Разработка программного модуля для моделирования и исследования нейронных сетей по дисциплине «Системы искусственного интеллекта» для Б
Автор работы: Пользователь скрыл имя, 23 Мая 2013 в 17:44, дипломная работа
Описание работы
В рамках дипломного проекта необходимо разработать программу, которая по-зволяла бы студенту изучать особенности построения и использования нейронных сетей.
Разрабатываемая программа должна позволять студенту создавать нейронную сеть и обучать ее для решения определенных задач. Программа должна предоставлять удобный интерфейс и давать студенту возможность сохранять модель созданной нейрон-ной сети и загружать ее для дальнейших исследований. Также программа должна иметь локальную базу данных для хранения информации, необходимой для обучения сети.
Содержание работы
Перечень условных обозначений 3
Введение 5
1 Анализ технологии обработки информации в предметной области и определение требований к АСОИ 6
1.1 Сбор и анализ исходной информации 6
1.2 Определение требований к проектируемой АСОИ 17
1.2.1 Диаграмма вариантов использования 21
1.2.2 Диаграмма деятельности 33
1.2.3 Модель данных 34
Выводы 37
2 Создание модели АСОИ 38
2.1 Диаграмма классов 38
2.2 Диаграмма последовательности 45
2.3 Диаграмма состояний 46
2.4 Диаграмма деятельности 54
2.5 Диаграмма компонентов 54
2.6 Диаграмма размещения 57
Выводы 58
3 Разработка программного обеспечения 59
3.1 Выбор среды программирования 59
3.2 Разработка таблиц баз данных АСОИ 59
3.3 Разработка запросов 59
3.4 Разработка форм 61
3.5 Разработка вычислительных процедур обработки данных 62
3.6 Тестирование программного обеспечения 65
Заключение по проекту 69
4 Экономическая часть 70
4.1 Общая постановка к технико-экономическому обоснованию 70
4.2 Расчет трудоемкости (производительности) 71
4.3 Расчет единовременных затрат 76
4.4 Расчет годовых текущих издержек 80
4.5 Расчет показателей экономической эффективности 83
4.6 Организация внедрения системы и рекомендации по ее эксплуатации 84
4.7 Выводы и рекомендации 85
5 Охрана труда 86
5.1 Идентификация и анализ вредных и опасных факторов в проектируемом объекте 86
5.2 Технические, технологические, организационные решения по устранению опасных и вредных факторов, разработка защитных средств 89
5.3 Разработка мер безопасности при эксплуатации объекта проектирования 93
6 Энерго- и ресурсосбережение 96
Список использованных источников 104
Файлы: 1 файл
Дипломный проект Мельников И.И. гр. АСОИ-052искуст.doc
— 2.22 Мб (Скачать файл)
Таблица 37 – Operations
Метод |
Описание |
Параметры |
nudErrorSquared_ValueChanged() do Public |
Запись значения погрешности |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
nudMaxIteractions_ Public |
Запись значения максимального количества итераций |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
NeuralNetForm
Таблица 38 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Transition Source -> Destination |
Public NeuralNetForm |
Public Закрытие программы |
Закрытие основной формы (выход из приложения)
|
Transition Close Source -> Destination |
Public LearningNeuralNetForm |
Public NeuralNetForm
|
Закрытие формы обучения нейронной сети
|
Продолжение таблицы 38
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Transition learningNetToolStripMenuItem_ Source -> Destination |
Public NeuralNetForm |
Public LearningNeuralNetForm
|
Открытие формы обучения нейронной сети
|
Transition Close Source -> Destination |
Public LearningArraysForm |
Public NeuralNetForm |
Закрытие формы для работы с обучающими массивами |
Transition Close Source -> Destination |
Public NeuralNetVizForm |
Public NeuralNetForm |
Закрытие формы со схемой нейронной сети |
Transition Close Source -> Destination |
Public UseNeuralNetForm |
Public NeuralNetForm |
Закрытие формы опроса нейронной сети
|
Transition btnUseNet_Click Source -> Destination |
Public NeuralNetForm
|
Public UseNeuralNetForm
|
Открытие формы опроса нейронной сети
|
Transition createArrayToolStripMenuItem_ Source -> Destination |
Public NeuralNetForm
|
Public LearningArraysForm
|
Открытие формы для работы с обучающими массивами |
Transition btnNeuralNetViz_Click Source -> Destination |
Public NeuralNetForm
|
Public NeuralNetVizForm
|
Открытие формы со схемой нейронной сети
|
Transition Source -> Destination |
Public Запуск программы |
Public NeuralNetForm |
|
Таблица 39 – Operations
Метод |
Описание |
Параметры |
NeuralNetForm_Load() entry Public |
Загрузка элементов формы |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
nudLayersNumber_ValueChanged() do Public |
Запись количества слое в сети |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
dgrLayerNeurons_CellBeginEdit( Public |
Начало ввода количества нейронов в каждом слое |
object [in] sender DataGridViewCellCancelEventArg
|
dgrLayerNeurons_CellEndEdit() do Public |
Окончание ввода количество нейронов в каждом слое |
object [in] sender DataGridViewCellCancelEventArg
|
cbActivationFuncionType_ Public |
Выбор типа активационной функции |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
saveNetAsToolStripMenuItem_ Public |
Сохранение модели нейронной сети в файл |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
openNetToolStripMenuItem_ Public |
Загрузка модели нейронной сети из файла |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
