• 1.摘要
  • 2.基本信息
  • 3.简介
  • 4.背景
  • 5.组成
  • 6.使用领域
  • 7.研究证明
  • 8.执行顺序

平行分布加工

parallel distributed processing 现代认知心理学中一种新的信息加工模型。又称行分布加工。认知心理学自60年代创建以来,由于受图灵机与冯·诺伊曼计算机的影响,认为人脑的信息工活动以序列化方式进行活动。在多种理论假设中,串行加工模型占主导地位。

基本信息

  • 中文名

    平行分布加工

  • 性质

    信息加工模型

  • 特征

    现代认知心理学中一种新模型

  • 优点

    串行加工模型占主导地位

简介

20世纪80年代以后,随着计算机科学、神经科学和心理语言学的发展,一些心理学家日益体会到人的信息加工活动在很多方面远较计算机更为优越,利用串行加工模型不足以解释人的各种复杂的认识活动,于是又提出了信息的平行分布加工模型,或称神经网络模型,简称PDP。自1982年由D.E.鲁梅哈特和J.L.麦克莱兰所领导的一个研究小组探讨平行分布加工模型,于1986年出版《平行分布加工:认知的微观结构的探索》一书,此后受到普遍的重视并很快流行起来。这种模型的最早形式是50年代的知觉模型,70年代末期D.马尔的知觉计算模型也对其有重要影响。

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背景

平行分布加工模型假设认知系统由成千上万个相互联系的加工单元组成。每个单元都具有相同的简单功能,即输入、输出和激活状态。靠这些单元之间的联结进行信息加工活动。各加工单元间的联结有两种方式:输入性联结和输出性联结。前者是一个加工单元去兴奋或抑制另一个单元的活动,后者则是一个加工单元直接影响其他加工单元的活动。加工单元之间的信息传递遵循着传播规则和激活规则。加工单元的联结模式可以由经验加以调整。总的来说,在信息输入以后,大脑内有关单元同时活动相互联系,完成加工过程。知觉、动作或思维都是加工单位间联结强度(或权重)改变的结果。

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组成

在麦克莱兰和鲁梅哈特的模式识别网络中,对于字、词和特征的认知依赖于兴奋和抑制的激活过程,激活可以由字的特征扩散而兴奋到字,再由字兴奋到词。无关的字和词可以相互抑制。同样地,词也可以向下引起字的兴奋,继而是特征的兴奋。这种在神经网络中的各单元的激活、兴奋和抑制的复杂过程促成了对符号的再认。这种平行分布加工的激活模型的计算过程能说明许多认知的实验结果。

使用领域

平行分布加工模型可以解释从知觉到思维的各个领域中的广泛的问题。它可以模拟熟练打字时的手指运动,熟悉模式的知觉,以及错觉;也可以学会根据动物的特征辨别55种不同的动物类型。PDP模型并不把记忆看作是贮存在大脑中的一组事实或事件,而把记忆看作事件以成组或单元模式被获得时的一组关系,所贮存的是这些模式单元间所建立的联结。学习也就是建立单元间适当的联结强度,在一定的环境下激活正确的模式。

研究证明

平行分布加工模型更符合人脑的神经系统的网络活动。神经生理学研究证明,大脑的神经元的功能相似,大量的加工活动是分布的平行式进行的。甚至某些神经元丧失其功能以后,也不会在很大程度上影响信息加工效果。平行分布加工模型能更有效地解释人的知觉和学习活动。这个模型是认知心理学的一项研究重点。

执行顺序

1、感觉贮存。又叫感觉登记或感觉记忆,是人的信息加工的第一阶段。它贮存输入感觉器官的刺激信息,但保持时间很短,假若不对输入感觉的信息作进一步处理,就速度衰退直至完全消失。感觉记忆的内容,人是意识不到的。各种感觉系统都有对输入信息的短暂记忆,视觉记忆保持的时间不足1秒,听觉记忆约能保持2秒。 2、知觉译码。在知觉时,人把妆肖感觉登记中的信息与以前贮存在长时记忆中的有关信息进行匹配,从而赋予刺激一定的意义。知觉过程中作出的这种匹配是多对一的关系,即把许多不同特性的刺激物归入同一范畴。例如,人们平时的阅读时,接触到形状、大小和方向不同的各种字母“A”,这些不同的字母“A”都被识别为属于同一范畴、具有同一涵义的对象,人们以相同的方式对它们作出反应。与此同时,它们之间的判别也被保持在记忆中,如果需要作出选择或区分的话,人们就会去注意这些不同字母“A”的个别特性,比如,是大写的还是小写的,是书写体的还是印刷体的,等等。  3、记忆与决策。一旦某个知觉的对象被归入一定范畴后,个体需要决定对它作出什么行动。例如,当汽车司机看到前方路口出现黄信号灯时,他可能决定加速或者刹车。在这种情境中,决策以反应选择的形式表现出来。在有些情况中,人们也可能决定不对当前的刺激作反应,而是把关于外界刺激的信息存入记忆。这时还可能需要作出第二个决定,即把输入的信息是存入操作记忆暂时保持一下,还是把它存入长时记忆较永久地贮存起来。在实际决策活动中,往往包含多种可能的行动方案,因此必须进行比较分析,才能选出最优的方案。  4、执行。如果作出的一个决定是对外界刺激所取某种反应活动,这种决策信息就会以指令形式传输到效应器官,支配效应器官作出相应的动作。  5、反馈。人借助于感觉器官获得关于自己活动结果的信息,这样就组成了上图模型中所描述的反馈回路。通过反馈,人们对自己的活动进行自我调节。虽然在绝大部分时间里,视觉反馈起主要作用,但对于某些活动,由听觉、触觉、动觉等感觉系统提供的反馈也很重要。例如,驾驶员在操纵变速杆时,就需要依靠来自手的动觉反馈以调节和控制所执行的动作。  6、注意。在感觉登记之后的各阶段的信息加工几乎都离不开注意。注意的重要功能在于把各种有关的信息区分开来,使人能够稳定地集中于所要加工的信息。人用于执行任务的注意资源量是有限的,假如有些阶段的信息加工占用了比较多的资源量,那么其他阶段能分配到的就比较少,它们处理信息的效率就会因此而降低,但通过学习和练习能够提高注意的分配能力。例如,我们能够一边走路一边聊天,这两种活动所以能顺利地同时进行,就是因为我们对走路已经相当熟练,只要给予少量注意资源就可以了。

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