络中的参数数量B. Dropout在训练过程中随机丢弃一些神经元C. Dropout可以提高模型的泛化能力D. Dropout在测试阶段不使用18. L1正则化和L2正则化的主要区别是:A. L1正则化倾向于产生稀疏解,L2正则化倾向于产生平滑解B. L1正则化比L2正则化更容易计算C. L2正则化可以防止过拟合,L1正则化不能D. L1正则化适用于大规模数据集,L2正则化适用于小规模数据集七、优化算法19. 关于梯度下降法,下列描述正确的是:A. 梯度下降法一定会找到全局最小值B. 梯度下降法在鞍点处无法继续优化C. 梯度下降法包括批量梯度下降、随机梯度下降和小批量梯度下降D. 梯度下降法的学习率在整个训练过程中保持不变20. 下列哪种优化算法可以自动调整学习率?A. 随机梯度下降(SGD)B. Adam优化算法C. Momentum优化算法D. 牛顿法21. 关于Adam优化算法,下列描述错误的是:A. Adam结合了Momentum和RMSprop算法的优点B. Adam算法可以自动调整学习率C. Adam算法对每个参数都使用相同的学习率D. Adam算法在训练初期可能会不稳定八、损失函数22. 在分类问题中,下列哪种损失函数适用于二分类问题?A. 均方误差(MSE)B. 交叉熵损失函数C. Hinge损失函数D. 对数损失函数23. 关于均方误差(MSE)损失函数,下列描述错误的是:A. MSE适用于回归问题B. MSE对异常值敏感C. MSE的输出范围是[0, +∞)D. MSE损失函数的梯度在接近最小值时趋近于024. 下列哪种损失函数适用于多分类问题?A. 交叉熵损失函数B. Hinge损失函数C. 对数损失函数D. 均方误差(MSE)九、模型评估与超参数调优25. 下列哪种方法可以用来评估神经网络的性能?A. 训练误差B. 测试误差C. 学习率D. 隐层神经元数量26. 关于超参数,下列描述正确的是:A. 超参数是在模型训练过程中自动学习的B. 超参数的值通常由经验丰富的专家设定C. 超参数的调整对模型性能没有影响D. 超参数包括学习率、批量大小和损失函数27. 关于交叉验证,下列描述错误的是:A. 交叉验证可以减少过拟合的风险B. 交叉验证可以提高模型的泛化能力C. 交叉验证会降低模型的训练速度D. 交叉验证适用于小规模数据集十、发展趋势与挑战28. 下列哪种技术是近年来人工神经网络的一个重要发展方向?A. 深度学习B. 线性回归C. 决策树D. K最近邻29. 关于深度学习,下列描述错误的是:A. 深度学习需要大量标注数据B. 深度学习模型通常包含多层神经网络C. 深度学习可以处理复杂的非线性问题D. 深度学习不适用于小规模数据集30. 下列哪种现象是训练深度神经网络时可能遇到的挑战?A. 梯度消失B. 参数过多C. 数据不平衡D. 所有上述选项都是挑战答案一、基本概念1. B2. B二、前向传播与反向传播4. B5. B6. D三、激活函数7. B8. D9. A四、网络结构与优化10. B11. A12. D五、应用场景13. D14. D15. C六、训练技巧与正则化16. A17. A18. A七、优化算法19. C20. B八、损失函数22. B23. D24. A九、模型评估与超参数调优25. B26. B27. D十、发展趋势与挑战28. A29. D30. D。
人工神经网络题库

人工神经网络系别:计算机工程系班级: 1120543 班学号: 13 号姓名:日期:2014年10月23日人工神经网络摘要:人工神经网络是一种应用类似于大脑神经突触联接的结构进行信息处理的数学模型。
在工程与学术界也常直接简称为神经网络或类神经网络。
神经网络是一种运算模型,由大量的节点(或称神经元)之间相互联接构成,由大量处理单元互联组成的非线性、自适应信息处理系统。
它是在现代神经科学研究成果的基础上提出的,试图通过模拟大脑神经网络处理、记忆信息的方式进行信息处理。
关键词:神经元;神经网络;人工神经网络;智能;引言人工神经网络的构筑理念是受到生物(人或其他动物)神经网络功能的运作启发而产生的。
