54神经网络与遗传算法简介
在本节中,我们将着重讲述一些在网络设计、优化、性能分析、通信路由优化、选择、神经网络控制优化中有重要应用的常用的算法,包括神经网络算法、遗传算法、模拟退火算法等方法。用这些算法可以较容易地解决一些很复杂的,常规算法很难解决的问题。这些算法都有着很深的理论背景,本节不准备详细地讨论这些算法的理论,只对算法的原理和方法作简要的讨论。
541神经网络
1神经网络的简单原理人工神经网络(ArtificialNeuralNetworks,简写为ANNs)也简称为神经网络(NNs)或称作连接模型(Co
ectio
istModel),是对人脑或自然神经网络(NaturalNeuralNetwork)若干基本特性的抽象和模拟。人工神经网络以对大脑的生理研究成果为基础的,其目的在于模拟大脑的某些机理与机制,实现某个方面的功能。所以说人工神经网络是由人工建立的以有向图为拓扑结构的动态系统,它通过对连续或断续的输入作出状态相应而进行信息处理。它是根据人的认识过程而开发出的一种算法。假如我们现在只有一些输入和相应的输出,而对如何由输入得到输出的机理并不清楚,那么我们可以把输入与输出之间的未知过程看成是一个“网络”,通过不断地给这个网络输入和相应的输出来“训练”这个网络,网络根据输入和输出不断地调节自己的各节点之间的权值来满足输入和输出。这样,当训练结束后,我们给定一个输入,网络便会根据自己已调节好的权值计算出一个输出。这就是神经网络的简单原理。2神经元和神经网络的结构如上所述,神经网络的基本结构如图535所示:
MM
M
M
MM
输入层
隐层1
MM
输出层
隐层2
图535神经网络一般都有多层,分为输入层,输出层和隐含层,层数越多,计算结果越精确,但所需的时间也就越长,所以实际应用中要根据要求设计网络层数。神经网络中每一个节点叫做一个人工神经元,他对应于人脑中的神经元。人脑神经元由细胞体、树突和轴突三部分组成,是一种根须状蔓延物。神经元的中心有一闭点,称为细胞体,它能对接受到的信息进行处理,细胞体周围的纤维有两类,轴突是较长的神经纤维,是发出信息的。树突的神经纤维较短,而分支众多,是接收信息的。一个神经元的轴突末端与另一神经元的树突之间密
f切接触,传递神经元冲动的地方称为突触。经过突触的信息传递是有方向性的,不同的突触进行的冲动传递效果不一样,有的使后一神经元发生兴奋,有的使其发生抑制。由人脑神经元的工作机理,人们构造了人工神经元的数学模型,它是人脑r