Universität zu Köln :: Historisch-Kulturwissenschaftliche InformationsverarbeitungHauptseminar WS 05/06 :: Semantic Web :: Prof. Dr. Manfred Thaller

Bernard Favre-Bulle (2001):

Information und Zusammenhang:

Informationsfluß in Prozessen der Wahrnehmung, des Denkens und der Kommunikation, Wien et al.: Springer.

Birgitta Burger

1.12.05

Einleitendes• „Der Leser erfährt, wie Information tatsächlich

funktioniert – wie wir sie verarbeiten, welche Mechanismen sie steuern und welch grundlegende Rolle der Zusammenhang dabei spielt.“ (Klappentext)

Information: Interdisziplinäre Behandlung durch Informationswissenschaft, Neuro-wissenschaft, Kognitionswissenschaft und Sprachwissenschaft

Gliederung

Bild: Kapitel-GliederungKap. 6

Kap. 2

Kap. 4 Kap. 5

Kap. 3Kap. 7

Information

Kapitel 2

Was ist Information?• Lat.: In Form bringen, Bildung• Wort / Zeichen keine Information, sondern löst beim

kognitiven System (Mensch, Tier, Computer) Informationsfluss durch Wahrnehmungsprozess aus

• Information: Ergebnis eines Interpretationsprozesses einer Nachricht durch kognitives System im Kontext

• Information nie absolut: Bedeutung je nach Kontext anders; Vorwissen wichtig (Relativität)

• zwei wichtige Paradigmen für Information

1. nachrichtentechnisches Informationsparadigma

2. semantisches Informationsparadigma

Nachrichtentechnisches IP• Shannon: mathematische Informationstheorie• Maximale Informationsübertragungsrate und

Optimierung der Nachrichtenverschlüsselung (Effizienz steigern, Störeinflüsse mindern)

• Unsicherheit: Empfänger weiß nicht, welches Symbol als nächstes kommt; Mathematische Wahrscheinlichkeitsgröße: Entropie

• Aufhebung dieser Unsicherheit Information• Symbolinhalt, -bedeutung nicht relevant!

Sender – Empfänger - Modell• Kommunikationsprozess: Informationsflüsse

erzeugen, senden, übertragen, empfangen und interpretieren

Bild: Sender-Empfänger

• Ideal: Empfänger bekommt alles vom Sender übermittelt – selten!

• Problem: Sender weiß nicht, ob ankommt, was er will• Abhilfe: bessere Technik (digital, redundante Codes

(Fehlerkorrektur mindert Leistung), Rückbestätigung)

Semantisches IP• Inhalt der Information Bedeutung• Dretske• Semiotik: Struktur der Zeichen selbst, ihrer

Kombinierbarkeit und ihrer Funktion als Elemente im Kommunikationsprozess (Peirce, Morris; Eco, ...)

• Situationstheorie: mathematische Theorie von Information und Bedeutung; Modellierung von Objekten und ihren Beziehungen in sog. Situationen (Barwise, Perry; Devlin)

Konnektionistische Modelle

Kapitel 3

Konnektionistische Modelle• Modellierung von kognitiven

Strukturen und Funktionen durch große vernetzte Parallelsysteme

• Da Gehirn aber noch viel zu wenig erforscht (bes. Denken und Handeln): Modellierung durch Künstliche Neuronale Netze

Künstliches Neuron

Bild: KNN-Einheit

Bild: künstliches Neuron/Einheit

Semantische Netze• vernetztes Wissen in Graphendarstellung• Knoten: Objekte, Kanten: Eigenschaften,

Beziehungen Zusammenhänge• „Die schwarze Katze frisst die graue Maus.“

KNN dazu

• In KNN umwandeln: Knoten = Neurone, Kanten = Eigen-schaftsneurone, Bindeneurone

• Schnell unübersichtlich, daher Cluster bilden Konzeptknoten

Wissen

Kapitel 4

Was ist Wissen?• Buch transportiert Wissen, kognitiver Agent

hat Wissen: Erzeugung von Wissen durch:– klare und sichere Wahrnehmung einer Sache

(z.B. externe Sinneswahrnehmung)– Lernen, Interpretation– Praktische Erfahrung: Üben (z.B. Programmieren)– Kenntnis von Fakten und Vertrautheit mit ihnen:

wiederholte Konfrontation in verschiedenen Zusammenhängen, auch unbewusst

– Kompetenz

Was ist Wissen?• gilt auch für künstliche Agenten, z.B.

