یکی از مهمترین این آزمونها، آزمون دیکی و فولر[۶۳] است که در این آزمون معناداری ضریب بوسیله ی مقادیر بحرانی توزیع تجربی دیکی و فولر مورد بررسی قرار می گیرد.
معادله ۲-۲۵)
اگر آماره t-student برای ضریب از مقادیر بحرانی جدول دیکی و فولر کمتر باشد، آن گاه سری زمانی ماناست.
۳ مدل زیر را دیکی و فولر افزوده[۶۴] مینامند:
معادله ۲-۲۶)
۲-۱۲) معیارهای اطلاعاتی[۶۵] [۲۷]
استفاده از توابع خودهمبستگی و خودهمبستگی جزئی در مرحله تشخیص مدل، به دلیل آن که در داده های واقعی به ندرت الگوهای ساده دیده می شود، اغلب کمی دشوار است. بنابراین عموماً از معیارهای اطلاعاتی برای این منظور استفاده میگردد که از جمله این معیارهای اطلاعاتی میتوان به معیار آکائیک[۶۶]، شوارتر[۶۷] و هنان کوئین[۶۸] اشاره نمود.
این معیارهای اطلاعاتی، با در نظر گرفتن مربعات خط و جریمهی از دست دادن درجه آزادی، منجر به یافتن تعداد پارامترهای بهینه میگردند.
۲-۱۳) شبکه های عصبی مصنوعی[۶۹]
۲-۱۳-۱) نرونهای بیولوژیکی[۷۰]
شبکه های عصبی مصنوعی از عناصر عملیاتی سادهای ساخته میشوند که به صورت موازی در کنار یکدیگر عمل می کنند. این عناصر که از سیستمهای عصبی زیستی الهام گرفته شده اند، در تلاشاند که به صورت ناپارامتریک، مغز انسان را شبیه سازی نمایند. [۳۷,۴]
در شبکه عصبی مصنوعی به این عناصر پردازشی، نرونهای مصنوعی میگویند که این نرونها مشابه نرونهای بیولوژیکی مغز انسان میباشند.
مغز انسان دارای نرون است که هر کدام از آنها دارای هزاران ارتباط با یکدیگر می باشند. هر نرون از ۳ بخش اصلی تشکیل می شود که عبارتند از: دندریت[۷۱]، هسته و آکسون [۴۳]
نرونها از طریق دندریتها سیگنالها را از سایر نرونها دریافت کرده و از طریق آکسونها به دیگر نرونها ارسال می کنند. به ارتباط میان آکسون و دندریت، سیناپس[۷۲] گفته می شود.[۶۲]
در واقع، ورودی[۷۳] یک شبکه عصبی مصنوعی، مشابه ایمپلاسهای الکتروشیمیایی است که توسط دندریتهای نرونهای بیولوژیکی دریافت میگردد و خروجی[۷۴] نرونهای مصنوعی مشابه سیگنالهای خروجی از آکسون یک نرون بیولوژیکی است.
۲-۱۳-۲) سیر تاریخی شبکه های عصبی [۶۷,۱۸,۱۶]
برخی از پیش زمینه های شبکه های عصبی را می توان به اواخر قرن نوزدهم برگرداند.
چارلز بابیج[۷۵] در سال ۱۸۳۴ اصول اولیه موتور تحلیل[۷۶] را طراحی نمود. قابلیت بالای موتور تحلیل منجر به گسترش روزافزون آن گردید به طوری که در سال ۱۹۰۴ به تأسیس شرکت IBM منجر شد. گسترش روزافزون این موتورها از یک سو و مطالعات روانشناسانی همچون ویلیام جیمز[۷۷] و ایوان پاولوف[۷۸] در زمینه یادگیری شرطی از سوی دیگر، زمینه های لازم برای مطالعات در شبکه های عصبی را فراهم نمود. اما مک کلوث[۷۹] و والتر پیتز[۸۰] در مقالهای تحت عنوان «حساب منطقی از عقیده درونی در فعالیت عصبی» اذعان داشتند که شبکه های عصبی در محاسبهی توابع حسابی و منطقی بسیار توانمند میباشد که این امر باعث بروز دیدگاه های جدید در شبکه های عصبی گردید. گسترش کامپیوترهای الکترونیکی منجر به تشویق محققان به استفاده از کامپیوتر در شبکه های عصبی گردید و مکانیسم ارائه شده توسط دونالد هب[۸۱] در یادگیری نرونهای بیولوژیکی مبنای ساخت اولین “نروکامپیوتر” قرار گرفت.
