基于神經(jīng)網(wǎng)絡的計算機網(wǎng)絡集成方法

李雯瑞

摘 要：文章針對傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構中存在的集成速率低、無法滿足網(wǎng)絡辦公管理的效率問題，開展針對計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構的設計研究。文章設計了一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的計算機網(wǎng)絡集成方法。通過對比實驗證明，該集成系統(tǒng)結(jié)構與傳統(tǒng)集成系統(tǒng)結(jié)構相比有效地提高了計算機網(wǎng)絡的集成速率，保證了網(wǎng)絡辦公的高效運行。

關鍵詞：神經(jīng)網(wǎng)絡;計算機;網(wǎng)絡集成;系統(tǒng)結(jié)構

0 引言

隨著制造技術的不斷發(fā)展，集成的含義不僅包含信息集成和功能集成，還包含多領域規(guī)劃集成[1]。各主流單元系統(tǒng)采用的信息和功能管理方式不同，要實現(xiàn)支持航空、航天、汽車、船舶等多種行業(yè)領域的具有廣泛集成能力的集成化系統(tǒng)，使各單元系統(tǒng)既能獨立地為用戶提供服務，又能在系統(tǒng)之間協(xié)作，實現(xiàn)系統(tǒng)信息和功能共享，就必須克服信息和功能管理方式的異構性問題，最大限度地重用各系統(tǒng)資源[2]。信息處理服務發(fā)揮著類似PDM集成管理模塊的作用，負責主動收集和處理各類信息，同時可靈活配置采用不同的信息處理、存儲等技術。由信息處理服務抽象出來的具有統(tǒng)一表示格式的資源信息，通過中間件節(jié)點存儲在資源信息庫中，以便在不同網(wǎng)絡中共享。

現(xiàn)在常用的神經(jīng)網(wǎng)絡集成方法都是通過擾動訓練數(shù)據(jù)來獲得差異度較大的個體網(wǎng)絡，各網(wǎng)絡的訓練集取決于之前產(chǎn)生的網(wǎng)絡表現(xiàn)，被已有網(wǎng)絡錯誤判斷的示例將以較大的概率出現(xiàn)在新網(wǎng)絡的訓練集中;計算機網(wǎng)絡的信息量不斷增加、功能不斷強大，傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)的方法和技術都表現(xiàn)出明顯的缺陷，進一步影響集成效率，無法滿足計算機網(wǎng)絡集成的質(zhì)量及速度需要[3]。對此本文提出一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡的計算機網(wǎng)絡集成方法。通過對計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構進行創(chuàng)新，大力推廣新型技術的應用和延伸，在集成過程中融入基礎業(yè)務、調(diào)度等相關的需要，充分體現(xiàn)智能化網(wǎng)絡集成的前瞻性，積極引導計算機網(wǎng)絡集成技術的發(fā)展[4]。

1 基于神經(jīng)網(wǎng)絡的網(wǎng)絡集成方法

采用加權平均算法得出網(wǎng)絡相關度計算中的輸出結(jié)果，集成網(wǎng)絡的集成輸出表達式為：

公式（1）中，K表示為神經(jīng)網(wǎng)絡集成，K={k1，k2，k3，…，kn};γ表示為各個組成網(wǎng)絡的權值;i表示為神經(jīng)網(wǎng)絡個數(shù);ki，x表示為第i個神經(jīng)網(wǎng)絡的第x個輸出分量。

假設，a∈Rm表示為滿足上述神經(jīng)網(wǎng)絡集成分布的相關輸入函數(shù)，則在目標函數(shù)為a的前提下，通過計算可得出相應的輸入函數(shù)為t（a），神經(jīng)網(wǎng)絡中的輸入函數(shù)則可用ki表示。將上述作為前提條件，當神經(jīng)網(wǎng)絡的輸出為ki（a）時，則在當前目標輸出條件下，神經(jīng)網(wǎng)絡的集成輸出速率可由公式（2）表示：

