基于多值逻辑的神经网络模型设计与应用

作     者：韩洪宁 

作者单位：北京邮电大学 

学位级别：硕士

导师姓名：周锋;余文

授予年度：2011年

学科分类：12[管理学] 1201[管理学-管理科学与工程(可授管理学、工学学位)] 081104[工学-模式识别与智能系统] 08[工学] 0835[工学-软件工程] 0811[工学-控制科学与工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：多值逻辑 神经网络 NP完全问题 DNA计算 

摘      要：人工神经网络是一种能够部分模仿动物神经网络行为特征,进行分布式并行信息处理的算法数学模型。经过近几十年的发展,人工神经网络已在生产生活领域有了广泛的应用。 本文首先介绍了目前广泛使用的BP神经网络和SOM神经网络以及各自的应用,其次介绍了DNA计算和多值逻辑的概念,指出了DNA计算存在的不足,然后结合DNA计算的思想,提出了一种基于多值逻辑的神经网络模型,该网络模型可以采用电路实现,弥补DNA计算的不足。 在多值逻辑神经网络模型中,网络的拓扑结构有三层：输入层、中间层和输出层。输入层每个神经元包括两个子神经元,其作用是以多值逻辑的形式向网络进行输入;中间层是带有存储单元的神经元,可以进行简单的计算并存储运算结果。输入层和中间层通过特殊的连接方式,配合多值逻辑,使得网络的输入阶段可以并行完成,然后通过中间层的大规模并行运算,得到问题的解。在读出解的阶段,采用了二分法读出,大大加快了网络的求解效率 文章之后介绍了该多值逻辑神经网络模型求解问题的基本过程,利用该模型解决了两个NP完全问题：SAT问题和划分问题。并用C语言在计算机上模拟了该网络,模拟解决了大规模问题的求解过程。 本文的研究成果如下： (1)将DNA计算多值理论与神经网络相结合,提出了一种基于多值逻辑的神经网络模型。 (2)利用建立的多值神经网络及特定的应用问题,设计了一种有效的并行算法。 (3)针对20个变量的NP问题,在PC上对多值神经网络求解进行了仿真模拟,验证了方法的有效性。