简单感知器模型解决简单真值表问题

实验四 简单感知器模型

一、实验目的

1. 掌握简单感知器模型的基本原理。

2. 复习VB、VC的基本概念、基本语法和编程方法，并熟练使用VB、VC编写简单感知器模型程序。

二、实验设备

微机

三、实验原理

简单感知器模型的基本原理：将样本矢量X输入到感知器中，得到实际输出y，再用y与期望输出d的差来修正下一步的权值。

感知器中神经元定义如下： 

感知器的连接权定义为可变化的，感知器的训练（学习）是通过监督学习过程来实现的。简单感知器引入的学习算法称为误差学习算法，该算法步骤如下：

①选择一组初始权值wi(0)；

②计算输入样本Xj所对应的实际输出y(t)与期望输出dj的误差dj=|dj-y(t)|；

③如果dj小于阈值T1，转第⑤步；否则继续；

④更新权值：。式中，wi(t)是第t步时神经元间的连接权，阈值可视为输入恒为-1的一个权值；η称为学习步长，是区间(0, 1)上的一个数，它的取值与训练速度和w收敛的稳定性有关，η可以是常数，但为了改进收敛速度，也可以采用变步长。

                    

式中，a是一个正的常数。

⑤若所有样本都学习完成，计算所有样本误差之和，如果E小于阈值T2，学习结束；否则，转到第②步。

四、预习要求

1. 认真阅读教材中简单感知器模型的基本原理。

2. 复习VB、VC的基本概念、基本语法和编程方法。

五、实验内容及步骤

1. 上机编写程序，在简单感知器上，，用误差学习算法实现真值表。

x1	x2	y=x1Ùx2	y=x1Úx2	y=Øx1
0	0	0	0	1
0	1	0	1	1
1	0	0	1	0
1	1	1	1	0

2. 调试程序。

3. 根据实验结果，写实验报告。

实验代码：：：：：：：：：：：：：：

#include <stdio.h>

int x[5][3]; //输入数组
int y[5]; //期望输出
double w[5][3]; //权值
double n_la = 0.1  ;//步长
const int  a_la = 1;//固定正常数
const double DELTA_T1 = 0.0;//总误差阀值
const double DELTA_T2 = 0.0;//小计算阀值

void intit()
{//初始化真值表输入
	int i;
	for(i=0; i<4; i++)
		x[i][0] = -1;//第一项都为-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;
	//输入期望值	
	printf("请输入4个期望输入\n");
	for(i=0; i<4; i++)
		scanf("%d", &y[i]);
	//初始化权值
	w[0][0]=0.5;  w[0][1]=0; w[0][2]=0;
}
double my_fabs(double temp)
{//取绝对值函数
	if(temp < 0)
		return -temp;
	return temp;
}
int sgn(double temp)
{//f函数
	if(temp >= 0)
		return 1;
	return 0;
}
void sa()
{//主要实现函数
	double  sum, delta_sum, yk, yk_temp;
	int i,  k;
	while(1)
	{
		delta_sum=0; //记录总误差
		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);//计算变步长
			yk = sgn(sum);
			if(my_fabs(y[k]- yk)<DELTA_T2) 
			{//期望和实际相等
				yk_temp = 0;
			}
			else
			{//期望和实际不相等
			delta_sum+=my_fabs(y[k]-yk);
			yk_temp = n_la * (y[k]-yk);
			}
			if(k < 3)
			{//向后更新
				for(i=0; i<3; i++)	
				{
					w[k+1][i] = yk_temp*x[k][i] + w[k][i];
				}
			}
			else
			{//轮到最后向第一个更新
				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()
{//输出权值
	int i;
	printf("输出一下权值先\n");
	for(i=0; i<3; i++) 
		printf("w[%d]=%.2lf  ",i,w[0][i]);
	printf("\n");
}
void test()
{//测试一下权值
	int i;
	int a[3];
	printf("测试输入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("测试出y=%0.lf\n", ys);
	
}
int main()
{
	int i, j;
	for(i=0; i<3; i++)
	{//三种总情况
		intit();
		sa();
		output();
		for(j=0; j<4; j++)//四种输入情况
			test();
	}
	return 0;
}