謝清秀

四川省委黨校（四川行政學(xué)院）

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接增強(qiáng)優(yōu)化中的均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

謝清秀

四川省委黨校（四川行政學(xué)院）

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)地飛速發(fā)展和計(jì)算機(jī)信息技術(shù)不斷革新，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也得到了迅猛地發(fā)展。并且現(xiàn)在已經(jīng)逐漸的伸入到了大家的日常生活中來，尤其是在人們?nèi)粘Ｉ詈凸ぷ髦?，方方面面都與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)緊密聯(lián)系，不可分割。本文針對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化方面的增強(qiáng)措施，研究出了一種比較有效、科學(xué)地方法均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，并充分結(jié)合計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來展開討論和深入地分析。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法 網(wǎng)絡(luò)連接 均場 優(yōu)化增強(qiáng)

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)展的日新月異，人們都享受到了網(wǎng)絡(luò)所帶來的方便與快捷。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是一門發(fā)展迅速且科技含量高的注重實(shí)際應(yīng)用的技術(shù)，其本身就是結(jié)合計(jì)算機(jī)來為人們提供服務(wù)，且要能夠滿足廣大群眾要求的。因此為了解決網(wǎng)絡(luò)連接在用戶呈直線增長的情況下，滿足用戶的要求，就需要網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及通信技術(shù)上不斷地優(yōu)化和創(chuàng)新發(fā)展。目前，國內(nèi)計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接問題頻繁發(fā)生，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接環(huán)節(jié)相對薄弱，在某種程度上來說無法提供給用戶一個比較可靠地網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。因此，要徹底改變現(xiàn)狀或者避免此種情況的發(fā)展，就需要對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接和通信進(jìn)一步增強(qiáng)和優(yōu)化處理。必要時還需研制出合適的方法來擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)和優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的通信效率，從而使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的容量得到增加。但是在網(wǎng)絡(luò)提供給大家眾多好處與生活便利的同時，仍然會存在許多安全因素會影響到群眾，比如在經(jīng)濟(jì)狀況方面，目前無法排除網(wǎng)絡(luò)一旦出現(xiàn)問題可能會使經(jīng)濟(jì)受到損失等情況。因此提前做好預(yù)防計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)問題是至關(guān)重要的，當(dāng)網(wǎng)絡(luò)運(yùn)行時，必須要有提前預(yù)防的意識和措施，才能確保萬無一失。

1 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接的增強(qiáng)優(yōu)化

1.1 增強(qiáng)優(yōu)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接

計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是我們信息交流互動的基礎(chǔ)和根本，對于人們的生活和工作越來越重要，如果計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)了問題，或者網(wǎng)絡(luò)連接不暢或者出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)堵塞等情況，都將會嚴(yán)重影響到廣大群眾的信息傳遞和企事業(yè)單位的正常工作。再者如果出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備在通信過程中出現(xiàn)無法通信的時候，此時信息在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中也是無法傳遞的。為了解決這種情況就需要對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接進(jìn)行優(yōu)化增強(qiáng)處理，這種方法通常叫做計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)涞臄U(kuò)展。而怎樣來對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行擴(kuò)展，以達(dá)到優(yōu)化和增強(qiáng)網(wǎng)絡(luò)連接的目的，就需從網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)淙胧?，比如在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的選擇上，選取適當(dāng)合理地節(jié)點(diǎn)，然后將這些節(jié)點(diǎn)加入到正在運(yùn)行的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)上來，同時需要確保不影響其他節(jié)點(diǎn)的工作，這樣就可以達(dá)到提高網(wǎng)絡(luò)的連接效率和網(wǎng)絡(luò)帶寬容量的目的，而且還加強(qiáng)了信息的交互性，從而擴(kuò)展了計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。

1.2 計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)

