Information Precessing (1주차)

박성철 | 수리데이터사이언스학과 | 한양대(ERICA) ·2026년 4월 15일

2장 :
Attention 방법 3가지 내용 이해, 사전 인식처리가 뭐고, 관련된 내용, 뒷부분에 중요한 2가지 키워드. 정신모형, Comprobility

3장 :
내 말을 오해하는 사람들은 이유가 있다. Top down bottom process 어떻게 되는지 복습, 단어 인식과정에서 unity 제이션(단위화), 말할때 데이터와 context가 다르다고 했죠. 문맥과 본 문장 차이, 관계 이거를 잘 이해할것, 멀티모달리티. 중요한 키워드

4장 :
사람들은 왜 다른 결정을 할까, 시그널 디텍션 띠어리, 시그널과 노이즈를 어떻게 구붖ㄴ할까, 어떻게 상대방에게 정확하게 전달할까, 2 x 2 matrix 각각 어떤 의미인지, 명칭 이런거 다 기억, 타입 1 에러, 타입 2에러 쓸줄 알아야 함. 민감도 특이도, bias, ROC Curve, LU 씨값 다 알아야함

5장 :
보이는대로 믿어선 안되는 이유, Perceptual, inaccrary 의미와 용어 다 알아야함. 그래프 상에서 크기 표현하는거 직선, 면적 기억하고 있어야 함. 비주얼 Q를 왜 쓰는지, 전체적으로 이해를 해야함. 시각관성, 키워드 안에 들어가있는거 다 해야함. Visual station ability가 떨어진다고 했죠. 그래서 정육면체 만들기 했었는데, 거기 관련된 내용들 공부하기. 왜 그걸 인식 못하는지 알기

6장 :
오늘 VR 한거, 용어 설명한거 가시성, 가인성 , 가독성 이거 의미랑 이름 알아야함. 아까, Ego, Exo 센트릭 의미 다 알아야함. AR, VR, MR의 차이, Extented Reality에 대한 내용, VR의 문제점 이런것도 알아야함.

주관식 (3문제), 총 30문제
1. 정답은 없다. 포스트휴먼에대해 생각해보기
2. UX 디자이너는 뭔가? 여러분들의 생각
3. 왜 AI 시대에 인문학이 중요한가?

거기 어떻게 쓰라고 나온대로 쓰기. 길게 한문장 쓰지 말기. 한 문장당 1점씩, 주관심은 교수님이 채점할거임.

중요한거 복습하고, 생각하는 깊이를 더하면 좋겠다.

정보처리모델

설명 : A model of human information processing stages (Wickins and Holland, 2000)

Sensory Processing (감각등록) : 감각기관을 통해서 1차적으로 자극이 입력되는 사건을 의미
STSS (Short-Term Sensory Store) (순간저장기억) : 0.5 second for visual STSS, 2-4 seconds for auditory STSS. 눈으로 본 정보는 0.5초정도 남고, 귀로들은건 2~4초정도 남음
Perception (감지, 지각, 인식) : 최초 정보의 의미가 빠르게 해석되는 단계
Cognition (인지) : 정보를 구분(categorization)하고 정의(identification)과정이 이루어지는 단계
Working Memory (작업기억) : 실제 작업을 위해 기억을 임시로 저장하여 사용하는 단계
Miller가 언급한 매직 넘버는 5~9 이지만, 다양한 많은 컨텐츠를 운영하는 입장에서는 3 ~ 7를 활용하는것이 현실적이다.

시간과 아이템의 수에 따른 작업기억 손실정도를 보여주는 실험 결과이다.

Long-term memory (장기기억) : 반복 학습에 의해 장기간 기억이 저장되는 경우
Long-term working memory (장기 작업기억) : 장기기억을 사용하지만 회상 과정이 작업기억처럼 작동되는 경우
Decision Making (의사결정) : 여러가지 대안 중에서 생각이나 행동을 선택하는 인지적 과정. 최종 선택이 반드시 즉각적이지는 않다.
Response Selection (반응선택) : 제시된 자극에 대해, 의사결정 과정을 거쳐 알맞은 반응이나 행동으로 바꾸는 정보처리 단계
Execution (반응실행) : 신체의 움직임도 뇌가 근육에게 지시하는 정보 전달 과정으로서 인지 반응 과정의 최종 단계이다.
Feedback (피드백) : 행위 정보는 피드백으로 사용되고, 피드백의 과정도 다양하게 해석될 수 있다.
Attention (주의력) : 주의 집중을 위해 필요한 뇌에 공급되는 생화학적 에너지를 의미한다.

