Нейроинформатика. Учебное пособие

Оглавление | Введение | П1 | П2 | П3 | Литература
Лекции: 1, 2-3, 4-6, 7.1, 7.2, 8, 9, 10, 11.1, 11.2-12, 13-14, 15-16

Стандарт нейрокомпьютера

В этом приложении описаны стандарты двух уровней. Стандарт первого уровня это стандарт на языки описания всех компонентов нейрокомпьютера, за исключением компонента исполнитель. Компонент исполнитель не имеет стандарта первого уровня в следствие своей универсальности. Стандарт второго уровня – описание запросов, выполняемых каждым компонентом. Структура приложения. В первой части приложения описаны общие для всех компонентов элементы стандарта. В каждой следующей части описывается стандарт первого или второго уровня для каждого компонента.

Общий стандарт

Этот раздел содержит описание элементов стандарта, общих для всех компонентов нейрокомпьютера.

Стандарт типов данных

При описании запросов, структур данных, стандартов компонентов нейрокомпьютера необходимо использовать набор первичных типов данных. Поскольку в разных языках программирования типы данных называются по-разному, введем единый набор обозначений для них.

Таблица 1.

Типы данных для всех компонентов нейрокомпьютера

Числовые типы данных Integer, Long и Real предназначены для хранения различных чисел. Переменные числовых типов допускаются в языках описания всех компонентов нейрокомпьютера. При необходимости записать в один массив числовые переменные различного типа следует использовать функции приведения типов, описанные в разделе «Приведение типов»

Строка. Символьный тип данных предназначен для хранения комментариев, названий полей, имен сетей, оценок и другой текстовой информации. Все строковые переменные занимают 256 байт и могут включать в себя до 255 символов. Первый байт строки содержит длину строки. В переменных типа строка возможен доступ к любому символу как к элементу массива. При этом длина имеет индекс ноль, первый символ – 1 и т.д.

Указатель на строку. При передаче данных между компонентами сети и процедурами в пределах одного компонента удобно вместо строки передавать указатель на строку, поскольку указатель занимает всего четыре байта. Для этой цели служит тип указатель на строку.

Логический тип используется для хранения логических значений. Значение истина задается предопределенной константой True, значение ложь – False.

Массивы. В данном стандарте предусмотрены массивы четырех типов – логических, целочисленных, длинных целых и действительных переменных. Длины массивов определяются при описании, но все массивы переменных одного типа относятся к одному типу, в отличие от языков типа Паскаль. Использование функций приведения и преобразования типов позволяют получать из этих массивов структуры произвольной сложности. Элементы массивов всегда нумеруются с единицы.

Вне зависимости от типа массива нулевой элемент массива имеет тип Long и содержит длину массива в элементах. На рис. 1 приведена схема распределения памяти всех типов массивов, каждый из которых содержит шесть элементов.

Все массивы, как правило, используется только в пределах одного компонента. При передаче массивов между компонентами или между процедурами в пределах одного компонента используются указатели на массивы.

Адрес функции. Этот тип используется для передачи функции в качестве аргумента. Переменная типа FuncType занимает четыре байта и является адресом функции. В зависимости от реализации по этому адресу может лежать либо начало машинного кода функции, либо начало текста функции. В случае передачи текста функции первые восемь байт по переданному адресу содержат слово «Function».

Отображаемый элемент. Переменные типа Visual (отображаемый элемент) Служат для адресации отображаемых элементов в интерфейсных функциях. Тип значений зависит от реализации библиотеки интерфейсных функций и не может изменяться пользователем иначе, чем через вызов интерфейсной функции. Особо следует отметить, что библиотека интерфейсных функций не является частью ни одного из компонентов.

Переменные типа цвет и операции с цветами

Использование цветов позволяет гибко разбивать множества на подмножества. В нейрокомпьютере возникает необходимость в разбиении на подмножества (раскрашивании) задачника. В этом разделе описывается стандарт работы с переменными типа цвет.

Значение переменной типа цвет (Color)

Переменная типа цвет представляет собой двухбайтовое беззнаковое целое. Однако основное использование предполагает работу не как с целым числом, а как с совокупностью однобитных флагов. При записи на диск используется символьное представление двоичной записи числа с ведущими нулями и разбиением на четверки символом «.» (точка), предваряемая заглавной буквой «B» латинского алфавита, или символьное представление шестнадцатеричной записи числа с ведущими нулями, предваряемая заглавной буквой «H» латинского алфавита. В табл. 2 приведена нумерация флагов (бит) переменной типа Color, их шестнадцатеричное, десятичное и дво ичное значение. При использовании в учителе или других компонентах может возникнуть необходимость в присвоении некоторым из флагов или их комбинаций имен. На такое именование не накладывается никаких ограничений, хотя возможно будет выработан стандарт и на названия часто используемых цветов (масок, совокупностей флагов).

Таблица 2

Нумерация флагов (бит) переменной типа Color

Операции с переменными типа цвет (Color)

В табл. 3 приведены операции с переменными типа Color. Первые пять операций могут использоваться только для сравнения переменных типа Color, а остальные четыре операции – для вычисления выражений типа Color.

В ряде запросов необходимо указать тип операции над цветом. Для передачи таких параметров используется переменная типа Integer. В качестве значений передается содержимое соответствующей ячейки столбца код табл. 3.

Приведение и преобразование типов

Есть два пути использовать переменную одного типа как переменную другого типа. Первый путь состоит в преобразовании значения к заданному типу. Так, для преобразования целочисленной переменной к действительному типу, достаточно просто присвоить переменной действительного типа целочисленное значение. С обратным преобразованием сложнее, поскольку не ясно что делать с дробной частью. В табл. 4 приведены все типы, которые можно преобразовать присваиванием переменной другого типа. В табл. 5 приведены все функции преобразования типов.

Таблица 4

Преобразование типов прямым присваиванием переменной значения выражения

Таблица 5

Функции преобразования типов

При вычислении числовых выражений действуют следующие правила преобразования типов:

1. Выражения вычисляются слева на право.

2. Если два операнда имеют один тип, то результат имеет тот же тип.

3. Если аргументы имеют разные типы, то выражение имеет старший из двух типов. Список числовых типов по убыванию старшинства: Real, Long, Integer.

4. Результат операции деления действительных чисел (операция «/») всегда имеет тип Real, вне зависимости от типов аргументов.

В отличие от преобразования типов приведение типов позволяет по-разному интерпретировать одну область памяти. Функция приведения типа применима только к переменным или элементам массива (преобразование типов применимо и к выражениям). Рекомендуется использовать приведение типов только для типов, имеющих одинаковую длину. Например, Integer и Color или Real и Long. Список функций приведения типов приведен в табл. 6.

Таблица 6

Функции приведения типов

Следующие примеры иллюстрируют использование преобразования и приведения типов:

При вычислении следующих четырех выражений, получаются различные результаты

4096 * 4096 = 0

Поскольку константа 4096 имеет тип Integer, а 4096 * 4096 = 16777216 = 256 * 65536 , то есть младшие два байта результата равны нулю.

Long(4096 * 4096) = 0

Поскольку оба сомножителя имеет тип Integer, то и выражение имеет тип Integer. Следовательно, результат умножения равен нулю, который затем преобразуется к типу Long.

Long(4096) * 4096 = 16777216

Поскольку первый сомножитель имеет тип длинное целое, то и выражение имеет тип длинное целое.

4096.0 * 4096 = 1.677722E+7

Поскольку первый сомножитель имеет тип Real, то и выражение имеет тип Real. Из-за недостатка точности произошла потеря точности в седьмом знаке.

В следующем примере, используя приведение типов, в массив действительных чисел A размером в 66 элементов складываются: действительное число в первый элемент массива; длинное целое во второй элемент массива и символьную строку в элементы с 3 по 66.

A[1] = 1.677722E+7

TLong(A[2]) = 16777216

TString(A[3]) = ‘Пример приведения типов’

Необходимо отметить, что элементы массива A, начиная со второго, после выполнения приведенного выше фрагмента программы не рекомендуется использовать как действительные числа, поскольку элемент A[2] содержит значение 2.350988Е-38, а элемент A[5] – значение -4.577438Е-18. Значение элементов, начиная с A[8] (символьная строка ‘Пример приведения типов’ содержит 23 символа и занимает 24 байта, то есть шесть элементов массива) вообще не зависят от приведенного фрагмента программы и содержат «мусор», который там находился ранее.

В списке типов определены только одномерные массивы. Однако, при необходимости, возможно использование двумерных массивов. Для этого в одномерный массив A необходимо поместить указатели на одномерные массивы. При этом I,J-й элемент двумерного массива записывается в виде:

TPRealArray(A[I])^[J]

В этом примере использована функция приведения типов TPRealArray, указывающая, что I-й элемент массива A нужно интерпретировать как указатель на одномерный массив действительных чисел, и операция «^» указывающая, что вместо указателя на массив TPRealArray(A[I]) используется массив, на который он указывает.

Таким образом, использование функций приведения типов позволяет из одномерных массивов строить структуры произвольной сложности. В языках программирования, таких как C и Паскаль, существует возможность строить пользовательские типы данных. При разработке стандарта эти возможности были исключены, поскольку использование пользовательских типов, облегчая написание программ, сильно затрудняет разработку компилятора или интерпретатора, а при использовании этого языка для описания компонентов нейрокомпьютера необходимость в пользовательских типах данных возникает чрезвычайно редко. Например, при описании примеров всех компонентов, приведенных в данной работе, такая необходимость ни разу не возникла.

Операции

В данном разделе приведены все операции, которые могут быть использованы при построении выражений различного типа. В табл. 7 приведены операции, которые допустимы в целочисленных выражениях (выражениях типа Integer или Long). В табл. 8 – список, дополняющий список операций из табл. 7 до полного списка операций, допустимых в выражениях действительного типа. В табл. 9 – операции, допустимые при построении логических выражений. В табл. 10 –для выражений типа символьная строка. В табл. 3 – для выражений типа Color. Если операндом может быть любой числовой тип, то вместо перечисления всех числовых типов (Integer, Real, Long) указывается слово «числовой»

Таблица 7

Операции, допустимые в целочисленных выражениях

Таблица 8

Операции, дополняющие список операций из табл. 7 до полного списка операций, допустимых в выражениях действительного типа.

Таблица 9

Операции, допустимые при построении логических выражений

Таблица 10

Операции для выражений типа символьная строка

Во всех таблицах операции размещаются по убыванию приоритета. Для каждой операции указаны допустимые типы операндов, и тип результата, в зависимости от типов операндов.

В табл. 8 приводится необычная операция RMod – остаток от деления действительных чисел. Результат этой функции равен разности между первым операндом и вторым операндом, умноженным на целую часть отношения первого операнда ко второму.

Кроме операций, приведенных в табл. 3 и табл. 7–10, определены две взаимно обратные операции для работы с адресами и указателями:

^ – ставится после переменной типа указатель. Означает, что вместо указателя в выражении используется переменная или массив, на который указывает этот указатель. Не допускается после переменных типа Pointer.

@ – ставится перед именем переменной любого типа. Означает, что в выражении участвует не переменная, а адрес переменной. Используется при присвоении адресов переменных или массивов переменным типа указатель.

Предопределенные константы

При описании различных компонентов возникает необходимость в использовании некоторого набора стандартизированных констант. Стандартность набора констант особенно необходима при обмене между компонентами. Все константы, приведенные в табл. 11, описываются в тех разделах, где они используются. В табл. 11 для каждой константы указывается ее тип, значение и названия разделов, в которых она описывается.

Таблица 11

Предопределенные константы

Три предопределенные константы, приведенные в табл.11, не описываются ни в одном разделе данной работы. Это константы общего пользования. Их значение:

True – значение истина для присваивания переменным логического типа.

False – значение ложь для присваивания переменным логического типа.

Null – пустой указатель. Используется для сравнения или присваивания переменным всех типов указателей.

Интерфейсные функции

Часто при обучении и тестировании нейронных сетей возникает необходимость отображать на экран некоторую информацию. Например, число предъявлений примеров сети, максимальную оценку и т.п. Вряд ли разумно использовать язык описания компонентов нейрокомпьютера для описания интерфейса. Это противоречит требованию переносимости текста описания компонентов между разными платформами и операционными системами. Для облегчения создания интерфейса, с одной стороны, и обеспечения универсальности описания компонентов нейрокомпьютера, с другой, предложен набор интерфейсных функций. Поддержку этих функций несложно организовать в любой операционной среде и на любой платформе.

В основу набора интерфейсных функций положен принцип объектно-ориентированной машины потока событий. Примером таких систем может служить инструментальная библиотека объектов (классов) Turbo Vision фирмы Борланд, или оконный интерфейс Windows фирмы Майкрософт. Предлагаемый в данном разделе набор интерфейсных функций беднее любой из выше названных интерфейсных библиотек, но позволяет организовать достаточно красивый и удобный интерфейс.

Структура данных интерфейсных функций

Элементом данных в структуре интерфейса является отображаемый элемент. Каждый отображаемый элемент имеет свои координаты относительно начала владельца – отображаемого элемента, содержащего данный. Владельцем отображаемого элемента может являться одно из окон или диалогов или главный элемент. Главный отображаемый элемент является предопределенным и обозначается переменной MainVisual. В программах компонентов нейрокомпьютера не допускается изменение значения переменной MainVisual. Эту переменную стоит рассматривать как константу, однако, в отличие от всех остальных констант ее значение определяется не данным стандартом, а разработчиком библиотеки интерфейсных функций.

В данной работе не рассматривается способ реализации интерфейсных функций и не обсуждаются значения переменных типа Visible. По этому ставится единственное условие – переменные типа Visible могут изменять свои значения только при вызове интерфейсных функций или при присваивании им значений другой переменной того же типа.

Все отображаемые элементы создаются интерфейсными функциями, называющимися, так же как и сам отображаемый элемент. Интерфейсные функции создающие отображаемые элементы возвращают значения типа Visible. Если при вызове создающей отображаемый элемент функции элемент не был создан, то функция возвращает значение Null.

Соглашение о передаче значений отображаемым элементам

Отображаемые элементы могут быть связаны с обычными переменными. В следующих разделах описаны отображаемые элементы, для которых должна быть установлена такая связь. При изменении значения связанной переменной программным путем для отображения этого изменения должна быть вызвана функция Refresh, с переменной типа Visible данного элемента в качестве параметра. При связывании переменной и отображаемого элемента необходимо совпадение типа переменной с связываемым переменной этого отображаемого элемента.

Перечень отображаемых элементов

Название элемента: Window (окно).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла окна относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры окна.

ScrollX, ScrollY – Целочисленные параметры, задающие наличие у окна горизонтальной и вертикальной полосы прокрутки. Если значение параметра равно нулю, то соответствующая полоса прокрутки отсутствует, при любом другом значении параметра в окно включается соответствующая полоса прокрутки.

Text – Название окна.

Описание элемента. Элемент Window может являться владельцем любых других отображаемых элементов, кроме элементов типа Dialog. При вызове функции Refresh, с элементом типа Window в качестве параметра, обновляется изображение не только самого окна, но и всех отображаемых элементов, для которых это окно является владельцем. Для отображения созданного окна на экране необходимо вставить его (вызвать функцию Insert, с данным окном в качестве второго параметра.) в отображенное на экран окно, диалог или в отображаемый элемент MainVisible. Для того чтобы убрать окно с экрана, необходимо вызвать функцию Delete, с данным окном в качестве параметра. Для уничтожения окна необходимо вызвать функцию Erase, с данным окном в качестве параметра. При этом уничтожаются так же и все отображаемые элементы, для которых данное окно являлось владельцем.

Название элемента: Dialog (Диалог).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла окна диалога относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры окна диалога.

ScrollX, ScrollY – Целочисленные параметры, задающие наличие у окна диалога горизонтальной и вертикальной полосы прокрутки. Если значение параметра равно нулю, то соответствующая полоса прокрутки отсутствует, при любом другом значении параметра в окно диалога включается соответствующая полоса прокрутки.

Text – Название окна диалога.

Описание элемента. Элемент Dialog может являться владельцем любых других отображаемых элементов. Этот элемент является модальным, то есть во время работы диалога невозможен вызов меню, переход в другие окна и диалоги и т.д. Если одновременно активно несколько диалогов, то модальным является последний по порядку отображения на экране. При закрытии текущего диалога модальность переходит к предыдущему и т.д. При вызове функции Refresh, с элементом типа Dialog в качестве параметра, обновляется изображение не только самого окна диалога, но и всех отображаемых элементов, для которых этот диалог является владельцем. Для отображения созданного диалога на экране необходимо вставить его (вызвать функцию Insert, с данным диалогом в качестве второго параметра.) в отображаемый элемент MainVisible. С этого момента диалог становится модальным. Он остается модальным либо до вставки в MainVisible другого диалога, либо до закрытия диалога. Если модальность потеряна диалогом из-за запуска следующего диалога, то при закрытии последнего диалога статус модальности восстанавливается. Для того чтобы закрыть диалог, необходимо вызвать функцию Delete, с данным диалогом в качестве параметра. Для уничтожения диалога необходимо вызвать функцию Erase, с данным диалогом в качестве параметра. При этом уничтожаются так же и все отображаемые элементы, для которых данный диалог являлся владельцем.

Название элемента: Label (метка).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла метки относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры метки.

Text – текст метки.

Описание элемента. Элемент Label не может являться владельцем других отображаемых элементов. Этот элемент не связан с переменными. Как правило, он используется для организации отображения в окне или диалоге статической информации или в качестве подписи поля ввода. Если метка связана с полем ввода, то передача управления этой метке автоматически влечет за собой передачу управления связанному с ней полю. Для организации связи метки с полем необходимо вызвать функцию Link, передав ей в качестве первого параметра метку, а вторым параметром тот элемент, с которым необходимо установить связь. Связь может быть установлена только с одним элементом. При повторном вызове функции Link устанавливается связь с новым элементом, а связь с прежним элементом разрывается. Для включения метки в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и меткой в качестве второго параметра. Для уничтожения метки необходимо вызвать функцию Erase, с данной меткой в качестве параметра.

Название элемента: StringVisible (строковый элемент).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Size – размер поля.

Описание элемента. Элемент StringVisible не может являться владельцем других отображаемых элементов. Этот элемент должен быть связан с переменной типа String. Для установления связи используется функция Data со строковым элементом в качестве первого параметра и адресом переменной в качестве второго параметра. Как правило, строковый элемент связывают с меткой. Для организации связи метки со строковым элементом необходимо вызвать функцию Link, передав ей в качестве первого параметра метку, а вторым параметром строковый элемент. Для включения строкового элемента в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и строковым элементом в качестве второго параметра. Для уничтожения строки необходимо вызвать функцию Erase, с данным строковым элементом в качестве параметра. Параметр Size задает максимальный размер вводимой строки в символах.

Название элемента: RealVisible (LongVisible) (числовой элемент).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Min, Max – минимальное и максимальное допустимые значения.

Size – размер поля.

Описание элемента. Элементы RealVisible и LongVisible служат для ввода действительных и длинных целых чисел, соответственно. Любой такой элемент должен быть связан с переменной соответствующего типа (Real или Long) и не может являться владельцем других отображаемых элементов. Для установления связи используется функция Data с числовым элементом в качестве первого параметра и адресом переменной в качестве второго параметра. Как правило, числовой элемент связывают с меткой. Для организации связи метки с числовым элементом необходимо вызвать функцию Link, передав ей в качестве первого параметра метку, а вторым параметром числовой элемент. Для включения числового элемента в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и числовым элементом в качестве второго параметра. Для уничтожения числового элемента необходимо вызвать функцию Erase, с данным числовым элементом в качестве параметра.

Название элемента: RadioButtons (переключатели).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Описание элемента. Элемент RadioButtons служит для задания значения параметрам, которые могут принимать только несколько значений (например, два значения – истина или ложь). Процедура создания элемента RadioButtons сложнее, чем для ранее рассмотренных процедур. Кроме вызова функции RadioButtons, создающей элемент, необходимо несколько раз вызвать функцию AddItem, с элементом RadioButtons в качестве первого аргумента и подписью переключателя в качестве второго аргумента. Элемент RadioButtons должен быть связан с переменной типа Long и не может являться владельцем других отображаемых элементов. Для установления связи используется функция Data с элементом RadioButtons в качестве первого параметра и адресом переменной в качестве второго параметра. Элемент RadioButtons интерпретирует данные, содержащиеся в переменной, следующим образом: первому флагу соответствует младший бит переменной, второму следующий по старшинству и т. д. Элемент не может включать более 32 флагов. Биты с номерами большими числа флагов очищаются (заменяются нулями). Как правило, элемент RadioButtons связывают с меткой. Для организации связи метки с элементом RadioButtons необходимо вызвать функцию Link, передав ей в качестве первого параметра метку, а вторым параметром элемент RadioButtons. Для включения элемента RadioButtons в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и элементом RadioButtons в качестве второго параметра. Для уничтожения элемента RadioButtons необходимо вызвать функцию Erase, с данным элементом RadioButtons в качестве параметра.

