ВВЕДЕНИЕ 4
1. АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 6
1.1. Обучение основам работы нейронных сетей 6
1.2. Обзор аналогов 7
1.3. Общие сведения о нейронных сетях 10
2. ПРОЕКТИРОВАНИЕ 14
2.1. Общие сведения 14
2.2. Определение требований к приложению 14
2.3. Варианты использования игрового приложения для обучения основам
работы нейронных сетей 15
2.4. Компоненты системы 16
2.5. Описание программы распознавания чисел 17
2.6. Описание игровой программы, демонстрирующей работу НС 19
3. РЕАЛИЗАЦИЯ 22
3.1. Разработка кода нейронной сети 22
3.2. Реализация игрового демонстрационного приложения 22
3.2.1. Описание программы 22
3.2.2. Разработка кода программы 22
3.3. Компоновка программ в одно обучающее приложение 23
4. ТЕСТИРОВАНИЕ 26
4.1. Функциональное тестирование 26
4.2. Интеграционное тестирование 27
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 29
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 30
ПРИЛОЖЕНИЕ
Современный мир - это мир компьютерных технологий. Сейчас уже сложно представить жизнь без них. Развитие компьютерных технологий привело к тому, что во многом компьютеры стали заменять людей.
В двадцать первом веке люди настолько развили науку и технологии, что современная техника может выполнять такие задачи, решение которых заняло бы у человека годы и потребовало больших затрат как денежных средств, так и трудовых ресурсов.
Однако существует ряд задач, легких с точки зрения человека, но сложных для компьютера. К таким задачам относят классификацию изображений, например, распознавание рукописных символов.
Чтобы научить компьютер решать подобные задачи используется машинное обучение - класс методов искусственного интеллекта, характерной чертой которых является не прямое решение задачи, а обучение в процессе применения решений множества сходных задач. Однако, разработка искусственного интеллекта достаточно сложна в освоении.
Актуальность темы исследования
На сегодняшний момент существует некоторое количество курсов и платформ, обучающих работе с нейронными сетями, на основе которых и создается искусственный интеллект, но практически у всех из них очень высокий порог вхождения: требуются знания высшей математики, библиотек машинного обучения. Кроме того, основная масса ресурсов - это статьи и книги, и практически все они на английском языке, что является сложным препятствием для многих желающих изучить нейронные сети. Обучающих интерактивных приложений, которые могли бы на практике познакомить с работой нейронных сетей, фактически нет.
Исходя из вышесказанного, на сегодняшний день разработка игрового приложения, обучающего основам работы нейронных сетей, является актуальной задачей.
Цель и задачи проекта
В ходе проекта необходимо разработать игровое приложение для обучения основам работы нейронных сетей. Для выполнения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
1) произвести подбор литературы, необходимой для разработки программы;
2) выполнить анализ существующих решений;
3) определить ключевые требования программы;
4) спроектировать, реализовать и протестировать программу.
Структура и объем работы
Работа состоит из введения, 4 разделов, заключения, списка использованной литературы, приложения.
Работа составляет 37 страниц, в списке литературы указано 20 источников, объем приложения - 5 страниц.
В первой главе производится обзор научных работ по тематике исследования и анализ предметной области, приведен обзор существующих аналогов.
Во второй главе раскрывается проектирование приложения, его компонентов, приведены поясняющие диаграммы.
Третья глава описывает разработку программ-компонентов приложения, объединение их в единую систему.
В четвертой главе приведены таблицы с результатами функционального и интеграционного тестирования компонентов.
В заключении выведены основные результаты проделанной работы.
В приложении располагаются листинги некоторых участков кода приложения.
В ходе выполнения дипломной работы было разработано две программы, одна из которых предназначена для изучения программной составляющей нейронных сетей (приложение, распознающее рукописные числа). Другая (приложение, распознающее съедобные и несъедобные изображения) - для знакомства пользователя в игровом формате с обучением НС и ее работой в режиме реального времени. Обе программы являются частью одного игрового приложения для обучения основам работы нейронных сетей.
Для выполнения поставленной цели были решены следующие задачи:
1) произведен подбор литературы, необходимой для разработки программы;
2) выполнен анализ существующих решений;
3) определены ключевые требования программы;
4) программа была спроектирована, реализована и протестирована.