책내용

인간이 뇌 속에서 정보처리를 어떻게 하는지 알 수 있는 방법이 있을까요? 사람이 무엇을 보고 듣고 이해하고 판단하는 전 과정을 인지과정(cognitive process)이라고 부릅니다. 우리가 공부할 때 주로 인지과정을 겪게 됩니다. 이 과정은 뇌에서 발생하지만 어느 시점에 어느 부위에서 일어나는지 해부학적으로는 단순하게 설명하기 어렵습니다. 그래서 많은 심리학자들의 실험을 거쳐서 사람의 인지과정이 어떻게 이루어질 것이라는 가상적인 모델을 만들었고 이러한 다양한 연구 결과를 총 정리하여 인간정보처리모델을 만들었습니다. 이 모델은 예외적인 몇 가지 경우를 제외하고 사람들이 인지 과정을 설명하는데 매우 효과적인 모델로 알려졌습니다. 이 모델은 사람의 인지 과정을 단계별로 나누어 설명합니다.

1. Sensory Processing을 통한 정보처리의 시작

STSS라고도 불립니다. 시각, 후각, 청각, 촉각, 미각을 통해 정보가 입력되기 시작하는 단계입니다. 개별 자극들은 매우 짧은 시간 안에 감각기관을 거쳐서 뇌로 입력된다고 합니다. 정확한 측정은 어렵지만 STSS에 시각적 잔상으로 1초 미만 또는 청각 잔향으로 2 내지 3초 머무르는 경험을 할 수 있습니다.

2. Perception을 이해해야 좋은 UX 디자인이 가능

Perception은 한글로 감지, 지각, 인식의 다양한 번역이 있습니다. 이 과정은 외부의 정보가 처음으로 대뇌에서 해석되기 시작하는 단계입니다. 이 단계의 특징이자 장점은 매우 빠르고, 동시에 매우 적은 양의 attention resource를 사용한다는 것입니다. 그래서 사람들은 감지를 매우 자주 사용합니다. 실제로 위험한 상황을 알아채고 순식간에 대처하는 과정도 감지 과정이기에 생존을 위한 본능적인 행위하고 할 수 있습니다. 이때 Attention Resource는 흔히 사고를 예방하기 위한 주의력으로 표현되기도 하고, 이 때 사용되는 생체 에너지의 양으로 해석될 수 있습니다. 반면에 이 단계의 단점은 정보를 충분히 분석할 수 있는 시간과 자원이 부족하다는 것입니다. 급하게 하다가 잘못할 수 있다는 의미입니다. 예로, 교통 신호를 잘못 인식해서 사고가 유발되는 것도 감지 오류의 결과입니다. 이러한 감지 과정은 적정하게 잘 사용하면 안전과 편의를 위한 설계를 하는데 매우 유용하게 사용될 수 있고, 반면에 위험에 처하게 할 수도 있습니다. 무엇보다도 이 과정이 중요한 이유는 실생활에서 사람들이 가장 많이 사용한다는 것입니다. 아마도 인간은 적은 에너지를 사용하여 원하는 결과를 얻어내려는 본능적인 효율 지향성이 있기 때문이라고 가정해 볼 수 있습니다. 이러한 특징 때문에 기능상으로는 Cognition 단계의 초기 과정으로 분류될 수 있지만, 인지와는 다른 Perception 단계로 따로 분류해 놓고 있습니다. UX 디자이너라면 감지 또는 인식 단계를 위한 설계를 잘하는 것이 효과적인 정보처리와 사고 예방을 위해 반드시 필요합니다.

3. Cognition 단계는 오류를 예방하는 Gate Keeper

여기서는 정보처리모델의 한 단계로서의 인지과정입니다. 일반적으로 정보처리모델의 전체 단계를 인지라고 부르기도 합니다. 전체를 의미하는 경우와 특정한 Stage를 의미하는 경우를 구분해서 용어를 사용하시면 됩니다. 특정한 단계로서의 인지는 입력된 정보를 이해하는 과정이고, 이를 위해서 입력된 내용을 구분하고 정의하는 과정을 겪습니다. 입력된 정보를 알아차리고 이해한다는 면에서는 감지와 다를 바 없지만, 이 때 사용하는 정신적인 노력과 Resource의 양, 그리고 시간은 감지에 비해 매우 크고 깁니다. 이 때는 작업기억과 장기기억을 토대로 입력된 정보를 비교 분석하면서 이해합니다. 이해의 초기 단계가 감지라면 인지는 모든 사용 가능한 정보를 총동원하는 중간 단계이자 최종 단계입니다. 인지 단계는 다양한 정신적 과정이 동반되는데, Recognition, Recall, Reasoning, Computation 등이 포함됩니다. 인지 과정은 입력된 정보에 대해 최종적으로 확인을 하는 단계이기 때문에 사람이 오류를 범하지 않으려면 충분한 시간을 가지고 매우 신중하게 최종 결론을 내는 것이 요구됩니다. 그래서 인지단계는 인적 오류를 예방할 수 있는 문지기 역할을 합니다.

