實驗四 簡單感知器模型
一、實驗目的
1. 掌握簡單感知器模型的基本原理。
2. 複習VB、VC的基本概念、基本語法和編程方法，並熟練使用VB、VC編寫簡單感知器模型程序。
二、實驗設備
微機
三、實驗原理
簡單感知器模型的基本原理：將樣本矢量X輸入到感知器中，得到實際輸出y，再用y與期望輸出d的差來修正下一步的權值。
感知器中神經元定義如下： 
感知器的連接權定義爲可變化的，感知器的訓練（學習）是通過監督學習過程來實現的。簡單感知器引入的學習算法稱爲誤差學習算法，該算法步驟如下：
①選擇一組初始權值wi(0)；
②計算輸入樣本Xj所對應的實際輸出y(t)與期望輸出dj的誤差dj=|dj-y(t)|；
③如果dj小於閾值T1，轉第⑤步；否則繼續；
④更新權值：
。式中，wi(t)是第t步時神經元間的連接權，閾值可視爲輸入恆爲-1的一個權值；η稱爲學習步長，是區間(0, 1)上的一個數，它的取值與訓練速度和w收斂的穩定性有關，η可以是常數，但爲了改進收斂速度，也可以採用變步長。
式中，a是一個正的常數。
⑤若所有樣本都學習完成，計算所有樣本誤差之和
，如果E小於閾值T2，學習結束；否則，轉到第②步。
四、預習要求
1. 認真閱讀教材中簡單感知器模型的基本原理。
2. 複習VB、VC的基本概念、基本語法和編程方法。
五、實驗內容及步驟
1. 上機編寫程序，在簡單感知器上，，用誤差學習算法實現真值表。
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x1 |
x2 |
y=x1Ùx2 |
y=x1Úx2 |
y=Øx1 |
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0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
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0 |
1 |
0 |
1 |
1 |
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1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
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1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
2. 調試程序。
3. 根據實驗結果，寫實驗報告。
實驗代碼：：：：：：：：：：：：：：
#include <stdio.h>
int x[5][3]; //輸入數組
int y[5]; //期望輸出
double w[5][3]; //權值
double n_la = 0.1 ;//步長
const int a_la = 1;//固定正常數
const double DELTA_T1 = 0.0;//總誤差閥值
const double DELTA_T2 = 0.0;//小計算閥值
void intit()
{//初始化真值表輸入
int i;
for(i=0; i<4; i++)
x[i][0] = -1;//第一項都爲-1
x[0][1] = 0; x[0][2] = 0;
x[1][1] = 0; x[1][2] = 1;
x[2][1] = 1; x[2][2] = 0;
x[3][1] = 1; x[3][2] = 1;
//輸入期望值
printf("請輸入4個期望輸入\n");
for(i=0; i<4; i++)
scanf("%d", &y[i]);
//初始化權值
w[0][0]=0.5; w[0][1]=0; w[0][2]=0;
}
double my_fabs(double temp)
{//取絕對值函數
if(temp < 0)
return -temp;
return temp;
}
int sgn(double temp)
{//f函數
if(temp >= 0)
return 1;
return 0;
}
void sa()
{//主要實現函數
double sum, delta_sum, yk, yk_temp;
int i, k;
while(1)
{
delta_sum=0; //記錄總誤差
for(k=0; k<4; k++)
{
for(i=0, sum=0; i<3; i++)
sum += w[k][i]*x[k][i];
n_la = 0.5*(my_fabs(sum) + a_la);//計算變步長
yk = sgn(sum);
if(my_fabs(y[k]- yk)<DELTA_T2)
{//期望和實際相等
yk_temp = 0;
}
else
{//期望和實際不相等
delta_sum+=my_fabs(y[k]-yk);
yk_temp = n_la * (y[k]-yk);
}
if(k < 3)
{//向後更新
for(i=0; i<3; i++)
{
w[k+1][i] = yk_temp*x[k][i] + w[k][i];
}
}
else
{//輪到最後向第一個更新
for(i=0; i<3; i++)
{
w[0][i] = yk_temp*x[k][i] + w[k][i];
}
}
}
if(delta_sum <= DELTA_T1)
break;
}
}
void output()
{//輸出權值
int i;
printf("輸出一下權值先\n");
for(i=0; i<3; i++)
printf("w[%d]=%.2lf ",i,w[0][i]);
printf("\n");
}
void test()
{//測試一下權值
int i;
int a[3];
printf("測試輸入x1,x2 ");
a[0] = -1;
double ys=0;
scanf("%d%d", &a[1], &a[2]);
for(i=0; i<3; i++)
ys += w[0][i]*a[i];
ys = sgn(ys);
printf("測試出y=%0.lf\n", ys);
}
int main()
{
int i, j;
for(i=0; i<3; i++)
{//三種總情況
intit();
sa();
output();
for(j=0; j<4; j++)//四種輸入情況
test();
}
return 0;
}
