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文件名称:智能科学与技术导论 第2章 认知科学及其应用.ppt
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总页数:52 页
更新时间:2025-05-21
总字数:约2.3万字
文档摘要

2.2认知活动2.2.4知识表征1.知识获得个体的概念的形成与掌握、判断与推理、问题解决等需要提取与运用记忆中已经存储的有关世界的知识。人类对于知识获得具有以下四个典型特点:1)人类知识是通过建构获得的。知识的建构是指刺激信息在人脑中存储与组织的过程。在该过程中,知识的获得不单是知识由外向内的简单传递,而是通过新信息与已有知识和经验间的反复作用而建构的。2)人类知识的获得包含着重构过程。随着个体知识的增加,存储在长时记忆中的知识体系也在不断地被重新组织,原有知识会因为新知识的纳入而发生一定的调整或重组。知识重构过程可以看作是个体的创造性思维活动及其产物。3)人类知识获得过程的制约性。在个体获得知识的过程中,获得不同知识的难易程度不同,有的知识容易获得,有的知识却难以获得。认知心理学家认为,这与个体的先天倾向和已获得的知识有关。4)人类大多数的知识是一个领域一个领域逐个获得的。认知心理学相关研究表明,个体的认知能力在面对不同领域的知识时存在较大差异。研究者认为,个体在获得某个领域的专业知识之前,必然要先涉及领域的概念内涵、概念之间的联系,以及它们在该领域时空条件下发生的变化。2.2认知活动2.2.4知识表征2.知识的表征知识表征是在人脑中标识有关知识内容与结构的方式,既包括感知、知觉、表象等形式,也包括概念、命题、图式等形式。知识表征是个体学习关键,也是智能系统的重要基础,同时是最活跃的研究内容之一。对于不同的知识内容,可采用不同的表征方式,即使是同一知识内容,也可以采用不同的表征方式,以提高一个人对知识的掌握和应用能力。知识表征的描述主要有两种取向:基于信息加工观点的符号取向和基于联结主义观点的联结取向。基于信息加工观点的符号取向:认为知识是人脑对具有符号性质的信息进行加工与处理的结果,并且以某种概括的形式进行存储,比如概念、命题、脚本、图式、表象、产生式规则等具有符号性质的信息;基于联结主义观点的联结取向:认为知识在大脑中以有组织的类似神经元的实体之间的相互作用并联结进行存储、组织和呈现的。符号–网络模型、层次语义网络模型和激活–扩散模型属于符号取向的范畴,联结主义模型是联结取向的典型代表。2.2认知活动2.2.4知识表征2.知识的表征1)符号–网络模型。基于数学和计算机的方式,指明人脑中知识的成分以及成分之间是如何组织与相互作用的,是人类知识的组织方式或呈现方式的一种反映。节点表示概念,并用带箭头的连线将两个概念联结起来,节点和连线表明了概念之间的可能联系以及它们之间联系的紧密程度。左图表明节点“鸟”和“金丝雀”是以特定形式连接的两个概念,符号“金丝雀”表征了“金丝雀”的概念,即鸟和翅膀的基本特征,“金丝雀”是上位类别“鸟”的成员。虽然在图中,描述金丝雀的节点的只有一个“是一只”的关系,但是还可以有其它关系,比如“属于”,在符号–网络模型中,箭头的方向具有理论意义,表示概念之间的“上级”类别关系,比如,“金丝雀”是一只“鸟”,而不能倒过来表述两者之间的关系。2.2认知活动2.2.4知识表征2.知识的表征2)层次语义网络模型。由艾伦?科林斯和罗斯?奎连在其论文中提出的。在该模型中,知识表征为由相互连接的概念组成的网络,每个概念都具有一定的本质属性和特征。每个概念有两种关系:每个概念都具有从属于其它概念的特点,这决定知识表征的类别,比如,“鸟是一种动物”、“鲨鱼是一种鱼”等;每个概念都具有一个或多个特征,比如,“鲨鱼会咬,是危险的”等。概念是按上下级关系联结的,因此,相关概念在上下级层次以及在同级水平的组织,通过节点和连线而构成一个复杂的层次语义网络。将节点的共同特征或普遍属性存储在最高层级的节点上,只有那些能够区别于其它事物的具体特征才存储在层级的低水平上。2.2认知活动2.2.4知识表征2.知识的表征3)激活–扩散模型。由艾伦?科林斯和伊丽莎白?劳福特斯提出的,其以语义关系或语义之间的距离将知识组织为概念网络。连接的是概念以及概念之间的关系,节点之间的连线表示概念之间的联系,连线长度与概念之间的联系程度呈反比。语义距离是知识组织的基本原则,一个概念的内涵是由与它相联系的其它概念,特别是紧密联系的概念来确定的。2.2认知活动2.2.4知识表征2.知识的表征4)联结主义模型。采用由大量简单单元联结成的平行分布式处理网络组成的计算模型重新构建物体、图形等模式。联结主义模型通过设计类似神经元的加工单位,使得其与大脑