Amaliy mashg’ulot №8. Vlsi fpga uchun matlab yordamida sun'iy neyron tarmoqlarni loyihalash Ishning maqsadi

8.1.1. Kirish signallarini birlashtirish.
Har bir neyronga bir nechta kirish signallari kelishi mumkinligi sababli, neyron tarmog’ini modellashtirishda, bu signallarning barchasini birlashtirish uchun ma'lum bir qoidani o'rnatish zarur. Va ko'pincha bog'lanish aloqalari og'irlik qiymatlarini (og'irligini) yig'ish qoidasi qo'llaniladi. Og'irligi nimani anglatadi? Keling, buni aniqlaylik ...
Neyronlar tarmog'idagi har bir bog'lanishi uchta omil yordamida to'liq tavsiflanishi mumkin:
• birinchisi - bu bog'lanish paydo qilgan element;
• ikkinchisi - bog'lanish yo'naltirilgan element;
• uchinchisi - bog'lanish og'irligi (ahamiyati).
Albatta bizni bog'lanish omili qiziqtiradi. Bog'lanish og'irligi aloqa orqali uzatiladigan signalni kuchaytirilishini yoki susayishini aniqlaydi yaniy ahamiyatliligini angraydi. Agar oddiygina tushuntiradigan bo'lsak, unda qo’yidagi misolni ko'rib chiqaylik (8.2 -rasm):

8.2 – rasm. Ikki neyron orasidagi bog'lanish (aloqa).
1 -neyronning chiqish signali 4 ga teng. Neyronlar orasidagi bog'lanishning og'irligi 6 ga teng. Shunday qilib, 1 -neyrondan keladigan va 2-neyronga kirish signalini (net) aniqlash uchun bu signalning qiymatini uning og'irligiga ko'paytirish kerak va bu 2-neyron kirish signali 24 ga tengdir (net=4 * 6=24).
Va agar kirish signallari ko'p bo'lsa, unda ularning barchasi yigilib umumlashtiriladi. Natijada, neyron kirishida ta’sir qilayotgan signalni biz quyidagi ifoda orqali aniqlaymiz:
(8.1)
Ushbu formulada (8.1) 𝑛𝑒𝑡_𝑗 bu j-neyron uchun barcha kirish signallarini birlashtirish natijasi (neyronning qo'shma kirish ta’siri). N - chiqish signallarini j signalining kirishiga uzatuvchi elementlar soni. Bunda 𝑤𝑖𝑗– i neyronni j neyron bilan bog'laydigan ulanishning og'irligi. Barcha og'irlikdagi kirishlarni yig'ib, biz tarmoq elementining birlashtirilgan kirishini hosil qilamiz.
Ko'pincha neyronlar orasidagi bog'lanishlar tuzilishi og'irlik matritsasi deb ataladigan W matritsa ko'rinishida ifodalanadi. Bu matritsaning elementi, formulada bo'lgani kabi, i elementdan j elementgacha bo'lgan bog'lanishning og'irligini aniqlaydi. Og'irlik matritsalari qanday tuzilganligini tushunish uchun keling, oddiy neyron tarmoqni ko'rib chiqaylik (8.3 -rasm):



8.3 -rasm. Oddiy neyron tarmog’iga misol.
Bunday neyron tarmoqning og'irlik matritsasi quyidagicha bo'ladi:

W_ji=

0	1.2	0	−2.4	0
−0.4	0	0	0	0
−5.6	3	0	0	0
4.7	0	−3.3	0	0
0	2.4	7.5	2.5	0

Masalan, ikkinchi elementdan uchinchisigacha bog'liqlik bor, uning og'irligi 3 ga teng. Biz matritsaga qaraymiz, ikkinchi ustunga, uchinchi qatorga 3 -raqam turibdi demak hammasi to'g'ri keladi.