Aufwärts
Info
Dokumentation
Beispiele
Downloads

 

Benutzungshinweise

Zum Starten des Programms genügt das Anklicken von Pnetzwerksimulator.exe. Vom Programm benötigte Unterverzeichnisse –zum Laden und Speichern- werden automatisch erstellt, soweit sie noch nicht vorhanden sind. Als erstes erscheint das Hauptfenster mit dem Namen „Netzwerksimulator“ und drei Hinweisen in roter Schrift:

-„Noch keine Neuronen eingegeben!“

-„Noch keine Trainingssätze eingegeben!“

-„Noch keine Gewichte initialisiert!“.

 

Die Schaltflächen „anzeigen“, „Einstellungen“ und „trainieren“ sind inaktiv, so daß der Nutzer nur die Möglichkeit hat, ein neuronales Netz einzugeben oder das Programm zu verlassen.

Mittels Netz->laden kann ein bereits vorhandenes Netz geladen werden. Zum Eingeben eines neuen Netzes wird Netz->neu angeklickt. Es erscheint dann die Eingabemaske „Eingabe“, in welche die Anzahl der Neuronen je Schicht eingegeben werden kann.

 

Es werden maximal zehn Neuronen je Schicht akzeptiert, für die Eingabe- und Ausgabeschicht minimal eines, zusätzlich optional das Bias-Neuron.Bei Betätigen des OK-Buttons werden eventuell falsche Eingaben vom Programm korrigiert. Es sind danach keine Änderungen mehr möglich, das Eingabefenster kann nur noch geschlossen werden. Zum Ändern der Anzahl der Neuronen je Schicht muß das Eingabefenster erneut aufgerufen werden. Bei Auswahl der Checkbox „BIAS“ werden die Schwellwerte aller Neuronen einheitlich auf 0,00 gesetzt. Jede Schicht, außer die Outputschicht erhält ein Bias-Neuron mit dem Ausgabewert –1,00.

Nachdem die Anzahl der Neuronen je Schicht und somit auch die Anzahl der Schichten festgelegt und das Eingabefenster geschlossen wurde, sind die Schaltflächen anzeigen und Einstellungen aktiv. Anstelle des Hinweises: „Noch keine Neuronen eingegeben!“ erscheint in grüner Schrift: „Neuronen eingegeben!“.

Anzeigen->Gewichtsmatrizen öffnet ein Fenster, in dem die noch leeren Gewichtsmatrix(en)zwischen den vorhandenen Schichten angezeigt werden. Hier können Gwichtsmatrizen geladen und gespeichert werden.

  

Anzeigen->Fehlerentwicklung öffnet ein Fenster, in dem die mittleren Fehlerquadratsummen der letzten 100 Lernzyklen graphisch dargestellt werden.

 

Anzeigen->neuronales Netz öffnet ein Fenster, in dem das neuronale Netz zu sehen ist. Die Neuronen sind schichtweise durch Pfeile miteinander verbunden und von oben beginnend fortlaufend numeriert. Eingabe-, Ausgabe- und Fehlerwerte fehlen noch.

  

Mit Einstellungen->Trainingssätze->neu können die Trainingssätze im Fenster „Trainingssätze“ eingegeben werden.

  

Laden und speichern der Trainingssätze ist ebenfalls möglich. Die Spalten für die Eingabewerte der Eingabeschichtneuronen sind mit i1, für erstes, i2 für zweites Eingabeneuron usw. beschriftet. Die Spalten für die Sollausgabewerte der Ausgabeschichtneuronen analog mit o1, o2, ....

Sobald dies erledigt ist, übernimmt das Programm die Trainingssätze durch anklicken von OK. Auf dem Hauptmenü wird der Hinweis: „Noch keine Trainingssätze eingegeben!“ durch den grünen Text: „Trainingssätze eingegeben!“ ersetzt.