Wissensbasen, die sich autonom Wissen aneignen (Wissensrepräsentation)

• Wissen immer innerhalb eines kognitiven Systems und daran gebunden

• prägt Verhaltensweisen, bildet Kontexte

Wissensrepräsentation• Symbolsysteme

– Computer, künstliche Wissensbasis, Expertensystem– Gehirn? (vermutlich nicht)– Wissen explizit, nicht tief in neuronaler Struktur

eingebettet– Systeme bislang nicht leistungsfähig genug

• konnektionistische Systeme– für praktikable Lösungen nicht weit genug entwickelt

Fortschritte durch parallele Verarbeitung erhofft– vorhandenes Wissen aktiv einbringen, Schlussfolge-

rungen ziehen, neue Strukturen/Wissen bilden

• neue verbindende, hybride Ansätze

Wahrnehmung und Denken

Kapitel 5

Kognition(swissenschaft)• Wahrnehmungs-, Denk- und Erkenntnis-

vorgänge (vorstellen, erinnern, verarbeiten, interpretieren, lernen, speichern von Wissen)

Bild: Disziplinen Kognitionswissenschaft

Bild: Disziplinen

Paradigmen und Modelle • Paradigma

– Vorlage, Muster für Problemanalyse, Grundstruktur

– bestimmt Aussehen des Modells

• Modellbildung (Nachbildung)– um Einsichten in menschliche und künstliche

Systeme zu erhalten– Abstraktion, Annäherung an Wirklichkeit,

Anschaulichkeit, Vereinfachung– Wechselwirkungen mit anderen Systemen und

Umwelt

Wahrnehmung• Filterung relevanter von nichtrelevanter

Information (Fokus, Vordergrund, Hintergrund)• Erkennen = Wahrnehmungsprozess

1. kognitive Sensoren (Augen, Ohren, Haut...)

2. interne Repräsentation der einfließenden Rohdaten (Wiedererkennung, Neuerfassung der Muster)

3. die höheren Wahrnehmungsvorgänge ermöglichen dem Gehirn, Informationen über erkanntes Objekt zu erhalten (Interpretation, kontextuelle Einbettung in Weltwissen, Gedächtnis, ...)

Denken• intellektuelle Fähigkeit

– gedankliches Umherschweifen, unbewusstes Assozieren

– zielorientiertes Problemlösen (Teilprobleme, schrittweises lösen)

– deduktives Schließen: Folgerungen mit Gewissheit aus Prämissen ableitbar

– Induktives Schließen: Folgerungen, die nur mit gewisser Wahrscheinlichkeit zutreffen

– Kreativität und Innovation: Grenzüberschreitung

Kontext

Kapitel 6

Kontext• informationeller Hintergrund (gemeinsames

Wissen)• nötig für Wahrnehmung, Kommunikation,

Planung, Entscheidungen ...

• Ohne Kontext wäre Zusammenwirken von einzelnen Einheiten nicht verständlich

• Vereinfacht bei der Interpretation von Information durch kognitive Agenten gilt: Information + Kontext = Bedeutung

Kontext• besonders wichtig, wo Informationslage

entweder zu klein (zusätzliche Hintergrund-infos) oder zu groß (Filterkriterien)

• kultureller und emotionaler Kontext• Effekte durch Kontext: z.B. Dinge

missverstehen • Gehirn kann über Kontext hinweg

abstrahieren

Sprache

Kapitel 7

Sprache• Funktion, Struktur und Eigenschaft der

Sprache in Hinblick auf Information und Kontext untersuchen

• Sprache funktioniert über Struktur und Regeln Grammatik: Standardisierung auf konzeptioneller und formaler Ebene, um miteinander zu kommunizieren, aber flexibel für unbegrenzte Ausdrucksmöglichkeiten

• Semantik: Inhalt und Bedeutung nicht absolut (Mehrdeutigkeiten, Ungenauigkeiten) Kontext

• kulturell geprägte Denkschemata sprachliche Strukturen

Bild: Merkmale von Sprache

Ich sehe was, was Du nicht siehst!„Find the Milkmaid.“

Bild: Schüttelbild Milchmädchen

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