شبکه های عصبی در اواخر دهه پنجاه قرن بیستم، برای اولین بار توسط فرانک روزنبلات[۸۲] به طور عملی مطرح گردید. روزنبلات در سال ۱۹۵۸ شبکه های عصبی پرسپترون[۸۳] را معرفی نمود که این شبکه قادر به شناسایی الگوها از یکدیگر بود.
در سال ۱۹۶۰ برنارد ویدرو شبکه های عصبی تطبیقی خطی (آدالاین[۸۴]) را با قانون یادگیری جدید مطرح نمود که از لحاظ ساختاری به شبکه روزنبلات شبیه بود. اما هر دو این شبکه ها توان طبقه بندی الگوهایی را داشتند که از نظر خطی قابل تمایزند و این امر به عنوان محدودیتی برای این شبکه ها تلقی میگردید و از طرفی دیگر، آنها قانون یادگیری را برای شبکه های عصبی تک لایه مطرح نموده بودند. آنها هرچند توانستند شبکه های عصبی چند لایه را مطرح نمایند ولیکن، نتوانستند الگوریتمهای یادگیری شبکه تک لایهشان را بهبود بخشند. [۸۵]
در سال ۱۹۷۲ تئو کوهونن[۸۶] و جیمز اندرسون[۸۷] همزمان و بدون اطلاع از یکدیگر شبکه های عصبی جدیدی که به عنوان عناصر ذخیره ساز عمل میکردند را معرفی نمودند.
اما گسترش روزافزون علم کامپیوتر منجر به بروز ایدههای جدیدی در شبکه های عصبی گردید، به طوری که در سال ۱۹۸۲ ویلشا[۸۸] و ون در مالزبرگ[۸۹] مفهوم خودسازمانی[۹۰] و شبکه های عصبی را مطرح کردند که نتایج آنها منجر به ارائه شبکه های عصبی دینامیکی، یعنی شبکه های عصبی بازگشتی شد[۹۱] و در سال ۱۹۸۶ یکی از مهمترین تحولات در پژوهشهای شبکه های عصبی به وقوع پیوست. این امر “الگوریتم پسانتشار خطا” بود که توسط رملهارت[۹۲] و مک کلند[۹۳] مطرح گردید. ورباس[۹۴] در سال ۱۹۸۸ فهمید که شبکه های عصبی آموزش دیده با الگوریتم پسانتشار خطا، نسبت به مدلهای سنتی، عملکرد بهتری از خود ارائه می دهند، بنابراین زمینه لازم برای مطالعات کاربردی بیشتر فراهم گردید.
۲-۱۳-۳) کاربرد شبکه های عصبی [۲۰]
از شبکه های عصبی برای پیادهسازی توابع پیچیده در زمینه های مختلف از جمله تشخیص الگو، تشخیص هویت، طبقه بندی، پردازش صحبت، تصویر و سیستمهای کنترلی استفاده می شود.
برخی از کاربردهای شبکه های عصبی در علوم مختلف به قرار زیر می باشد:
هوا و فضا:
خلبان خودکار هواپیما با کارآیی بالا
شبیه سازی مسیر پرواز
و …
حمل و نقل:
سیستم راهنمای اتوماتیک
تحلیل گارانتی
سیستم ترمز کامیون
و …
بانکداری:
کاربردهای ارزیابی کارتهای اعتباری
ابزار خودکار خواندن چک و سایر اسناد
و …
الکترونیک:
پیشبینی ترتیب کد
طراحی مدارات مجتمع