Название элемента: CheckBoxes (группа флагов).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Описание элемента. Элемент CheckBoxes служит для задания значения параметрам, которые являются совокупностью битовых флагов. Процедура создания группы флагов аналогична созданию элемента RadioButtons. Кроме вызова функции CheckBoxes, создающей элемент, необходимо несколько раз вызвать функцию AddItem, с элементом CheckBoxes в качестве первого аргумента и названием флага в качестве второго аргумента. Элемент CheckBoxes должен быть связан с переменной типа Long и не может являться владельцем других отображаемых элементов. Для установления связи используется функция Data с элементом CheckBoxes в качестве первого параметра и адресом переменной в качестве второго параметра. Элемент CheckBoxes интерпретирует данные, содержащиеся в переменной, следующим образом: если значение переменной равно единице, то включен первый переключатель, если двум – то второй, трем – первые два и т. д. Если значение переменной меньше либо равно нулю или больше либо равно два в степени числа переключателей, то оно заменяется на единицу. Как правило, элемент CheckBoxes связывают с меткой. Для организации связи метки с элементом CheckBoxes необходимо вызвать функцию Link, передав ей в качестве первого параметра метку, а вторым параметром элемент CheckBoxes. Для включения группы флагов в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и элементом CheckBoxes в качестве второго параметра. Для уничтожения элемента CheckBoxes необходимо вызвать функцию Erase, с данным элементом CheckBoxes в качестве параметра.

Название элемента: Button(кнопка).

Параметры при создании:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Macro – Адрес функции, вызываемой при нажатии кнопки. В зависимости от реализации по этому адресу может лежать либо начало машинного кода функции, либо начало текста функции. В случае передачи текста функции первые восемь байт по переданному адресу содержат слово «Function».

Описание элемента. Кнопка служит для запуска макроса, который выполняет некоторые действия, являющиеся реакцией на нажатие кнопки. Кнопка не может быть связана с переменными и не может являться владельцем других отображаемых элементов. Для включения кнопки элемента в окно или диалог, необходимо вызвать функцию Insert, с окном или диалогом в качестве первого параметра и кнопкой в качестве второго параметра. Для уничтожения кнопки необходимо вызвать функцию Erase, с данной кнопкой в качестве параметра.

Перечень интерфейсных функций

В данном разделе дано описание всех интерфейсных функций. Приводится синтаксис описания на общем подмножестве языков описания компонентов нейрокомпьютера. Функции приведены в алфавитном порядке. Следует отметить, что, как и в языках описания всех компонентов нейрокомпьютера все аргументы передаются функциям по ссылке (передается не значение аргумента, а его адрес).

AddItem

Function AddItem( Elem : Visible; Text : String ) : Logic;

Описание аргументов:

Elem – Отображаемый элемент типа CheckBoxes или RadioButtons.

Text – Название переключателя или флага.

Описание функции:

Эта функция добавляет название переключателя (если первый аргумент типа RadioButtons) или флага (CheckBoxes) к списку элемента, передаваемого функции первым аргументом. Если первый элемент не является элементом типа CheckBoxes или RadioButtons, то функция возвращает значение ложь (False). В случае успешного завершения операции добавления в список функция возвращает значение истина (True). В противном случае возвращается значение ложь (False).

Button

Function Button( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY : Long; Macro : PString ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Macro – Адрес функции, вызываемой при нажатии кнопки.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа Button. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

CheckBoxes

Function CheckBoxes( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY : Long ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа CheckBoxes с пустым списком переключателей. Для добавления переключателей следует воспользоваться функцией AddItem. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

Data

Function Data( Element : Visible; Var Datum ) : Logic;

Описание аргументов:

Element – Отображаемый элемент, который связывается с переменной.

Datum – Адрес переменной.

Описание функции:

Эта функция связывает отображаемый элемент (Element) с перемнной Datum. Если элемент Element не допускает установления связи с переменной, то функция возвращает значение ложь (False). В противном случае она устанавливает связь между элементом и переменной и возвращает значение истина (True). Отметим, что функция не проверяет типа переменной. Если вместо адреса переменной типа длинное целое был дан адрес переменной действительного типа, то эта переменная будет интерпретироваться как длинное целое (см. разд. «Функции приведения типов»). Важно отметить, что производится приведение переменной, а не преобразование ее значения.

Delete

Function Delete( Owner, Element : Visible) : Logic;

Описание аргументов:

Owner – Отображаемый элемент типа окно или диалог, из которого происходит удаление.

Element – Удаляемый элемент.

Описание функции:

Эта функция удаляет отображаемый элемент (Element) из его владельца (Owner). Если элемент Owner не является окном или диалогом, или если он не является владельцем элемента Element, то функция возвращает значение ложь (False). В противном случае она удаляет элемент из владельца и возвращает значение истина (True). Отметим, что элемент удаляется, но не уничтожается. Если нет переменной, содержащей удаляемый элемент, то элемент «потеряется», то есть он станет недоступным из программы, но будет занимать память.

Dialog

Function Dialog( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY, ScrollX, ScrollY : Long; Text : String ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

ScrollX, ScrollY – Целочисленные параметры, задающие наличие у окна горизонтальной и вертикальной полосы прокрутки. Если значение параметра равно нулю, то соответствующая полоса прокрутки отсутствует, при любом другом значении параметра в окно включается соответствующая полоса прокрутки.

Text – Название окна.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа диалог. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null. После создания диалог является пустым.

Erase

Function Erase( Element : Visible ) : Logic;

Описание аргументов:

Element – Уничтожаемый элемент.

Описание функции:

Эта функция уничтожает отображаемый элемент (Element). Если аргумент Element является окном или диалогом, то уничтожаются так же все отображаемые элементы, для которых элемент Element является владельцем. Если операция завершена успешно, то функция возвращает значение истина (True). В противном случае – значение ложь (False). Если выполнение функции завершилось неуспешно (функция вернула значение ложь), то элемент может быть поврежден и его дальнейшее использование не гарантирует корректной работы.

Insert

Function Insert( Owner, Element : Visible) : Logic;

Описание аргументов:

Owner – Отображаемый элемент типа окно или диалог, в который производится вставка.

Element – Вставляемый элемент.

Описание функции:

Эта функция вставляет отображаемый элемент (Element) в элемент (Owner). Если элемент Owner не является окном или диалогом, или если Element является диалогом, то функция возвращает значение ложь (False). Такие же действия производятся, в случае, если аргумент Owner совпадает с MainVisible, а Element не является окном или диалогом. В противном случае она вставляет элемент в Owner и возвращает значение истина (True). Вставка окна или диалога в MainVisible вызывает отображение его на экране, а в случае, если вставляется диалог, то ему передается управление.

Label

Function Label( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY : Long; Text : String ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Text – текст метки.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа Label. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

Link

Function Link( Element, Labels : Visible) : Logic;

Описание аргументов:

Owner – Отображаемый элемент, связываемый с меткой.

Element – Отображаемый элемент – метка.

Описание функции:

Эта функция устанавливает связь между меткой Labels и отображаемым элементом Element. Если элемент Labels не является меткой, то функция возвращает значение ложь (False). В противном случае она устанавливает связь и возвращает значение истина (True).

LongVisible

Function LongVisible( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY, Min, Max, Size: Long ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Min, Max – минимальное и максимальное допустимые значения.

Size – размер поля в символах.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа LongVisible для редактирования и ввода значений типа Long. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

RadioButtons

Function RadioButtons( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY : Long ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа RadioButtons с пустым списком флагов. Для добавления переключателей следует воспользоваться функцией AddItem. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

RealVisible

Function RealVisible ( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY : Long; Min, Max : Real; Size: Long ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Min, Max – минимальное и максимальное допустимые значения.

Size – размер поля в символах.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа RealVisible для редактирования и ввода значений типа Real. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

Refresh

Function Refresh( Element : Visible ) : Logic;

Описание аргументов:

Element – Отображаемый элемент.

Описание функции:

Эта функция обновляет изображение элемента Element на экране. Если операция прошла успешно, то функция возвращает значение истина (True). В противном случае она возвращает значение ложь (False).

StringVisible

Function StringVisible ( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY, Size: Long ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

Size – размер поля в символах.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа StringVisible для редактирования и ввода символьных строк. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null.

Window

Function Window( BeginX, BeginY, SizeX, SizeY, ScrollX, ScrollY : Long; Text : String ) : Visible;

Описание аргументов:

BeginX, BeginY – Координаты верхнего левого угла элемента относительно владельца.

SizeX, SizeY – Горизонтальный и вертикальный размеры элемента.

ScrollX, ScrollY – Целочисленные параметры, задающие наличие у окна горизонтальной и вертикальной полосы прокрутки. Если значение параметра равно нулю, то соответствующая полоса прокрутки отсутствует, при любом другом значении параметра в окно включается соответствующая полоса прокрутки.

Text – Название окна.

Описание функции:

Эта функция создает отображаемый элемент типа окно. Если создание прошло успешно, то возвращается значение этого элемента (типы значений не оговариваются стандартом, но, как правило, это адрес соответствующей структуры). Если создание элемента завершилось не удачно, то возвращается значение Null. После создания окно является пустым.

Строковые функции

В этом разделе описан набор функций для работы со строками, которые могут использоваться в языках описания всех компонентов нейрокомпьютера.

Function SubStr( S : String; Origin, Leng : Integer ) : String;

Описание аргументов

S – строка, из которой выделяется фрагмент.

Origin – начальная позиция выделяемого фрагмента в строке S

Leng – длина выделяемого фрагмента.

Выделяет из строки S фрагмент, начинающийся с позиции Origin и длиной Leng символов. Если строка короче чем Origin, то результатом является пустая строка. Если строка длиннее чем Origin символов, но короче чем Origin+Leng символов, то результатом является фрагмент строки S с символа Origin и до конца строки S.

Function Pos( S1, S2 : String ) : Integer

Описание аргументов

S1 – строка, в которой ищется вхождение строки S2.

S2 – строка, вхождение которой ищется.

Функция Pos возвращает номер первого символа в строке S1, начиная с которого, в строке S1 полностью содержится строка S2. Если строка S2 ни разу не встретилась в строке S1, то результат равен нулю.

Function Len( S : String ) : Integer

Описание аргументов

S – строка, длина которой вычисляется.

Функция Len возвращает длину (число символов) строки S

Описание языка описания компонентов

В табл. 12 приведен список ключевых слов, общих для всех языков описания компонентов нейрокомпьютера. Кроме того, к ключевым словам относятся типы данных, приведенные в табл. 1; обозначения операций, приведенные в табл. 3, 7, 8, 9, 10; названия функций преобразования (табл. 5) и приведения типов (табл. 6); идентификаторы предопределенных констант, приведенные в табл. 11; имена интерфейсных функций, приведенных в разделе «Перечень интерфейсных функций»; имена элементарных функций, приведенных в табл.13; обозначения строковых функций, приведенных в разделе «Строковые функции» и обозначения функций управления памятью из раздела «Функции управления памятью».

Таблица 12.

Ключевые слова, общие для всех языков описания компонент нейрокомпьютера.

Таблица 13

Элементарные функции, допустимые в языках описания компонент нейрокомпьютера

Передача аргументов функциям

Во всех языках описания компонентов все параметры передаются по ссылке (передается не значение аргумента, а его адрес). Если в качестве фактического аргумента указано выражение, то значение выражения помещается интерпретатором (или компилятором) во временную переменную, имеющую тип, совпадающий с типом формального аргумента, а адрес временной переменной передается в качестве фактического аргумента.

Имена структурных единиц компонентов

Компоненты предобработчик, сеть, оценка и интерпретатор ответа имеют иерархическую структуру. Часть запросов может быть адресована не всему компоненту, а его структурной единице любого уровня. Для точного указания адресата запроса используется полное имя структурной единицы, которое строится по следующему правилу:

1. Имя компонента является полным именем компонента.

2. Полное имя младшей структурной единицы строится путем добавления справа к имени старшей структурной единицы точки, псевдонима младшей структурной единицы и номера экземпляра младшей структурной единицы, если младших структурных единиц с таким псевдонимом несколько.

Иногда при построении описания компонента требуется однозначное имя структурной единицы. В качестве однозначного имени можно использовать полное имя, но такой подход лишает возможности вставлять подготовленные структурные единицы в структуры более высокого уровня. Для этого вводится понятие однозначного имени структурной единицы: в описании структурной единицы A однозначным именем структурной единицы B, являющейся частью структурной единицы A, является полное имя структурной единицы B, из которого исключено полное имя структурной единицы A.

Способ описания синтаксических конструкций

Для описания синтаксиса языков описаний компонентов используется расширенная Бэкусова нормальная форма. Описание синтаксиса языка с помощью БНФ состоит в расшифровке понятий от более сложных к более простым. Каждое предложение БНФ состоит из двух частей, разделенных символами «::=» (два двоеточия, за которыми следует знак равенства). Наиболее подходящим названием для этого разделителя является слово «является» в отличие от «равно» или «присвоить» в языках программирования. Слева от разделителя находится объясняемое понятие, справа – конструкция разъясняющая это понятие. Например, предложение

<Имя переменной> ::= <Идентификатор>

означает, что объясняемое понятие – <Имя переменной> является идентификатором. Заметим, что порядок предложений в БНФ описания синтаксиса языка не имеет значения. Однако традиционно сложилось так, что БНФ начинают с наиболее сложных понятий.

При описании синтаксиса языка с помощью БНФ используются следующие понятия и обозначения.

Нетерминальным символом называется понятие, которое должно быть раскрыто в пределах данной БНФ. Нетерминальным символом является произвольный набор символов, заключенный в угловые скобки, например <Имя>. Нетерминальный символ раскрыт, если в пределах БНФ встретилось предложение, в котором этот нетерминальный символ стоит в левой части.

Терминальным символом называется понятие, которое не требует раскрытия. Примерами терминальных символов являются буквы, цифры и ключевые слова описываемого языка. Терминальные символы не заключаются в угловые скобки и набраны курсивом, например Имя.

Подмножеством терминальных символов является набор ключевых слов языка. Для удобства ключевые слова набраны полужирным шрифтом, например, Имя.

В прямых квадратных скобках приводятся необязательные части синтаксических конструкций. Например предложение

<Целое число> ::= [–] <Положительное целое число>

означает, что целым числом является положительное целое число (знак минус, стоящий в квадратных скобках, опущен как необязательный) или положительное целое число, перед которым стоит знак минус (знак минус, стоящий в квадратных скобках, задействован). Отметим, что квадратные скобки, набранные курсивом, являются терминальными символами.

Набор из нескольких синтаксических конструкций, разделенных символом «|» и заключенных в прямые фигурные скобки задают конструкцию выбора одной и только одной из перечисленных в фигурных скобках конструкций. Например, предложение

<Буква> ::= { A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z}

означает, что понятие буква является одной из заглавных букв латинского алфавита. Отметим, что фигурные скобки, набранные курсивом, являются терминальными символами.

В целях сокращения описания в тех случаях, когда БНФ описание понятия сложно, а неформальное описание просто и однозначно, в БНФ описание включаются фрагменты неформального описания таких понятий.

Кроме того в данную модификацию БНФ включены нетерминальные символы с параметрами. В теле нетерминального символа параметры набраны полужирным курсивом. В качестве примера приведем набор предложений, описывающих формальные аргументы:

<Список формальных аргументов> ::= <Формальный аргумент> [; <Список формальных аргументов>]

<Формальный аргумент> ::= <Список имен аргументов> : <Скалярный тип>

<Список имен аргументов> ::= <Имя аргумента> [,<Список имен аргументов>]

<Имя аргумента> ::= <Идентификатор>

<Аргумент типа Тип> – одно из следующих понятий:

имя аргумента, который при описании формальных аргументов имел тип Тип

имя элемента аргумента-массива, если элементы массива имеют тип Тип

результат приведения произвольного аргумента или элемента аргумента-массива к типу Тип.

В этом фрагменте содержится предложение, раскрывающее понятие <Аргумент типа Тип>, являющееся нетерминальным символом с параметром. Из последнего предложения легко понять, что представляет собой понятие <Аргумент типа Тип>. Для описания этого понятия в соответствии с требованиями стандартной БНФ пришлось бы описывать отдельно следующие понятия: <Аргумент типа Long>, <Аргумент типа Real>, <Аргумент типа Integer>, <Аргумент типа Color>, <Аргумент типа Logic>, <Аргумент типа String>, <Аргумент типа PRealArray>, <Аргумент типа PIntegerArray>, <Аргумент типа PLongArray>, <Аргумент типа PLogicArray>, <Аргумент типа PString>, <Аргумент типа Visual>, <Аргумент типа Pointer>, <Аргумент типа FuncType>. Кроме того, пришлось бы отказаться от простой и понятной конструкции описания формальных аргументов. Ниже приведена часть конструкции описания формальных аргументов, которую пришлось бы включить в БНФ. В данном фрагменте приведена расшифровка только одного понятия – <Аргумент типа Long>. Остальные нераскрытые понятия описываются аналогично. Понятия <Идентификатор> и <Номер элемента> считаются раскрытыми ранее.

<Список формальных аргументов> ::= <Формальный аргумент> [; <Список формальных аргументов>]

<Формальный аргумент> ::= {<Формальный аргумент типа Long> | <Формальный аргумент типа Real> | <Формальный аргумент типа Integer> | <Формальный аргумент типа Color> | <Формальный аргумент типа Logic> | <Формальный аргумент типа String> | <Формальный аргумент типа PRealArray> | <Формальный аргумент типа PIntegerArray> | <Формальный аргумент типа PLongArray> | <Формальный аргумент типа PLogicArray> | <Формальный аргумент типа PString> | <Формальный аргумент типа Visual> | <Формальный аргумент типа Pointer> | <Формальный аргумент типа FuncType>}

<Формальный аргумент типа Long> ::= <Список имен аргументов типа Long> : Long;

<Список имен аргументов типа Long> ::= <Имя аргумента типа Long> [,<Список имен аргументов типа Long>]

<Имя аргумента типа Long> ::= <Идентификатор>

<Аргумент типа Long> ::= {<Имя аргумента типа Long> | <Имя аргумента типа PLongArray>^[<Номер элемента>] | TLong(<Имя произвольного аргумента>)}

<Имя произвольного аргумента> ::= <Имя аргумента типа Long>, <Имя аргумента типа Real>, <Имя аргумента типа Integer>, <Имя аргумента типа Color>, <Имя аргумента типа Logic>, <Имя аргумента типа String>, <Имя аргумента типа PRealArray>, <Имя аргумента типа PIntegerArray>, <Имя аргумента типа PLongArray>, <Имя аргумента типа PLogicArray>, <Имя аргумента типа PString>, <Имя аргумента типа Visual>, <Имя аргумента типа Pointer>, <Имя аргумента типа FuncType>

Третье четвертое и пятое предложения данного фрагмента пришлось бы повторить для каждого из остальных тринадцати типов аргументов. Поскольку приведенные в книге БНФ описания языков призваны задать и объяснить синтаксис языка, а не служить исходным кодом компилятора компиляторов, автор счел возможным отступить от канонов БНФ, тем более, что для профессионала в области языков программирования не составит большого труда заменить неформальные конструкции на точные формальные фрагменты.

Описание общих синтаксических конструкций

В данном разделе приведено описание общего подмножества языков описания компонентов. В некоторых случаях, когда БНФ описание понятия сложно, а неформальное описание просто и однозначно, в БНФ описание включаются фрагменты неформального описания таких понятий.

Список синтаксических конструкций общего назначения:

<Идентификатор> ::= <Буква> [<Символьная строка>]

<Буква> ::= {a | b | c | d | e | f | g | h | i | j | k | l | m | n | o | p | q | r | s | t | u | v | w | x | y | z | A | B | C | D | E | F | G | H | I | J | K | L | M | N | O | P | Q | R | S | T | U | V | W | X | Y | Z}

<Символьная строка> ::= {<Буква> | <Цифра> | _ } [<Символьная стока>]

<Цифра> ::= {0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9}

<Число> ::= {<Целое число> | <Действительное число>}

<Целое число> ::= [–] <Положительное целое число>

<Положительное целое число> ::= <Цифра> [<Положительное целое число>]

<Действительное число> ::= <Целое число>[.<Положительное целое число>][e<Целое число>]

<Целочисленная константа> ::= {<Предопределенная константа типа Integer> | < Предопределенная константа типа Long> | <Целое число>}

<Цветовая константа> ::= H <Шестнадцатеричная цифра> <Шестнадцатеричная цифра> <Шестнадцатеричная цифра> <Шестнадцатеричная цифра>

<Шестнадцатеричная цифра> ::= {0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | A | B | C | D | E | F }

<Строковая константа> ::= “<Строка произвольных символов>”

<Логическая константа> ::= {True | False}

<Строка произвольных символов> – Последовательность произвольных символов из набора ANSI. В этой последовательности допускаются символы национальных алфавитов. При необходиости включить в эту конструкцию символ кавычек, он должен быть удвоен.

<Скалярный тип> ::= {Long | Real | Integer | Color | Logic | String | PRealArray | PIntegerArray | PLongArray | PLogicArray | PString | Visual | Pointer | FuncType}

<Тип массива> ::= { RealArray | IntegerArray | LongArray | LogicArray}

<Константа типа Тип> – константа имеющая тип Тип.

Список синтаксических конструкций для формальных аргументов:

<Список формальных аргументов> ::= <Формальный аргумент> [; <Список формальных аргументов>]

<Формальный аргумент> ::= <Список имен аргументов> : <Скалярный тип>

<Список имен аргументов> ::= <Имя аргумента> [,<Список имен аргументов>]

<Имя аргумента> ::= <Идентификатор>

<Аргумент типа Тип> – одно из следующих понятий:

имя аргумента, который при описании формальных аргументов имел тип Тип

имя элемента аргумента-массива, если элементы массива имеют тип Тип

результат приведения произвольного аргумента или элемента аргумента-массива к типу Тип.

