import numpy as np
# Initialisierung der Schwellenwerte
lower_threshold = 0.8
upper_threshold = 1.2
# Lernrate
learning_rate = 0.1
# Trainingsdaten (XOR-Problem)
inputs = [[0, 0], [0, 1], [1, 0], [1, 1]]
targets = [0, 1, 1, 0]
# Trainingsloop mit max. 1000 Iterationen
max_iterations = 1000
epoch = 0
network_trained = False
start_weights = None
final_weights = None
all_epoch_outputs = [] # Store outputs of all epochs for debugging and transparency
while epoch < max_iterations:
epoch += 1
all_correct = True # Flag, um zu überprüfen, ob alle Ausgaben korrekt sind
current_weights = np.random.rand(2) # Zufällige Startgewichte
if epoch == 1: # Die erste Iteration nach Initialisierung
start_weights = current_weights # Speichere die Startgewichte
epoch_outputs = [] # To store outputs of this epoch
for input_vector, target in zip(inputs, targets):
# Berechnung der gewichteten Summe
weighted_sum = np.dot(input_vector, current_weights)
# Aktivierungsfunktion (einfache Schwellenwertfunktion)
output = 1 if lower_threshold < weighted_sum < upper_threshold else 0
# Fehlerberechnung
error = target - output
# Wenn ein Fehler vorliegt, dann weise die Gewichte an
if error != 0:
all_correct = False
current_weights += learning_rate * error * np.array(input_vector)
epoch_outputs.append((input_vector, output, target)) # Save each iteration's output
all_epoch_outputs.append(epoch_outputs)
# Überprüfe, ob alle Ausgaben korrekt sind
if all_correct:
network_trained = True
final_weights = current_weights # Speichere die finalen Gewichte
break # Stoppe, wenn alle Ausgaben korrekt sind
# Wenn XOR nach 100 Iterationen nicht gelernt wurde, setze neue zufällige Startgewichte
if epoch % 100 == 0: # 100 statt 20
print(f"Nicht funktionierende Startgewichte: {start_weights}")
start_weights = np.random.rand(2) # Setze neue Startgewichte
if network_trained:
print(f"Das Netzwerk hat XOR korrekt nach {epoch} Iterationen gelernt.")
print(f"Die Working Startgewichte waren: {start_weights}")
print(f"Die finalen Gewichte sind: {final_weights}")
else:
print(f"Das Netzwerk hat XOR nach {epoch} Iterationen nicht korrekt gelernt.")
# Testen des Netzwerks nach den Lern-Iterationen
print("\nFinal Test Output:")
for input_vector, target in zip(inputs, targets):
weighted_sum = np.dot(input_vector, final_weights)
output = 1 if lower_threshold < weighted_sum < upper_threshold else 0
print(f"Input: {input_vector}, Target: {target}, Output: {output}")
# Optionally, print out the outputs of each epoch for transparency
print("\nEpoch Outputs:")
for epoch_index, epoch_outputs in enumerate(all_epoch_outputs):
print(f"Epoch {epoch_index + 1}:")
for input_vector, output, target in epoch_outputs:
print(f" Input: {input_vector}, Output: {output}, Target: {target}")
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