前言 PREFACE 人工神经网络是一种类似于人类神经系统的信息处理技术，可以视为一种功能强大、应用广泛的机器学习算法。它是人工智能学科的重要组成部分，在很多领域有着不可替代的作用，广泛应用于实现分类、聚类、拟合、预测、压缩等方面。随着科技的不断发展，在传统神经网络基础上发展起来的以深度神经网络为主要代表的深度学习方法在近几年有了非同寻常的表现。 神经网络的发展经历了兴起—低潮—复兴的过程，特别是20世纪80年代后，人工神经网络的发展十分迅速，其中应用最广的是BP神经网络，此外还有径向基网络、自组织网络、反馈网络等其他神经网络形式，分别适用于不同的场合，在解决各行各业的难题中显示出巨大的潜力，取得了丰硕的成果。 神经网络是一种网络模型，它的具体使用必须依赖某种实现方式。部分反馈神经网络可以使用电子电路来实现，但更通用的实现方法是利用计算机编程语言。由MathWorks公司研发的MATLAB商业数学软件在科研和工程实践中获得了广泛的应用，MATLAB编程形式自由、简洁、便捷，可以方便地实现神经网络算法，且MATLAB自带了神经网络工具箱，用户可以直接调用工具箱中的函数，将自己从烦琐的编程中解脱出来，集中精力去思考问题和解决问题。 为了使初学者更加深入地了解神经网络与深度学习的基本原理以及实现方法，本书在MATLAB R2023b平台上进行神经网络分析与应用。书中阐述了各种神经网络模型的基本结构、算法原理以及实现方法，提供了各神经网络在MATLAB软件中的基本实现函数、格式及实例。本书所有实例均在MATLAB R2023b版本上调试运行通过，希望能为广大读者提供帮助。 【本 书 特 色】 本书根据目前市场应用的需要编写，具有以下特色。 1. 软件版本较新，函数较新 MATLAB每年更新两次，神经网络工具箱也随之更新换代，许多旧的函数已经被新的函数替换。已经出版的图书和网上的很多资料都是旧版本的工具箱，本书基于MATLAB R2023b平台编写，介绍了该版本下的神经网络工具箱的使用方法。 2. 内容全面，重点突出，应用广泛 本书内容由浅入深，循序渐进，从最简单的感知器到复杂的自组织竞争网络，最后到深度神经网络等，对它们的原理都进行了全面的介绍，再通过相应的实例来巩固原理及概念，并结合实际对常用的网络进行重点讲解。 3.实例丰富，贴近实际，应用性强 本书在讲解利用MATLAB分析神经网络问题时，精心选择了有代表性的实例，使读者做到学以致用。通过介绍神经网络的应用来启迪读者的应用灵感，进而起到抛砖引玉的作用。同时每章还提供了贴近工程实践的案例，便于读者了解实际应用。书中的源代码、数据集等都可免费、轻松获得。 4.语言通俗，讲解详细，图文并茂 本书在讲解上力求详细，在原理分析上力求通俗易懂，且在一些简单的实例演示中，用MATLAB编程实现了部分简单的神经网络，有利于加深读者对神经网络的理解。为了增加可读性，本书给出了大量的代码及其实际运行生成的效果图，且书中的代码力求完整、注释丰富，使读者一目了然。 【本 书 内 容】 全书共11章，每章的主要内容如下。 第1章　神经网络应用广泛的原因，主要介绍了人工神经网络的定义、人工神经网络的类型、人工神经网络的应用等内容。 第2章　MATLAB快速入门，主要介绍了MATLAB功能及发展、MATLAB R2023b集成开发环境、 MATLAB语言基础等内容。 第3章　感知器分析与应用，主要介绍了单层感知器、感知器的限制、感知器工具箱函数等内容。 第4章　线性神经网络分析与应用，主要介绍了线性神经网络与感知器的区别、线性神经网络原理、线性神经网络函数等内容。 第5章　BP神经网络分析与应用，主要介绍了BP神经网络原理、BP神经网络设计、BP神经网络函数等内容。 第6章　RBF神经网络分析与应用，主要介绍了RBF神经网络模型、RBF解决插值问题、RBF学习算法、RBF网络工具箱函数等内容。 第7章　反馈神经网络分析与应用，主要介绍了静态与反馈网络、Elman神经网络、离散Hopf ield神经网络、连续Hopf ield神经网络等内容。 第8章　竞争型神经网络分析与应用，主要介绍了竞争型神经网络、自组织神经网络、自组织特征映射网络、学习向量量化神经网络等内容。 第9章　神经网络的Simulink应用，主要介绍了Simulink神经网络模块、基于Simulink 的神经网络的控制系统等内容。 第10章　自定义神经网络，主要介绍了自定义神经网络、自定义函数等内容。 第11章　深度神经网络分析与应用，主要介绍了卷积神经网络、循环神经网络、长短时记忆网络等内容。 【配 套 资 源】 本书提供程序代码、教学课件等配套资源，可以在清华大学出版社官方网站本书页面下载，或者扫描封底的“书圈”二维码在公众号下载。 由于时间仓促，加之作者水平有限，书中疏漏之处在所难免。在此，诚恳地期望得到各领域的专家和广大读者的批评指正。 作 者 2024年9月

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