Синтаксические конструкции описания переменных:

<Описание переменных> ::= Var <Список описаний однотипных переменных>

<Список описаний однотипных переменных> ::= <Тип переменной> <Список переменных>; [<Список описаний однотипных переменных>]

<Список переменных> ::= <Имя переменной> [, <Список переменных>]

<Имя переменной> ::= <Идентификатор>

<Тип переменной> ::= {<Скалярный тип> | <Тип массива>[<Целочисленное константное выражение>]}

<Переменная типа Тип> – одно из следующих понятий:

имя переменной, которая при описании переменных имела тип Тип

имя элемента массива, если элементы массива имеют тип Тип

результат приведения произвольной переменной или элемента массива к типу Тип.

Синтаксическая конструкция описания глобальных переменных (доступна только в языках описания компонентов учитель и контрастер):

<Описание глобальных переменных> ::= Global <Список описаний однотипных переменных>

Синтаксические конструкции описания статических переменных

Статические переменные, как правило, служат для описания параметров компонентов нейрокомпьютера. Использование в именах переменных только символов латинского алфавита и цифр делает идентификаторы универсальными, но неудобными для всех пользователей, кроме англо-говорящих. Для удобства всех остальных пользователей в описании статических переменных предусмотрена возможность использовать дополнительные имена для статических переменных. Однако эти имена служат только для построения интерфейса и не могут быть использованы в описании тела соответствующего компонента. Кроме того, статической переменной можно при описании задать значение по умолчанию.

<Описание статических переменных> ::= Static <Список описаний статических переменных>

<Список описаний статических переменных> ::= <Описание статической переменной>; [<Список описаний статических переменных>]

<Описание статической переменной> ::= <Тип переменной> <Имя переменной> [Name <Имя статической переменной>] [Default <Значение по умолчанию>]

<Имя статической переменной> ::= <Строковая константа>

<Значение по умолчанию> ::= <Константное выражение типа <Тип переменной>>

Синтаксические конструкции описания функций

<Описание функций> ::= <Описание функции> [<Описание функций>]

<Описание функции> ::= <Заголовок функции> <Описание переменных> <Описание меток> <Тело функции>

<Заголовок функции> ::= Function <Имя функции>[(<Список формальных аргументов>)] : <Скалярный тип>;

<Описание меток> ::= Label <Список меток>;

<Список меток> ::= <Имя метки> [, <Список меток>]

<Имя метки> ::= <Идентификатор>

<Тело функции> ::= Begin <Составной оператор> End;

<Составной оператор> ::= [<Имя метки>:] <Оператор> [; <Составной оператор>]

<Оператор> ::= {<Оператор присваивания> | <Оператор ветвления> | <Оператор цикла> | <Оператор перехода> | <Операторные скобки>}

<Оператор присваивания> ::= <Допустимое имя переменной> = <Выражение>

<Оператор ветвления> ::= If <Логическое выражение> Then <Оператор> [Else <Оператор>]

<Оператор цикла> ::= { <Цикл For> | <Цикл While> }

<Цикл For> ::= For <Имя переменной> = <Целочисленное выражение> To <Целочисленное выражение> [By <Целочисленное выражение>] Do <Оператор>

<Цикл While> ::= While <Логическое выражение> Do <Оператор>

<Оператор перехода> ::= GoTo <Имя метки>

<Операторные скобки> ::= Begin <Составной оператор> End

<Функция типа Тип> – функция, возвращающая величину типа Тип.

<Допустимое имя переменной> – допустимой переменной являются все переменные, описанные в данной функции или в данном процедурном блоке, глобальные переменные данного компонента. Для возвращения значения функции, в левой части оператора присваивания должно стоять имя функции.

Синтаксические конструкции описания выражений:

<Выражение> ::= { <Выражение типа Long> | <Выражение типа Real> | <Выражение типа Integer> | <Выражение типа Color> | <Выражение типа Logic> | <Выражение типа String> | <Выражение типа Pointer>}

<Целочисленное выражение> ::= { <Выражение типа Long> | <Выражение типа Integer>}

<Выражение типа Тип> ::= [<Префиксная операция типа Тип>] <Операнд типа Тип> [<Операция типа Тип> <Операнд типа Тип>]

<Операция типа Long> ::= {+ | – | * | Div | Mod | And | Or | Xor}

<Операция типа Real>::= {+ | – | * | / | RMod }

<Операция типа Integer> ::= {+ | – | * | Div | Mod | And | Or | Xor}

<Операция типа Color> ::= {COr | CAnd | CXor}

<Операция типа Logic> ::= {And | Or | Xor}

<Операция типа String> ::= +

<Префиксная операция типа Long> ::= { – | Not }

<Префиксная операция типа Real>::= –

<Префиксная операция типа Integer> ::= { – | Not }

<Префиксная операция типа Color> ::= CNot

<Префиксная операция типа Logic> ::= Not

<Операнд типа Logic> ::= ::= {<Результат сравнения> | <Выражение типа Logic> | (<Выражение типа Logic>) | <Константа типа Logic> | <Переменная типа Logic> | <Аргумент типа Logic> | <Вызов функции типа Logic>}

<Результат сравнения типов Long, Integer, Real> ::= (<Выражение типа Long, Integer, Real> {> | < | >= | <= | = | <>} <Выражение типа Long, Integer, Real> )

<Результат сравнения типа Color> ::= (<Выражение типа Color> {CEqual | CIn | CInclude | CExclude | CIntersect} <Выражение типа Color> )

<Результат сравнения типа String> ::= (<Выражение типа String> {= | <>} <Выражение типа String> )

<Операнд типа Тип> ::= {<Выражение типа Тип> | (<Выражение типа Тип>) | <Константа типа Тип> | <Переменная типа Тип> | <Аргумент типа Тип> | <Вызов функции типа Тип>}

<Вызов функции типа Тип> ::= <Имя функции типа Тип> [(<Список фактических аргументов>)]

<Список фактических аргументов> ::= <Выражение> [,<Список фактических аргументов>]

<Константное выражение типа Тип> – <Выражение типа Тип> в операндах которого не могут фигурировать переменные и функции, описанные пользователем.

<Числовое выражение> ::= { <Выражение типа Long> | <Выражение типа Real> | <Выражение типа Integer>}

Синтаксические конструкции задания значений статическим переменным

Эта конструкция служит для задания значений параметрам (статическим переменным) компонентов. Для компонента сеть она может встречаться не только при описании главной сети, но и при описании любой составной подсети. В специальных выражениях типа Тип могут участвовать только стандартные функции и аргументы той структурной единицы, в которой находится блок задания значений статическим переменным. При этом специальное выражение, задающее значение параметра должно иметь тип, совместимый с типом статической переменной, которой присваивается это значение.

<Установление параметров Структурной единицы> ::= <Однозначное имя Структурной единицы> [[[<Переменная цикла>:] <Начальный номер> [..<Конечный номер> [:<Шаг>] ]]] SetParameters <Список значений параметров>

<Переменная цикла> ::= <Идентификатор>

<Начальный номер> ::= <Константное выражение типа Long>

<Конечный номер> ::= <Константное выражение типа Long>

<Шаг> ::= <Константное выражение типа Long>

<Список значений параметров> ::= <Значение параметра> [,<Список значений параметров>]

<Значение параметра> ::= <Специальное выражение типа Тип>

<Специальное выражение типа Тип> ::= [<Префиксная операция типа Тип>] <Специальный операнд типа Тип> [<Операция типа Тип> <Специальный операнд типа Тип>]

<Специальный операнд типа Тип > ::= {<Специальное выражение типа Тип > | <Константа типа Тип> | <Переменная цикла> | (<Специальное выражение типа Тип > | <Аргумент типа Тип> | <Вызов функции типа Тип>)>

Синтаксические конструкции описания распределения сигналов или параметров:

Данная конструкция имеет четыре аргумента, имеющих следующий смысл:

Данное – сигнал или параметр.

Объект – предобработчик, интерпретатор, оценка, сеть.

Подобъект – частный предобработчик, частный интерпретатор, частная оценка, подсеть.

<Идентификатор данных> – одно из ключевых слов Signals, Parameters, Data, InSignals, OutSignals.

<Описание распределения Данных, Объекта, Подобъекта, <Идентификатор данных>> ::= Connections <Описание групп соответствий Данных>

<Описание групп соответствий Данных> ::= <Описание группы соответствий Данных> [;<Описание групп соответствий Данных>]

<Описание группы соответствий Данных> ::= <Блок сигналов Подобъекта> <=> {<Блок сигналов Объекта> | <Блок сигналов Подобъекта>}

<Блок сигналов Подобъекта> ::= <Описатель сигналов Подобъекта> [;<Блок сигналов Подобъекта>]

<Описатель сигналов Подобъекта> ::= { For <Переменная цикла> = <Начальный номер> To <Конечный номер> [Step <Шаг>] Do <Блок сигналов Подобъекта> End | <Список Данных Подобъекта>}

<Переменная цикла> ::= <Идентификатор>

<Список Данных Подобъекта> ::= <Данное Подобъекта>[; <Список Данных Подобъекта>]

<Данное Подобъекта> ::= <Псевдоним>[[<Номер экземпляра>]].<Идентификатор данных> [[<Номер Данного>]]

<Номер экземпляра> ::= {<Специальное выражение типа Long> | [+:]<Начальный номер> [..<Конечный номер> [:<Шаг>]]}

<Номер Данного> {<Специальное выражение типа Long> | [+:]<Начальный номер> [..<Конечный номер> [:<Шаг>]]}

<Блок Данных Объекта> ::= <Описатель Данных Объекта> [; <Блок Данных Объекта>]

<Описатель Данных Объекта> ::= { For <Переменная цикла> = <Начальный номер> To <Конечный номер> [Step <Шаг>] Do <Блок Данных Объекта> End | <Список Данных Объекта> }

<Список Данных Объекта> ::= <Данное Объекта>[; <Список Данных Объекта>]

<Данное Объекта> ::= <Идентификатор данных> [[<Номер Данного>]]

Комментарии

Для понятности описаний компонентов в них необходимо включать комментарии. Комментарием является любая строка (или несколько строк) символов, заключенных в фигурные скобки. Комментарий может находиться в любом месте описания компонента. При интерпретации или компиляции описания комментарии игнорируются (исключаются из текста).

Область действия переменных

Все идентификаторы состоят из произвольных комбинаций латинских букв, цифр и подчерков. Первым символом имени обязательно является буква. Использование букв только латинского алфавита связано с тем, что коды, используемые большинством компьютеров, имеют одинаковую кодировку для букв латинского алфавита, тогда как для букв национальных алфавитов других стран кодировка различна не только от компьютера к компьютеру но и от одной операционной системы к другой.

Заглавные и прописные буквы не различаются ни в именах, ни в ключевых словах.

Языки описания некоторых компонентов позволяют описывать глобальные переменные. Эти переменные доступны во всех функциях и процедурных блоках данного компонента. Функциям и процедурным блокам других компонентов эти переменные недоступны. Все остальные переменные (описанные в блоках Var и Static) являются локальными и доступны только в пределах той функции или процедурного блока, в котором они описаны. Статические переменные сохраняют свое значение между вызовами функций или процедурных блоков, тогда как переменные, описанные в блоках Var не сохраняют. В некоторых компонентах определены стандартные переменные и массивы (см. например описание языка описания нейронных сетей). В таких разделах область доступности предопределенных переменных оговаривается отдельно.

Переменная Error является глобальной для всех компонентов. Глобальной является также переменная ErrorManager. Однако не рекомендуется использование этих переменных путем прямого обращения к ним. Для получения значения переменной Error служит запрос GetError, исполняемый макрокомпонентом нейрокомпьютер.

Основные операторы

Оператор присваивания состоит из двух частей, разделенных знаком “=“. В левой части оператора присваивания могут участвовать имена любых переменных. В выражении, стоящем в правой части оператора присваивания могут участвовать любые переменные, аргументы процедурного блока и константы. В случае несоответствия типа выражения в правой части и типа переменной в левой части оператора присваивания производится приведение типа. Все выражения вычисляются слева на право с учетом старшинства операций.

Оператор ветвления. Оператор ветвления состоит из трех частей, каждая из которых начинается соответствующим ключевым словом. Первая часть – условие, начинается с ключевого слова If и содержит логическое выражение. В зависимости от значения вычисленного логического выражения выполняется Then часть (истина) или Else часть (ложь). Третья (Else) часть оператора может быть опущена. Каждая из выполняемых частей состоит из ключевого слова и оператора. При необходимости выполнить несколько операторов, необходимо использовать операторные скобки Begin End.

Цикл For имеет следующий вид:

For Переменная_цикла = Начальное_значение To Конечное_значение [By Шаг] Do <Оператор>

Переменная цикла должна быть одного из целочисленных типов. В ходе выполнения оператора она пробегает значения от Начальное_значение до Конечное_значение с шагом Шаг. Если описание шага опущено, то шаг равен единице. При каждом значении переменной цикла из диапазона выполняется оператор, являющийся телом цикла. Если в теле цикла необходимо выполнить несколько операторов, то необходимо воспользоваться операторными скобками. Допускается любое число вложенных циклов. Выполнение цикла в зависимости от соотношения между значениями Начальное_значение, Конечное_значение и Шаг приведено в табл. 14.

Таблица 14.

Способ выполнения цикла в зависимости от значений параметров цикла.

Цикл While. Тело цикла выполняется до тех пор, пока верно логическое выражение. Проверка истинности логического выражения производится перед выполнением тела цикла. Если тело цикла должно содержать более одного оператора, то необходимо использовать операторные скобки.

Описание распределения сигналов

Раздел описания распределения сигналов начинается с ключевого слова Connections. За ключевым словом Connections следует одна или несколько групп соответствий. Каждая группа соответствий состоит из правой и левой частей, разделенных символами «<=>« и описывает соответствие имен сигналов (параметров) различных структурных единиц. Каждая часть группы соответствий представляет собой список сигналов (параметров) или интервалов сигналов (параметров), разделенных между собой символом «;». Указанные в левой и правой частях сигналы (параметры) отождествляются. Если при указании сигнала (параметра) не указано имя подобъекта, то это сигнал (параметр) описываемого объекта. Использование интервала сигналов (параметров) в правой или левой части группы соответствий равносильно перечислению сигналов (параметров), с номерами, входящими в интервал, начиная с начального номера c шагом, указанным после символа «:». Если шаг не указан, то он полагается равным единице. Число сигналов в правой и левой частях группы соответствий должно совпадать. Если интервал пуст (например [2..1:1]), то описываемая им группа сигналов считается отсутствующей и пропускается. При использовании в описании соответствий явных циклов, во всех выражениях внутри цикла возможно использование переменной цикла. При этом подразумевается следующий порядок перечисления: Сначала изменяется номер в самом правом интервале, далее во втором справа, и т.д. В последнюю очередь изменяются значения переменных цикла явных циклов в порядке их вложенности (переменная самого внутреннего цикла меняется первой и т.д.). Рассмотрим следующий пример описания группы соответствий блока, содержащего две сети Net с 3 входами каждая. Ниже приведено две различных структуры связей по несколько эквивалентных вариантов описания.

Случай 1. Естественный порядок связей.

Вариант 1.

InSignals[1] <=> Net[1].InSignals[1]

InSignals[2] <=> Net[1].InSignals[2]

InSignals[3] <=> Net[1].InSignals[3]

InSignals[4] <=> Net[2].InSignals[1]

InSignals[5] <=> Net[2].InSignals[2]

InSignals[6] <=> Net[2].InSignals[3]

Вариант 2.

InSignals[1..6] <=> Net[1..2].InSignals[1..3]

Вариант 3.

InSignals[1]; InSignals[2]; InSignals[3]; InSignals[4]; InSignals[5]; InSignals[6] <=>

For I=1 To 3 Do For J=1 To 2 Do Net[J].InSignals[I] End End

Случай 2. Другой порядок связей.

Вариант 1.

InSignals[1] <=> Net[2].InSignals[3]

InSignals[2] <=> Net[1].InSignals[3]

InSignals[3] <=> Net[2].InSignals[2]

InSignals[4] <=> Net[1].InSignals[2]

InSignals[5] <=> Net[2].InSignals[1]

InSignals[6] <=> Net[1].InSignals[1]

Вариант 2.

InSignals[1..6] <=> For I=3 To 1 Step -1 Do Net[2..1:-1].InSignals[I] End

Вариант 3.

InSignals[6..1:-2]; InSignals[5..1:-2]<=>

For I=1 To 3 Do For J=1 To 2 Do Net[J].InSignals[I] End End

Функции управления памятью

Для создания массивов и освобождения занимаемой ими памяти используются следующие функции:

Создание массива.

Function NewArray( Type : Integer; Size : Long ) : PRealArray;

Описание аргументов:

Type – задает размер элемента массива и является одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15.

Size – число элементов в массиве.

Описание исполнения.

1. Если аргумент Type не совпадает ни с одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15, то возвращается значение Null, исполнение функции завершается.

2. Создается массив, занимающий Size*Type+4 байта.

3. Адрес массива возвращается как результат.

Освобождение массива.

Function FreeArray( Type : Integer; Array : PRealArray ) : Logic;

Описание аргументов:

Type – задает размер элемента массива и является одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15.

Array – адрес массива. Память, занимаемая этим массивом, должна быть освобождена.

Описание исполнения.

1. Если аргумент Type не совпадает ни с одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15, то возвращается значение False, исполнение функции завершается.

2. Освобождается память размером TReal(Array[0])*Type+4 байта.

3. Аргументу Array присваивается значение Null

Пересоздание массива.

Function ReCreateArray( Type : Integer; Array : PRealArray; Size : Long ) : Logic;

Описание аргументов:

Type – задает размер элемента массива и является одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15.

Array – адрес массива.

Size – число элементов в массиве.

Описание исполнения.

1. Если аргумент Type не совпадает ни с одной из предопределенных констант, приведенных в табл. 15, то возвращается значение False, исполнение функции завершается.

2. Если аргумент Array не равен Null, и TReal(Array[0]) равен Size, то возвращается значение True, выполнение функции завершается.

3. Если аргумент Array не равен Null, и TReal(Array[0]) не равен Size, то освобождается память размером TReal(Array[0])*Type+4 байта. Аргументу Array присваивается значение Null

4. Аргументу Array присваивается значение NewArray(Type,Size), возвращается значение True, исполнение функции завершается.

Использование памяти

Ряд запросов, исполняемых различными компонентами, возвращают в качестве ответа указатели на массивы. В этих случаях действуют следующие правила:

1. Если компонент получил пустой указатель (Null), то он сам создает массив необходимой длины.

2. Если передан непустой указатель, но существующей длины массива недостаточно, то компонент освобождает память, занятую под переданный массив и создает новый массив необходимой длины.

3. Освобождение памяти после использования массива лежит на вызывающем компоненте.

Если одному из компонентов не хватает памяти для выполнения запроса, то этот компонент может передать макрокомпоненту нейрокомпьютер запрос на дополнительную память. В этом случае макрокомпонент нейрокомпьютер передает всем компонентам запрос FreeMemory. При исполнении данного запроса каждый компонент должен освободить всю память, не являющуюся абсолютно необходимой для работы. Например, компонент задачник может для быстроты обработки держать в памяти все обучающее множество. Однако абсолютно необходимой является память, достаточная для хранения в памяти одного примера.

Запрос на освобождение памяти исполняется каждым компонентом и не включен в описания запросов компонентов, приведенные в следующих разделах.

Обработка ошибок

Схема обработки ошибок достаточно проста по своей идее - каждый новый обработчик ошибок может обрабатывать только часть ошибок, а обработку остальных может передать ранее установленному обработчику. Пользователь может организовать обработку ошибок и не прибегая к установке обработчика ошибок - обработчик ошибок по умолчанию почти во всех случаях устанавливает номер последней ошибки в переменную Error, которая может быть считана с помощью запроса GetError и обработана прямо в компоненте, выдавшем запрос.

Если обработчик ошибок устанавливает номер последней ошибки в переменной Error, то все запросы, поступившие после момента установки, завершаются неуспешно. Это состояние сбрасывается при вызове запроса «дать номер ошибки».

Процедура обработки ошибок

Процедура обработки ошибок должна удовлетворять следующим требованиям:

• Это должна быть процедура с дальним типом адресации. Формат описания процедуры обработки ошибок

Far;ErrorFunc(Long ErrorNumber)

• После обработки ошибок процедура может вызвать ранее установленный обработчик ошибок. Адрес ранее установленного обработчика ошибок процедура обработки ошибок получает в ходе следующей процедуры:

• Вызов процедуры с нулевым номером ошибки означает, что в следующем вызове будет передан адрес старой процедуры обработки ошибок.

• Значение аргумента ErrorNumber при вызове, следующем непосредственно за вызовом с нулевым номером ошибки, должно интерпретироваться как адрес старой процедуры обработки ошибок.

Ниже приведено описание запросов, связанных с обработкой ошибок и исполняемых макрокомпонентом нейрокомпьютер.

Установить обработчик ошибок (OnError)

Описание запроса:

Pascal:

Function OnError( NewError : ErrorFunc ) : Logic;

C:

Logic OnError(ErrorFunc NewError)

Описание аргументов:

NewError - адрес новой процедуры обработки ошибок.

Назначение – устанавливает новый обработчик ошибок.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Вызов NewError с аргументом 0 - настройка на установку цепочки обработки ошибок.

3. Вызов NewError с аргументом ErrorManager (вместо длинного целого передается адрес старой процедуры обработки ошибок).

4. ErrorManager := NewError

Дать номер ошибки (GetError)

Описание запроса:

Pascal:

Function GetError : Integer;

C:

Integer GetError()

Назначение - возвращает номер последней необработанной ошибки и сбрасывает ее.

Описание исполнения.

