4 认知发展理论-信息加工理论
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
信息加工理论
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、信息加工理论的界定
信
1、符号加工取向
息
二、两种研究取向
加
2、联结主义取向
工
理
三、具身认知
论
四、斯滕伯格智力发展理论
五、后经典加工理论
信息加工理论的界定
认知心理学有广义、狭义之分，广义的认知心理学是 指凡是研究人的认识过程的，都属于认知心理学。
目前西方心理学界通常所指的认知心理学，是指狭义 的认知心理学，也就是所谓的信息加工心理学。
符号加工取向
联结主义取向
把认知过程类比为计算机运算过 程，“心理活动像计算机”
把认知过程类比为神经网络的 整体活动，“心理活动像大脑”
符号加工取向
最早由奈塞提出，后来由纽厄尔和西蒙等人发展。他 们通过对人类思维的研究创立了人工智能这门新学科， 对认知科学的发展作出了重大的贡献。
《人类问题解决》一书，是这一领域的极为重要的著 作。
“物理符号系统”假设是纽厄尔和西蒙的最著名理论。
物理符号系统假设
物理符号系统理论的贡献在研究具体事件的计算机科 学和研究抽象事件的心理学之间架起了一座桥梁。
用计算机的已知工作原理建立了人类认知模型。
物理符号系统的六种功能
输入符号(input)：把字母打进计算机，眼睛看黑板上 的字都可认为是一种输入；
进行了开创性 主义”概念及赫布 域取得的研究成
研究。
学习定律。 果认为不需要考
3、鲁梅尔哈特制 虑脑功能的网络
3方重菲网2类经、、式大尔络思科1脑问不研德模9维学8科题能究提型2的获学。解成出是年本得与决果神复霍质了神人。经兴普心的1-尔莱联理工《9微8哈兰结学：平观6特德主的认行年探和出义“知分由索麦版认圣结布鲁》克了知经构加梅。”
新近还有变革。
两种研究取向的由来
20世纪中期，西方主流心理学掀起一场推翻行为主义心理学的革 命，产生了认知心理学。
认知心理学的目的在于研究和揭示人的认知过程的本质，但由于 大脑本身的不可直接研究性，使认知心理学不得不在孕育和诞生 之时就以假设、模拟和类比的方式来进行认知过程的研究。
符号加工和联结主义就是伴随认知心理学诞生而出现的两种研究 认知心理学的理论倾向。
三推论：1、既然人具有智能，他就一定是一个物理符 号系统；
2、既然计算机是一个物理符号系统，它就能表现出智 能，这是人工智能的基本条件；
3、既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理 符号系统，那么我们就能够用计算机模拟人的活动。
联结主义认知心理学发展历程
启蒙阶段
开始阶段
萧条阶段
复兴阶段
鼎盛时期
输出符号(output)：计算机荧光屏上显示出结果，人在 纸上写字，都是输出；
存储符号(store):计算机中贮存信息，人记住某件事， 都是存储符号的功能；
复制符号(copy):计算机能复制出一段文字材料，人认 出某个字，并复制出来成为表征，存储在脑子的某个 地方，这都是复制符号的功能。
建立符号结构(build symbol structure):计算机通过找 到各种符号之间的关系，形成符号结构。老师为了讲 课汇集各种材料、建立它们之间的联系，使之构成一 个完整的系统。
抵制噪声
自适应、 自学习、 自组织
平行结构 和平行处 理机制
六大特征
很强的容 错性
分布式表 征
连续性和 亚符号性
平行结构和平行处理机制
联结主义神经网络是由大量简单加工单元相互联结构 成的高度平行的非线性网络，不仅如此，网络的所有 运算处理也都是同时平行进行的，在同一层次内的所 有加工单元都是同时进行操作的。
1、1943年，麦克
1、人工智能用
洛奇和匹茨发表 1、1969年，人 符号逻辑的思维
1890年，詹姆 斯的《心理学 原理》对相关
了《神经系统中所 蕴涵思想的逻辑 演算》，提出M -P模型（阈值模
工智能学者明斯 基和佩帕特出版 《感知机》，指出 感知机处理能力
学习、联想记
型）。
有限。
忆的基本原理 2、赫布提出“联结 2、人工智能领
