附件11：
《神经网络理论及应用》教学大纲
说明：“开课时间”一栏选填：春季、秋季、春季/秋季；“授课对象”一栏选填：硕士、博士、硕士/博士；红色标记的为需重点阐述内容。
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课程编号：06017005 |
课程名称：神经网络理论及应用 |
学时数：20 |
学分：1 |
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开课时间：秋季 |
开课学院：计算机科学与工程学院 |
授课对象：硕士/博士 |
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先修课程：高等数学，线性代数，概率统计 |
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一、教学目的
神经网络是一个在理论上具有相当高的学术价值，在工程上又具有强烈应用背景的学科。本课程主要讲授人工神经网络的基本知识与基本原理，通过学习课程内容，使学生了解神经网络的结构和工作原理，掌握1、2种典型的神经网络模型，初步具备神经网络分析、设计和应用能力。
从网络原理的角度，让学生掌握基本的前馈网络和反馈网络，以及相关的有监督和无监督训练方法。
二、教学内容与要求（包括总学时、章节内容的学时分配说明）
本课程总学时为20学时，分为5章（专题）讲解，简述如下：
第一章 生物神经网络与人工神经网络基础（4学时）
1 本章教学内容：（1）人工神经网络概论（1学时），（2）神经网络的功能、研究方法和手段（1学时），（3）人工神经元和人工神经网络结构（2学时）
2 本章教学要求：通过本章课程的学习，要求学生理解生物神经网络的基本原理，掌握生物神经网络抽象成人工神经网络的基本方法、神经元数学模型、神经网络的基本模型。
3 本章教学重点：（1）神经元基本模型，（2）神经网络的基本模型。
4 本章教学难点：（1）神经元模型的数学表达，（3）神经网络的数学表达。
第二章 神经网络的数学基础（4学时）
1 本章教学内容：（1）信号与权值向量空间（2学时），（2）线性变换（2学时）。
2 本章教学要求：通过本章学习，要求学生理解向量空间、线性无关、特征值和特征向量等基本概念，掌握其相关的数学推导方法。
3 本章教学重点：（1）向量展开式，（2）基变换和特征向量计算。
4 本章教学难点：（1）向量展开式的计算方法，（2）基变换与特征向量。
第三章 感知机与BP训练方法（4学时）
1 本章教学内容：（1）感知机（2学时），（2）反向传播算法（2学时）
2 本章教学要求：通过本章学习，要求学生理解单层和多层感知机的网络结构、训练，掌握反向传播算法训练感知机的基本方法。
3 本章的教学的重点：（1）多层感知机的训练方法，（2）反向传播算法
4 本章的教学难点：（1）基于反向传播的多层感知机训练。
第四章 联想网络（4学时）
1 本章的教学内容：（1）线性联想网络与有监督Hebb学习（2学时），（2）基于无监督联想学习的instar和outstar网络（2学时）。
2 本章教学要求：通过本章学习，要求学生理解联想网络的工作原理，掌握有监督和无监督的Hebb学习规则。
3 本章的教学重点：（1）联想网络的工作原理，（2）有监督和无监督的Hebb学习规则。
4 本章的教学难点：联想网络的设计和训练。
第五章 递归神经网络（4学时）
1 本章的教学内容：（1）Hopfield网络（2学时），（2）CNN细胞神经网络（2学时）。
2 本章的教学要求：通过本章学习，要求学生理解hopfield和CNN网络模型原理，掌握其设计和应用方法。
3 本章教学重点：（1）递归网络的特点，（2）网络的训练。
4 本章的教学难点：Hopfield网络的设计。
三、教学方式
课堂PPT多媒体教学方式为主，辅以多种形式答疑。
四、考核方式与成绩评定（考核方式主要指开卷、闭卷；成绩评定指最终考核成绩的构成，说明平时考核成绩与期末考试成绩各占的比例（期末成绩所占比例≥50%）
考核方式：考查，完成1份关于某一种神经网络模型的理论和应用进展技术研究报告。
基本要求：必须是近5年的最新技术进展，内容翔实，分析充分，写作规范，篇幅不小于标准格式10页。
成绩构成：出勤率（20%）+技术报告（80%），总分≥60分为考核通过。
五、教材及主要参考书目（请参考参考文献格式，说明作者、书名、出版社及出版时间）
教材：
[1] 《神经网络设计》, [美]M. T. Hagan著，机械工业出版社，2002年9月；
[2] 《人工神经网络理论、设计与应用》, 韩力群著，化学工业出版社，2011年9月；
参考资料：
[1] 《Principles of Neurocomputing for science & Engineering》, Fredric M.Ham and Ivica kostanic ，机械工业出版社
[2] Neural Network A comprehensive Foundation 2nd edition, Simon Hayhin ，清华大学出版社
[3] Convergence Analysis of Recurrent Neural Networks, Zhang Yi etc.，Kluwer Academic Publishers, 2003
（撰写人：纪禄平）
（审核人：蒲晓蓉）