1. GetError := Error

2. Error := 0

Списки ошибок, возникающих в различных компонентах, даны в разделах «Ошибки компоненты ...», в соответствующих разделах. Все номера ошибок каждого компонента являются трехзначными числами и начинаются с номера компонента, указанного в колонке «Ошибка» табл. 16.

Запросы, однотипные для всех компонентов

Ряд запросов обрабатывается всеми компонентами, кроме компонента исполнитель, носящего вспомогательный характер. Один из таких запросов – FreeMemory – был описан в разделе «Управление памятью», а два запроса, связанных с обработкой ошибок – в разделе «Обработка ошибок». В данном разделе приводятся описания остальных запросов, имеющих одинаковый смысл для всех компонентов. В отличие от ранее описанных запросов эти запросы опираются на структуру исполняющего компонента, поэтому к имени запроса добавляется префикс, задающий компонента. Список префиксов приведен в табл. 16. Единственным исключением из числа компонентов, исполняющих перечисленные в данном разделе запросы, является компонент исполнитель.

Все описываемые в данном разделе запросы можно разбить на четыре группы:

1. Установление текущего компонента.

2. Запросы работы со структурой компонента.

3. Запросы на получение или изменение параметров структурной единицы.

4. Запуск редактора компонента.

Все имена запросов начинаются с символов «xx», которые необходимо заменить на префикс из табл. 16 чтобы получить имя запроса для соответствующего компонента. При указании ошибок используется символ «n», который нужно заменить на соответствующий префикс ошибки из табл. 16.

Далее данном разделе компонентом также называются экземпляры компонента, а не только часть программы. Например, одна из загруженных нейронных сетей, а не только программный компонент сеть.

Запрос на установление текущего компонента

К этой группе запросов относится один запрос – xxSetCurrent – не исполняемый компонентом задачник.

Сделать текущей (xxSetCurrent)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxSetCurrent( CompName : PString) : Logic;

C:

Logic xxSetCurrent(PString CompName)

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя компонента, которого надо сделать текущим.

Назначение – ставит указанного в параметре CompName компонента из списка загруженных компонентов на первое место в списке.

Описание исполнения.

1. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

2. Указанный в аргументе CompName компонент переносится в начало списка.

Запросы, работающие со структурой компонента

К этой группе относятся запросы, позволяющие выяснить структуру компонента, прочитать ее или сохранить на диске.

Добавление нового экземпляра (xxAdd)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxAdd( CompName : PString ) : Logic;

C:

Logic xxAdd(PString CompName)

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя файла компонента или адрес описания компонента.

Назначение – добавляет новый экземпляр компонента в список компонентов.

Описание исполнения.

1. Если в качестве аргумента CompName дана строка, первые четыре символа которой составляют слово File, то остальная часть строки содержит имя компонента и после пробела имя файла, содержащего компонента. В противном случае считается, что аргумент CompName содержит указатель на область памяти, содержащую описание компонента в формате для записи на диск. Если описание не вмещается в одну область памяти, то допускается включение в текст описания компонента ключевого слова Continue, за которым следует четыре байта, содержащие адрес следующей области памяти.

2. Экземпляр компонента считывается из файла или из памяти и добавляется первым в список компонентов (становится текущим).

3. Если считывание завершается по ошибке, то возникает ошибка n02 – ошибка считывания компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

Удаление экземпляра компонента (xxDelete)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxDelete( CompName : PString) : Logic;

C:

Logic xxDelete(PString CompName)

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов, содержащую полное имя компонента.

Назначение – удаляет указанного в параметре CompName компонента из списка компонентов.

Описание исполнения.

1. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

Заметим, что попытка удаления младшей структурной единицы приводит к удалению всего компонента содержащего данную структурную единицу.

Запись компонента (xxWrite)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxWrite( CompName : PString; FileName : PString) : Logic;

C:

Logic xxWrite(PString CompName, PString FileName)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя компонента.

FileName – имя файла или адрес памяти, куда надо записать компонента.

Назначение – сохраняет в файле или в памяти компонента, указанного в аргументе CompName .

Описание исполнения.

1. Если в качестве аргумента CompName дан пустой указатель, или указатель на пустую строку, то исполняющим запрос объектом является текущий компонент.

2. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Если в качестве аргумента FileName дана строка, первые четыре символа которой составляют слово File, то остальная часть строки содержит имя файла, для записи компонента. В противном случае FileName должен содержать пустой указатель. В этом случае запрос вернет в нем указатель на область памяти, куда будет помещено описание компонента в формате для записи на диск. Если описание не вмещается в одну область памяти, то в текст будет включено ключевое слово Continue, за которым следует четыре байта, содержащие адрес следующей области памяти.

4. Если во время сохранения компонентà возникнет ошибка, то генерируется ошибка n03 – ошибка сохранения компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

Вернуть имена структурных единиц (xxGetStructNames)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxGetStructNames(CompName : PString; Var Names : PRealArray) : Logic;

C:

Logic xxGetStructNames(PString CompName, RealArray* Names)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя компонента или полное имя его структурной единицы.

Names – массив указателей на имена структурных единиц.

Назначение – возвращает имена всех компонентов в списке компонентов или имена всех структурных единиц структурной единицы, указанной в аргументе CompName .

Описание исполнения.

1. Если в качестве аргумента CompName дан пустой указатель, или указатель на пустую строку, то исполняющим запрос объектом является соответствующий программный компонент. В качестве ответа в указателе Names возвращается массив, каждый элемент которого является указателем на не подлежащую изменению символьную строку, содержащую имя компонента из списка. После адреса имени последнего компонента следует пустой указатель. Выполнение запроса успешно завершается.

2. Если имя компонента, переданное в аргументе CompName, не найдено в списке компонентов, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Возвращается массив, каждый элемент которого является указателем на не подлежащую изменению символьную строку, содержащую псевдоним структурной единицы, являющейся частью структурной единицы, указанной в аргументе CompName. Имена структурных единиц перечисляются в порядке следования в разделе описания состава структурной единицы, имя которой указано в аргументе CompName. Если одна из структурных единиц задана в описании состава несколькими экземплярами, то имя каждого экземпляра возвращается отдельно. После указателя на имя последней структурной единицы следует пустой указатель.

Вернуть тип структурной единицы (xxGetType)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxGetType(CompName , TypeName : PString; Var TypeId : Integer) : Logic;

C:

Logic xxGetType(PString CompName, PString TypeName, Integer TypeId)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую полное имя структурной единицы.

TypeName – возвращает указатель на строку символов, содержащую имя структурной единицы, данное ей при описании.

TypeId – одна из предопределенных констант, соответствующая типу структурной единицы.

Назначение – возвращает имя и тип структурной единицы.

Описание исполнения.

1. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

2. В переменной TypeId возвращается тип структурной единицы. Значения предопределенных констант, соответствующих различным типам структурных единиц различных компонентов приведены в табл. 11 и в соответствующих разделах, содержащих описания компонентов.

3. Если структурная единица является стандартной, то указателю TypeName присваивается значение пустого указателя. Если структурная единица имеет пользовательский тип (значение аргумента TypeId равно -1), то указатель TypeName устанавливается на строку, содержащую имя, данное указанной в аргументе CompName структурной единице при ее описании.

Запросы на изменение параметров

К группе запросов на изменение параметров относятся три запроса: xxGetData – получить параметры структурной единицы. xxGetName – получить названия параметров и xxSetData – установить значения параметров структурной единицы.

Получить параметры (xxGetData)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxGetData( CompName : PString; Var Param : PRealArray ) : Logic;

C:

Logic xxGetData(PString CompName, PRealArray* Param)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую полное имя структурной единицы.

Param – адрес массива параметров.

Назначение – возвращает массив параметров структурной единицы, указанной в аргументе CompName .

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. В массив, адрес которого передан в аргументе Param, заносятся значения параметров. Параметры заносятся в массив в порядке описания в разделе описания статических переменных. Статические переменные, описанные вне описания структурных единиц, считаются параметрами компонента.

Получить имена параметров (xxGetName)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxGetName( CompName : PString; Var Param : PRealArray ) : Logic;

C:

Logic xxGetName(PString CompName, PRealArray* Param)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую полное имя структурной единицы.

Param – адрес массива указателей на названия параметров.

Назначение – возвращает массив указателей на названия параметров структурной единицы, указанной в аргументе CompName .

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. В массив, адрес которого передан в аргументе Param, заносятся адреса символьных строк, содержащих названия параметров.

Установить параметры (xxSetData)

Описание запроса:

Pascal:

Function xxSetData( CompName : PString; Param : PRealArray ) : Logic;

C:

Logic xxSetData(PString CompName, PRealArray Param)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую полное имя структурной единицы.

Param – адрес массива параметров.

Назначение – заменяет значения параметров структурной единицы, указанной в аргументе CompName , на значения, переданные, в аргументе Param.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если список компонентов пуст или имя компонента, переданное в аргументе CompName, в этом списке не найдено, то возникает ошибка n01 – неверное имя компонента, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Параметры, значения которых хранятся в массиве, адрес которого передан в аргументе Param, передаются указанной в аргументе CompName структурной единице.

4. Если исполняющим запрос компонентом является интерпретатор ответа (aiSetData), то генерируется запрос SetEstIntParameters к компоненту оценка. Аргументы генерируемого запроса совпадают с аргументами исполняемого запроса.

Инициация редактора компоненты

К этой группе запросов относится запрос, который инициирует работу не рассматриваемых в данной работе компонентов – редакторов компонентов.

Редактировать компонента (xxEdit)

Описание запроса:

Pascal:

Procedure xxEdit(CompName : PString);

C:

void xxEdit(PString CompName )

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов – имя файла или адрес памяти, содержащие описание редактируемого компонента.

Если в качестве аргумента CompName дана строка, первые четыре символа которой составляют слово File, то остальная часть строки содержит имя компонента и после пробела имя файла, содержащего описание компонента. В противном случае считается, что аргумент CompName содержит указатель на область памяти, содержащую описание компонента в формате для записи на диск. Если описание не вмещается в одну область памяти, то допускается включение в текст описания компонента ключевого слова Continue, за которым следует четыре байта, содержащие адрес следующей области памяти.

Если в качестве аргумента CompName передан пустой указатель или указатель на пустую строку, то редактор создает новый экземпляр компонента.

Задача, используемая в примерах

В разделах, посвященных описанию предобработчика, задачника, интерпретатора ответа и оценки в качестве примера используется метеорологическая задача. Входная база данных содержит значения следующих показателей:

Температура воздуха – действительное число, изменяющееся от 273 до 393 градусов Кельвина.

Облачность – бинарный признак, означающий наличие (2) или отсутствие облачности (1).

Направление ветра – неупорядоченный качественный признак, принимающий одно из восьми значений: 1 – северный, 2 – северо-восточный, 3 – восточный, и т.д.

Осадки – упорядоченный качественный признак, принимающий следующие значения: 1 – без осадков, 2 – слабые осадки, 3 – сильные осадки.

В качестве ответов требуется предсказать значения тех же показателей через 8 часов.

Стандарт первого уровня компонента задачник

В этом разделе приводится описание хранения задачника на внешнем носителе.

Язык описания задачника

В языке описания задачника используется ряд ключевых слов, специфических для этого языка. Эти ключевые слова приведены в табл. 17.

Таблица 17.

Ключевые слова специфические для языка описания задачника

Список предопределенных констант языка описания задачника приведен в табл. 18. Эти константы используются при указании типа вектора, к которому принадлежит описываемое поле, при указании используемых векторов в запросе на открытие сеанса и при указании типа вектора в запросах на получение или занесение данных.

Таблица 18

Предопределенные константы

БНФ языка описания задачника

Обозначения, принятые в данном расширении БНФ и описание ряда конструкций приведены в разделе «Описание языка описания компонентов».

<Описание задачника> ::= <Заголовок задачника> <Описание структуры задачника> <Описание источника данных> <Конец описания задачника>

<Заголовок задачника> ::= TaskBook <Имя задачника>

<Имя задачника> ::= <Идентификатор>

<Описание структуры задачника> ::= <Заголовок описания структуры> <Описание полей> <Описание цвета><Описание веса> <Конец описания структуры>

<Заголовок описания структуры> ::= Structure

<Описание цвета> ::= Field <Имя поля цвет> tbColor Color End Field

<Имя поля цвет> ::= <Константа типа String>

<Описание веса> ::= Field <Имя поля вес> tbWeight Real End Field

<Имя поля вес> ::= <Константа типа String>

<Описание полей> ::= <Описание поля> [<Описание полей>]

<Описание поля> ::= Field <Имя поля> <Тип вектора> {<Описание целого поля> | <Описание действительного поля> | <Описание перечислимого поля> | <Описание поля рисунка> | <Описание текстового поля>} End Field

<Имя поля> ::= <Константа типа String>

<Тип вектора> ::= {tbInput | tbAnswers | tbReliability | tbCalcAnswers | tbCalcReliability | tbEstimation}

<Описание целого поля> ::= {Long | Integer}

<Описание действительного поля> ::= Real

<Описание перечислимого поля> ::= Enumerated <Список имен значений> ;

<Список имен значений> ::= <Имя значения> [, <Список имен значений>]

<Имя значения> ::= <Константа типа String>

<Описание текстового поля> ::= String <Максимальная длина строки>

<Максимальная длина строки> ::= <Константа типа Integer>

<Описание поля рисунка> ::= Picture <Размер памяти для рисунка>

<Размер памяти для рисунка> ::= <Константа типа Long>

<Конец описания структуры> ::= End Structure

<Описание источника данных> ::= Source {<Внешний источник> | <Подготовлено в задачнике>}

<Внешний источник> ::= <Имя приложения, которому нужно передать запрос> <SQL – запрос>

<Имя приложения, которому нужно передать запрос> ::= <Константа типа String>

<SQL – запрос> ::= <Константа типа String>

<Подготовлено в задачнике> – В соответствии с порядком описания полей выводятся символьные представления полей, разделенные символом табуляции (байтом содержащим код 9). Примеры (в терминологии баз данных – записи) разделяются символом конца абзаца (переводом строки – байтом, содержащим код 13). Поля рисунки выводятся в виде последовательности <Размер памяти для рисунка> целых чисел, разделенных пробелами, каждое из которых является десятичным представлением числа (от 0 до 255), содержащегося в соответствующем байте области памяти, отведенной для хранения рисунка.

<Конец описания задачника> ::= End TaskBook

Описание языка описания задачника

В этом разделе приведено подробное описание дополнительной информации (информации, следующей за типом данных поля) для полей, в блоках описания которых она используется.

Перечислимый тип поля. При использовании перечислимого типа поля в векторах данных хранятся не сами значения, а их номера. Для отображения в редакторе задачника значений полей их необходимо брать из блока описания поля. В списке имен значений блока описания перечислимого поля хранятся символьные константы, первая из которых содержит название состояния, соответствующее неопределенному значению поля; вторая – первому из значений, которые может принимать поле, и т.д.

Строка. Поля типа строка предназначены для хранения символьных строк фиксированной длины. Длина строки задается значением параметра <Максимальная длина строки>.

Рисунок. Поля типа рисунок предназначены для хранения графической информации. Первые семь байт поля имеют смысл, приведенный в табл. 19. В таблице принято обозначение Б1 – величина, хранящаяся в первом байте, Б2 – во втором и т.д. Рисунок разворачивается по строкам, начиная с левого верхнего угла, в непрерывный массив, размером (Б2*256+Б1)(Б4*256+Б3).

Если число цветов равно единице (черно-белое изображение), то каждый следующий байт содержит восемь пикселей изображения. Самый младший бит  восьмого байта соответствует левому верхнему пикселю рисунка. Если число цветов равно трем, то каждый байт, начиная с восьмого, содержит информацию о четырех пикселях. Младшие два бита задают левый верхний пиксель рисунка. Если число цветов от 4 до 15, то каждый байт, начиная с восьмого, содержит информацию о двух пикселях. Младшие четыре бита задают левый верхний пиксель рисунка. Если число цветов от 16 до 255, то каждый байт, начиная с восьмого, содержит информацию об одном пикселе. Значение в восьмом байте соответствует левому верхнему пикселю рисунка. При числе цветов от 256 до 65535 каждые два байта, начиная с восьмого, содержат информацию об одном пикселе (первый пиксель имеет цвет номер Б9*256+Б8). Значение в восьмом и девятом байтах соответствует левому верхнему пикселю рисунка. При числе цветов от 65535 до 16777215 каждые три байта, начиная с восьмого, содержат информацию об одном пикселе (первый пиксель имеет цвет номер (Б10*256+Б9)*256+Б8). Значение в восьмом, девятом и десятом байтах соответствует левому верхнему пикселю рисунка.

Альтернативный способ записи рисунка. Предложенный выше способ хорош своей простотой и плох большим объемом данных. Большинство графических форматов файлов (например GIF) обеспечивают высокую степень компрессии графической информации. Для использования этой возможности при записи поля графической информации на диск предлагается альтернативный формат. В этом формате первые два байта должны быть нулевыми. Поскольку в основном формате записи рисунков эти два байта формировали размер рисунка по горизонтали, нулевая ширина рисунка служит признаком использования альтернативного формата. Следующие пять байт хранят ASCII коды типа графического формата. Используются коды заглавных букв латинского алфавита. Если тип графического стандарта содержит менее пяти символов (PCX, GIF), то тип дополняется символами пробела справа. Следующие четыре байта, с восьмого по одиннадцатый, содержат число байт в графическом файле. Начиная с двенадцатого байта, идет информация, содержавшаяся в графическом файле.

Сопоставление элементов векторов правильных ответов, достоверности, вычисленных ответов, уверенности и оценки производится по следующему правилу. Первому полю типа правильный ответ соответствуют первое поле типа достоверность, первое поле типа вычисленный ответ, первое поле типа уверенность, первое поле типа оценка, второму – вторые и т.д.

Неопределенные значения

В практике работы большинство таблиц данных не полны. То есть, часть данных в примерах задачника не известна. Задачник должен однозначно указать предобработчику неизвестные данные. Для этих целей для каждого типа входных данных определено специальное значение - неопределенное. Для передачи неизвестных значений используются следующие величины: 10^-40 для действительных чисел и 0 для всех типов качественных признаков.

Пример описания задачника

В этом разделе приведено описания простого задачника для прогнозирования курса американского доллара к рублю. Задачник содержит три примера. В разделе описания данных вместо символа табуляции использован символ «®», а вместо символа конца абзаца – «¿».

TaskBook CursValuty

Structure

      Field "Цвет" tbColor Color End Field

      Field "Вес" tbWeight Real End Field

      Field "Дата" tbComment Real End Field

      Field "Текущий курс" tbInput Real End Field

      Field "Курс на следующий день" tbAnswers Real End Field

      Field "Достоверность курса" tbReliability Real End Field

      Field "Предсказанный курс" tbCalcAnswers Real End Field

      Field "Надежность предсказания" tbCalcReliability Real End Field

      Field "Оценка предсказания" tbEstimation Real End Field

End Structure

Source

HFFFF®1.0®01.01.97®5773®5774®1.0®5775®0.1®0.07¿

HFFFF®1.0®02.01.97®5774®5776®1.0®5777®0.01®0.7¿

HFFFF®1.0®03.01.97®5776®5778®1.0®5779®0.2®0.007¿

End TaskBook

Стандарт второго уровня компонента задачник

В этом разделе описаны все запросы компонента задачник в виде процедур и функций. При описании используется синтаксис языков Turbo Pascal и С. В Паскаль варианте приведены заголовки функций и процедур. В С варианте – прототипы функций. Большинство запросов, реализуется в виде функций, сообщающих о корректности завершения операции.

Предполагается возможность одновременной работы нескольких сеансов одного задачника. Например, допускается редактирование задачника и одновременное обучение сети по тому же задачнику.

Все запросы к компоненту задачник можно разбить на следующие группы.

1. Чтение и запись задачника.

2. Начало и конец сеанса.

3. Перемещение по примерам.

4. Определение, получение и изменение данных.

5. Окраска примеров.

6. Установление структуры Задачника.

7. Добавление и удаление примеров.

8. Обработка ошибок.

Чтение и запись задачника

К этой группе запросов относятся запросы, работающие со всем задачником в целом. Эти запросы считывают задачник, сохраняют задачник на диске или выгружают ранее считанный или созданный задачник.

Прочитать задачник (tbAdd)

Описание запроса:

Pascal:

Function tbAdd( CompName : PString ) : Logic;

C:

Logic tbAdd( PString CompName )

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя файла задачника.

Назначение – служит для считывания задачника.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в данный момент считан задачник, то генерируется запрос tbDelete. Если запрос tbDelete завершается неуспешно, то генерируется внутренняя ошибка 104 – попытка считывания задачника при открытых сеансах ранее считанного задачника. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Первые четыре символа строки CompName составляют слово File. Остальная часть строки содержит имя компонента и после пробела имя файла, содержащего компонент.

4. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, то генерируется внутренняя ошибка 102 –  ошибка чтения задачника. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается. В противном случае выполнение запроса успешно завершается.

Записать задачник (tbWrite)

Описание запроса:

Pascal:

Function tbWrite( CompName, FileName : PString) : Logic;

C:

Logic tbWrite(PString CompName, PString FileName)

Описание аргументов:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя задачника.

FileName – имя файла, куда надо записать компонента.

Назначение – сохраняет задачник в файле.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в момент получения запроса отсутствует считанный задачник, то возникает ошибка 101 – запрос при отсутствии задачника, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

3. Задачник записывается в файл FileName под именем CompName.

4. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, то генерируется внутренняя ошибка 103 –  ошибка записи задачника. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается. В противном случае выполнение запроса успешно завершается.