人工神经网络通常是通过一个基于数学统计学类型的学习方法(Learning Method )得以优化,所以人工神经网络也是数学统计学方法的一种实际应用,通过统计学的标准数学方法我们能够得到大量的可以用函数来表达的局部结构空间,另一方面在人工智能学的人工感知领域,我们通过数学统计学的应用可以来做人工感知方面的决定问题(也就是说通过统计学的方法,人工神经网络能够类似人一样具有简单的决定能力和简单的判断能力),这种方法比起正式的逻辑学推理演算更具有优势。
一、人工神经网络的基本原理1-1神经细胞以及人工神经元的组成神经系统的基本构造单元是神经细胞,也称神经元。
它和人体中其他细胞的关键区别在于具有产生、处理和传递信号的功能。
每个神经元都包括三个主要部分:细胞体、树突和轴突。
树突的作用是向四方收集由其他神经细胞传来的信息,轴突的功能是传出从细胞体送来的信息。
每个神经细胞所产生和传递的基本信息是兴奋或抑制。
在两个神经细胞之间的相互接触点称为突触。
简单神经元网络及其简化结构如图2-2所示。
从信息的传递过程来看,一个神经细胞的树突,在突触处从其他神经细胞接受信号。
这些信号可能是兴奋性的,也可能是抑制性的。
所有树突接受到的信号都传到细胞体进行综合处理,如果在一个时间间隔内,某一细胞接受到的兴奋性信号量足够大,以致于使该细胞被激活,而产生一个脉冲信号。
《人工神经网络:模型、算法及应用》习题参考答案

习题2.1什么是感知机?感知机的基本结构是什么样的?解答:感知机是Frank Rosenblatt在1957年就职于Cornell航空实验室时发明的一种人工神经网络。
它可以被视为一种最简单形式的前馈人工神经网络,是一种二元线性分类器。
感知机结构:2.2单层感知机与多层感知机之间的差异是什么?请举例说明。
解答:单层感知机与多层感知机的区别:1. 单层感知机只有输入层和输出层,多层感知机在输入与输出层之间还有若干隐藏层;2. 单层感知机只能解决线性可分问题,多层感知机还可以解决非线性可分问题。
2.3证明定理:样本集线性可分的充分必要条件是正实例点集所构成的凸壳与负实例点集构成的凸壳互不相交.解答:首先给出凸壳与线性可分的定义凸壳定义1:设集合S⊂R n,是由R n中的k个点所组成的集合,即S={x1,x2,⋯,x k}。
定义S的凸壳为conv(S)为:conv(S)={x=∑λi x iki=1|∑λi=1,λi≥0,i=1,2,⋯,k ki=1}线性可分定义2:给定一个数据集T={(x1,y1),(x2,y2),⋯,(x n,y n)}其中x i∈X=R n , y i∈Y={+1,−1} , i=1,2,⋯,n ,如果存在在某个超平面S:w∙x+b=0能够将数据集的正实例点和负实例点完全正确地划分到超平面的两侧,即对所有的正例点即y i=+1的实例i,有w∙x+b>0,对所有负实例点即y i=−1的实例i,有w∙x+b<0,则称数据集T为线性可分数据集;否则,称数据集T线性不可分。
必要性:线性可分→凸壳不相交设数据集T中的正例点集为S+,S+的凸壳为conv(S+),负实例点集为S−,S−的凸壳为conv(S−),若T是线性可分的,则存在一个超平面:w ∙x +b =0能够将S +和S −完全分离。
假设对于所有的正例点x i ,有:w ∙x i +b =εi易知εi >0,i =1,2,⋯,|S +|。
人工神经网络 试题

1、简要说明误差反向传播的BP算法的基本原理,讨论BP基本算法的优缺点。
并采用BP神经网络进行模式识别。
设计一个BP网络对附图中的英文字母进行分类。
输入向量含16个分量,输出向量分别用[1,-1,-1]T,[-1,1,-1]T,[-1,-1,1]T代表字符A,I,O。
采用不同的学习算法(traingd,traingdm,traingdx,trainlm)进行比较。
并测试施加5%噪声与输入时的测试结果。
要求:给出matlab的源程序(可调用matlab NN工具箱),网络结构,初始权值,训练结果,测试结果。
2、简要说明误差反向传播的BP算法的基本原理,讨论BP基本算法的优缺点。