隨著通信網(wǎng)絡(luò)設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)地進(jìn)步，計(jì)算機(jī)的網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)也變得異常地復(fù)雜。在計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中，將計(jì)算機(jī)和通信設(shè)備等抽象為節(jié)點(diǎn)，而將網(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)慕橘|(zhì)稱為線，這就是拓?fù)鋵W(xué)的觀點(diǎn)和定義。網(wǎng)絡(luò)拓?fù)渚褪峭ㄟ^將通信線路和網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)之間地幾何關(guān)系表示成網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，反映網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)品實(shí)體的結(jié)構(gòu)關(guān)系。通過對節(jié)點(diǎn)與通信鏈路的聯(lián)系建立模型，再用這個模型來體現(xiàn)出網(wǎng)絡(luò)中實(shí)體間的關(guān)聯(lián)關(guān)系。當(dāng)前對網(wǎng)絡(luò)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)地研究來看，在所有網(wǎng)絡(luò)中，計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)是最復(fù)雜的一個。如果以通信網(wǎng)絡(luò)地增強(qiáng)優(yōu)化來考慮，網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化的主要點(diǎn)就是使節(jié)點(diǎn)間的平均距離達(dá)到最小，且網(wǎng)絡(luò)邊數(shù)也要盡可能地少。但隨著計(jì)算機(jī)地發(fā)展，盡管不能使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)湓O(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)整體性的增強(qiáng)優(yōu)化，但是其仍然體現(xiàn)出了某些可見的規(guī)律，那就是網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展具有優(yōu)先連接以及優(yōu)先生長地特征。生長是指計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)能實(shí)現(xiàn)動態(tài)性的增長，因此網(wǎng)絡(luò)地拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)就是能夠?qū)崿F(xiàn)動態(tài)地改變；優(yōu)先連接是指新的網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)加入到整個網(wǎng)絡(luò)中時，根據(jù)節(jié)點(diǎn)所連接數(shù)的大小來選擇從哪接入，一般情況下是選擇連接數(shù)最大的節(jié)點(diǎn)出處接入到網(wǎng)絡(luò)中。

2 基于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接優(yōu)化下地均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

本文中對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接進(jìn)行優(yōu)化增強(qiáng)的均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，其根本就是利用模擬退火算法，在此基礎(chǔ)上再結(jié)合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法來增強(qiáng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)的連接，這樣便能夠使計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)的連接達(dá)到穩(wěn)定、可靠、快捷地目的。

2.1 神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法

思維學(xué)中通常認(rèn)為人類的大腦思維是由邏輯思維、直觀思維以及頓悟思維這三種構(gòu)成地。其中靈感屬創(chuàng)造性，直觀思維則是形象化主觀的思想，最后邏輯思維是指抽象化思想。依據(jù)上述原則，神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)就是對大腦思維的一種虛擬化模型。人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以對信息開展分布式處理和存儲，而基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)而建立的模型，即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)就是根據(jù)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的規(guī)則額原理，來對計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)中的信號或者說信息流進(jìn)行運(yùn)算和處理的，這樣就建立成了現(xiàn)在有的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)。

現(xiàn)今，人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在各個行業(yè)受到了大量地關(guān)注和研發(fā)，隨之而建立起來了一門新鮮的研究領(lǐng)域，即人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。人們寄希望在這個領(lǐng)域能有重大的發(fā)現(xiàn)和研究成果，以此來改進(jìn)和提高生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)收益。

2.2 均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法模型地構(gòu)建

通過建立科學(xué)合理地場均神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型，有利于進(jìn)行計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接增強(qiáng)優(yōu)化中地均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法研究工作，進(jìn)而評判網(wǎng)絡(luò)效果。需要注意地是，利用函數(shù)法構(gòu)建模型時,應(yīng)當(dāng)加強(qiáng)目標(biāo)函數(shù)地構(gòu)建問題工作。

基于增強(qiáng)優(yōu)化網(wǎng)絡(luò)連接地均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，要想對此神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法深入分析，且能達(dá)到所期望的那種結(jié)果，第一步就需構(gòu)造出一個優(yōu)良的均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型出來。網(wǎng)絡(luò)算法模型的構(gòu)造需要注意多方面的因素，尤其是在目標(biāo)函數(shù)的構(gòu)造和選取過程中要選取恰當(dāng)、科學(xué)、有效。