Закрыть задачник (tbDelete)

Описание запроса:

Pascal:

Function tbDelete : Logic;

C:

Logic tbDelete()

Назначение – удаляет из памяти ранее считанный задачник.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если есть открытые сеансы, то возникает ошибка 105 – закрытие задачника при открытых сеансах. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Задачник закрывается. Запрос успешно завершается.

Начало и конец сеанса

К этой группе запросов относятся два запроса, открывающие и закрывающие сеансы работы с задачником.

Начало сеанса (InitSession)

Описание запроса:

Pascal:

Function InitSession( NewColor : Color; Oper : Integer; Var Handle: Integer ) : Logic;

C:

Logic InitSession(Color NewColor, Integer Oper, Integer* Handle)

Описание аргументов:

NewColor – цвет для отбора примеров задачника в текущую выборку.

Oper – операция для отбора в текущую выборку. Должна быть одной из констант CEqual, CIn, CInclude, Cxclude, CIntersect

Handle – номер сеанса. Начальное значение не важно. В этом аргументе возвращается номер сеанса.

Назначение – начинает сеанс. Отбирает текущую выборку.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Oper является недопустимым, то возникает ошибка 106 – недопустимый код операции при открытии сеанса, управление передается обработчику ошибок. Сеанс не открывается. Возвращается значение ложь.

3. Создается новый сеанс (в одно-сеансовых задачниках просто инициируется сеанс). Номер сеанса заносится в аргумент Handle.

4. Значения аргументов NewColor и Oper сохраняются во внутренних переменных задачника

5. Указателю текущего примера присваивается состояние «до первого примера»

6. InitSession := Next(Handle) – результат выполнения запроса совпадает с результатом выполнения вызванного запроса «Следующий пример».

Конец сеанса (EndSession)

Описание запроса:

Pascal:

Procedure EndSession( Handle : Integer );

C:

void EndSession(Integer Handle)

Назначение – закрывает сеанс.

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Освобождается вся память, взятая для выполнения сеанса. После этого сеанс завершается.

Перемещение по примерам

В эту группу запросов входят запросы позволяющие управлять положением текущего указателя в текущей выборке.

В начало (Home)

Описание запроса:

Pascal:

Function Íîìå( Handle : Integer ) : Logic;

C:

Logic Íîìå(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – делает текущим первый пример текущей выборки.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Указателю на текущий пример присваивается значение «до первого примера»

4. Home := Next(Handle) – результат выполнения запроса совпадает с результатом выполнения вызванного запроса «Следующий»

В конец (End)

Описание запроса:

Pascal:

Function End( Handle : Integer ) : Logic;

C:

Logic End(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – делает текущим последний пример текущей выборки.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Указателю на текущий пример присваивается значение «после последнего примера»

4. Home := Prev(Handle) – результат выполнения запроса совпадает с результатом выполнения вызванного запроса «Предыдущий»

Следующий (Next)

Описание запроса:

Pascal:

Function Next( Handle : Integer ) : Logic;

C:

Logic Next(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – делает текущим следующий пример текущей выборки.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если значение указателя равно «после последнего примера», то возникает ошибка 108 – переход за конечную границу текущей выборки, и управление передается обработчику ошибок. В случае возврата управления в запрос, происходит немедленный выход из запроса с возвращением значения ложь.

4. Если значение указателя текущего примера равно «до первого примера», то присваиваем указателю адрес первого примера задачника. Если адрес в переменной в задачнике нет примеров, то возникает ошибка 108 – переход за конечную границу текущей выборки, и управление передается обработчику ошибок. В случае возврата управления в запрос, происходит немедленный выход из запроса с возвращением значения ложь. В противном случае переходим к шагу 6

5. Указатель перемещается на следующий пример задачника. Если следующего примера задачника нет, то указателю присваивается значение «после последнего примера».

6. Переходим к шагу 5, если не верно условие:

7. Next := Not Last (Переход к следующему примеру завершился удачно, если указатель не установлен в значение «после последнего примера»).

Предыдущий (Prev)

Описание запроса:

Pascal:

Function Prev( Handle : Integer ): Logic;

C:

Logic Prev(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – делает текущим предыдущий пример текущей выборки.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если значение указателя равно «до первого примера», то возникает ошибка 109 – переход за начальную границу текущей выборки, и управление передается обработчику ошибок. В случае возврата управления в запрос, происходит немедленный выход из запроса с возвращением значения ложь.

4. Если значение указателя равно «после последнего примера», то присваиваем указателю адрес последнего примера задачника. Если в задачнике нет примеров, то возникает ошибка 109 – переход за начальную границу текущей выборки, и управление передается обработчику ошибок. В случае возврата управления в запрос, происходит немедленный выход из запроса с возвращением значения ложь.

5. В противном случае шаг 7.

6. Указатель перемещается на предыдущий пример задачника. Если предыдущего примера задачника нет, то указателю присваивается значение «до первого примера».

7. Шаг 6 повторяется до тех пор, пока не выполнится условие:

8. Next := Not Last (Переход к следующему примеру завершился удачно, если указатель не установлен в значение «после последнего примера»).

Конец (Last)

Описание запроса:

Pascal:

Function Last( Handle : Integer ) : Logic;

C:

Logic Last(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – возвращает значение истина, если текущим является состояние «после последнего примера», и ложь – в противном случае.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Возвращает значение истина, если текущим является состояние «после последнего примера», и ложь – в противном случае.

Начало (First)

Описание запроса:

Pascal:

Function First( Handle : Integer ): Logic;

C:

Logic First(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

Назначение – возвращает значение истина, если текущим является состояние «перед первым примером», и ложь в противном случае.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Возвращает значение истина, если текущим является состояние «перед первым примером», и ложь в противном случае.

Пример номер (Example)

Описание запроса:

Pascal:

Function Example( Number : Long; Handle : Integer ) : Logic;

C:

Logic Example(Long Number, Integer Handle)

Описание аргументов:

Number – номер примера, который должен быть сделан текущим. Нумерация примеров ведется с единицы.

Handle – номер сеанса.

Назначение – делает текущим пример текущей выборки с указанным номером.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Указатель устанавливается в состояние «до первого примера».

4. Number раз выполняем запрос Next.

5. Example := Not Last (Если не установлено состояние «после последнего примера», то запрос выполнен успешно).

Определение, получение и изменение данных

К данной группе запросов относятся запросы позволяющие получать данные из задачника, заносить данные в задачник и сбросить предобработку (необходимо выполнить данный запрос после изменений в данных или предобработчике, если задачник хранит векторы предобработанных данных)

Дать пример (Get)

Описание запроса:

Pascal:

Function Get( Handle : Integer; Var Data : PRealArray; What : Integer ) : Logic;

C:

Logic Get(Integer Handle, PRealArray* Data, Integer What)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса;

Data – указатель на массив, в котором должны быть возвращены данныt;

What – одна из предопределенных констант tbColor, tbInput, tbPrepared, tbAnswers, tbReliability, tbCalcAnswers, tbCalcReliability, tbWeight, tbEstimation, tbComment

Назначение – возвращает указанную в запросе информацию.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если аргумент What имеет недопустимое значение, то возникает ошибка 110 – неверный тип вектора в запросе Get. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

4. Если текущий указатель указывает на одно из состояний «до первого примера» или «после последнего примера», то возникает ошибка 111 – попытка чтения до или после текущей выборки. Управление передается обработчику ошибок. Запрос завершается неуспешно.

5. Если в аргументе What указан вектор предобработанных данных, но в текущем примере он отсутствует, то генерируется запрос предобработать данные. Если предобработка завершается успешно, то полученный вектор предобработанных данных включается в пример, в противном случае выполнение запроса прекращается. Возвращается значение ложь.

6. В элементы массива, на который указывает аргумент Data, копируются данные из того вектора данных текущего примера, который указан в аргументе What. Если требуемый вектор в задачнике отсутствует, то возникает ошибка 112 – данные отсутствуют и запрос завершается со значением ложь. В противном случае запрос успешно завершается.

Обновить данные (Put)

Описание запроса:

Pascal:

Function Put( Handle : Integer; Data : PRealArray; What : Integer ) : Logic;

C:

Logic Put(Integer Handle, PRealArray Data, Integer What)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса

Data – указатель на массив, в котором переданы данные, которые должны быть занесены в задачник.

What – одна из предопределенных констант tbColor, tbInput, tbPrepared, tbAnswers, tbReliability, tbCalcAnswers, tbCalcReliability, tbWeight, tbEstimation, tbComment

Назначение – обновить данные текущего примера

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если аргумент What имеет недопустимое значение, то возникает ошибка 113 – неверный тип вектора в запросе Put. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

4. Если текущий указатель указывает на одно из состояний «до первого примера» или «после последнего примера», то возникает ошибка 111 – попытка чтения до или после текущей выборки. Управление передается обработчику ошибок. Запрос завершается неуспешно.

5. Если устанавливается вектор входных данных, то для текущего примера должен быть освобожден вектор предобработанных данных.

6. В данные примера копируются значения, указанные в массиве Data. Запрос успешно завершается.

Сбросить предобработку (RemovePrepare)

Описание запроса:

Pascal:

Procedure RemovePrepare;

C:

void RemovePrepare()

Назначение – отмена предобработки всех ранее предобработанных примеров.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. У всех примеров задачника освобождаются вектора предобработанных данных.

Окраска примеров

В данный раздел помещены запросы для работы с цветами. Отметим, что цвет примера, возвращаемый запросом GetColor можно получить также с помощью запроса Get.

Дать цвет примера (GetColor)

Описание запроса:

Pascal:

Function GetColor( Handle : Integer ) : Color;

C:

Logic GetColor(Integer Handle)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса

Назначение – возвращает цвет текущего примера.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если текущий указатель указывает на одно из состояний «до первого примера» или «после последнего примера», то возникает ошибка 111 – попытка чтения до или после текущей выборки. Управление передается обработчику ошибок. Запрос завершается неуспешно.

4. Возвращается цвет текущего примера.

Покрасить пример (PaintCurrent)

Описание запроса:

Pascal:

Function PaintCurrent( Handle : Integer; NewColor, ColorMask : Color; Oper : Integer) : Logic;

C:

Logic PaintCurrent(Integer Handle, Color NewColor, Color ColorMask, Integer Oper)

Описание аргументов:

Handle – номер сеанса.

NewColor – новый цвет для окраски примера.

ColorMask – маска цвета для окраски примера.

Oper – операция, используемая при окраске примера. Должна быть одной из констант COr, CAnd, CXor, CNot.

Назначение – изменяет цвет текущего примера.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если аргумент Handle не корректен возникает ошибка 107 – неверный номер сеанса. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается.

3. Если Oper не корректен, то возникает ошибка 114 – неверная операция окраски примера. Управление передается обработчику ошибок. Запрос завершается со значением ложь.

4. Новый цвет примера := (Старый цвет примера And ColorMask) Oper NewColor

Ошибки компонента задачника

В табл. 20 приведен полный список ошибок, которые могут возникать при выполнении запросов компонентом задачник, и действия стандартного обработчика ошибок.

Таблица 20.

Ошибки компонента задачник и действия стандартного обработчика ошибок.

Стандарт первого уровня компонента предобработчик

Данный раздел посвящен описанию стандарта языка описания и хранения на внешнем носителе компонента предобработчик. Поскольку крайне редко встречаются случаи, когда сеть получает один входной сигнал, предобработчик всегда является составным. Построение предобработчика происходит в редакторе предобработчика. Для описания предобработчика предлагается использовать специальный язык.

Неопределенные значения

В практике работы большинство таблиц данных не полны. То есть, часть данных в примерах задачника неизвестна. Задачник должен однозначно указать предобработчику неизвестные данные. Для этих целей для каждого типа входных данных определено специальное значение - неопределенное. Для передачи неизвестных значений используются следующие величины: 10^-40 для действительных чисел и 0 для всех типов качественных признаков.

Стандартные предобработчики

В большинстве случаев достаточно использовать стандартные предобработчики, список которых приведен в табл. 11. Ниже в данном разделе приведено описание параметров стандартных предобработчиков.

Все стандартные предобработчики получают в качестве аргументов массивы входной информации и входных сигналов. Кроме того, они содержат различные наборы параметров. Алгоритмы выполнения стандартных предобработчиков приведены в разделе «Пример описания предобработчика». Далее описаны наборы параметров стандартных предобработчиков. Все параметры должны быть описаны как статические переменные.

Предобработка бинарного признака (BinaryPrep). Предобработка производится в соответствии с табл. 4. главы «Предобработчик» Принимает одно входное данное и генерирует один входной сигнал. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигнала, который будет выдан, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2.

Type – тип предобработки бинарного признака. Если значение параметра Type – истина, то производится предобработка по типу «Наличие другого свойства», если ложь, то по типу «Отсутствие заданного свойства». По умолчанию значение этого параметра равно истина.

Предобработка неупорядоченного качественного признака (UnOrdered). Предобработка производится в соответствии с табл. 5 главы «Предобработчик». Принимает одно входное данное и генерирует Num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2.

Num – число состояний качественного признака (число генерируемых входных сигналов). По умолчанию значение этого параметра равно 2.

Предобработка упорядоченного качественного признака (Ordered). Предобработка производится в соответствии с табл. 6 главы «Предобработчик». Принимает одно входное данное и генерирует Num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (0). По умолчанию эта величина равна (MinSignals+MaxSignals)/2

Num – число состояний качественного признака (число генерируемых входных сигналов). По умолчанию значение этого параметра равно 2.

Простейший предобработчик (EmptyPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (1). Принимает одно входное данное и генерирует один входной сигнал. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигнала, который будет выдан, если значение входного признака не определено (10^-40). По умолчанию эта величина равна 0.

MinData, MaxData – значения нижней и верхней границ интервала изменения входных данных, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно. Эти значения могут быть определены поиском минимального и максимального значений по задачнику, однако предобработчик не может выполнить эту процедуру.

Модулярный предобработчик (ModPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (16). Принимает одно входное данное и генерирует столько входных сигналов, сколько элементов в массиве Y (нулевой элемент массива содержит число элементов). Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10^-40). По умолчанию эта величина равна 0.

Y – массив величин, используемых для предобработки (см. раздел «Модулярная предобработка»).

Функциональный предобработчик (FuncPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (17). Принимает одно входное данное и генерирует столько входных сигналов, сколько элементов в массиве Y (нулевой элемент массива содержит число элементов). Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10^-40). По умолчанию эта величина равна 0.

MinData, MaxData – значения нижней и верхней границ интервала изменения функции F от входных данных, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно. Эти значения могут быть определены поиском минимального и максимального значений функции по задачнику, однако предобработчик не может выполнить эту процедуру.

Y – массив величин, используемых для предобработки (см. раздел «Функциональная предобработка»).

F – имя однопараметрической функции действительного типа (ее адрес) используемой для предобработки.

Позиционный предобработчик (PositPrep). Предобработка производится в соответствии с формулой (19). Принимает одно входное данное и генерирует Num входных сигналов. Предобработчик содержит следующие параметры.

MinSignals, MaxSignals – значения нижней и верхней границ интервала приемлемых входных сигналов, соответственно. По умолчанию эти величины равны -1 и 1, соответственно.

Unknown– значение сигналов, которые будут выданы, если значение входного признака не определено (10^-40). По умолчанию эта величина равна 0.

Y – основание системы счисления (см. раздел «Функциональная предобработка»). По умолчанию эта величина равна 2.

Num – число цифр в представлении входного сигнала. По умолчанию эта величина равна 2.

Язык описания предобработчика

Предобработчик является составным объектом. В состав этого объекта входят частные предобработчики, правила распределения входных данных и входных сигналов сети между частными предобработчиками. Предобработчик при выполнении запроса на предобработку вектора входных данных получает на входе вектор исходных данных, а возвращает вектор входных сигналов сети.

Каждый частный интерпретатор ответа получает на входе вектор входных данных, которые он предобрабатывает, а на выходе дает вектор входных сигналов сети. Каждый частный интерпретатор описывается в виде процедурного блока.

В табл. 22 приведен список ключевых слов языка описания предобработчика, дополняющий список ключевых слов, приведенных в разделе «Общий стандарт». Кроме того, ключевыми словами являются имена стандартных предобработчиков, приведенные в табл. 21.

Таблица 21

Стандартные предобработчики

Таблица 22

Ключевые слова языка описания предобработчика.

БНФ языка описания предобработчика

Обозначения, принятые в данном расширении БНФ и описание ряда конструкций приведены в разделе «Описание языка описания компонентов».

<Описание предобработчика> ::= <Заголовок> [<Описание функций>] [<Описание частных предобработчиков>] <Описание состава> [<Установление параметров>] [<Описание сигналов>] [<Описание данных>] [<Описание распределения сигналов>] [<Описание распределения данных>] <Конец описания предобработчика>

<Заголовок> ::= Preparator <Имя предобработчика> ( <Список формальных аргументов> )

<Имя предобработчика> ::= <Идентификатор>

<Описание частных предобработчиков> ::= <Описание частного предобработчика> [<Описание частных предобработчиков>]

<Описание частного предобработчика> ::= <Заголовок описания предобработчика> [<Описание статических переменных>] [<Описание переменных>] <Тело предобработчика>

<Заголовок описания предобработчика> ::= Prep <Имя частного предобработчика> ([(<Список формальных аргументов>)])

<Имя частного интерпретатора> ::= <Идентификатор>

<Тело предобработчика> ::= Begin <Составной оператор> End

<Описание состава> ::= Contents <Список имен предобработчиков> ;

<Список имен предобработчиков> ::= <Имя предобработчика> [,<Список имен предобработчиков>]

<Имя предобработчика> ::= <Псевдоним>: {<Имя ранее описанного интерпретатора> | <Имя стандартного интерпретатора>} [[<Число экземпляров >]] [(<Список фактических аргументов>)]

<Псевдоним> ::= <Идентификатор>

<Число экземпляров > ::= <Целое число>

<Имя ранее описанного интерпретатора> ::= <Идентификатор>

<Имя стандартного интерпретатора> ::= <Идентификатор>

<Установление параметров> ::= <Установление параметров Частного предобработчика> [;<Установление параметров>]

<Описание сигналов> ::= Signals <Константное выражение типа Long>

<Описание данных> ::= Data <Константное выражение типа Long>

<Описание распределения сигналов> ::= <Описание распределения Сигналов, Предобработчика, Частного предобработчика, Signals>

<Описание распределения данных> ::= <Описание распределения Данных, Предобработчика, Частного предобработчика, Data>

<Конец описания предобработчика> ::= End Preparator

Описание языка описания предобработчика

Структура описания предобработчика имеет вид: заголовок; описание функций; описание частных предобработчиков; описание состава; установление параметров; описание сигналов; описание данных; описание распределения сигналов; описание распределения данных; конец описания предобработчика.

Заголовок состоит из ключевого слова Preparator и имени предобработчика и служит для обозначения начала описания предобработчика в файле, содержащем несколько компонентов нейрокомпьютера.

Описание функций – фрагмент описания, в котором описаны функции, необходимые для работы предобработчиков.

Описание частного предобработчика – это описание процедуры, вычисляющей входные сигналы нейронной сети по входным данным. Формальные аргументы служат для задания размерностей обрабатываемых векторов. При выполнении частный предобработчик получает в качестве аргументов два вектора – входных данных и входных сигналов. Формально, при исполнении частный предобработчик имеет описание следующего вида:

Pascal:

Procedure Preparator(Data, Signals : PRealArray);

C:

void Preparator(PRealArray Data; PRealArray Signals);

В разделе описания состава перечисляются частные предобработчики, входящие в состав предобработчика. Признаком конца раздела служит символ «;».

В необязательном разделе установления параметров производится задание значений параметров (статических переменных) частных предобработчиков. После ключевого слова SetParameters следует список значений параметров в том порядке, в каком параметры были объявлены при описании частного интерпретатора (для стандартных интерпретаторов порядок параметров соответствует порядку, приведенному в описании стандартных предобработчиков в разделе «Стандартные предобработчики»). При использовании одного оператора задания параметров для задания параметров нескольким экземплярам одного частного предобработчика после ключевого слова SetParameters указывается столько выражений, задающих значения параметров, сколько необходимо для одного экземпляра.

В необязательном разделе «описание сигналов» указывается число сигналов, вычисляемых предобработчиком. Если этот раздел опущен, то полагается, что число вычисляемых предобработчиком сигналов равно сумме сигналов, вычисляемых всеми частными предобработчиками. В константном выражении возможно использование функции NumberOf, аргументом которой является имя частного предобработчика (или его псевдоним) и ключевое слово Signals, в качестве второго аргумента.

В необязательном разделе «описание данных» указывается число входных данных, предобрабатываемых предобработчиком. Если этот раздел опущен, то полагается, что число предобрабатываемых предобработчиком данных равно сумме данных, предобрабатываемых всеми частными предобработчиками. В константном выражении возможно использование функции NumberOf, аргументом которой является имя частного предобработчика (или его псевдоним) и ключевое слово Data, в качестве второго аргумента.

В необязательном разделе описания распределения сигналов (данных) указывается для каждого частного предобработчика какие сигналы (входные данные) из общего вектора сигналов (данных) передаются ему для обработки.

Наиболее часто встречающиеся интерпретаторы объявлены стандартными. Для стандартных интерпретаторов описание частных интерпретаторов отсутствует.

Кроме того, в любом месте описания интерпретатора могут встречаться комментарии, заключенные в фигурные скобки.

Пример описания предобработчика

В этом разделе приведены два примера описания одного и того же предобработчика для метеорологической задачи. Используется следующий состав предобработчика: первый элемент вектора входных данных (температура воздуха) обрабатывается простейшим предобработчиком (EmptyPrep); второй (облачность) – бинарным предобработчиком (BinaryPrep); третий (направление ветра) – предобработчиком неупорядоченных качественных признаков (UnOrdered); четвертый (осадки) – предобработчиком неупорядоченных качественных признаков (Ordered).