并采用BP神经网络设计实现一个9*9表。
采用不同的学习算法(traingd,traingdm,traingdx,trainlm)进行比较。
要求:给出matlab的源程序(可调用matlab NN工具箱),网络结构,初始权值,训练结果,测试结果。
(考虑将其中的数改为二进制)3、简要说明误差反向传播的BP算法的基本原理,讨论BP基本算法的优缺点。
表1中给出了某结构在多种状态下的特征向量,表2给出了某时刻结构的特征向量,请使用人工神经网络根据表2中的特征向量判断其所属状态。
表1表2网络结构设计输入个数为10,输出个数为1,故神经元个数为1,结构如下图。
本题是一个模式识别问题,采用自组织竞争人工神经网络。
图1-1 网络结构图画出6个状态在坐标系中如图1-2所示。
%创建输入向量X=[0 1;0 1]clusters=6;points=10;std_dev=0.05;P=nngenc(X,clusters,points,std_dev);plot(P(1,:),P(2,:),'+r')title('Input Vectors');xlabel('p(1)');ylabel('p(2)');%创建自组织竞争神经网络net=newc([0 1;0 1],6,.1);net=init(net);w=net.IW{1};hold off;plot(P(1,:),P(2,:),'+r');hold on; plot(w(:,1),w(:,2),'ob');xlabel('p(1)');ylabel('p(2)');hold off;net.trainParam.epochs=7;hold on;net=init(net);more off;net=train(net,P);TRAINR, Epoch 0/7TRAINR, Epoch 7/7TRAINR, Maximum epoch reached. %训练该网络hold on ;net=init(net); more off;w=net.IW{1};delete(findobj(gcf,'color',[0 0 1])); hold offplot(P(1,:),P(2,:),'+r');hold off;hold on; plot(w(:,1),w(:,2),'ob'); xlabel('p(1)');ylabel('p(2)');hold off;%仿真该网络p=[0.794;0.271];a=sim(net,p);ac=vec2ind(a)。
人工神经网络1(第1,2章)

] PM
P N
(2) M P T
T
] N M
• 3、反馈网络
输入
输出
i ω ij =ω ji j
注2:前向网络主要是函数映射。可用于模式识别和函数逼近和分类。 反馈网络按对能量函数的极小点的利用来分类。 有两种:(1)主要用作各种联想存储器 (2)主要用于求解最优化问题
二、工作方式及学习(训练)
Y 1 P
M P
(1 )
X 1 N [W
(1 ) T
] N P
(2)
W
M个
f (.)
Y 1 M
(2)
Y 1 P
(1 )
[W
(2)T
] PM
(2)T
X 1 N [W X 1 N W X 1 N [W
(1 ) T
] N P [W W
(1 )
w 0 ,1
w 0 , N 1 . w i , N 1
w i ,1
w m 1 ,1
w m 1, N 1
2、多层前向网络(由单层级联而成)
y0 yi
… …
ym
输出层 隐含层 (一般1~2层)
…
输入层
。
。
… …
( X 1 . D 1)..(
X 2 . D 2 )....( X k . D k )......
调整 W 输出
.... X k .....
样本对集
X 1. X
2
误 差 信 号 E
Y 1 ..Y 2 .... Y k .....
实际响应
- +
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人工神经网络课堂练习1
1.人脑与计算机信息处理的主要区别是什么?