4. Memory의 기능적 특성과 한계를 이해하기

기억은 크게 Working Memory와 장기기억 Long Term Memory로 나누어집니다. 작업기억은 실제 작업을 위해 사용하는 임시 기억입니다. 친구가 불러주는 전화번호나 주소를 잠시 기억해서 종이에 적어놓고 바로 잊어버리라는 현상을 상상하시면 됩니다. Brown Patterson에서는 시간이 경과함에 따라 작업기억이 손실되는 정도를 보여줍니다. 컴퓨터 메모리에 비유하면 마치 RAM Memory와 같습니다. 작업기억의 용량은 크지는 않지만 작업에 빠르게 활용될 수 있습니다. 장기기억은 Learning and Training에 의해 만들어집니다. 특히 일정 횟수의 반복은 장기기억을 만드는데 매우 필수적인 과정입니다. 장기기억에는 흔히 말하는 단순한 지식 뿐 아니라 know-how등의 복잡한 내용도 포함합니다. 컴퓨터 메모리에 비유하면 Hard Memory와도 같습니다. 예외적으로 Long-Term working Memory과 같은 현상이 관찰되기도 합니다. 전문가들이 장기기억 장치를 마치 작업기억 장치처럼 빠르고 쉽게 활용하는 경우입니다. 정보처리모델로는 설명이 잘 되지 않는 특별한 경우입니다. 흥미롭게도 컴퓨터에 비유하면 Hard Drive 공간을 할당해서 Virtual RAM memory로 쓰는 경우와 유사합니다. 이와 같이 사람의 기억 구조는 컴퓨터의 그것과 매우 유사한 형태로 되어 있습니다. 아마도 컴퓨터가 만들어질 때 사람의 뇌 구조를 흉내낸 것이겠죠?

5. Decesion Making & Response Selection

Decision Making은 인지단계를 거치면서 Evaluation와 Judgement의 과정을 거쳐 이루어지게 됩니다. 이 과정은 인지의 마지막 과정으로 보여지는데, 정보처리모델에서는 의사결정 단계를 명시하지 않고 반응선택 단계만을 표현하기도 합니다. 반응선택을 한다는 것은 의사결정을 하고 행동으로 옮기기 바로 전 단계 이므로, 두 단계를 구분하지 않고 뭉뚱그려 표현하기도 합니다.

6. Response Execution과 Feedback

뇌가 결정된 명령을 신경계와 근골격계를 사용하여 조화롭게 움직이도록 하는 과정입니다. 정보처리과정의 최종단계입니다. 몸이 움직이는 단계인데 왜 뇌가 관여하는 인지과정의 일부라고 할까요? 사람의 몸의 움직임도 결국 뇌에서 만들어낸 정보에 따라 결정된다는 면에서 독립된 별도의 신체 활동으로 보기보다는 뇌의 명령을 따라 움직이는 인지과정의 마지막 단계로 설명됩니다. 이 때 closed feedback을 통해 잘못된 행위나 행동은 바로 재해석 되어서 수정된 동작을 만들어내기도 합니다.

정보정량화

$H_{s}$ : Information conveyed by an event in bits
$N$ : The number of possible events that could occur when all alternatives are eqaully likely to occur.

$H_{s} = \log_{2} N$

정보 전달량을 bit 단위로 표시한 것이 $H_{s}$ ,
N은 발생 가능한 경우의 수를 말함
각각의 발생 가능한 확률은 같다고 가정할 때임

책 내용

정보라는 개념은 매우 추상적으로 들립니다. 그러나, 정보를 정량적으로 정의한 사람이 있습니다. 수학자이자, 전기공학자인, Claude.E.Shannon 입니다. 그는 1bit를 불확실성을 줄여 줄 수 있는 최소의 정보 단위로 정의하였습니다. 아래와 같이 정보라는 추상적인 개념을 측정 가능한 형태로 표현할 수 있도록 정리하였습니다. 갑자기 수학 공식이 나와서 복잡하게 느낄 수 있지만, 정보라는 추상적 개념을 측정 가능한 형태로 사용할 수 있게 했다는 면에서 그의 천재성을 엿볼수 있습니다.

이 때 발생 가능한 확률( $P_{i}$ )이 같지 않을 경우에도 표현이 가능합니다.
$H_{s} = \log_{2} 1/P_{i}$