Використання нейромережевих технологій при створенні СППР (стр. 2 из 2)

Система побудови і дослідження нейронных мереж (СПДНМ).

Для моделювання на ЕОМ компонентів КС, сконструйованих із нейронів усвідомлена необхідність у спеціальному інструменті, що дозволяє за допомогою зручного графічного інтерфейсу створювати бібліотеки шаблонів блоків, будувати мережі з блоків, побудованих по шаблонах, і прораховувати мережу з можливістю перегляду проміжних станів мережі, збору й аналізу статистики про роботу мережі з метою налагодження.

При створенні (або виборі) інструмента використовувалися такі критерії:

відкритість, або специфікація і реалізація інтерфейсу і (процедур обробки) форматів даних, що дозволяють проводити модифікацію і нарощування функціональності системи не торкаючись ядра системи і з мінімальними витратами на модифікацію зв'язаних компонентів, іншими словами, мінімізація зв'язків між компонентами;

гнучкість, можливості по конструюванню як можна більшої кількості класів формальних моделей нейронів і мереж під самі різноманітні додатки від моделей КС супутників і космічних апаратів до систем підтримки прийняття рішень і систем прогнозування курсу цінних паперів;

багатоплатформеність, максимальна незалежність від операційної системи;

зручність і пристосованість до моделювання саме систем підтримки прийняття рішень, простота у використанні і спроможність ефективно працювати на слабких ресурсах ЕОМ (класу персональних комп'ютерів).

Аналіз існуючих у наявності або доступних СППР і інших систем (наприклад, LabView або систем із класичними НМ), тим або іншою чином задовольняючих першим трьом критеріям, показав, що усі вони є або великоваговими, або занадто дорогими, або дуже погано пристосовані до моделювання систем керування з формальною моделлю нейрона. Таким чином, виникнула необхідність в інструменті для науково-дослідних цілей, який би дозволяв перевіряти ідеї створення СППР і створювати прототипи КС на НМ.

Мал. 5.1. Загальна схема ядра СПДНМ.

На приведеній схемі (рис 5.1) [1] зазначені основні класи об'єктів ядра системи і їхня взаємодія. Стрілками показані потоки даних при роботі системи. Кожному з основних блоків КС відповідає свій блок у системі. Чотири блоки: ФРО, БЗ, БОС і БПР складають КС. З формальної моделі НМ випливає, що блок - це ієрархічна структура, у якій елементи одного рівня сполучені в мережу і кожний з елементів рівня може бути мережею, що складається з елементів більш низького рівня. Розглядаючи обраний елемент будь-якого рівня, можна вважати його «чорною скринєю», тобто абстрагуватися від його змісту і внутрішньої будови. Наприклад, можна на деякому проміжному етапі конструювання КС абстрагуватися від нейро-мережевої реалізації блока верхнього рівня і спробувати різноманітні реалізації, причому необов’язково нейромережеві. Система не накладає обмежень на внутрішню будову кожного блока, тому воно може не мати внутрішньої ієрархії, а просто рекомендуватися деякою функцією виходу. Далі, у процесі розвитку КС, зміст окремих блоків може змінитись, можливо стати більш складним і ієрархічним, при цьому поведінка системи не зміниться, якщо новий зміст забезпечує функціональність старого в еквівалентності вихідних функцій. Таким чином, полегшується розробка системи, тому що з'являється можливість конструювання «зверху донизу», немає необхідності реалізовувати блок відразу через НМ, можна поставити тимчасову «заглушку», а в процесі розвитку системи ускладнювати, доповнювати або заміняти на цілком іншу внутрішню конструкцію блоків.

Крім зазначених блоків, у систему входять ще два важливих класи об'єктів: конструктори мережі й аналізатори роботи мережі. Перші, як очевидно з назви, призначені для створення робочих копій НМ у пам'яті комп'ютера по різноманітних джерелах, наприклад по специфікації мережі з файла. Власне, для кожного джерела і створюється свій об'єкт. Специфікація мережі може посилатися на шаблони блоків з бібліотеки, які, таким чином, також можуть бути джерелом для конструкції. Аналізатори потрібні при налагодженні мереж. Справа в тому, що мережі можуть містити тисячу і десятки тисяч елементів (принципових обмежень немає,мають місце обмеження тільки по пам'яті і продуктивності комп'ютера), роботу яких одночасно простежити просто неможливо, особливо якщо тимчасовий інтервал роботи складає сотні і більш тактів. Тому необхідно якось узагальнювати інформацію про стан мережі (який є сукупність станів кожного елемента) у кожний момент часу і видавати користувачу сумарну інформацію, можливо, з деякою деталізацією на бажаняя користувача. Для такої задачі і потрібні спеціальні об'єкти - аналізатори. Ці об'єкти можуть зберігати історію станів обраних елементів в обрані інтервали часу і згодом її аналізувати, тобто визначати статистичного роду інформацію. Кожний об'єкт вирішує цю задачу по-своєму і може бути обраний у залежності від роду необхідної інформації про роботу мережі.

Висновки

Підсумовуючи інформацію, щодо побудови системи на базі нейронних мереж ми бачимо, що використання нейромережевих технологій є перспективним напрямком розвитку систем підтримки та прийняття рішень. Необмежені можливості використання подібних систем в економіці. Вже зараз створені системи підтримки прийняття рішень на базі нейронних мереж, які застосовуються фінансовими менеджерами компаній для зменшення ризику при плануванні фінансовой діяльності компаній. На жаль на вітчізняному ринку ці системи поки що не знайшли широкого застосування. Насамперед це пов’язано з недосконалістю фінансового ринку. Але це не означає, що подібні системи не здайдуть місця в Україні. По мірі розвитку фінансового ринку постає питання про створення СППР на базі нейронних мереж на Україні. Побудові системи для фінансового аналізу на базі нейронних мереж будуть присвячені наступні роботи автора.

СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ

1. [Диссер] Жданов А.А. Принципи автономного адаптивного керування. Дисертація на конкурс вченого ступеню доктора фізико-математичних наук. ОЦ РАН. Москва, 1993. 318 с.

2. В.Брауэр. Введення в теорію кінцевих автоматів. М, "Радіо і зв'язок":1987. 392 с.

3. McCulloch W.W., Pitts W. 1943. A logical calculus of the ideas imminent in nervous activiti. Bulletinn of Mathematical biophysics 5: 115-33. (Російський переклад: Маккалок У.С., Питтс У. Логічне числення ідей, що відносяться до нервової діяльності. Автомати. - М: ІЛ. - 1956.)

4. Уоссермен Ф.. Нейрокомпьютерна техніка. - М.: Світ, 1992

5. Герман О.В. Введення в теорію експертних систем і опрацювання знань. - Мінськ, ДизайнПРО. 1995.