条件性迁移(conditional transfer):计算机依赖已有的符 号继续完成行为，即根据具体情况来改变符号结构。 如智能计算机辅助教学程序就具备这种条件性迁移功 能。人在记忆中已经有了一定的符号系统，再加上外 界的输入，就可以继续完成一个活动过程。
物理符号系统的假设与推论
假设：任何一个系统，如果他能表现出智能的话，它 就必须执行上述功能。
知识存在于整个神经网络的相互联结权重之中，与此 相应，采用分布式表征的方式来加工知识，分布式表 征可以同时满足多重约束，节约大量单元，而且加工 速度也很快。
以整体论方式来贮存和提取信息
连续性和亚符号性
传统的符号加工理论是以离散的物理符号来表征较高 级的概念，它处理的是知识的结晶。
由于在隐含单元层中存有大量原型，一旦给网络输入 一个刺激，隐含层中的所有神经单元立即同时被激活， 并在储存的模型中寻找与输入数据相匹配的原型，并 快速做出反应。
同时处理信息，运算速度加快
分布式表征
模拟大脑联想或直观能力
联结主义网络模型呈现的是高度分布及维度-转换表征 特征，而且网络是以叠加的方式来贮存知识的。
造出视知觉的脑模
结构。
的标志。
型——感知机。
联结主义模式与基本内涵
基本含义：联结主义模式（平行分布加工、人工神经网络、亚符 号范式）通常是指“通过简单加工单元之间的联结方式进行计算 的一类模型”。（Morris,1989）基本构成单位是单元和联结。
基本内涵：联结主义认为认知是由相互联系的具有活性值的神经 单元构成的网络的动态整体活动，这种网络实现的整体状态与对 象世界的特征基本一致，联结主义网络模型中的神经节中不包含 任何信息，信息是整个交互作用的神经节的激活模式，知识信息 并不存在于特定的地点，而是存在于神经网络的连接中或权重里， 通过调整权重就可以改变网络的联结关系并进而改变网络的功能。
信息加工心理学是指用信息加工的观点和术语，通过 与计算机相类比，模拟、验证等方法来研究人的认知 过程，认为人的认知过程就是信息的接受、编码，贮 存、交换、操作、检索、提取和使用的过程。
信息加工是一个框架而非一个理论
信息加工框架内有许多不同的理论。
创建于20世纪60-70年代的初创体系被称作标准的、早 期的、经典的理论。
ຫໍສະໝຸດ Baidu
一、信息加工理论的界定
信
1、符号加工取向
息
二、两种研究取向
加
2、联结主义取向
工
理
三、具身认知
论
四、斯滕伯格智力发展理论
五、后经典加工理论
信息加工理论的界定
认知心理学有广义、狭义之分，广义的认知心理学是 指凡是研究人的认识过程的，都属于认知心理学。
目前西方心理学界通常所指的认知心理学，是指狭义 的认知心理学，也就是所谓的信息加工心理学。
符号加工取向
联结主义取向
把认知过程类比为计算机运算过 程，“心理活动像计算机”
把认知过程类比为神经网络的 整体活动，“心理活动像大脑”
符号加工取向
最早由奈塞提出，后来由纽厄尔和西蒙等人发展。他 们通过对人类思维的研究创立了人工智能这门新学科， 对认知科学的发展作出了重大的贡献。
《人类问题解决》一书，是这一领域的极为重要的著 作。
“物理符号系统”假设是纽厄尔和西蒙的最著名理论。
物理符号系统假设
物理符号系统理论的贡献在研究具体事件的计算机科 学和研究抽象事件的心理学之间架起了一座桥梁。
用计算机的已知工作原理建立了人类认知模型。
物理符号系统的六种功能
输入符号(input)：把字母打进计算机，眼睛看黑板上 的字都可认为是一种输入；
进行了开创性 主义”概念及赫布 域取得的研究成
研究。
学习定律。 果认为不需要考
3、鲁梅尔哈特制 虑脑功能的网络
3方重菲网2类经、、式大尔络思科1脑问不研德模9维学8科题能究提型2的获学。解成出是年本得与决果神复霍质了神人。经兴普心的1-尔莱联理工《9微8哈兰结学：平观6特德主的认行年探和出义“知分由索麦版认圣结布鲁》克了知经构加梅。”
新近还有变革。
两种研究取向的由来
20世纪中期，西方主流心理学掀起一场推翻行为主义心理学的革 命，产生了认知心理学。
认知心理学的目的在于研究和揭示人的认知过程的本质，但由于 大脑本身的不可直接研究性，使认知心理学不得不在孕育和诞生 之时就以假设、模拟和类比的方式来进行认知过程的研究。