saveNetToolStripMenuItem_ Public |
Повторное сохранение модели нейронной сети в ранее созданный файл |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
NeuralNetVizForm
Таблица 40 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Transition Close Source -> Destination |
Public NeuralNetVizForm |
Public NeuralNetForm |
Закрытие формы со схемой нейронной сети |
Transition btnNeuralNetViz_Click Source -> Destination |
Public NeuralNetForm |
Public NeuralNetVizForm |
Открытие формы со схемой нейронной сети |
Таблица 41 – Operations
Метод |
Описание |
Параметры |
NeuralNetVizForm_Load() entry Public |
Загрузка элементов формы и схемы сети |
object [in] sender EventArgs [in] e
|
UseNeuralNetForm
Таблица 42 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Transition Close Source -> Destination |
Public UseNeuralNetForm |
Public NeuralNetForm |
Закрытие формы опроса нейронной сети
|
Transition btnUseNet_Click Source -> Destination |
Public NeuralNetForm
|
Public UseNeuralNetForm
|
Открытие формы опроса нейронной сети
|
Таблица 43 – Operations
Метод |
Описание |
Параметры |
UseNeuralNetForm_Load() entry Public |
Загрузка элементов формы (схемы сети и таблицы для ввода значений входных сигналов) |
object [in] sender EventArgs [in] e |
dgrInputSignals_CellBeginEdit( Public |
Начало ввода значения входного сигнала |
object [in] sender DataGridViewCellCancelEventArg |
dgrInputSignals_CellEndEdit() do Public |
Окончание ввода значения входного сигнала |
object [in] sender DataGridViewCellCancelEventArg |
btnAsk_Click() do Public |
Процедура опроса сети |
object [in] sender EventArgs [in] e |
2.4 Диаграмма деятельности
В данном разделе рассмотрены диаграммы деятельности для двух важных методов класса-модели Net: метод AddNeuron и метод Ask.
Метод AddNeuron предназначен для добавления нового нейрона с заданной активационной функцией и значением порога (для линейной активационной функции) в заданный слой.
В нее передаются следующие параметры:
- layerNum – номер слоя, в который будет добавлен новый нейрон;
- activationFunctionType – тип активационной функции;
- threshold – порог.
Метод Ask предназначен для опроса сети и на вход принимает один параметр – список входных сигналов inputSignals.
Диаграммы деятельности для данных методов приведены в графической части. Код методов приведен в пункте 3.5.
2.5 Диаграмма компонентов
Исполняемый файл модели состоит из четырех основных компонентов:
набор пользовательских форм и управляющих классов для них;
набор классов-моделей для описаний нейронной сети и ее элементов;
набор классов-оберток таблиц и классов-адаптеров для более удобной работы с базой данных;
основной управляющий класс программы Program.
Также программа использует данные об обучающих массивах, хранящиеся в базе данных NNTrainingDB.mdf.
Диаграмма компонентов представлена в графической части. Ниже представлены таблицы с описанием связей (Connections) между основными компонентами программы.
NNTrainingDB.mdf
База данных для хранения обучающих массивов
Таблица 44 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Dependency Source -> Destination |
Public NNTrainingDBDataSet.xsd
|
Public NNTrainingDB.mdf
|
Обертки таблиц и адаптеры используют данные из таблиц базы данных (обучающие массивы и обучающие пары)
|
NNTrainingDBDataSet.xsd
Файл оберток таблиц базы данных и адаптеров к ним
Таблица 45 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Dependency Source -> Destination |
Public NNTrainingDBDataSet.xsd
|
Public NNTrainingDB.mdf
|
Обертки таблиц и адаптеры используют данные из таблиц базы данных (обучающие массивы и обучающие пары) |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.Forms
|
Public NNTrainingDBDataSet.xsd
|
Управляющие классы форм используют методы адаптеров таблиц базы данных для работы с данными |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe |
Public NNTrainingDBDataSet.xsd |
Исполняемый файл содержит обертки для таблиц базы данных и адаптеры к ним |
NeuralNet.exe
Исполняемый файл программы
Таблица 46 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe
|
Public NeuralNet.Forms
|
Исполняемый файл включает в себя набор форм и управляющих классов |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe
|
Public NeuralNet.Lib
|
Исполняемый файл включает в себя набор классов-моделей для описания нейронной сети и ее элементов |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe
|
Public Program.cs
|
Исполняемый файл включает в себя основной управляющий класс программы |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe
|
Public NNTrainingDBDataSet.xsd
|
Исполняемый файл содержит обертки для таблиц базы данных и адаптеры к ним |
Program.cs
Основной управляющий класс программы
Таблица 47 – Connections
Связь |
Источник |
Цель |
Описание |
Dependency Source -> Destination |
Public Program.cs
|
Public NeuralNet.Lib
|
Основной управляющий класс использует объект класса-модели нейронной сети, который описывает структуру текущей модели нейронной сети |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.exe |
Public Program.cs |
Исполняемый файл включает в себя основной управляющий класс программы |
Dependency Source -> Destination |
Public NeuralNet.Forms
|
Public Program.cs
|
Основная форма программы |
<p class="dash041e_0431_044b_