Фреймворк для C++

Фреймворк для C++ предназначен для создания импульсных нейронных сетей и их обучения методами синаптической пластичности. Полученные в результате нейронные сети могут исполняться на центральном процессоре, нейроморфном процессоре Алтай-1 или его программном эмуляторе.

Фреймворк для C++ представляет собой независимые блоки, которые обеспечивают управление бэкендами, преобразуют представление нейронной сети в разные форматы и выбирают оптимальную нейронную сеть для запуска. Во фреймворке для C++ реализованы функции, не относящиеся непосредственно к обучению и исполнению импульсных нейронных сетей.

С помощью фреймворка для C++ Kaspersky Neuromorphic Platform вы можете выполнять следующие задачи:

Загружать структуру нейронной сети из внешних форматов.
Динамически загружать различные бэкенды.
Выполнять обучение и исполнение импульсных нейронных сетей.
Вводить и выводить данные нейронных сетей.
Контролировать выполнение обучения и исполнения импульсных нейронных сетей.
Реализовывать специальные алгоритмы.

Фреймворк для C++ реализован в пространстве имен framework. Таблица ниже содержит описание компонентов фреймворка для C++.

Компоненты фреймворка для C++

Компонент		Описание

`coordinates`		Пространство имен, которое содержит пространственные координаты нейрона.
`io`		Пространство имен, которое содержит пространства имен `input`, `output` и `storage`.
	`input`	Пространство имен, которое содержит интерфейсы для доступа к каналу ввода и преобразователю данных, поступающих из внешней среды. Совокупность внешних по отношению к Kaspersky Neuromorphic Platform элементов, с которыми взаимодействует платформа.
	`output`	Пространство имен, которое содержит интерфейсы для доступа к каналам вывода.
	`storage`	Пространство имен, которое содержит функции загрузки и сохранения сообщений `SpikeMessage`.
`monitoring`		Пространство имен, которое содержит интерфейс к наблюдателю.
`population`		Пространство имен, которое содержит функции для генерации популяций нейронов.
`projection`		Пространство имен, которое содержит функции для генерации проекций синапсов и генерации синапсов со значениями атрибутов по умолчанию.
`sonata`		Пространство имен, которое содержит функции загрузки и сохранения нейронной сети в формате `SONATA`.
`synchronization`		Пространство имен, которое содержит функцию для получения актуального состояния нейронной сети с бэкенда.
`BackendLoader`		Класс, реализующий загрузчик динамических библиотек.
`Model`		Класс, реализующий модель.
`ModelExecutor`		Класс, реализующий исполнитель модели.
`ModelLoader`		Класс, реализующий загрузчик модели.
`Network`		Класс, реализующий объект нейронной сети.

На рисунке ниже представлена схема взаимодействия компонентов фреймворка для C++.

В Kaspersky Neuromorphic Platform объект класса Network может быть загружен с помощью функции пространства имен sonata. Отображение объекта класса Network также может быть задано с помощью набора координат (произвольных или задаваемых пользователем) из пространства имен coordinates. Состояние объекта Network может быть актуализировано с бэкенда Backend с помощью функции пространства имен synchronization.

Объект класса Network, а также контейнеры каналов ввода и вывода, реализованных в пространствах имен input и output соответственно, хранятся в объекте класса Model. Каналы ввода и вывода используются для преобразования данных, поступающих в проекции нейронной сети, а также для преобразования сообщений популяций нейронной сети в один из предусмотренных форматов данных. Сообщения SpikeMessage поступают в каналы ввода и выгружаются из каналов вывода с помощью функций пространства имен storage.

Вы можете исполнить объект класса Model с помощью функции start() объекта класса ModelExecutor. Объект класса ModelExecutor также содержит объект класса MessageObserver из пространства имен monitoring, который обрабатывает полученные сообщения в соответствии с заданной функцией, и объект класса ModelLoader, с помощью функций которого вы можете загружать модель на конкретный экземпляр бэкенда. Для исполнения модели на экземпляре бэкенда объекту класса ModelExecutor передается указатель на экземпляр бэкенда, полученный от объекта класса BackendLoader.