В первом примере приведено описание дубликатов всех стандартных предобработчиков. Во втором – использованы стандартные предобработчики.

Пример 1.

Preparator Meteorology

Function Sigmoid( X Real ) : Real;

      Begin

             Sigmoid = X / (1 + Abs(X))

      End;

Prep BinaryPrep1 ()                      {Предобработка бинарного признака}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

             Logic Type Name "Тип предобработки бинарного признака";

      Begin

             If TLong(Data[1]) = UnknownLong Then Signals[1] = Unknown

             Else Begin

                   If Type Then Begin

                         If TLong(Data[1]) = 1 Then Signals[1] = 0 Else Begin

                                If MaxSignals =0 Then Signals[1] = MinSignals

                                                                      Else Signals[1] = MaxSignals

                         End

                   Else Begin

                         If TLong(Data[1]) = 1       Then Signals[1] = MinSignals

                                                                      Else Signals[1] = MaxSignals

                   End

             End

      End

{Предобработка упорядоченного качественного признака}

Prep UnOrdered1 ( Num : Long )

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

      Var

             Integer I;

      Begin

             If TLong(Data[1]) = UnknownLong Then Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = Unknown

             End Else Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = MinSignals

                   Signals[TLong(Data[1])] = MaxSignals

             End

      End

Prep Ordered1 ( Num : Long ) {Предобработка упорядоченного качественного признака}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

      Var

             Integer I;

      Begin

             If TLong(Data[1]) = UnknownLong Then Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = Unknown

             End Else Begin

                   For I = 1 To TLong(Data[1]) Do

                         Signals[I] = MaxSignals

                   For I = TLong(Data[1])+1 To Num Do

                         Signals[I] = MinSignals

             End

      End

Prep EmptyPrep1 ()          {Предобработчик, осуществляющий масштабирование и сдвиг сигнала}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

             Real MinData Name "Значения нижней границы интервала изменения входных данных";

             Real MaxData Name "Значения верхней границы интервала изменения входных данных";

      Begin

             If Data[1] = UnknownReal Then Signals[1] = Unknown

             Else Signals[1] = (Data[1] – MinData) * (MaxSignals – MinSignals) /    

                                                         (MaxData – MinData) + MinSignals

      End

Prep ModPrep1 ( Num : Long )         {Модулярный предобработчик}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

             RealArray[Num] Y Name "Массив величин, используемых для предобработки"

      Var

             Integer I;

      Begin

             If Data[1] = UnknownReal Then Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = Unknown

             End Else Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = (Data[1] RMod Y[I] + Y[I]) * (MaxSignals – MinSignals) /

                                                         (2 * Y[I]) + MinSignals

      End

Prep FuncPrep1(Num : Long; F : FuncType)       {Функциональный предобработчик}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов";

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного " +

                                                               "признака не определено";

             Real MinData Name "Значения нижней границы интервала изменения значений функции F ";

             Real MaxData Name "Значения верхней границы интервала изменения значений функции F";

             RealArray[Num] Y Name "Массив величин, используемых для предобработки"

      Var

             Integer I;

      Begin

             If Data[1] = UnknownReal Then Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = Unknown

             End Else Begin

                   For I = 1 To Num Do

                          Signals[1] = (F(Data[1] – Y[1] – MinData) * (MaxSignals – MinSignals) /

                                            (MaxData – MinData) + MinSignals

      End

Prep PositPrep1( Num : Long )         {Позиционный предобработчик}

      Static

             Real MinSignals Name "Нижняя граница интервала приемлемых сигналов"

             Real MaxSignals Name "Верхняя граница интервала приемлемых сигналов"

             Real Unknown Name "Значение сигнала, если значение входного признака не определено";

             Real Y Name "Основание системы счисления"

      Var

             Integer I;

             Real W, Q;

      Begin

             If Data[1] = UnknownReal Then Begin

                   For I = 1 To Num Do

                         Signals[I] = Unknown

             End Else Begin

                   W = Data[1];

                   For I = 1 To Num Do Begin

                         Q = W RMod Y;

                         Signals[I] = Q * (MaxSignals – MinSignals) / Y + MinSignals;

                         W = (W - Q) / Y

                   End;

      End

Contents Temp : EmptyPrep1, Cloud : BinaryPrep1, Wind : UnOrdered1(8), Rain : Ordered1(3);

{Для всех предобработчиков приемлемые значения входных сигналов лежат в интервале от -1 до 1. В случае неопределенного значения во входных данных все сигналы данного предобработчика полагаются равными нулю. Входные данные первого предобработчика меняются от 273 до 293}

Temp SetParameters -1, 1, 1E-40, 273, 293;

Cloud SetParameters -1, 1, 0, True;

Wind SetParameters -1, 1, 0;

Rain SetParameters -1, 1, 0

Signals NumberOf(Signals,Temp) + NumberOf(Signals, Cloud) +

                   NumberOf(Signals, Wind(8)) + NumberOf(Signals, Rain(3))

Data NumberOf(Data,Temp) + NumberOf(Data, Cloud) +

                   NumberOf(Data,Wind(8)) + NumberOf(Data, Rain(3))

Connections

      Temp.Data <=> Data[1];

      Cloud.Data <=> Data[2];

      Wind.Data <=> Data[3];

      Rain.Data <=> Data[4];

      Temp.Signals <=> Signals[1];

      Cloud.Signals <=> Signals[2];

      Wind.Signals[1..8] <=> Signals[3..10];

      Rain.Signals[1..3] <=> Signals[11..13]

End Preparator

Пример 2.

Preparator Meteorology

Contents Temp : EmptyPrep, Cloud : BinaryPrep, Wind : UnOrdered(8),

                                            Rain : Ordered(3);

Temp SetParameters -1, 1, 1E-40, 273, 293

End Preparator

Стандарт второго уровня компонента предобработчик

Запросы к компоненту предобработчик можно разбить на пять групп:

1. Предобработка.

2. Изменение параметров.

3. Работа со структурой.

4. Инициация редактора предобработчика.

5. Обработка ошибок.

Поскольку нейрокомпьютер может работать одновременно с несколькими сетями, то и компонент предобработчик должна иметь возможность одновременной работы с несколькими предобработчиками. Поэтому большинство запросов к предобработчику содержат явное указание имени предобработчика. Ниже приведено описание всех запросов к компоненту предобработчик. Каждый запрос является логической функцией, возвращающей значение истина, если запрос выполнен успешно, и ложь – при ошибочном завершении исполнения запроса.

В запросах второй и третьей группы при обращении к частным интерпретаторам используется следующий синтаксис:

<Полное имя частного интерпретатора> ::= <Имя интерпретатора>.

<Псевдоним частного интерпретатора> [[<Номер экземпляра>]]

При вызове ряда запросов используются предопределенные константы. Их значения приведены в табл. 23.

Таблица 23.

Значения предопределенных констант компонента предобработчик

Запрос на предобработку

Единственный запрос первой группы выполняет основную функцию компонента предобработчик – предобрабатывает входные данные, вычисляя вектор входных сигналов.

Предобработать вектор сигналов (Prepare)

Описание запроса:

Pascal:

Function Prepare(CompName : PString; Data : PRealArray; Var Signals : PRealArray) : Logic;

C:

Logic Prepare(PString CompName, PRealArray Data; PRealArray* Signals)

Описание аргумента:

CompName – указатель на строку символов, содержащую имя предобработчика.

Data – массив входных данных.

Signals – вычисляемый массив входных сигналов.

Назначение – предобрабатывает массив входных данных Data, вычисляя массив входных сигналов Signals используя предобработчик, указанный в параметре CompName.

Описание исполнения.

1. Если Error <> 0, то выполнение запроса прекращается.

2. Если в качестве аргумента CompName дан пустой указатель, или указатель на пустую строку, то исполняющим запрос объектом является текущий предобработчик – первый в списке предобработчиков компонента предобработчик.

3. Если список предобработчиков компонента предобработчик пуст или имя предобработчика, переданное в аргументе CompName в этом списке не найдено, то возникает ошибка 201 – неверное имя предобработчика, управление передается обработчику ошибок, а обработка запроса прекращается.

4. Производится предобработка предобработчиком, имя которого было указано в аргументе CompName.

5. Если во время выполнения запроса возникает ошибка, то генерируется внутренняя ошибка 204 - ошибка предобработки. Управление передается обработчику ошибок. Выполнение запроса прекращается. В противном случае выполнение запроса успешно завершается.

Остальные запросы

Ниже приведен список запросов к компоненту предобработчик, исполнение которых описано в разделе «Общий стандарт»:

prSetCurrent – Сделать предобработчик текущим

prAdd – Добавление нового предобработчика

prDelete – Удаление предобработчика

prWrite – Запись предобработчика

prGetStructNames – Вернуть имена структурных единиц предобработчика

prGetType – Вернуть тип структурной единицы предобработчика

prGetData – Получить параметры предобработчика

prGetName – Получить имена параметров предобработчика

prSetData – Установить параметры предобработчика

prEdit – Редактировать предобработчик

OnError – Установить обработчик ошибок

GetError – Дать номер ошибки

FreeMemory – Освободить память

В запросе prGetType  в переменной TypeId возвращается значение одной из предопределенных констант, перечисленных в табл. 23.

Ошибки компонента предобработчик

В табл. 24 приведен полный список ошибок, которые могут возникать при выполнении запросов компонентом предобработчик, и действия стандартного обработчика ошибок.

Таблица 24.

Ошибки компонента предобработчик и действия стандартного обработчика ошибок.

Стандарт первого уровня компонента сеть

Данный раздел посвящен описанию стандарта хранения компонента сеть на внешних носителях.

Структура компонента

Рассмотрим более подробно структуры данных сети. Как уже было описано ранее, сеть строится иерархически от простых подсетей к сложным. Простейшими подсетями являются элементы. Подсеть каждого уровня имеет свое имя и тип. Существуют следующие типы подсетей: элемент, каскад, слой, цикл с фиксированным числом тактов функционирования и цикл, функционирующий до тех пор, пока не выполнится некоторое условие. Последние четыре типа подсетей будем называть блоками. Имена подсетей определяются при конструировании. В разделе «Имена структурных единиц компонентов» приведены правила построения полного и однозначного имен подсети. В качестве примера рассмотрим сеть, конструирование которой проиллюстрировано в главе «Описание нейронных сетей» на рис. 2. В описании сети NW однозначное имя первого нейрона второго слоя имеет вид K[2].SN.N[1]. При описании слоя однозначное имя первого нейрона записывается как N[1]. В квадратных скобках указываются номер экземпляра подсети, входящей в непосредственно содержащую ее структуру в нескольких экземплярах.

Сигналы и параметры

При использовании контрастирования для изменения структуры сети и значений обучаемых параметров другим компонентам бывает необходим прямой доступ к сигналам и параметрам сети в целом или отдельных ее подсетей. Для адресации входных и выходных сигналов используются имена InSignals и OutSignals, соответственно. Таким образом, для получения массива входных сигналов второго слоя сети, приведенной на рис. 2, необходимо запросить массив NW.K[2].InSignals, а для получения выходного сигнала всей сети можно воспользоваться любым из следующего списка имен:

• NW.OutSignals;

• NW.N.OutSignals.

Для получения конкретного сигнала из массива сигналов необходимо в конце в квадратных скобках указать номер сигнала. Например, для получения третьего входного сигнала второго слоя сети нужно указать следующее имя – NW.K[2].InSignals[3].

Для получения доступа к параметрам нужно указать имя подсети, к чьим параметрам нужен доступ и через точку ключевое слово Parameters. При необходимости получить конкретный параметр, его номер в квадратных скобках записывается после ключевого слова Parameters.

Обучаемые и не обучаемые параметры и сигналы

При обучении параметров и сигналов (использование обучения сигналов описано во введении) возникает необходимость обучать только часть из них. Так, например, при описании обучения персептрона во второй части главы «Описание нейронных сетей» было отмечено, что обучать необходимо только  веса связей второго слоя. Для реализации этой возможности используются два массива логических перемен-ных – маска обучаемых параметров и маска обучаемых входных сигналов.

Дополнительные переменные

При описании структуры сетей необходимо учитывать следующую дополнительные переменные, доступные в методах Forw и Back. Для каждой сети при прямом функционировании определен следующий набор переменных:

• InSignals[K] – массив из K действительных чисел, содержащих входные сигналы прямого функционирования.

• OutSignals[N] – массив из N действительных чисел, в которые заносятся выходные сигналы прямого функционирования.

• Parameters[M] – массив из M действительных чисел, содержащих параметры сети.

При выполнении обратного функционирования сети доступны еще три массива:

• Back.InSignals[K] – массив из K действительных чисел, параллельный массиву InSignals, в который заносятся выходные сигналы обратного функционирования.

• Back.OutSignals[N] – массив из N действительных чисел,  параллельный массиву OutSignals, содержащий входные сигналы обратного функционирования.

• Back.Parameters[M] – массив из M действительных чисел, параллельный массиву Parameters, в который заносятся вычисленные при обратном функционировании поправки к параметрам сети.

При обучении (модификации параметров или входных сигналов) доступны все переменные обратного функционирования и еще два массива:

• InSignalMask[K] – массив из K логических переменных, параллельный массиву InSignals, содержащий маску обучаемости входных сигналов.

• ParamMask[M] – массив из M логических переменных, параллельный массиву Parameters, содержащий маску обучаемости параметров.

Стандарт языка описания сетей

Язык описания нейронных сетей предназначен для хранения сетей на диске. Следует отметить, что в отличии от таких компонентов, как предобработчик входных сигналов, оценка или задачник описание даже простой сети имеет большой размер. С другой стороны, многие подсети являются стандартными для большинства сетей. Для компонента сеть нет смысла вводить небольшой набор стандартных элементов и подсетей, поскольку этот набор может легко расширяться. Более эффективным является выделение часто употребляемых подсетей в отдельные библиотеки, подключаемые к описаниям конкретных сетей. В приведенных в этом разделе примерах описания нейронных сетей выделен ряд библиотек.

Ключевые слова языка

В табл. 25 приведен список ключевых слов специфических для языка описания сетей.

Таблица 25.

Ключевые слова языка описания сетей.

БНФ языка описания сетей

Обозначения, принятые в данном расширении БНФ и описание ряда конструкций приведены в разделе «Описание языка описания компонентов».

<Описание библиотеки подсетей> ::= <Заголовок библиотеки> <Описание подсетей> <Конец описания библиотеки>

<Заголовок библиотеки> ::= NetLib <Имя библиотеки> [Used <Список имен библиотек>]

<Имя библиотеки> ::= <Идентификатор>

<Список имен библиотек> ::= <Имя используемой библиотеки> [,<Список имен библиотек>]

<Имя используемой библиотеки> ::= <Идентификатор>

<Описание подсетей> ::= <Описание подсети> [<Описание подсетей>]

<Описание подсети> ::= {<Описание элемента> | <Описание блока> | <Описание функций>}

<Описание элемента> ::= <Заголовок описания элемента> <Описание сигналов и параметров> [<Описание типов параметров>] [<Определение типов параметров>] [<Описание статических переменных>] [<Установление значений статических переменных>] <Описание методов> <Конец описания элемента>

<Заголовок описания элемента> ::= Element <Имя элемента> [(<Список формальных аргументов>)]

<Имя элемента> ::= <Идентификатор>

<Описание сигналов и параметров> ::= <Описание входных сигналов> <Описание выходных сигналов> [<Описание параметров>]

<Описание входных сигналов> ::= InSignals <Константное выражение типа Long>

<Описание выходных сигналов> ::= OutSignals <Константное выражение типа Long>

<Описание параметров> ::= Parameters <Константное выражение типа Long>

<Описание типов параметров> ::= <Описание типа параметров> [<Описание типов параметров>]

<Описание типа параметров> ::= ParamType <Имя типа параметра> <Список>

<Имя типа параметра> ::= <Идентификатор>

<Список> ::= {Parameters[<Начальный номер> [..<Конечный номер> [<Шаг>]]] | InSignals[<Начальный номер> [..<Конечный номер> [<Шаг>]]]} [;<Список>]

<Определение типов параметров> ::= <Определение типа параметра> [<Определение типов параметров>]

<Определение типа параметра> ::= ParamDef <Имя типа параметра> <Минимальное значение> <Максимальное значение>

<Минимальное значение> ::= <Константное выражение типа Real>

<Максимальное значение> ::= <Константное выражение типа Real>

<Установление значений статических переменных> ::= <Установление параметров Подсети> [;<Установление значений статических переменных>]

<Описание методов> ::= <Описание функционирования вперед> <Описание функционирования назад>

<Описание функционирования вперед> ::= Forw [<Описание переменных>] <Тело метода>

<Тело метода> ::= Begin <Составной оператор> End

<Описание функционирования назад> ::= Back [<Описание переменных>] <Тело метода>

<Конец описания элемента> ::= End <Имя элемента>

<Описание блока> ::= <Заголовок описания блока> <Описание состава> <Описание сигналов и параметров> [<Описание статических переменных>] [<Установление значений статических переменных>] <Описание связей> [<Определение типов параметров>] <Конец описания блока>

<Заголовок описания блока> ::= {<Описание каскада> | <Описание слоя> | <Описание цикла с фиксированным числом шагов> | <Описание цикла по условию>}

<Описание каскада> ::= Cascad <Имя блока> [(<Список формальных аргументов блока>)]

<Имя блока> ::= <Идентификатор>

<Список формальных аргументов блока> ::= {<Список формальных аргументов> | <Аргумент – подсеть>} [;<Список формальных аргументов блока>]

<Аргумент – подсеть>::= <Список имен аргументов – подсетей> : Block

<Список имен аргументов – подсетей> ::= <Имя аргумента – подсети> [,<Список имен аргументов – подсетей>]

<Имя аргумента – подсети> ::= <Идентификатор>

<Описание слоя> ::= Layer <Имя блока> [(<Список формальных аргументов блока>)]

<Описание цикла с фиксированным числом шагов> ::= Loop <Имя блока> [(<Список формальных аргументов блока>)] <Число повторов цикла>

<Число повторов цикла> ::= <Константное выражение типа Long>

<Описание цикла по условию> ::= Until <Имя блока> [(<Список формальных аргументов блока>)] : <Выражение типа Logic>

<Описание состава> ::= Contents <Список имен подсетей>

<Список имен подсетей> ::= <Имя подсети> [,<Список имен подсетей>]

<Имя подсети> ::= <Псевдоним>: {<Имя ранее описанной подсети> [(<Список фактических аргументов блока>)] [[<Число экземпляров>]] | <Имя аргумента – подсети> [[<Число экземпляров >]]}

<Псевдоним> ::= <Идентификатор>

<Число экземпляров > ::= <Константное выражение типа Long>

<Имя ранее описанной подсети> ::= <Идентификатор>

<Список фактических аргументов блока> ::= <Фактический аргумент блока> [,<Список фактических аргументов блока>]

<Фактический аргумент блока> ::= {<Фактический аргумент> | <Имя аргумента – подсети>}

<Описание связей> ::= {<Описание распределения Входных сигналов, Блока, Подсети, InSignals > | <Описание распределения Выходных сигналов, Блока, Подсети, OutSignals > | <Описание распределения Параметров, Блока, Подсети, Parameters >}

<Конец описания блока>::= End <Имя блока>

<Конец описания библиотеки> ::= End NetLib

<Описание сети> ::= <Заголовок описания сети> <Описание подсетей> <Описание главной сети> <Массивы параметров и масок сети> <Конец описания сети>

<Заголовок описания сети> ::= NetWork <Имя сети> [Used <Список имен библиотек>]

<Имя сети> ::= <Идентификатор>

<Описание главной сети> ::= MainNet <Имя ранее описанной подсети> [(<Список фактических аргументов блока>)]

<Массивы параметров и масок сети> ::= <Массив параметров> <Массив маски обучаемости параметров>

<Массив параметров> ::= Parameters <Значения параметров>;

<Значения параметров> ::= <Действительное число> [, <Значения параметров>]

<Массив маски обучаемости параметров> ::= ParamMask <Значения маски>;

<Значения маски> ::= <Константа типа Logic> [,<Значения маски>]

<Конец описания сети> ::= End NetWork

Описание языка описания сетей

В этом разделе приводится детальное описание языка описания сетей, дополняющее БНФ, приведенную в предыдущем разделе и описание общих конструкций, приведенное в разделе «Общий стандарт».

Описание и область действия переменных

Вспомогательные переменные могут потребоваться при описании прямого и обратного функционирования элементов. Переменная действует только в пределах той процедуры, в которой она описана. Кроме явно описанных переменных, в методе Forw доступны также сигналы прямого функционирования и параметры элемента, а в методе Back – входные и выходные сигналы прямого функционирования, выходные сигналы обратного функционирования, параметры элемента и градиент по параметрам элемента. Во всех методах доступны аргументы элемента.

Статические переменные, описываемые после ключевого слова Static, уникальны для каждого экземпляра элемента или блока, и доступны только в пределах блока. Эти переменные могут потребоваться для вычисления условий в цикле типа Until. Возможно использование таких переменных в элементах, например, для хранения предыдущего состояния элемента. Кроме того, в статической переменной можно хранить значения не обучаемых параметров.

Методы Forw и Back для блоков

Методы Forw и Back для блоков не описываются в языке описания сетей. Это связано с тем, что при выполнении метода Forw блоком происходит вызов метода Forw составляющих блок подсетей (для элементов – метода Forw) в порядке их описания в разделе описания состава блока. При выполнении метода Back происходит вызов методов Back составляющих блок подсетей в порядке обратном порядку их описания в разделе описания состава блока.