通過上述公式（1）（2）可以得出神經(jīng)網(wǎng)絡相應的預測誤差、誤差加權平均值以及差異度等相關數(shù)據(jù)。由于各個網(wǎng)絡的結(jié)構都存在一定的差異，因此在神經(jīng)網(wǎng)絡中相應的輸入值和輸出值都應為非負數(shù)，并且在神經(jīng)網(wǎng)絡集成中預測結(jié)果誤差應當不超過網(wǎng)絡預測誤差的平均值[5]。

2 實驗準備

本文系統(tǒng)結(jié)構中采用的是西門子公司生產(chǎn)的應用人工智能的CT360MP684型號集成控制芯片。CT360MP684型號集成控制芯片采用Simatic X9-2500 TM神經(jīng)處理器，可應用于計算機接口系統(tǒng)，實現(xiàn)對神經(jīng)網(wǎng)絡的高效處理。采用8位總線，可將外部設備與內(nèi)存進行統(tǒng)一編址，尋址范圍最高可達65K，同時還可外擴存儲器。同時CT360MP684型號集成控制芯片還具備USB 4.2接口以及千兆的以太網(wǎng)端口，利用SD卡可獲取到神經(jīng)網(wǎng)絡訓練過的系統(tǒng)功能。在CT360MP684型號集成控制芯片上安裝的圖像、視頻處理單元配備神經(jīng)網(wǎng)絡結(jié)構專用的硬件加速設備，將圖像處理單元、視頻處理單元與神經(jīng)網(wǎng)絡計算單元的Myriad X同屬于計算機視覺應用的先驅(qū)。應用該型號集成控制芯片可使應用本文系統(tǒng)的用戶在各個模塊接口上連接多個可兼容的傳感器設備，例如麥克風、攝像頭等，芯片會將傳感器中的數(shù)據(jù)和計算機程序的信息，通過神經(jīng)網(wǎng)絡處理，并將處理結(jié)果再次在計算機上進行評估。由于該型號集成控制芯片具備一定的人工智能技術，因此可更加有效地在集成過程中運用人類專家知識對集成質(zhì)量進行檢驗。

2.1 計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)綜合布線

本文系統(tǒng)結(jié)構在綜合布線時首先應當根據(jù)具體的建筑物及建筑群的特點，按照相關布設規(guī)定，將綜合布線劃分為線路敷設和端接兩個部分。本文系統(tǒng)結(jié)構綜合布線共分為工作區(qū)布線、水平布線、垂直布線、設備間布線、建筑群布線5種不同功能的布線類型。選用光纜、雙絞線以及同軸電纜作為綜合布線的輸出基礎，采用分層星形拓撲結(jié)構。綜合布線通道中核心設備的參數(shù)要求如表1所示。

對于工作區(qū)域的布線應當由設備終端與信息插座之間的連接構成，其中包含了裝配自身的軟線結(jié)構、連接器以及長距離所需的擴展軟線，并將各個終端設備與計算機接口相連，本文基于計算機網(wǎng)絡集成，選用標準RJ53的單、雙孔類型的信息插座。水平布線是將電纜通過各個樓層之間的配線架連接到各個工作區(qū)域的信息插座上，通常情況下，一般的工作區(qū)域可采用超6類9芯6對雙絞線標準。垂直布線是將各個樓層之間的配線架與主配線架中的多芯銅纜相互連接，屬于本文系統(tǒng)結(jié)構中綜合布線的神經(jīng)中樞，用于將主配線架中的數(shù)據(jù)與各個樓層之間的額定配線架數(shù)據(jù)傳輸。設備間中的布線主要為主配線架與各個公共設備之間的連接，通過相互連接可將各個樓層中的公共設備與主配線架連接，實現(xiàn)相互之間的數(shù)據(jù)傳輸。公共設備主要包括計算機主機、數(shù)字程控交換機等。建筑群布線是將主建筑物內(nèi)部的主配線架與另外建筑物的主配線架相互連接，連接方式與垂直布線相似，本文采用光纜及大對數(shù)銅纜材料進行連接，這一部分布線可實現(xiàn)建筑群內(nèi)部各個建筑之間的相互通信，并為本文系統(tǒng)結(jié)構提供所需的硬件設備。

