Файл: азастан республикасыны білім жне ылым министрлігі ОРыт ата атындаЫ ызылорда мемлекеттік университеті жаратылыстану институты.docx

/ақпараттық-есептеуіш/ желілер түрлері болуы мүмкін.Есептеуіш желілер негізінен тұтынушылардың абоненттері арасындағы мәліметтермен алмасу қызметтерін атқарады. Ақпараттық желілер тқтынушылар сұранысы бойынша қызметтер ұсынады. Ақпараттық-есептеуіш желілер есептеуіш желілер мен ақпараттық желілердің қызметтерін біріктіреді.

Пайдаланылуы бойынша компьютерлік желілер жалпы пайдаланылатын /универсалдық/, яғни түрлі салалардағы тұтынушылар пайдалана алатын және арнайы деп бөлінеді. Арнайы желілерге өндірісті басқару желілері мен мекемелер желілері жатады. Соңғы уақытта дербес компьютерлік желілер, яғни жеке компаниялар мен фирмалардың желілері құрала бастады.

Пайдаланылатын компьютерлерінің типі бойынша гомогендік /бір типті/ және гетерогендік/әр түрлі типті/ компьютерлік желілер болып бөлінеді. Гомогендік компьютерлік желілер программалық үйлесімді, ал гетерогендік программалық-үйлесімсіз компьютерлерден құралады. Гомогендік желіге жергілікті есептеуіш желілерді, ал гетерогендікке глобальдық желілер жатады.

Пайдаланылу аймағы бойынша компьютерлік желілер мынадай салаларда қолданылады:

• 
  бір мекеменің, бірлестіктің, саланың өндірістік жоспарларлауы мен басқару жұмыстары үшін.
  
• 
  Транспорттық өндірістік процесті басқару үшін. Мысалы, әуе қозғалысында, транспорт құралдарына билеттерді сату мен орындарды белгілеу үшін.
  
• 
  Банкі финанстық салада түрлі қаржылық есептеулер жүргізу үшін.
  
• 
  Ғылыми-зерттеулер мен жобалау–конструкторлық саласында қажетті ақпаратты тасымалдау мен пйдалану тиімдгілін арттыру үшін, күрделі инженерлік есептеулерде компьютер қуаттылығын пайдалану үшін.
  
• 
  Медицина саласында қолдану үшін.
  

Желілік ресурстарды басқару тәсіліне байланысты екі типті – орталықтандырылған және орталықтандырылмаған – компьютерлік желілер болады.

Компьютерлік желілер ақпараттар жүйесі мен байланыс арналарынан құралады. Ақпараттық жүйелер деп ақпаратты тасымалдайтын және қолданатын жүйені атайды. Ақпараттық жүйелер ретінде ақпаратты сақтайтын, өңдейтін немесе тасымалдайтын объекті түсіндіріледі. Ақпараттық жүйелердің құрамына компьютерлер, программалар, тұтынушылар және мәліметтерді өңдеу мен тасымалдауға қажетті басқа құрылымдар кіреді. Алдағы уақытта тұтынушылардың қажетті талаптары үшін қолданылатын ақпараттық жүйені жұмыс станциясы (client) деп атайды. Желідегі жұмыс станциясының дербес компьютерден айырмашылығы

---

желі адаптері (желі картасы), мәліметтерді тасымалдау арнасы және желілік программалық жабдықтармен қамтамасыз етіледі.

Байланыс арналары деп сигналдарды жіберудің жолдары мен құрылғыларын атайды. Сигналдарды жіберу жабдықтарын абоненттік немесе физикалық арна деп атайды.

Байланыс арналары (data link) байланыс сымдары бойымен желілік құралдар мен байланысының физикалық жабдықтарының көмегімен жүргізіледі.

Логикалық арналар дегеніміз – бір жүйеден екіншісіне мәліметтерді тасымалдау жолы. Логикалық арна бір немесе бірнеше физикалық арналардағы маршрут бойымен жіберіледі. Логикалық арнаны физикалық арналар мен коммутация түйіндері арқылы жүргізілетін маршрут ретінде түсіндіруге болады.

Жасанды нейрондық желілер

Жасанды нейрондық желі ретінде ақпарат өңдеу есептеуіш құрылғысы түсініледі. Ол байланыстар немесе синапстар деп аталатын ақпарат алмасу бауларымен өзара байланысқан параллельді жұмыс істеуші қарапайым процессорлық элементтердің үлкен сандары – нейрондардан тұрады. Нейрондық желіде сыртқы әлемнен хабар алатын байланыстардың тобы және нейрондық желінің берілетін сигналдарды алынатын шығыс байланыстардың тобы болады. Нейрондық желілер классификация мен жобалаудың әр түрлі есептерін шешу үшін қолданылады. Нейрондық желі "есептер жинағы" деп аталатын оқытушы сұрыптау негізінде есепті шешуіне оқытылады. "Есептер жинағы" "кіріс – қажетті шығыс" терімдер жинағынан құрылады да, одан әрі оқытушы сұрыптауына кірмейтін мысалдарды шешу қабілетіне ие болады.

---

Нейрондық желілердің элементтері

Нейроақпараттануда алгоритмдер мен құрылғыларды суреттеуіне арналған арнайы "схемотехника" арналып шығарылған, онда элементарлық құрылғылар - сумматорлар, синапстар, нейрондар және т.с.с. есеп шешуге арналған желілерге бірігеді.