Описание элементов

Описание элемента состоит из следующих основных разделов: заголовка элемента, описания сигналов и параметров, описания статических переменных и описания методов. Заголовок элемента имеет следующий синтаксис:

Element Имя_Элемента (Аргументы элемента)

Аргументы элемента являются необязательной частью заголовка. В следующем разделе приведены описания нескольких элементов. Отметим, что сигмоидный элемент описан двумя способами: с принципиально не обучаемой (S_NotTrain) и с обучаемой (S_Train) характеристикой.

Раздел описания сигналов и параметров следует сразу после заголовка элемента и состоит из указания числа входных и выходных сигналов и числа параметров элемента. Если у элемента отсутствуют параметры, то указание числа параметров можно опустить. В следующем разделе приведены элементы как имеющие параметры (S_Train, Adaptiv_Sum, Square_Sum), так и элементы без параметров (Sum, S_NotTrain, Branch). Концом раздела описания сигналов и параметров служит одно из ключевых слов ParamType, ParamDef, Forw или Back.

Описание типов параметров является необязательной частью описания элемента и начинается с ключевого слова ParamType. Если раздел описания типов параметров отсутствует, то все параметры этого элемента считаются параметрами типа DefaultType. Если в сети должны присутствовать параметры разных типов (например с разными ограничениями на минимальное и максимальное значение) необходимо описать типы параметров. Концом этого раздела служит одно из ключевых слов ParamDef, Forw или Back.

Раздел определения типов параметров является необязательным разделом в описании элемента и начинается с ключевого слова ParamDef. В каждой строке этого раздела можно задать минимальную и масимальную границы изменения одного типа параметров. Если в описании сети встречаются параметры неопределенного типа то этот тип считается совпадающим с типом DefaultType. Описание типа не обязано предшествовать описанию параметров этого типа. Так например, определение типа параметров может находиться в описании главной сети. Концом этого раздела служит одно из ключевых слов Forw или Back.

Раздел описания методов состоит из описания двух методов: Forw и Back. Описание метода состоит из заголовка, раздела описания переменных и тела метода. Заголовок имеет вид ключевого слова Forw или Back для соответствующего метода. Раздел описания переменных состоит из ключевого слова Var, за которым следуют описания однотипных переменных, каждое из которых заканчивается символом «;». Необходимо понимать, что описание заголовков методов это не описание заголовка (прототипа) функции, выполняющей тело метода. Ниже приведен синтаксис заголовков методов Forw и Back на момент вызова:

Pascal:

Procedure Forw( InSignals, OutSignals, Parameters : PRealArray);

Procedure Back(InSignals, OutSignals, Parameters, Back.InSignals, Back.OutSignals, Back.Parameters : PRealArray);

C

void Forw(PRealArray InSignals, PRealArray OutSignals, PRealArray Parameters)

void Back(PRealArray InSignals, PRealArray OutSignals, PRealArray Parameters,

PRealArray Back.InSignals, PRealArray Back.OutSignals, PRealArray Back.Parameters)

В методе Forw в левой части оператора присваивания могут фигурировать имена любых переменных и элементов предопределенного массива выходных сигналов (OutSignals). В выражении, стоящем в правой части оператора присваивания могут участвовать любые переменные, аргументы элемента и элементы предопределенных массивов входных сигналов (InSignals) и параметров (Parameters).

В методе Back в левой части оператора присваивания могут фигурировать имена любых переменных, элементов предопределенных массивов входных сигналов обратного функционирования (Back.InSignals) и параметров (Back.Parameters). В выражении, стоящем в правой части оператора присваивания, могут участвовать любые переменные, аргументы элемента и элементы предопределенных массивов входных (InSignals) и выходных (OutSignals) сигналов и параметров (Parameters).Отметим важную особенность вычисления поправок к параметрам. Поскольку один и тот же параметр может использоваться несколькими элементами, при вычислении поправки к параметру вычисленное значение нужно не присваивать соответствующему элементу массива Back.Parameters, а добавлять. При этом в теле метода элементы массива Back.Parameters не могут фигурировать в правой части оператора присваивания. Эта особенность вычисления поправок к параметрам обрабатывается компонентом сеть.

Описание элемента завершается ключевым словом End за которым следует имя элемента.

Пример описания элементов

NetBibl Elements;                                     {Библиотека элементов}

Element Synaps                                         {Обычный синапс}

      InSignals 1                                           {Один входной сигнал}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Parameters 1                                 {Один параметр – вес связи}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования}

      Begin                                                    {Выходной сигнал – произведение входного сигнала на параметр}

             OutSignals[1] = InSignals[1] * Parameters[1]

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

      Begin        {Поправка к входному сигналу – произведение поправки к выходному сигналу на параметр}

             Back.InSignals[1] = Back.OutSignals[1] * Parameters[1];

{Поправка к параметру – сумма ранее вычисленной поправки к параметру на произведение поправки к обратному сигналу на входной сигнал}

             Back.Parameters[1] = Back.Parameters[1] + Back.OutSignals[1] * InSignals[1]

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Synaps                                                 {Конец описания синапса}

Element Branch(N : Long)                       {Точка ветвления на N выходных сигналов}

      InSignals 1                                           {Один входной сигнал}

      OutSignals N                                      {N выходных сигналов}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования}

             Var Long I;                                    {I – длинное целое – индекс}

      Begin

             For I=1 To N Do                      {На каждый из N выходных сигналов передаем }

                   OutSignals[I] = InSignals[1]     {входной сигнал}

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I;                                            {I – длинное целое – индекс}

                   Real R;                                            {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             R = 0;

             For I=1 To N Do                      {Поправка ко входному сигналу равна сумме }

                   R = R + Back.OutSignals[I];      {поправок выходных сигналов}

             Back. InSignals[1] = R

      End                                                               {Конец описания обратного функционирования}

End Branch                                                        {Конец описания точки ветвления}

Element Sum(N Long)                        {Простой сумматор на N входов}

      InSignals N                                   {N входных сигналов}

      OutSignals 1                                 {Один выходной сигнал}

      Forw                                                {Начало описания прямого функционирования}

             Var                                            {Описание локальных переменных}

                   Long I;                               {I – длинное целое – индекс}

                   Real R;                               {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             R = 0;

             For I=1 To N Do                {Выходной сигнал равен сумме входных}

                   R = R + InSignals[I];

             OutSignals[1] = R

      End                                                         {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                      {Начало описания обратного функционирования}

             Var Long I;                                    {I – длинное целое – индекс}

      Begin

             For I=1 To N Do                      {Поправка к каждому входному сигналу равна }

                   Back.InSignals[I] = Back.OutSignals[1]   { поправке выходного сигнала}

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Sum                                                      {Конец описания простого сумматора}

Element Mul                                               {Умножитель}

      InSignals 2                                           {Два входных сигнала}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования }

      Begin

             OutSignals[1] = InSignals[1] * InSignals[2]   {Выходной сигнал равен произведению входных сигналов}

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

      Begin

{Поправка к каждому входному сигналу равна произведению поправки выходного сигнала на другой входной сигнал}

             Back.InSignals[1] = Back.OutSignals[1] * InSignals[2];

             Back.InSignals[2] = Back.OutSignals[1] * InSignals[1]

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Mul                                                       {Конец описания умножителя}

Element S_Train                                  {Обучаемый гиперболический сигмоидный элемент}

      InSignals 1                                           {Один входной сигнал}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Parameters 1                                 {Один параметр – характеристика}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования}

      Begin

{Выходной сигнал равен отношению входного сигнала к сумме параметра и абсолютной величины входного сигнала}

             OutSignals[1] = InSignals[1] / (Parameters[1] + Abs(InSignals[1])

      End                                                         {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                      {Начало описания обратного функционирования}

             Var Real R;                                    {R – действительное}

      Begin

{R – вспомогательная величина для вычисления поправок, равная отношению поправки выходного сигнала к квадрату суммы параметра и абсолютной величины входного сигнала}

             R = Back.OutSignals[1] / Sqr(Parameters[1] + Abs(InSignals[1]);

{Поправка к входному сигналу равна произведению вспомогательной величины на параметр}

             Back.InSignals[1] = R * Parameters[1];

{Поправка к параметру равна сумме ранее вычисленной величины поправки и произведения вспомогательной величины на входной сигнал}

             Back.Parameters[1] = Back.Parameters[1] + R * InSignals[1]

      End                                                               {Конец описания обратного функционирования}

End S_Train    {Конец описания обучаемого гиперболического сигмоидного элемента}

Element S_NotTrain( Char : Real){Не обучаемый гиперболический сигмоидный элемент Char – характеристика}

      InSignals 1                                    {Один входной сигнал}

      OutSignals 1                                 {Один выходной сигнал}

      Forw                                                {Начало описания прямого функционирования}

      Begin

{Выходной сигнал равен отношению входного сигнала к сумме характеристики и абсолютной величины входного сигнала}

             OutSignals[1] = InSignals[1] / (Char + Abs(InSignals[1])

      End                                                  {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                               {Начало описания обратного функционирования}

      Begin

{Поправка к входному сигналу равна отношению произведения поправки выходного сигнала на характеристику к квадрату суммы характеристики и абсолютной величины входного сигнала}

             Back.InSignals[1] = Back.OutSignals[1] * Char / Sqr(Char + Abs(InSignals[1]);

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End S_NotTrain                                         {Конец описания гиперболического сигмоидного элемента}

Element Pade(Char : Real)                 {Паде преобразователь Char  – характеристика}

      InSignals 2                                           {Два входных сигнала}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования}

      Begin

{Выходной сигнал равен отношению первого входного сигнала к сумме характеристики и второго входного сигнала}

             OutSignals[1] = InSignals[1] / (Char+ InSignals[2])

      End                                                         {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                      {Начало описания обратного функционирования}

             Var Real R;                                    {R – действительное}

      Begin

{Вспомогательная величина равна поправке к первому входному сигналу – отношению поправки выходного сигнала к сумме характеристики и второго входного сигнала}

             R = Back.OutSignals[1] / (Char + InSignals[2]);

             Back.InSignals[1] = R;

{Поправка ко второму входному сигналу равна минус отношению произведения первого входного сигнала на поправку выходного сигнала к квадрату суммы характеристики и второго входного сигнала}

             Back.InSignals[2] =  -R * OutSignals[1];

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Pade                                                     {Конец описания Паде преобразователя}

Element Sign_Mirror                          {Зеркальный пороговый элемент}

      InSignals 1                                           {Один входной сигнал}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования }

      Begin

             If InSignals[1] > 0   Then OutSignals[1] = 1 {Выходной сигнал равен 1, если входной сигнал }

                                                   Else OutSignals[1] = 0          {больше нуля, и нулю в противном случае}

      End                                                         {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                     {Начало описания обратного функционирования}

      Begin

             Back.InSignals[1] = OutSignals[1]; {Поправка к входному сигналу равна выходному сигналу}

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Sign_Mirror                                  {Конец описания зеркального порогового элемента}

Element Sign_ Easy                                  {Прозрачный  пороговый элемент}

      InSignals 1                                           {Один входной сигнал}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования }

      Begin

             If InSignals[1] > 0   Then OutSignals[1] = 1 {Выходной сигнал равен 1, если входной сигнал больше }

                                                   Else OutSignals[1] = 0          {нуля, и нулю в противном случае}

      End                                                         {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                      {Начало описания обратного функционирования}

      Begin

                         {Поправка к входному сигналу равна поправке к выходному сигналу}

             Back.InSignals[1] = Back.OutSignals[1];

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Sign_Easy                                           {Конец описания прозрачного порогового элемента}

Element Adaptiv_Sum( N : Long)          {Адаптивный сумматор на N входов}

      InSignals N                                          {N входных сигналов}

      OutSignals 1                                       {Один выходной сигнал}

      Parameters N                                      {N параметров – весов связей}

      Forw                                                      {Начало описания прямого функционирования}

             Var                                                  {Описание локальных переменных}

                   Long I;                                      {I – длинное целое – индекс}

                   Real R;                                     {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             R = 0;                                               {Выходной сигнал равен скалярному }

             For I=1 To N Do                      {произведению массива входных сигналов}

                   R = R + InSignals[I] * Parameters[I];   {на массив параметров}

             OutSignals[1] = R

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

      Back                                                      {Начало описания обратного функционирования}

             Var Long I;                                    {I – длинное целое – индекс}

      Begin

             For I=1 To N Do Begin

{Поправка к I-у входному сигналу равна сумме ранее вычисленной поправки и произведения поправки выходного сигнала на I-й параметр}

                   Back.InSignals[I] = Back.OutSignals[1] * Parameters[I];

{Поправка к I-у параметру равна произведению поправки выходного сигнала на I-й входной сигнал}

                   Back. Parameters[I] = Back. Parameters[I] + Back.OutSignals[1] * InSignals[I]

             End

      End                                                               {Конец описания обратного функционирования}

End Adaptiv_Sum                                            {Конец описания адаптивного сумматора}

Element Adaptiv_Sum_Plus ( N : Long)      {Адаптивный неоднородный сумматор на N входов}

      InSignals N                                                {N входных сигналов}

      OutSignals 1                                              {Один выходной сигнал}

      Parameters N+1                                        {N+1 параметр – веса связей}

      Forw                                                             {Начало описания прямого функционирования}

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I;                                            {I – длинное целое – индекс}

                   Real R;                                            {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             R = Parameters[N+1];                        {Выходной сигнал равен сумме N+1 параметра}

             For I=1 To N Do                            {и скалярного произведения массива входных}

                   R = R + InSignals[I] * Parameters[I];   {сигналов на массив параметров}

             OutSignals[1] = R

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

             Var Long I;                                          {I – длинное целое – индекс }

      Begin

             For I=1 To N Do Begin

{Поправка к I-у входному сигналу равна произведению поправки выходного сигнала на I-й параметр}

                   Back.InSignals[I] = Back.OutSignals[1] * Parameters[I];

{Поправка к I-у параметру равна сумме ранее вычисленной поправки и произведения поправки выходного сигнала на I-й входной сигнал}

                   Back. Parameters[I] = Back. Parameters[I] + Back.OutSignals[1] * InSignals[I]

             End;

{Поправка к (N+1)-у параметру равна сумме ранее вычисленной поправки и попраки к выходному сигналу}

             Back.Parameters[N+1] = Back.Parameters[N+1] + Back.OutSignals[1]

      End                                                               {Конец описания обратного функционирования}

End Adaptiv_Sum_Plus                                  {Конец описания неоднородного адаптивного сумматора}

Element Square_Sum( N : Long)                   {Квадратичный сумматор на N входов}

      InSignals N                                                {N входных сигналов}

      OutSignals 1                                              {Один выходной сигнал}

      Parameters (Sqr(N) + N) Div 2         {N(N+1)/2 параметров – весов связей}

      Forw                                                             {Начало описания прямого функционирования}

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I,J,K;                                     {I,J,K – переменные типа длинное целое }

                   Real R;                                            {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             K = 1;                                                     {K – номер обрабатываемого параметра}

             R = 0;

             For I = 1 To N Do                          {I,J – номера входных сигналов}

                   For J = I To N Do Begin

                         R = R + InSignals[I] * InSignals[J] * Parameters[K];

                         K = K + 1

                   End;

{Выходной сигнал равен сумме всех попарных произведений входных сигналов, умноженных на соответствующие параметры}

             OutSignals[1] = R

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I, J, K;                                   {I,J,K – переменные типа длинное целое }

                   Real R;                                            {R – действительное}

                   Vector W;                                      {Массив для накопления промежуточных величин}

      Begin

             For I = 1 To N Do

                   W[I] = 0;

             K = 1;                                              {K – номер обрабатываемого параметра}

             For I = 1 To N Do

                   For J = I To N Do Begin

{Поправка к параметру равна сумме ранее вычисленной поправки и произведения поправки к входному сигналу на произведение сигналов, прошедших через этот параметр при прямом функционировании}

                         Back.Parameters[K] = Back.Parameters[K] + Back.OutSignals[1] * InSignals[I] * InSignals[J];

                         R = Back.OutSignals[1] * Parameters[K];

                         W[I] = W[I] + R * InSignals[J];

                         W[J] = W[J] + R * InSignals[I];

                         K = K + 1

                   End;

             For I = 1 To N Do

{Поправка к входному сигналу равна произведению поправки к выходному сигналу на сумму всех параметров, через которые этот сигнал проходил при прямом функционировании, умноженных на другие входные сигналы, так же прошедшие через эти параметры при прямом функционировании}

                   Back.InSignals[1] = W[I]

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

End Square_Sum                                        {Конец описания квадратичного сумматора}

Element Square_Sum_Plus( N : Long)   {Неоднородный квадратичный сумматор на N входов}

      InSignals N                                                {N входных сигналов}

      OutSignals 1                                              {Один выходной сигнал}

      Parameters (Sqr(N) + 3 * N) Div 2 + 1         {N(N+3)/2+1 весов связей}

      Forw                                                             {Начало описания прямого функционирования}

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I, J, K;                                   {I,J,K – переменные типа длинное целое }

                   Real R;                                            {R – действительное – для накопления суммы}

      Begin

             K = 2 * N+1;                                   {K – номер обрабатываемого параметра}

             R = Parameters[Sqr(N) + 3 * N) Div 2 + 1];

             For I = 1 To N Do Begin

                   R = R + InSignals[I] * Parameters[I] + Sqr(InSignals[I]) * Parameters[N + I];

                   For J = I + 1 To N Do Begin

                         R = R + InSignals[I] * InSignals[J] * Parameters[K];

                         K = K + 1

                   End

             End

{Выходной сигнал равен сумме всех попарных произведений входных сигналов, умноженных на соответствующие параметры, плюс сумме всех входных сигналов умноженных на соответствующие параметры, плюс последний параметр}

             OutSignals[1] = R

      End                                                               {Конец описания прямого функционирования}

      Back                                                            {Начало описания обратного функционирования }

             Var                                                        {Описание локальных переменных}

                   Long I, J, K;                                   {I,J,K – переменные типа длинное целое }

                   Real R;                                            {R – действительное – для накопления суммы}

                   Vector W;                                      {Массив для накопления промежуточных величин}

      Begin

             For I = 1 To N Do

                   W[I] = 0;

             K = 2 * N + 1;                                 {K – номер обрабатываемого параметра}

             For I = 1 To N Do Begin

                   Back.Parameters[I] = Back.Parameters[I] + Back.OutSignals[1] * InSignals[I];

                   Back.Parameters[N + I] = Back.Parameters[N + I] + Back.OutSignals[1] * Sqr(InSignals[I]);

                   W[I] = W[I] + Back.OutSignals[1] * (Parameters[I] + 2 * Parameters[N + I] * InSignals[I])

                   For J = I + 1 To N Do Begin

                         Back.Parameters[K] = Back.Parameters[K] + Back.OutSignals[1] * InSignals[I] * InSignals[J];

                         R = Back.OutSignals[1] * Parameters[K];

                         W[I] = W[I] + R * InSignals[J];

                         W[J] = W[J] + R * InSignals[I];

                         K = K + 1

                   End

             End;

             For I = 1 To N Do

                   Back.InSignals[1] = W[I]

      End                                                         {Конец описания обратного функционирования}

End Square_Sum_Plus                              {Конец описания адаптивного квадратичного сумматора}

End NetBibl

Описание блоков

Описание блока состоит из пяти основных разделов: заголовка описания блока, описания сигналов и параметров, описания состава, описания связей и конца описания блока. Существует два типа блоков – каскад и слой (Layer). Различие между этими двумя типами блоков состоит в том, что подсети, входящие в состав слоя, функционируют параллельно и независимо друг от друга, тогда как составляющие каскад подсети функционируют последовательно, причем каждая следующая подсеть использует результаты работы предыдущих подсетей. В свою очередь существует три вида каскадов – простой каскад (Cascad), цикл с фиксированным числом шагов (Loop) цикл по условию (Until). Различие между тремя видами каскадов очевидно – простой каскад функционирует один раз, цикл Loop функционирует указанное в описании число раз, а цикл Until функционирует до тех пор, пока не выполнится указанное в описании условие. В условии, указываемом в заголовке цикла Until, возможно использование сравнений массивов или интервалов массивов сигналов. Например, запись

InSignals=OutSignals

эквивалентна следующей записи

InSignals[1..N]=OutSignals[1..N]

которая эквивалентна вычислению следующей логической функции:

Function Equal(InSignals, OutSignals : RealArray) : Logic;

       Var Long I;

             Logic L

       Begin

             L = True

             For I = 1 To N Do

                   L = L And (InSignals[I] = OutSignals[I]);

             Equal = L

       End

Раздел описания состава следует сразу после заголовка блока за разделом описания сигналов и параметров и начинается с ключевого слова Contents, за которым следуют имена подсетей (блоков или элементов) со списками фактических аргументов, разделенные запятыми. Все имена подсетей должны предваряться псевдонимами. В дальнейшем указание псевдонима полностью эквивалентно указанию имени подсети со списком фактических аргументов или без, в зависимости от контекста. Признаком конца раздела описания состава подсети служит имя подсети за списком фактических аргументов которого не следует запятая.

Раздел описания сигналов и параметров следует за разделом описания состава и состоит из указания числа входных и выходных сигналов и числа параметров блока. В константных выражениях, указывающих число входных и выходных сигналов и параметров можно использовать дополнительно функцию NumberOf с двумя параметрами. Первым параметром является одно из ключевых слов InSignals, OutSignals, Parameters, а вторым – имя подсети со списком фактических аргументов. Функция NumberOf возвращает число входных или выходных сигналов или параметров (в зависимости от первого аргумента) в подсети, указанной во втором аргументе. Использование этой функции необходимо в случае использования блоком аргументов-подсетей. Концом раздела описания сигналов и параметров служит одно из ключевых слов ParamDef, Static или Connections.

