Questa Sezione `e dedicata alla descrizione dei servizi della libreria software disponibili all’utente.
3.3.1
Casi d’uso
La Figura 3.2 riporta i casi d’uso individuati a partire dai requisiti funzionali del sistema. L’attore del sistema `e l’utente.
Validazione Test
Training e Test
Utente
Figura 3.2: Diagramma dei casi d’uso
Un’operazione implicitamente eseguita dal sistema `e il caricamento del dataset e la sua scomposizione in training e test set. Il caso d’uso Training e Test consiste nel creare una nuova ESN, addestrarla su un training set e testarla su un test set separato. Il caso d’uso Test consiste nel caricare da file una ESN gi`a addestrata e testarla su un test set. Infine il caso d’uso Validazione consiste nell’effettuare una procedura di sele- zione del modello, data una griglia di iper-parametri da sperimentare, e una successiva procedura di valutazione del modello selezionato. L’utente deve poter indicare tutte le informazioni necessarie tramite l’uso di (pochi) file di configurazione. Le seguenti Tabelle descrivono ogni caso d’uso individuato.
ID 1
Descrizione L’utente addestra e testa una nuova ESN Pre-Condizioni Nessuna
Post-Condizioni per il successo
Il sistema mostra gli errori di training e test e il grafico dell’output della ESN rispetto all’output desiderato sul test set
Post-Condizioni per il fallimento
Sono sorti problemi numerici legati all’apprendimento, oppure nei file di configurazione sono presenti informa- zioni errate riguardanti la struttura della ESN da creare, o il path del dataset da caricare
Evento innescante L’utente avvia la procedura di Training e Test Attore Primario Utente
Tabella 3.3: Descrizione del caso d’uso Training e Test
ID 2
Descrizione Il sistema testa una ESN caricata da file e gi`a addestrata Pre-Condizioni Nessuna
Post-Condizioni per il successo
Il sistema mostra l’errore di test e il grafico dell’output di test della ESN rispetto a quello desiderato
Post-Condizioni per il fallimento
Nei file di configurazione sono presenti informazioni er- rate riguardanti la struttura della ESN da creare, o dataset non trovato
Evento innescante L’utente avvia la procedura di test Attore Primario Utente
Tabella 3.4: Descrizione del caso d’uso Test
ID 3
Descrizione Il sistema effettua la selezione del modello e la valutazione del modello selezionato
Pre-Condizioni Nessuna
Post-Condizioni per il successo
Il sistema mostra il migliore modello selezionato con il rispettivo errore di validazione, e l’errore di test per la valutazione del modello selezionato, oltre che il grafico dell’output della ESN rispetto all’output desiderato
Post-Condizioni per il fallimento
Sono sorti problemi numerici legati a uno o pi`u de- gli algoritmi di apprendimento usati, oppure nei file di configurazione sono presenti informazioni errate
Evento innescante L’utente seleziona la procedura di validazione Attore Primario Utente
3.3.2
Scenari
In questa sezione si riportano gli scenari d’uso per ogni caso descritto nella sezione precedente. Ciascuna delle seguenti Tabelle riporta per ogni caso d’uso lo scenario di base ed eventuali scenari alternativi.
Scenario di base
1. L’utente specifica le informazioni riguardanti la struttura del modello ESN da creare 2. L’utente specifica le informazioni riguardanti il caricamento e la scomposizione del dataset
3. L’utente specifica le informazioni riguardanti l’addestramento della ESN ed eventuali iper-parametri legati all’apprendimento.
4. Il sistema crea la ESN con le informazioni specificate 5. Il sistema carica e scompone il dataset
6 Il sistema effettua su richiesta il pre-addestramento del reservoir 7. Il sistema addestra la ESN sul training set e la testa sul test set 8. Il sistema mostra l’errore di test commesso dalla ESN
9. Il sistema mostra su richiesta il grafico dell’output della ESN rispetto all’output desiderato sul test set
10. Il sistema salva su richiesta la ESN su un file Scenario alternativo 1
4. Il sistema interrompe la creazione della ESN in seguito ad errori presenti nelle in- formazioni sulla struttura (ad es. non rispettano alcune regole di costruzione della ESN)
Scenario alternativo 2
5. Il sistema interrompe il caricamento del dataset in quanto non ha trovato alcun file nel path indicato, oppure perch´e il file contiene degli errori
Scenario alternativo 3
6. Il sistema interrompe il pre-addestramento a seguito di problemi numerici dovuti a errori negli iper-parametri specificati
Scenario alternativo 4
7. Il sistema interrompe l’addestramento a seguito di problemi numerici dovuti a errori negli iper-parametri specificati
Tabella 3.6: Scenari per il caso d’uso Training e Test
Scenario di base
2. L’utente specifica le informazioni riguardanti il caricamento e la scomposizione del dataset
3. Il sistema carica la ESN dal file specificato 4. Il sistema carica e scompone il dataset
5. Il sistema testa la ESN sul test set e mostra l’errore commesso
6. Il sistema mostra su richiesta il grafico dell’output della ESN rispetto all’output desiderato sul test set
Scenario alternativo 1
3. Il sistema interrompe il caricamento della ESN perch´e non trova alcun file nel path specificato oppure perch´e il file contiene degli errori
Scenario alternativo 2
5. Il sistema interrompe il caricamento del dataset in quanto non ha trovato alcun file nel path indicato, oppure perch´e il file contiene degli errori
Tabella 3.7: Scenario per il caso d’uso Test
Scenario di base
1. L’utente specifica la griglia di iper-parametri del modello da sperimentare
2. L’utente specifica le informazioni riguardanti il caricamento e la scomposizione del dataset, per la selezione del modello e per il test del modello selezionato
3. Il sistema carica e scompone il dataset
4. Il sistema effettua la selezione del modello sperimentando le diverse configurazioni di iper-parametri
5. Il sistema mostra il migliore modello selezionato e l’errore di validazione ottenuto 6. Il sistema effettua la valutazione del modello selezionato
7. Il sistema mostra l’errore di test ottenuto
8. Il sistema mostra su richiesta il grafico dell’output della ESN rispetto all’output desiderato sul test set
9. Il sistema salva su richiesta la ESN su un file Scenario alternativo 1
3. Il sistema interrompe il caricamento del dataset in quanto non ha trovato alcun file nel path indicato, oppure perch´e il file contiene degli errori
Scenario alternativo 2
4. Il sistema interrompe la selezione del modello a seguito di errori nella griglia di iper- parametri
Si precisa che in ogni caso d’uso l’utente indica la sua volont`a di eseguire i calcoli sulla GPU e in particolare pu`o indicare anche il numero di attivit`a parallele da impiegare per la procedura di selezione del modello.