#Scratchで応用情報技術者試験問3（令和元年秋期：ニューラルネットワーク)をプログラム

令和元年秋期の応用情報技術者試験問3では、ニューラルネットワークがテーマとして出題されました。本題では、初歩であるパーセプトロンについの問題でした。私自身ディープラーニングの知識はあまりないのですが、今後の勉強に繋げたいと思います。

##1. 単純パーセプトロンを用いた論理演算

###1-1. 使用する定数、変数及び配列

####1-1-1. 配列X（2次元配列）の用意

Scratchは、2次元配列は使用できないので、リスト（1次元）を2次元配列のようにしています。

####1-1-2. 配列Y（1次元配列）の用意

####1-1-3. 配列WY（1次元配列）の用意

論理積（AND）、論理和（OR）、排他的論理和（XOR：3層パーセプトロンで使う）では、[0.5, 0.5]を与えます。

否定論理積（XOR）では[-0.5, -0.5]を与えます。

###1-2. プログラムsimple_perceptron
単純パーセプトロンのプログラムです。

###1-2-1. 論理積（AND）

ノードyのバイアスの値BYとして、-0.7を与えています。

###実行結果

###1-2-2. 論理和（OR）

ノードyのバイアスの値BYとして、-0.2を与えています。

###実行結果

###1-2-3. 否定論理積（NAND）

ノードyのバイアスの値BYとして、0.7を与えています。

###実行結果

##2. 3層パーセプトロンを用いた論理演算

###2-1. 使用する定数、変数及び配列
単純パーセプトロンを用いた論理演算にて使用したものに加えて、以下のものを使用します。

####2-1-1. 配列M（2次元配列）の用意
Scratchでは2次元配列は使用できないので、以下のようにしました。（配列Xとは異なる方法です）

先ず、空の1次元リストを作成します。

配列Mへの出し入れは以下の
（おーはしさんという方の、Scratchで二次元配列を使う方法という記事を参考に作成しています。）

####2-1-2. 配列WM（2次元配列）の用意
Scratchは、2次元配列は使用できないので、以下のようにしました。（配列X、配列Mとは異なる方法を試してみました。）

配列WMからの値の取り出しは、以下のようにしています。

####2-1-3. 配列BM（1次元配列）の用意
中間のノードのバイアス値として、排他的論理和では、[-0.2, 0.7]を与えています。

###2-2. プログラムthree_layer_perceptron
3層パーセプトロンのプログラムです。

###2-2-1. 排他的論理和（XOR）

ノードyのバイアスの値BYとして、-0.6を与えています。

###実行結果
ちゃんと、動いています。

Scratchは子ども向けのものですが、情報技術者試験にもつながる良いツールだと思います。