40年代初,美国Mc Culloch和PiMs从信息处理的角度,研究神经细胞行为的数学模型表达.提出了二值神经元模型。MP模型的提出开始了对神经网络的研究进程。1949年心理学家Hebb提出著名的Hebb学习规则,即由神经元之间结合强度的改变来实现神经学习的方法。虽然Hebb学习规则在人们研究神经网络的初期就已提出,但是其基本思想至今在神经网络的研究中仍发挥着重要作用。 人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)是受生物神经元结构启发的一种计算模型,它在20世纪40年代初由美国的Mc Culloch和PiMs通过数学模型研究神经细胞行为而提出。MP模型(McCulloch-Pitts模型)是最早的二值神经元模型,它开启了对神经网络的科学研究。1949年,心理学家Hebb提出了著名的Hebb学习规则,这是神经网络学习的基础,它阐述了神经元之间的连接强度如何随时间和经验而改变,以实现学习过程。 第二章介绍了几种基础的神经网络模型。MP模型是最简单的神经元模型,它只有开/关两种状态。感知器模型(Perceptron Model)由Rosenblatt在50年代末提出,它能处理线性可分的问题,并具有学习能力。自适应线性神经元(Adaptive Linear Neuron, ALN)则是一种可以自我调整权重的神经元模型,能更灵活地适应输入变化。 第三章涉及反向传播算法(Backpropagation, BP),这是多层前馈网络(Feedforward Network)中最常用的训练方法。BP算法在Sigmoid激活函数下能有效地优化网络权重,使得网络能够进行非线性分类和回归。通过BP算法的改进,如动量项的引入,可以加速收敛并减少局部最小值的影响。 第四章讨论Hopfield网络,这是一种用于联想记忆和优化问题的模型。离散型和连续型Hopfield网络分别对应于二值和实值的神经元模型。Hopfield网络在解决旅行商问题(Traveling Salesman Problem, TSP)等组合优化问题中表现出色。 第五章介绍了随机型神经网络,包括模拟退火算法和Boltzmann机,它们常用于全局优化问题。Gaussian机则是另一种随机模型,它利用高斯分布来进行概率决策。 第六章提到了自组织神经网络,如竞争型学习、自适应共振理论(ART)模型和自组织特征映射(Self-Organizing Map, SOM)模型。这些网络具有自我组织和分类的能力,尤其在数据聚类和特征提取方面有重要应用。 第七章探讨了联想记忆神经网络,包括线性联想记忆(LAM)、双向联想记忆(BAM)和时间联想记忆(TAM)。这些模型旨在模拟人脑的联想记忆功能,能够存储和检索复杂的模式。 第八章的CMAC模型(Cerebellar Model Articulation Controller)是一种基于神经元结构的快速记忆系统,它在控制和映射任务中表现优异。 神经网络的研究经历了起起伏伏,从早期的MP模型到后来的感知机、反向传播网络、Hopfield网络等,每个阶段都伴随着理论的深化和技术的进步。尽管Minsky和Papert曾对感知机的局限性提出质疑,导致研究一度陷入低谷,但神经网络的潜力并未被完全否定,反而在后续的几十年里,随着计算能力的提升和理论理解的加深,神经网络逐渐成为机器学习领域的核心工具,广泛应用于图像识别、自然语言处理、推荐系统等领域。
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