具體構(gòu)建方式為：可以用Fi進(jìn)行表示，Hopfield計(jì)算網(wǎng)絡(luò)中地神經(jīng)元狀態(tài)，如果Fi=1，那么表示網(wǎng)絡(luò)選中了連接i，能夠正常連接；反之，如果Fi=0，那么表示網(wǎng)絡(luò)沒有選中連接i，不能正常連接。那么就應(yīng)選取罰函數(shù)法的結(jié)構(gòu)來構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)模型，來確使Z=max(ΣPi*Xi)和ΣMi*Xi≤A表達(dá)式成立。然后選擇合適條件來約束目標(biāo)函數(shù)，主要有I=-γ/2*[∑ρiFi]2+ψ/2*[a-∑mifi]2，其中a=(γripi-ψmimi)d，Ii=βami，γ和ψ表示Lagrange參數(shù)，構(gòu)造Lyapunov能量函數(shù)為：E=-1/2*∑∑AiFiFi-∑IiFi，Hopfield神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)為：Fi=1/2*[1+tanh(Bi/T)]，Bi=∑AiFi+I。

采取均場退火技術(shù)，然后由隨機(jī)變量均值地函數(shù)來替代隨機(jī)變量函數(shù)地均值，可以得出：〈Fi〉=1/2*[1+tanh{}]，〈Bi〉=〈∑AiFi+Ii〉=∑AiFi+Ii。如果隨機(jī)變量均值〈Fi〉由均場變量Ri替換，可以得出均場網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)：Ri=1/2[1+tanh(∑AiRi+Ii/T)]，均場網(wǎng)絡(luò)地能量函數(shù)為：E(v)=-1/2∑∑AiRiRi-∑IiRi。

具體算法分析：

首先根據(jù)問題設(shè)定參數(shù)。比如：熱平衡準(zhǔn)則，起始溫度T，Lagrange參數(shù)β，α以及停止準(zhǔn)則等參數(shù)的設(shè)置問題。其次是初始化問題，如i(δδ)……=-=NirandV.4,3,2,1,1,，而rand(1,δδ-)由隨機(jī)生成。最后，循環(huán)操作達(dá)到停止條件時為止。

2.3 均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法分析

在上述算法構(gòu)建和運(yùn)算實(shí)驗(yàn)中可以看出，不管采取哪種算法來模擬網(wǎng)絡(luò)連接，最后都需要再來評價其性能的優(yōu)劣。本文就選取了模擬退火算法、均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法以及遺傳算法，最后根據(jù)運(yùn)算結(jié)果的進(jìn)行分析，得出在這三種算法中，能使網(wǎng)絡(luò)連接取得比較良好效果的算法就是均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法，因?yàn)椴粌H運(yùn)算速度快而且結(jié)果更加接近真實(shí)情況，因此對增強(qiáng)優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接以及擴(kuò)展網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)地拓?fù)淝闆r來看，應(yīng)該優(yōu)先選擇均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法。

3 結(jié)束語

總之，根據(jù)目前的研究情況來看，在增強(qiáng)優(yōu)化的計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接效率和提高網(wǎng)絡(luò)通信容量的方法還是比較多的，可是這些方法措施或多或少都有這樣那樣的問題，在不就是不具有實(shí)用性和經(jīng)濟(jì)性，而本文所提出來的增強(qiáng)優(yōu)化計(jì)算機(jī)網(wǎng)路連接下地均場神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法就能很好地滿足上述要求且經(jīng)濟(jì)性較好。

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[2]韓征.神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)級連識別手寫體數(shù)字的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京郵電大學(xué),2010

[3]陳竺.計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)連接增強(qiáng)優(yōu)化中的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法[J].電子技術(shù)與軟件工程,2015(19):16-19

謝清秀，女，1979-，工程師，主要從事圖書館數(shù)字信息相關(guān)工作。