Раздел определения типов параметров является необязательным разделом в описании блока и начинается с ключевого слова ParamDef. В каждой строке этого раздела можно задать минимальную и максимальную границы изменения одного типа параметров. Если в описании сети встречаются параметры неопределенного типа, то этот тип считается совпадающим с типом DefaultType. Описание типа не обязано предшествовать описанию параметров этого типа. Так, например, определение типа параметров может находиться в описании главной сети. Концом этого раздела служит одно из ключевых слов Connections.

Раздел описания связей следует за разделом описания сигналов и параметров и начинается с ключевого слова Connections. В разделе «Описание распределения сигналов» детально описано распределение связей.

Раздел конца описания блока состоит из ключевого слова End, за которым следует имя блока.

Пример описания блоков

При описании блоков используются элементы, описанные в библиотеке Elements, приведенной в разделе «Пример описания элементов».

NetBibl SubNets Used Elements;

{Библиотека подсетей, использующая библиотеку Elements}

{Сигмоидный нейрон с произвольным сумматором на N входов}

Cascad NSigm(aSum : Block; N : Long; Char : Real)

{В состав каскада входит произвольный сумматор на N входов и сигмоидный нейрон с необучаемой характеристикой}

      Contents aSum(N), S_NotTrain(Char)

      InSignals NumberOf(InSignals, aSum(N))                   {Число входных сигналов определяет сумматор}

      OutSignals 1                                                                       {Один выходной сигнал}

      Parameters NumberOf(Parameters, aSum(N))            {Число параметров определяет сумматор}

      Connections

                         {Входные сигналы каскада – входные сигналы сумматора}

             InSignals[1.. NumberOf(InSignals, aSum(N))] <=> aSum.InSignals[1.. NumberOf(InSignals, aSum(N))]

                         {Выход сумматроа – вход нелинейного преобразователя}

             aSum.OutSignals <=> S_NotTrain.InSignals

                         {Выход преобразователя – выход каскада}

             OutSignals <=> S_NotTrain.OutSignals

             Parameters[1.. NumberOf(Parameters, aSum(N))] <=>

                   aSum.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, aSum(N))]

End                   {Конец описания сигмоидного нейрона с произвольным сумматором}

                         {Слой сигмоидных нейронов с произвольными сумматорами на N входов}

Layer Lay1(aSum : Block; N,M : Long; Char : Real)

      Contents Sigm: NSigm(aSum,N,Char)[M]    {В состав слоя входит M нейронов}

      InSignals M * NumberOf(InSignals, Sigm)

{Число входных сигналов определяется как взятое M раз число входных сигналов нейронов. Вместо имени нейрона используем псевдоним}

      OutSignals M                                                                     {Один выходной сигнал на нейрон}

      Parameters M * NumberOf(Parameters, Sigm)

{Число параметров определяется как взятое M раз число параметров нейронов}

      Connections

{Ïåðâûå NumberOf(InSignals, NSigm(aSum,N,Char)) сигналов первому нейрону, и т.д.}

             InSignals[1..M * NumberOf(InSignals, Sigm)] <=> Sigm[1..M].InSignals[1.. NumberOf(InSignals, Sigm)]

                         {Выходные сигналы нейронов - выходные сигналы сети}

             OutSignals[1..M] <=> Sigm[1..M].OutSignals

                         {Параметры слоя – параметры нейронов}

             Parameters[1..M * NumberOf(Parameters, Sigm)] <=>

                   Sigm[1..M].Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Sigm)]

End                   {Конец описания слоя сигмоидных нейронов с произвольным сумматором}

                         {Слой точек ветвления}

Layer BLay( N,M : Long)

      Contents Branch(N)[M]        {В состав слоя входит M точек ветвления}

      InSignals M                                  {По одному входному сигналу на точку ветвления}

      OutSignals M * N                        {N выходных сигналов у каждой точки ветвления}

      Connections

             InSignals[1..M] <=> Branch[1..M].InSignals   {По одному входу на точку ветвления}

{Выходные сигналы в порядке первый с каждой точки ветвления, затем второй и т.д. }

             OutSignals[1..N * M] <=> Branch[+:1..M].OutSignals[1..N]

End                                                         {Конец описания слоя Точек ветвления}

{Полный слой сигмоидных нейронов с произвольными сумматорами на N входов}

Cascad FullLay(aSum : Block; N,M : Long; Char : Real)

      Contents Br: BLay1(M,N), Ne: Lay1(aSum,N,M,Char) {Слой точек ветвления и слой нейронов}

      InSignals N                                   {Число входных сигналов – число точек ветвления}

      OutSignals M                               {Один выходной сигнал на нейрон}

      Parameters NumberOf(Parameters, Ne)

{Число параметров определяется как взятое M раз число параметров нейронов}

      Connections

{Входные сигналы – слою точек ветвления}

             InSignals[1..N]<=> Br.InSignals[1..N]

{Выходные сигналы нейронов - выходные сигналы сети}

             OutSignals[1..M] <=> Ne.OutSignals[1..M]

{Параметры слоя – параметры нейронов}

             Parameters[1..NumberOf(Parameters, Ne)] <=> Ne.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Ne)]

{Выход слоя точек ветвления – вход слоя нейронов}

             Br.OutSignals[1..N * M] <=> Ne.InSignals[1..N * M]

End      {Конец описания слоя сигмоидных нейронов с произвольным сумматором}

{Сеть с сигмоидными нейронами и произвольными сумматорами, содержащая

                   Input – число нейронов на входном слое;

                   Output – число нейронов на выходном слое (число выходных сигналов);

                   Hidden – число нейронов на H>0 скрытых слоях;

                   N – число входных сигналов

все входные сигналы подаются на все нейроны входного слоя}

Cascad  Net1(aSum : Block; Char : Real; Input, Output, Hidden, H, N : Long)

{Под тремя разными псевдонимами используется одна и та же подсеть с разными параметрами}

      Contents

             In: FullLay(aSum,N,Input,Char),

             Hid1: FullLay(aSum,Input,Hidden,Char)

             Hid2: FullLay(aSum,Hidden,Hidden,Char)[H-1]                         {Пусто при H=1}

             Out: FullLay(aSum,Hidden,Output,Char)

      InSignals N                                                             {Число входных сигналов – N}

      OutSignals Output                                                {Один выходной сигнал на нейрон}

{Число параметров определяется как сумма чисел параметров всех подсетей}

      Parameters NumberOf(Parameters, In)+ NumberOf(Parameters, Hid1)+

             (H-1) * NumberOf(Parameters, Hid2)+ NumberOf(Parameters, Out)

      Connections

{Входные сигналы – входному слою}

             InSignals[1..N]<=> In.InSignals[1..N]

{Выходные сигналы нейронов - с выходного слоя сети}

             OutSignals[1..Output] <=> Out.OutSignals[1.. Output]

{Ïàðàìåòðû ñeòè ïîñëåäîâàòåëüíî âñåì ïîäñåòÿì}

             Parameters[1..NumberOf(Parameters,In)] <=> In.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, In)]

             Parameters[NumberOf(Parameters,In)+1..NumberOf(Parameters,In)+

                   NumberOf(Parameters, Hid1)] <=> Hid1.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Hid1)]

             Parameters[NumberOf(Parameters,In)+ NumberOf(Parameters, Hid1)]+1

                   ..NumberOf(Parameters,In)+NumberOf(Parameters, Hid1)+

                   (H-1) * NumberOf(Parameters, Hid2)] <=> Hid2[1..H-1].Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Hid2)]

             Parameters[NumberOf(Parameters,In)+ NumberOf(Parameters, Hid1)]+

                         (H-1) * NumberOf(Parameters, Hid2)+1..NumberOf(Parameters,In)+

                         NumberOf(Parameters,Hid1)+(H-1)*NumberOf(Parameters,Hid2)+

                         NumberOf(Parameters, Out)] <=> Out.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Out)]

{Передача сигналов от слоя к слою}

{От входного к первому скрытому слою}

             In.OutSignals[1..Input] <=> Hid1.InSignals[1..Input]

{От первого скрытого слоя}

             Hid1.OutSignals[1..Hidden] <=> Hid2[1].InSignals[1..Hidden]

{Между скрытыми слоями. При H=1 эта запись пуста}

             Hid2[1..H-2].OutSignals[1.. Hidden] <=> Hid2[2..H-1].InSignals[1.. Hidden]

{От скрытых – к выходному}

             Hid2[H-1].OutSignals[1.. Hidden] <=> Out.InSignals[1.. Hidden]    

End

{Полносвязная сеть с M сигмоидными нейронами на К тактов функционирования с невыделенным входным слоем на M сигналов}

Loop Circle(aSum : Block; Char : Real; M, K : Long) K

      Contents

             Net: FullLay(aSum,M,M,Char)

      InSignals M                                                            {Число входных сигналов – N}

      OutSignals M                                                        {Один выходной сигнал на нейрон}

      Parameters NumberOf(Parameters, Net) {Число параметров определяется слоем FullLay}

      Connections

             InSignals[1..M]<=> Net.InSignals[1..M]    {Входные сигналы цикла – входы слоя}

             OutSignals[1..M] <=> Net.OutSignals[1.. M] {Выходы слоя – выходы цикла}

                                            {Параметры определяет слой}

             Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net)] <=>

                                      Net.Parameters[1.. NumberOf(Parameters,Net)]

             Net.OutSignals[1..M] <=> Net.InSignals[1..M]           {Замыкаем выход на вход}

End      {Конец описания слоя сигмоидных нейронов с произвольным сумматором}

{Полносвязная сеть с М сигмоидными нейронами на К тактов функционирования с выделенным входным слоем на N сигналов. Все входные сигналы подаются на вход каждого нейрона входного слоя. Все параметры ограничены по абсолютному значению единицей}

Cascad  Net2: (aSum : Block; Char : Real; M, K, N : Long)

      Contents

             In: FullLay(aSum,N,M,Char),                                      {Входной слой}

             Net: Circle(aSum,Char,M,K)                                 {Полносвязная сеть}

      InSignals N                                                                         {Число входных сигналов – N}

      OutSignals M                                                                     {Один выходной сигнал на нейрон}

{Число параметров определяется как сумма чисел параметров всех подсетей}

      Parameters NumberOf(Parameters, In)+ NumberOf(Parameters, Net)

      ParamDef DefaultType -1 1

      Connections

             InSignals[1..N]<=> In.InSignals[1..N]  {Входные сигналы – входному слою}

{Выходные сигналы нейронов - с выходного слоя сети}

             OutSignals[1..M] <=> Net.OutSignals[1.. M]

{Параметры сети последовательно всем подсетям}

             Parameters[1..NumberOf(Parameters, In)] <=> In.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, In)]

             Parameters[NumberOf(Parameters,In)+1..NumberOf(Parameters,In)+NumberOf(Parameters, Net)]

                   <=> Net.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Net)]

{Передача сигналов от слоя к слою}

             In.OutSignals[1..M] <=> Net.InSignals[1..M]              {От входного к циклу}

             Net.OutSignals[1..M] <=> Net.InSignals[1..M]                  {От первого скрытого слоя}

End

{Нейрон сети Хопфилда из N нейронов}

Cascad Hopf(N : Long)

      Contents Sum(N),Sign_Easy                                      {Сумматор и пороговый элемент}

      InSignals N                                                                   {Число входных сигналов – N}

      OutSignals 1                                                                 {Число выходных сигналов – 1}

      Parameters NumberOf(Parameters,Sum(N)) {Число параметров – N}

      Connections

             InSignals[1..N]<=> Sum.InSignals[1..N]     {Входы нейрона – входы сумматора}

{Выходной сигнал нейрона – выходной сигнал порогового элемета}

             OutSignals <=> Sign_Easy.OutSignals

{Параметры нейрона – парамеры сумматора}

             Parameters[1..NumberOf(Parameters, Sum(N))] <=>

                   Sum.Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Sum(N))]

{Выход сумматора на вход порогового элемента}

             Sum.OutSignals <=> Sign_Easy.InSignals

End

{Слой нейронов Хопфилда}

Layer HLay(N : Long)

      Contents Hop: Hopf(N)[N]                             {В состав слоя входит N нейронов}

      InSignals N * N                                               {N нейронов по N входных сигналов}

      OutSignals N                                                   {Один выходной сигнал на нейрон}

      Parameters N * NumberOf(Parameters, Hop)

      Connections

{NumberOf(InSignals, Hop) сигналов первому нейрону, и т.д.}

             InSignals[1..Sqr(N)] <=> Hop[1..N].InSignals[1..N]

{Выходные сигналы нейронов - выходные сигналы сети}

             OutSignals[1..N] <=> Hop[1..N].OutSignals

{Параметы слоя – параметры нейронов}

             Parameters[1..N * NumberOf(Parameters, Hop)] <=>

                   Hop[1..N].Parameters[1.. NumberOf(Parameters, Hop)]

End

{Сеть Хопфилда из N нейронов}

Until Hopfield(N : Long) InSignals=OutSignals

      Contents BLay(N,N),HLay(N)                 {Слой точек ветвления и слой нейронов}

      InSignals N                                                {Число входных сигналов – N}

      OutSignals N                                             {Число выходных сигналов – N}

      Parameters N * NumberOf(Parameters,HLay(N))      {Число параметров – N*N}

      Connections

{Входные сигналы – точкам ветвления}

             InSignals[1..N]<=> BLay.InSignals[1..N]

{Выходные сигналы нейронов – выходные сигналы сети}

             OutSignals[1..N] <=> HLay.OutSignals[1..N]

            Parameters[1..N*NumberOf(Parameters, HLay(N))] <=>

                   HLay.Parameters[1..N*NumberOf(Parameters, HLay(N))]

                         {Выход точек ветвления на вход нейронов}

             BLay.OutSignals[1..Sqr(N)] <=> HLay.InSignals[1..Sqr(N)]

{Замыкаем конец на начало}

             HLay.OutSignals[1..N] <=> BLay.InSignals[1..N]

End

End NetLib

NetWork Hop Used SubNets;                {Сеть Хопфилда на пять нейронов}

MainNet Hopfield(5)

Parameters 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0;

ParamMask -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1, -1;

End NetWork

Сокращение описания сети

Предложенный в предыдущих разделах язык описания многословен. В большинстве случаев за счет хорошей структуризации сети можно опустить все разделы описания блока кроме раздела состава. В данном разделе описывается генерация по умолчанию разделов описания сигналов и параметров, и описания связей. Использование механизмов умолчания позволяет сильно сократить текст описания сети.

Раздел описания сигналов и параметров

Для всех видов блоков число параметров определяется как сумма чисел параметров всех подсетей, перечисленных в разделе описания состава. Это может приводить к лишним записям, но не повлияет на работу сети. Примером лишней записи может служить генерируемая запись:

Parameters M * NumberOf(Parameters,Branch(N))

в описании слоя точек ветвления, поскольку точки ветвления не имеют параметров.

Число входных сигналов блока определяется по следующим правилам:

• для слоя число входных сигналов равно сумме числа входных сигналов всех подсетей, перечисленных в разделе описания состава;

• для каскадов всех видов число входных сигналов блока равно числу входных сигналов подсети, стоящей первой в списке подсетей в разделе описания состава

Число выходных сигналов блока определяется по следующим правилам:

• для слоя число выходных сигналов равно сумме числа выходных сигналов всех подсетей, перечисленных в разделе описания состава;

• для каскадов всех видов число выходных сигналов блока равно числу выходных сигналов подсети, стоящей последней в списке подсетей в разделе описания состава;

Описания всех сетей, приведенные в предыдущем разделе полностью соответствуют правилам генерации. В качестве более общего примера приведем раздел описания сигналов и параметров двух условных блоков.

Layer  A

   Contents Net1, Net2[K], Net3

   InSignals NumberOf(InSignals,Net1)+K*NumberOf(InSignals,Net2)

          +NumberOf(InSignals,Net3)

   OutSignals NumberOf(OutSignals,Net1)+K*NumberOf(OutSignals,Net2)

          +NumberOf(OutSignals,Net3)

   Parameters NumberOf(Parameters,Net1)+

          K*NumberOf(Parameters,Net2)+NumberOf(Parameters,Net3)

Cascad  B

   Contents Net1, Net2[K], Net3

   InSignals NumberOf(InSignals,Net1)

   OutSignals NumberOf(OutSignals,Net3)

   Parameters NumberOf(Parameters,Net1)+

          K*NumberOf(Parameters,Net2)+NumberOf(Parameters,Net3)

Раздел описания связей

Раздел описания связей может быть разбит на пять подразделов.

1. Установление связи входных сигналов блока с входными сигналами подсетей.

2. Установление связи выходных сигналов блока с выходными сигналами подсетей.

3. Установление связи параметров блока с параметрами подсетей.

4. Установление связи между выходными сигналами одних подсетей и входными сигналами других подсетей.

5. Замыкание выхода блока на вход блока.

Для слоя раздел описания связей строится по следующим правилам.

1. Все подсети получают входные сигналы в порядке перечисления подсетей в разделе описания состава – первая часть массива входных сигналов слоя отдается первой подсети, следующая – второй и т.д. Если какая-либо подсеть в разделе описания состава указана с некоторым не равным единице числом экземпляров, то считается, что экземпляры этой подсети перечислены в списке в порядке возрастания номера.

2. Выходные сигналы подсетей образуют массив выходных сигналов слоя также в порядке перечисления подсетей в разделе описания состава – первая часть массива выходных сигналов слоя состоит из выходных сигналов первой подсети, следующая – второй и т.д. Если какая-либо подсеть в разделе описания состава указана с некоторым не равным единице числом экземпляров, то считается, что экземпляры этой подсети перечислены в списке в порядке возрастания номера.

3. Подразделы установления связи между выходными сигналами одних подсетей и входными сигналами других подсетей и замыкания выхода блока на вход для слоя отсутствуют.

Для каскадов раздел описания связей строится по следующим правилам:

1. Входные сигналы блока связываются с входными сигналами первой подсети в списке подсетей в разделе описания состава. Если для первой подсети указано не единичное число экземпляров, то все входные сигналы связываются с входными сигналами первого экземпляра подсети.

2. Выходные сигналы блока связываются с выходными сигналами последней подсети в списке подсетей в разделе описания состава. Если для последней подсети указано не единичное число экземпляров, то все выходные сигналы связываются с выходными сигналами последнего (с максимальным номером) экземпляра подсети.

3. Массив параметров блока образуется из массивов параметров подсетей в порядке перечисления подсетей в разделе описания состава – первая часть массива параметров блока состоит из параметров первой подсети, следующая – второй и т.д. Если какая-либо подсеть в разделе описания состава указана с некоторым не равным единице числом экземпляров, то считается, что экземпляры этой подсети перечислены в списке в порядке возрастания номера.

4. Выходные сигналы каждой подсети, кроме последней связываются с входными сигналами следующей подсети в списке подсетей в разделе описания состава. Если какая-либо подсеть в разделе описания состава указана с некоторым не равным единице числом экземпляров, то считается, что экземпляры этой подсети перечислены в списке в порядке возрастания номера.

5. Для блоков типа Cascad замыкание выхода блока на вход блока отсутствует. Для блоков типов Loop и Until замыкание выхода блока на вход блока достигается путем установления связей между выходными сигналами последней подсети в списке подсетей в разделе описания состава с входными сигналами первой подсети в списке подсетей в разделе описания состава. Если какая-либо подсеть в разделе описания состава указана с некоторым не равным единице числом экземпляров, то считается, что экземпляры этой подсети перечислены в списке в порядке возрастания номера.

Описания всех сетей, приведенные в предыдущем разделе полностью соответствуют правилам генерации. В качестве более общего примера приведем раздел описания сигналов и параметров трех условных блоков.

Layer  A

   Contents Net1, Net2[K], Net3

   InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)+K*NumberOf(InSignals,Net2)+NumberOf(InSignals,Net3)]

          <=>Net1. InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)],

          Net2[1..K].InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net2)],Net3.InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net3)]

   OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net1)+

          K*NumberOf(OutSignals,Net2)+NumberOf(OutSignals,Net3)] <=>

          Net1. OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net1)],

          Net2[1..K].OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net2)],

          Net3.OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net3)]

   Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)+

          K*NumberOf(Parameters,Net2)+NumberOf(Parameters,Net3)] <=>

          Net1. Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)],

          Net2[1..K].Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net2)],

          Net3.Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net3)]

Cascad B

   Contents Net1, Net2[K], Net3

   InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)] <=> Net1. InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)]

   OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net3)] <=> Net3.OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net3)]

   Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)+

          K*NumberOf(Parameters,Net2)+NumberOf(Parameters,Net3)] <=>

          Net1. Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)],

          Net2[1..K].Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net2)],

          Net[3].Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net3)]

   Net1. OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net1)],

          Net2[1..K].OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net2)] <=>

          Net2[1..K].InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net2)],Net3.InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net3)]

Loop  C N

   Contents Net1, Net2[K], Net3

   InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)] <=> Net1. InSignals[1..NumberOf(InSignals,Net1)]

   OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net3)] <=> Net3.OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net3)]

   Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)+

          K*NumberOf(Parameters,Net2)+NumberOf(Parameters,Net3)] <=>

          Net1. Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net1)],

          Net2[1..K].Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net2)],

          Net[3].Parameters[1..NumberOf(Parameters,Net3)]

   Net1. OutSignals[1..NumberOf(OutSignals,Net1)],