2.神经网络的基本特征是什么?
3.神经网络的基本功能是什么?
4.神经网路的功能特点是由什么决定?
5.生物神经元组成各部分的信息处理功能是什么?
信息的输入是通过()完成
信息的输出是由()完成
突触的作用是()
细胞体的作用是()
6.人工神经元数学模型与生物神经元如何对应?
(生物神经元结构与信息处理特点-------人工神经元模型假设-------模型实现)
●生物神经元的状态有几种?
●突触性质和强度的含义是什么?在人工神经元模型中做出哪
一条相对应的假设?在数学模型中如何体现?
●神经元的信息整合如何通过模型假设和表达式描述?
●生物神经元的膜电位对应人工神经元模型中哪一假设?
●生物神经元的输入输出指的是什么?对应人工神经网络模型
中的哪一点假设?在数学模型中如何体现?
7.神经网络的转移函数的主要功能和计算。
●假定输入x=3,采用sgn函数作为转移函数,问此时输出y是
什么?
●假定输入x=2,采用单极性S型函数作为转移函数,问此时输
出y是什么?
●假定输入x=1,采用双极性S型函数作为转移函数,问此时输
出y是什么?
8.神经网络模型分类有几种方式,分别包含哪些类别?
9.什么是神经网络学习?学习的种类有几种?
10.有导师学习和无导师学习的区别是什么?
11.感知器神经网络的结构是什么?
12.什么是单层感知器?
13.感知器分界方程的含义是什么?为什么要列写分界方程?
14.感知器的计算:
a)已知权值和输入,计算感知器的输出。
b)已知样本的输入输出,利用作图法确定合适的权值和阈值。
X1=[2 0]T d=-1
X2=[3 1]T d=1
X3=[0 -1]T d=1
c)已知样本的输入输出,列写分界方程或不等式确定合适的权值
和阈值。
X1=[2 0 -1]T d=1
X2=[3 1 2]T d=1
X3=[0 -1 2]T d=-1
d)已知样本的输入输出,根据学习算法确定合适的权值和阈值。
X1=[2 0 -1]T d=1
X2=[3 1 2]T d=1
X3=[0 -1 2]T d=-1
15.感知器的权值调整规律是什么?
16.多层感知器与单层感知器相比较有什么特点?
17.BP网络的结构是什么?
18.BP算法的基本思想是什么?学习过程如何进行?
19.BP网络的转移函数是什么?为什么采用该类型转移函数?你认为
还可以采用什么类型的函数来实施BP算法。
20.BP算法中误差是如何定义的?
21.BP算法的信号流向是什么?
a)前向计算中可以根据输入和权值计算出什么?如何计算?
练习:
已知输入X1=[2 0 -1]T请问输入节点有几个?
输入层到隐层的权值和阈值是V1=[4 2 2]T T1=2 V2=[3 4 1]T T2=3 ,采用双极型函数,请问隐层节点有几个?隐层的输出是多少?
隐层到输出层的权值和阈值是W1=[1 -1]T T1=-1 W2=[2 4]T T1=2,采用斜率为1的线性函数,请问输出节点有几个?网络的输出是多少?
b)误差反向传播主要是为了计算什么?其目的是什么?
人工神经网络课堂练习2
22.BP网络的主要能力?
23.BP算法中的局限性是什么,可以如何改进?
24.BP网络设计?
●输入量的表示
●输入量维数和输入节点的关系
●隐层节点数如何设计
●输出节点与什么相关
P69 3.16如何解决?
P70 3.17 如何解决?
25.自组织网络的结构是什么?
26.什么是竞争学习,与BP算法的区别是什么?
27.竞争学习中权值如何调整,其调整方向是什么?
28.竞争学习计算实例(书上习题)
●根据输入和权值,计算输出
●根据输入和竞争学习策略,调整权值
29.思考什么时候使用BP网络,什么时候使用SOM网络?
例:如下问题可以采用哪种网络,如何设计?
30.如何利用MATLAB实现网络的设计?。