第1页，共21页，星期日，2025年，2月5日内容安排一、生物神经元二、人工神经网络结构三、神经网络基本学习算法第2页，共21页，星期日，2025年，2月5日一、生物神经元生物神经元突触信息处理信息传递功能与特点第3页，共21页，星期日，2025年，2月5日1.1生物神经元神经元是大脑处理信息的基本单元人脑大约由1011个神经元组成，神经元互相连接成神经网络神经元以细胞体为主体，由许多向周围延伸的不规则树枝状纤维构成的神经细胞，其形状很像一棵枯树的枝干主要由细胞体、树突、轴突和突触(Synapse，又称神经键)组成第4页，共21页，星期日，2025年，2月5日生物神经元示意图第5页，共21页，星期日，2025年，2月5日1.2突触的信息处理生物神经元传递信息的过程为多输入、单输出神经元各组成部分的功能来看，信息的处理与传递主要发生在突触附近当神经元细胞体通过轴突传到突触前膜的脉冲幅度达到一定强度，即超过其阈值电位后，突触前膜将向突触间隙释放神经传递的化学物质突触有两种类型，兴奋性突触和抑制性突触。前者产生正突触后电位，后者产生负突触后电位第6页，共21页，星期日，2025年，2月5日1.3信息传递功能与特点具有时空整合能力不可逆性，脉冲只从突触前传到突触后，不逆向传递神经纤维传导的速度，即脉冲沿神经纤维传递的速度，在1—150m／s之间信息传递时延和不应期，一般为0.3～lms可塑性，突触传递信息的强度是可变的，即具有学习功能存在学习、遗忘或疲劳（饱和）效应对应突触传递作用增强、减弱和饱和第7页，共21页，星期日，2025年，2月5日二、人工神经网络结构人工神经网络人工神经元模型常见响应函数人工神经网络典型结构第8页，共21页，星期日，2025年，2月5日2.1人工神经网络直观理解神经网络是一个并行和分布式的信息处理网络结构它一般由大量神经元组成每个神经元只有一个输出，可以连接到很多其他的神经元每个神经元输入有多个连接通道，每个连接通道对应于一个连接权系数第9页，共21页，星期日，2025年，2月5日通用模型求和操作响应函数2.2人工神经元模型第10页，共21页，星期日，2025年，2月5日2.2人工神经元模型响应函数的基本作用控制输入对输出的激活作用对输入、输出进行函数转换将可能无限域的输入变换成指定的有限范围内的输出第11页，共21页，星期日，2025年，2月5日(a)阈值单元(b)线性单元(c)(d)非线性单元：Sigmoid函数2.3常见神经元响应函数第12页，共21页，星期日，2025年，2月5日2.3常见神经元响应函数人工神经元的响应函数第13页，共21页，星期日，2025年，2月5日神经元的模型确定之后，一个神经网络的特性及能力主要取决于网络的拓扑结构及学习方法人工神经网络连接的几种基本形式前向网络(a)从输出到输入有反馈的前向网络(b)用来存储某种模式序列层内互连前向网络(c)限制层内同时动作的神经元；分组功能相互结合型网络(d)2.4人工神经网络典型结构第14页，共21页，星期日，2025年，2月5日神经网络的典型结构第15页，共21页，星期日，2025年，2月5日