符号加工和联结主义就是伴随认知心理学诞生而出现的两种研究 认知心理学的理论倾向。
三推论：1、既然人具有智能，他就一定是一个物理符 号系统；
2、既然计算机是一个物理符号系统，它就能表现出智 能，这是人工智能的基本条件；
3、既然人是一个物理符号系统，计算机也是一个物理 符号系统，那么我们就能够用计算机模拟人的活动。
联结主义认知心理学发展历程
启蒙阶段
开始阶段
萧条阶段
复兴阶段
鼎盛时期
输出符号(output)：计算机荧光屏上显示出结果，人在 纸上写字，都是输出；
存储符号(store):计算机中贮存信息，人记住某件事， 都是存储符号的功能；
复制符号(copy):计算机能复制出一段文字材料，人认 出某个字，并复制出来成为表征，存储在脑子的某个 地方，这都是复制符号的功能。
建立符号结构(build symbol structure):计算机通过找 到各种符号之间的关系，形成符号结构。老师为了讲 课汇集各种材料、建立它们之间的联系，使之构成一 个完整的系统。
抵制噪声
自适应、 自学习、 自组织
平行结构 和平行处 理机制
六大特征
很强的容 错性
分布式表 征
连续性和 亚符号性
平行结构和平行处理机制
联结主义神经网络是由大量简单加工单元相互联结构 成的高度平行的非线性网络，不仅如此，网络的所有 运算处理也都是同时平行进行的，在同一层次内的所 有加工单元都是同时进行操作的。
1、1943年，麦克
1、人工智能用
洛奇和匹茨发表 1、1969年，人 符号逻辑的思维
1890年，詹姆 斯的《心理学 原理》对相关
了《神经系统中所 蕴涵思想的逻辑 演算》，提出M -P模型（阈值模
工智能学者明斯 基和佩帕特出版 《感知机》，指出 感知机处理能力
学习、联想记
型）。
有限。
忆的基本原理 2、赫布提出“联结 2、人工智能领
条件性迁移(conditional transfer):计算机依赖已有的符 号继续完成行为，即根据具体情况来改变符号结构。 如智能计算机辅助教学程序就具备这种条件性迁移功 能。人在记忆中已经有了一定的符号系统，再加上外 界的输入，就可以继续完成一个活动过程。
物理符号系统的假设与推论
假设：任何一个系统，如果他能表现出智能的话，它 就必须执行上述功能。
知识存在于整个神经网络的相互联结权重之中，与此 相应，采用分布式表征的方式来加工知识，分布式表 征可以同时满足多重约束，节约大量单元，而且加工 速度也很快。
以整体论方式来贮存和提取信息
连续性和亚符号性
传统的符号加工理论是以离散的物理符号来表征较高 级的概念，它处理的是知识的结晶。
由于在隐含单元层中存有大量原型，一旦给网络输入 一个刺激，隐含层中的所有神经单元立即同时被激活， 并在储存的模型中寻找与输入数据相匹配的原型，并 快速做出反应。
同时处理信息，运算速度加快
分布式表征
模拟大脑联想或直观能力
联结主义网络模型呈现的是高度分布及维度-转换表征 特征，而且网络是以叠加的方式来贮存知识的。
造出视知觉的脑模
结构。
的标志。
型——感知机。
联结主义模式与基本内涵
基本含义：联结主义模式（平行分布加工、人工神经网络、亚符 号范式）通常是指“通过简单加工单元之间的联结方式进行计算 的一类模型”。（Morris,1989）基本构成单位是单元和联结。
基本内涵：联结主义认为认知是由相互联系的具有活性值的神经 单元构成的网络的动态整体活动，这种网络实现的整体状态与对 象世界的特征基本一致，联结主义网络模型中的神经节中不包含 任何信息，信息是整个交互作用的神经节的激活模式，知识信息 并不存在于特定的地点，而是存在于神经网络的连接中或权重里， 通过调整权重就可以改变网络的联结关系并进而改变网络的功能。
信息加工心理学是指用信息加工的观点和术语，通过 与计算机相类比，模拟、验证等方法来研究人的认知 过程，认为人的认知过程就是信息的接受、编码，贮 存、交换、操作、检索、提取和使用的过程。
信息加工是一个框架而非一个理论
信息加工框架内有许多不同的理论。
创建于20世纪60-70年代的初创体系被称作标准的、早 期的、经典的理论。