人工神經(jīng)網(wǎng)絡研究背景目的意義與現(xiàn)狀

1、人工神經(jīng)網(wǎng)絡研究背景目的意義與現(xiàn)狀1 研究背景2 國內(nèi)外研究狀況及趨勢3 研究的目的及意義1 研究背景 研究背景現(xiàn)代計算機構成單元的速度是人腦中神經(jīng)元速度的幾百萬倍，對于那些特征明確，推理或運算規(guī)則清楚的可編程問題，可以高速有效地求解，在數(shù)值運算和邏輯運算方面的精確與高速極大地拓展了人腦的能力，從而在信息處理和控制決策等各方面為人們提供了實現(xiàn)智能化和自動化的先進手段。但由于現(xiàn)有計算機是按照馮·諾依曼原理，基于程序存取進行工作的

2、，歷經(jīng)半個多世紀的發(fā)展，其結構模式與運行機制仍然沒有跳出傳統(tǒng)的邏輯運算規(guī)則，因而在很多方面的功能還遠不能達到人的智能水平。隨著現(xiàn)代信息科學與技術的飛速發(fā)展，這方面的問題日趨尖銳，促使科學和技術專家們尋找解決問題的新出路。當人們的思路轉向研究大自然造就的精妙的人腦結構模式和信息處理機制時，推動了腦科學的深入發(fā)展以及人工神經(jīng)網(wǎng)絡和腦模型的研究。隨著對生物腦的深入了解，人工神經(jīng)網(wǎng)絡獲得長足發(fā)展。在經(jīng)歷了漫長的初創(chuàng)期和低潮期后，人工神經(jīng)網(wǎng)絡終于

3、以其不容忽視的潛力與活力進入了發(fā)展高潮。60 多年來，它的結構與功能逐步改善，運行機制漸趨成熟，應用領域日益擴大，在解決各行各業(yè)的難題中顯示出巨大的潛力，取得了豐碩的成果。正是由于人工神經(jīng)網(wǎng)絡是一門新興的學科，它在理論、模型、算法、應用和時限等方面都還有很多空白點需要努力探索、研究、開拓和開發(fā)。因此，許多國家的政府和企業(yè)都投入了大量的資金，組織大量的科學和技術專家對人工神經(jīng)網(wǎng)絡的廣泛問題立項研究。從人工神經(jīng)網(wǎng)絡的模擬程序和專用芯片的不斷

4、推出、論文的大量發(fā)表以及各種應用的報道可以看到，在這個領域里一個百花氣放、百家爭鳴的局面已經(jīng)形成。在進行神經(jīng)網(wǎng)絡的理論研究時，人們可以將自己的神經(jīng)網(wǎng)絡模型或算法在通用的串行或并行計算機上編程實現(xiàn)，但這只是研究的手段而絕非目的，在構造實際的神經(jīng)網(wǎng)絡應用系統(tǒng)時，必然要考慮到硬件實現(xiàn)問題，特定應用下的高RobertHechtNielsen 和 Todd Gutschow 在 TRW 的 AI 中心所推出的 Mark I 及改進 MarkII;

5、1986 年 Zipser 和 Rabin 所推出的 P3 系統(tǒng):1987 年 Rochester 大學推出的 RCS;1988 年 Maryland 大學的 MIRRORS 系統(tǒng);國防科技大學于 1990 年推出的性能可與上述系統(tǒng)媲美的 GKD-NNSS 軟件模擬神經(jīng)計算機。為了解決軟件模擬神經(jīng)計算機處理速度慢的問題，可以在通用機上插入神經(jīng)網(wǎng)絡加速板，形成神經(jīng)計算機工作站。1985 年 TRW 公司推出了 Mark III 神經(jīng)計算

6、機，Mark III 包含有 8 個處理板，可以并行操作，每個處理板可以仿真 1064 個虛擬的神經(jīng)元。隨后 TRW 公司在 1985 年至 1986 年又開發(fā)出了 Mark IV 神經(jīng)計算機。在研制神經(jīng)網(wǎng)絡加速板的基礎上，為更好地支持神經(jīng)計算，一種更好的實現(xiàn)方法便是構成神經(jīng)網(wǎng)絡專用并行處理陣列機。這些系統(tǒng)的處理速度和神經(jīng)網(wǎng)絡加速板相比，有明顯提高。在進行神經(jīng)網(wǎng)絡的研究中，要使神經(jīng)網(wǎng)絡在實際中能進行有效的應用，或是支持更好的神經(jīng)網(wǎng)絡研

7、究，神經(jīng)網(wǎng)絡實現(xiàn)技術必須能夠支持大規(guī)模的神經(jīng)網(wǎng)絡模型的神經(jīng)計算，同時要能盡可能地縮短神經(jīng)計算的時間，達到實時的水平。但是現(xiàn)有的各種神經(jīng)網(wǎng)絡軟件模擬環(huán)境所能支持模擬神經(jīng)網(wǎng)絡模型的規(guī)模及神經(jīng)計算速度都還遠遠達不到研究和應用所需要的水平。因此，開展大規(guī)模的硬件實現(xiàn)的神經(jīng)網(wǎng)絡計算機的研制勢在必行。3 研究的目的及意義 研究的目的及意義人工智能的方法和技術已經(jīng)用于解決很多領域的問題，并取得了一定的成就。人工神經(jīng)網(wǎng)絡是人工智能領域的重要分支，而神經(jīng)