Нейрожүйелердің ең еңбегі сіңген және маңызды элементі - адаптивті сумматор. Адаптивті сумматор x кіріс сигналының векторының  параметрінің векторына скаляр көбейтіндісін есептейді. Схемаларда оны 1 суретте көрсетілгендей белгілейміз. Сумматордың адаптивті деп аталу себебі - -ның қалпына келтірілетін параметрлерінің векторы бар болуына байланысты. Көптеген есептер үшін шығыс сигналдардың сызықты біркелкісіз функциясының бар болуы пайдалы. Оның есептеуін n+1 кірісі бар және 0-ші кірісіне тұрақты бірлік сигнал алатын адаптивті сумматор түрінде келтіруге болады (2 сурет).

3 суретте бейсызықты сигнал түрлендіргіші бейнеленген. Ол x скалярлық кіріс сигналын алады да, оны (x)-ке аударады.

Тараулану нүктесі бір сигналды бірнеше мекенжайларға жіберуі үшін қызмет етеді (4 сурет). Ол x скалярлық кіріс сигналын алады және оны өз шығыстардың бәріне тапсырады.



Сурет 1 - Адаптивті сумматор Сурет 2 - Біркелкісіз адаптивті сумматор



Сурет 3 - Біркелкісіз сигнал түрлендіргіші Сурет 4 - Тараулану нүктесі



Сурет 5 - Формальді нейрон

Стандартты формалдық нейрон кіріс сумматордан, бейсызықты түрлендіргіштен және тараулану нүктесінен құрастырылған (5 сурет).

Сызықты байланыс - синапс –сумматорлардан бөлек кездеспейді, бірақ кейбір ой жүгіртулер үшін мына элементті ерекше атап көрсету ыңғайлы (6 сурет). Ол x кіріс сигналын a "синапс салмағына" көбейтеді.



Сурет 6 - Сызықты байланыс (синапс)

Желінің синапстарының салмақтары адаптивті параметрлердің терімін құрастырады, оларды реттей отырып нейрондық желі есепті шешуге оқиды. Әдетте синапстардың салмақтарының өзгерту диапозонына қандай да бір шек қойылады, мысалы, синапс салмағының [-1,1] диапозонына жатуы.

Нейрондық желілердің сәулеті

---

Нейрожелілік сәулеттерінің жиынынан екі негізгі сәулетін ерекше атап көрсетуге болады – қабатты және толық байланысты.



Сурет 7 - Қабатты желі

Қабатты желілер: нейрондар бірнеше қабатта орналасқан (7 сурет). Бірінші қабаттың нейрондары кіріс сигналдарын алады да, оларды түрлендіріп, тараулану нүктелері арқылы екінші қабаттың нейрондарына береді. Одан әрі екінші қабаты орындалады және т.с.с. шығыс сигналдарын беретін k-шы қабатқа дейін. Егер басқа жағдай ерекше атап көрсетілмесе, i-ші қабаттың әрбір шығыс сигналы i+1-ші қабаттың барлық нейрондарының кірісіне беріледі. Әрбір қабатта нейрондардың саны кез келген болуы мүмкін және басқа қабаттардағы нейрондардың санымен ешбір алдын ала байланыспаған. Кіріс сигналдардың стандартты беру тәсілі: бірінші қабаттың әрбір нейроны барлық кіріс сигналдарын алады. Үш қабатты желілер ерекше тарату алды, оларда әрбір қабаттың өзінің аты бар: бірінші – кіріс, екінші – жасырылу, үшінші – шығыс.

Толық байланысты желілер: нейрондардың бір қабаты бар; әрбір нейрон өз шығыс сигналын қалған нейрондарға береді, өзіңе де қоса. Желінің шығыс сигналдары барлығы немесе желі жұмыс істеуінің бірнеше сатылардан кейінгі кейбір шығыс сигналдары бола алады. Барлық кіріс сигналдары нейрондардың бәріне беріледі.

Қабатты мен толық байланысты желілердің элементтері әр түрлі таңдалуы мүмкін. Дегенмен, стандартты таңдау бар – кірісінде адаптивті біркелкісіз сызықты сумматоры бар нейрон (5 сурет).

Осы жұмыста одан әрі тек қабатты нейрондық желілер ғана қарастырылатын болады, өйткені олар мәліметтерден білім өндіру есептерін шешуге арналған ең үйлесімді (сәулеті бойынша) болады.
Лекцияда пайдаланылатын слайдтар:

1. Компьютерлік желі ұғымы және оның түрлері.

2. Жасанды нейрондық желілер және оның элементтері, сәулеті.

Пайдаланылған әдебиеттер тізімі:

Негізгі әдебиет

1. 
   С.Хайкин. Нейронные сети: полный курс. 2-е изд. М., "Вильямс", 2006
   
2. 
   Л.Г.Комарцова, А.В.Максимов. Нейрокомпьютеры. М., Изд-во МГТУ им.Баумана, 2004
   

Қосымша әдебиеттер

1. 
   Терехов, С.А. Лекции по теории и приложениям искусственных нейронных сетей [Текст] / С.А. Терехов. – Снежинск: ВНИТФ, 2003. – 183 с.
   
2. 
   Уоссермен, Ф. Нейрокомпьютерная техника: Теория и практика [Текст] / Ф. Уоссермен. — М.: Мир, 2006. — 240 с. 
   
3. 
   Хайкин, С. Нейронные сети: полный курс [Текст] / С. Хайкин. – М.: Вильямс, 2006. — 1104 с. 
   

---

Бақылау сұрақтары:

1. Желі ұғымы және оның қолданылуы

2. Жасанды нейрондық желілердің артықшылықтарын атаңыз

3. Стандартты формалдық нейрон бұл –

---