人工神经网络-课件.ppt

人工神经网络 课程目的和基本要求 了解人工神经网络的有关研究思想，从中学习开拓者的部分问题求解方法。 通过实验进一步体会有关模型的用法和性能，获取一些初步的经验。 查阅参考文献，将所学的知识与自己未来研究课题（包括研究生论文阶段的研究课题）相结合，达到既丰富学习内容，又有一定的研究和应用的目的。 第一节 人工智能概述 1 什么是人工智能 顾名思义，人工智能就是人造智能，其英文表示是“Artificial Intelligence”，简称AI。当然，这只是人工智能的字面解释或广义解释。目前的“人工智能”一词是指用计算机模拟或实现的智能，同时，人工智能又是一个学科名称。 作为学科，人工智能研究的是如何使机器（计算机）具有智能的科学和技术，特别是自然智能如何在计算机上实现或再现的科学和技术。因此，从学科角度讲，当前的人工智能是计算机科学的一个分支。 智能：内涵指“知识+思维” ；外延指发现规律、运用规律的能力和分析、解决问题的能力。 数据 信息 知识 智慧 2 为什么要研究人工智能 我们知道，计算机是迄今为止最有效的信息处理工具，以至于人们称它为“电脑”。但现在的普通计算机系统的智能还相当低下，譬如缺乏自适应、自学习、自优化等能力，也缺乏社会常识或专业知识等，而只能是被动地按照人们为它事先安排好的工作步骤进行工作。因而它的功能和作用就受到很大的限制，难以满足越来越复杂和越来越广泛的社会需求。既然计算机和人脑一样都可进行信息处理，那么是否也能让计算机同人脑一样也具有智能呢？这正是人们研究人工智能的初衷。 如何对信息进行数字化转变及自动识别：在现实世界中，人类发出的声音、印刷或者书写出的文字、眼睛看到的风景，以及测量器输出的信号等，以各种各样的模式存在着。如果计算机能够听出并且分辨出这些模式，就能够简单地输入到计算机。把模式输入到计算机后，为了对其实施辨识，需要进行怎样的处理呢？这在神经网络的应用之一模式识别技术是可以轻松解决的问题。?  如何让计算机进行自动推理：人类进行的聪明行动，是在对许多已知事实(知识)进行综合，或者说进行加工(推理)的基础上形成的。为了能用计算机实现这种聪明行动，怎样表示知识，怎样进行推理就成了需要解决的问题。人类进行的推理是非常复杂的，现在只有一部分推理方法是清楚的。这在神经网络的应用之一智能推理技术是可以轻松解决的问题。 ? 如何搜索空间知识：人工智能要解决的问题，大部分不具备明确的解题步骤。这类问题可以采用搜索方法，但是在解决过程中，会伴随着产生试行错误。神经网络将对采用状态空间图的问题表示方法采取纵向搜索和横向搜索的搜索方法。? 如何让机器自己学习：人们已经充分地认识到，人与机器之间的决定性差别是有无学习能力。让处于发展中的机器去完成人类那样的演习也许是一种梦想。在机器中，利用事先编好的程序完成上述事务事实上目前做不到。可是，学习本身可以编成程序却是另外一回事，许多实际工作证实了这种可编程的可能性。这种研究领域被称为机器学习(machine lrarning)，这也是神经网络的核心技术之一。 我国政府在《2006—2020年国家信息化发展战略》中指出：“信息化是充分利用信息技术，开发利用信息资源，促进信息交流和知识共享，提高经济增长质量，推动经济社会发展转型的历史过程。”信息化是社会经济发展从以物质、能源为经济结构的重心，向以信息与知识为经济结构的重心转化的过程。在这个过程中，不断地采用现代信息技术装备国民经济各个部门和社会的各个领域，从而极大地提高社会的劳动生产力。如果说工业化是从农业主导型经济向工业主导型经济的演变，它推动了社会经济结构从农业社会向工业社会升级，那么信息化则是从传统产业主导型经济向信息产业主导型经济的演变，它推动社会经济结构从工业社会向信息社会的升级。 研究人工智能也是当前信息化社会的迫切要求。我们知道，人类社会现在已经进入了信息化时代。信息化的进一步发展，就必须有智能技术的支持。例如，当前迅速发展着的国际互联网(Internet)就强烈地需要智能技术。特别是当我们要在Internet上构筑信息高速公路时，其中有许多技术问题就要用人工智能的方法去解决。这就是说，人工智能技术在Internet和未来的信息高速公路上将发挥重要作用。 智能化也是自动化发展的必然趋势。自动化发展到一定水平，再向前发展就是智能化，即智能化是继机械化、自动化之后，人类生产和生活中的又一个技术特征。 自动化与工业化的关系 工业化发展三阶段： 机械化（大规模使用机器系统）