3 實驗過程與結(jié)果分析

3.1 實驗過程

在本文設計的計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構中，首先利用全球廣域網(wǎng)服務技術聯(lián)合手動輸入程序控制模式對計算機網(wǎng)絡結(jié)構進行集成。在系統(tǒng)實際應用過程中根據(jù)對集成系統(tǒng)結(jié)構的不同需要對系統(tǒng)進行細分，以校園計算機網(wǎng)絡集成為例，可劃分為學生層、教務層、財務層以及后勤層等多個層次，并對其設計相應的信息系統(tǒng)，將所有信息集成在本文的計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)中，保證系統(tǒng)滿足實際用戶的訪問、查詢、身份安全認證等功能，同時還可根據(jù)具體需要，設置對應的交互接口，方便各項計算機網(wǎng)絡業(yè)務在本文系統(tǒng)中的集成。具體集成過程為：首先，用戶通過全球廣域網(wǎng)服務器將數(shù)據(jù)傳輸?shù)奖疚南到y(tǒng)中，再由本文系統(tǒng)中的手動輸出程序控制模塊，根據(jù)計算機網(wǎng)絡相關計算結(jié)果將各類型數(shù)據(jù)庫中的相應數(shù)據(jù)通過本文系統(tǒng)集成。在對本文提出的計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構研究過程中，可以采用高速的以太交換網(wǎng)體系，并運用可擴展的星形拓撲結(jié)構，可有效保證集成系統(tǒng)具備快速的信息通信服務。利用KE-5674型號路由器作為系統(tǒng)結(jié)構中的中心交換路由器，實現(xiàn)對系統(tǒng)內(nèi)部計算機網(wǎng)絡的第三層交換，從而保證內(nèi)部網(wǎng)的可使用性。

3.2 實驗結(jié)果與分析

選擇某高校校園的內(nèi)部計算機網(wǎng)絡作為本文系統(tǒng)結(jié)構仿真對比實驗的實驗對象，首先利用仿真實驗軟件，將該校園網(wǎng)絡內(nèi)部的各項運行數(shù)據(jù)參數(shù)引入仿真實驗環(huán)境，在該實驗環(huán)境中設置5組不同的系統(tǒng)用戶。根據(jù)用戶的要求，分別利用本文提出的計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構與傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構根據(jù)5組用戶要求對計算機網(wǎng)絡進行集成。為了保證實驗結(jié)果的準確性，兩種結(jié)構均采用本文設計的硬件環(huán)境作為此次仿真實驗的運行環(huán)境。

根據(jù)本文上述仿真實驗準備，完成計算機網(wǎng)絡集成，并根據(jù)記錄的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)繪制如圖1所示的實驗結(jié)果對比圖。

由圖1中的實驗結(jié)果數(shù)據(jù)可以看出，本文設計方法集成速率明顯高于傳統(tǒng)集成方法集成速率，且針對不同用戶要求的集成更加穩(wěn)定，更符合計算機網(wǎng)絡集成質(zhì)量及穩(wěn)定性的要求。

4 結(jié)語

本文對計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構進行了深入的研究，通過對當前傳統(tǒng)計算機網(wǎng)絡集成系統(tǒng)結(jié)構中存在的問題進行分析，采用神經(jīng)網(wǎng)絡搭建的方式，根據(jù)個體網(wǎng)絡之間的精度、差異選取網(wǎng)絡集成系統(tǒng)的適應度函數(shù)，并根據(jù)該函數(shù)對計算機網(wǎng)絡進行集成處理，從而實現(xiàn)對計算機網(wǎng)絡的快速集成。利用本文提出的計算機集成系統(tǒng)不僅有利于提升系統(tǒng)對虛擬信息的效率，同時更有利于提升計算機網(wǎng)絡中信息資源的利用率，保證網(wǎng)絡辦公管理的高效和便利。

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（編輯 王雪芬）