【大百科词条(稿)】层次网络模型
层次网络模型
描述概念以层级网络结构组织起来的概念表征模型。由A.柯林斯(Allan Collins,美国,1937~ )和R.M.奎里安(Ross M. Quillian,美国,1931~ )于1969年提出。
此模型是认知心理学中第一个语义记忆模型,针对言语理解的计算机模拟而提出,后来也用来描述人的语义记忆,并因其具有层次网络结构而被称为层次网络模型。
概念是模型中的基本单元,每一个概念具有一定的特征。这些特征实际上也是概念,用来说明另一些概念。概念作为网络中不同范畴的节点,按照逻辑上下级的关系组织起来,即分层存储。同时概念的特征也分级存储。概念之间的关系有分类关系和属性关系。分类关系有三种,包括上位、下位和并列关系。比如动物是鸟的上位概念,金丝雀是鸟的下位概念,鱼是鸟的并列概念。属性关系表示网络中不同层级上的概念所具有的特征。比如动物的特征包括有皮、能移动、能吃东西、能呼吸等,鸟的特征包括有翅膀、能飞、有羽毛等。
此模型认为存储语义信息的空间有限,因此信息只存储在网络中的一个地方,形成了特征的分级存储模式,即信息只存储在一个节点,其他节点通过关系网络获得该信息。这被称为认知经济性原则。此模型进一步假设,信息只存储在可能的最高节点,即特征一般存储在它所能达到的最高层次。例如,“能呼吸”这条信息就只存储在动物的节点上,因为动物以下的各层级的概念均含有这个特点。出于认知经济的原则,下层概念不再存储该特征。
作为第一个比较完整的关于概念和语义的认知计算模型,它为后来的理论提供了很多借鉴。此模型核心是概念按照逻辑的上下级关系而组成网络,虽然结构简洁清晰,但同时也有明显的缺点。首先,模型中概念间联系的种类极少,概念之间除了逻辑上下级关系外,还存在横向联系,并未包含在此模型中。其次,特征分级存储虽节约空间,但增加了信息提取时间。此外,此模型未考虑概念联系之间的频率或强度在信息提取时的作用。
参考文献:
Collins A M, Quillian M R. Retrieval time from semantic memory. Journal of Verbal Learning and Verbal Behavior, 1969, 8(2), 240—247.