Einstellungen->sonstige öffnet das Fenster „Einstellungen“.

  

Hier kann zwischen sieben verschiedenen Aktivierungs-, sieben Output- und zwei Backpropagationsfunktionen ausgewählt werden. Erfolgt keine Auswahl durch den Nutzer, so gelten standardmäßig jeweils die ersten in den entsprechenden Comboboxen aufgeführten Funktionen als gewählt. Des Weiteren kann ein Lernfaktor und die Anzahl der Lernzyklen eingegeben werden. Bei keiner oder falscher Eingabe gilt für den Lernfaktor ein Wert von 0,3, jedoch minimal 0,01 und maximal 0,99; für die Anzahl der Zyklen mindestens 1.

Die Startgewichte können einheitlich festgelegt werden oder aber unterschiedlich zufällig initialisiert werden. Bei letzterem ist die Angabe eines minimalen und maximalen Wertes erforderlich. Falls bei der Eingabe des neuronalen Netzes die Checkbox „BIAS“ nicht aktiviert wurde, kann für alle Neuronen ein einheitlicher, beliebig hoher Schwellwert eingegeben wurden. Erfolgt keine Eingabe, wird von einem Schwellwert von null ausgegangen.

Hat sich der Nutzer für bestimmte Gewichte und Schwellwerte entschieden, so werden mit Anklicken der Schaltfläche „init“ die Gewichte initialisiert, also die vorhandenen Gewichtsmatrizen gefüllt und der Schwellwert übernommen. Eine Änderung dieser Werte ist im Dialog Einstellungen nur möglich, wenn vorher die Schaltfläche „neu“ betätigt wird.Es besteht allerdings die Möglichkeit im Fenster „Gewichte“ (Hauptfenster->anzeigen->Gewichte) diese selber einzutragen oder zu ändern.Sind alle Angaben korrekt gemacht, ändert sich der Hinweis: „Noch keine Gewichte initialisiert!“ auf dem Startfenster in „Gewichte initialisiert!“.

Erst wenn das neuronale Netz und die Trainigssätze eingegeben, sowie die Gewichte initialisiert sind und dies auch durch die grünen Texte:

„Neuronen eingegeben!“,

„Trainingssätze eingegeben!“ und

„Gewichte initialisiert!“

angezeigt wird, kann die Schaltfläche „trainieren“ benutzt werden.

  

Beim Start des Trainings wird das Fenster „Neuronales Netz“ geöffnet, falls dies noch nicht geschehen ist. Die Trainingsdatensätze werden in zufälliger Reihenfolge geladen, die Eingabe-, Ausgabe- und Fehlerwerte aller Schichten berechnet und angezeigt. Dabei stehen die Eingabewerte bzw. Nettoinputs vor, die Ausgabewerte hinter und der zurückgereichte Fehler über dem betreffenden Neuron. Bei der Outputschicht stehen in Klammern hinter den berechneten Ausgabewerten die Sollausgabewerte laut Trainingssatz. Es erscheint nach der Bearbeitung jedes Trainingssatzes eine Abfrage, ob der nächste angezeigt werden soll.

  

Das passiert solange, wie diese Abfrage mit „ja“ bestätigt wird. Bei Auswahl des Buttons „alle“,  werden sämtliche Trainingszyklen ohne Unterbrechung abgearbeitet.

Nach der Berechnung der Fehlerwerte je Neuron erfolgt eine Korrektur der Gewichte entsprechend der im der Combobox „Backpropagation“ des Menüs „Einstellungen“ ausgewählten Regel.

Die Gewichte zwischen den Schichten kann man sich anschauen, wenn das Fenster „Gewichte“ geöffnet ist. (Hauptfenster->anzeigen->Gewichte) Diese werden nach jedem Trainingssatz automatisch aktualisiert. Es besteht die Möglichkeit, diese „per Hand“ zu ändern.

  

Beispiel eines austrainierten Netzes.