ổ cứng máy tính và nguyên tắc sáng tạo áp dụng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bài tiểu luận: GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm SVTH: Nguyễn Võ Thanh Sang MSSV: CH1101036 Niên khoá 2011 - 2012 1 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU 3 I. Giới thiệu 40 Nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo 4 1. Nguyên tắc Phân chia nhỏ 4 2. Nguyên tắc Tách khỏi 4 3. Nguyên tắc Chất lượng cục bộ 4 4. Nguyên tắc Bất đối xứng 4 5. Nguyên tắc Kết hợp 4 6. Nguyên tắc Đa năng 4 7. Nguyên tắc Lồng nhau 5 8. Nguyên tắc Phản trọng lượng 5 9. Nguyên tắc Thực hiện một số thao tác ngược truớc 5 10. Nguyên tắc Thực hiện một số thao tác trước 5 11. Nguyên tắc Dự phòng 5 12. Nguyên tắc Đẳng thế 5 13. Nguyên tắc Đảo ngược 5 14. Nguyên tắc Chuyển động tròn 6 15. Nguyên tắc Linh động 6 16. Nguyên tắc Hành động một phần hoặc quá mức 6 17. Nguyên tắc Chuyển sang chiều mới 6 18. Nguyên tắc Rung động cơ học 6 19. Nguyên tắc Hành động tuần hoàn 6 20. Nguyên tắc Thực hiện liên tục các họat động có hiệu quả cao 7 21. Nguyên tắc Vượt nhanh 7 22. Nguyên tắc Chuyển thiệt thành lợi 7 23. Nguyên tắc Thông tin phản hồi 7 24. Nguyên tắc Dùng vật môi giới 7 25. Nguyên tắc Tự phục vụ 7 26. Nguyên tắc Sao chép 8 27. Nguyên tắc Dùng vật rẻ tiền, tuổi thọ ngắn thay cho vật đắt tiền, tuổi thọ dài 8 28. Nguyên tắc Thay thế hệ thống cơ học 8 29. Nguyên tắc Dùng khí hoặc thủy lực học 8 2 30. Nguyên tắc Màng linh động hoặc màng mỏng 8 31. Nguyên tắc Dùng vật liệu xốp 9 32. Nguyên tắc Đổi màu 9 33. Nguyên tắc Tính đồng nhất 9 34. Nguyên tắc Loại bỏ và tái sử dụng 9 35. Nguyên tắc Thay đổi thông số lí hóa của đối tượng 9 36. Nguyên tắc Chuyển pha 9 37. Nguyên tắc Giãn nở nhiệt 9 38. Nguyên tắc Sử dụng chất ô xi hóa mạnh 10 39. Nguyên tắc Môi trường khí trơ 10 40. Nguyên tắc Vật liệu composite 10 II. LỊCH SỬ PHÁT TRIỄN Ổ CỨNG MÁY TÍNH 10 1. Tổng quan về ổ cứng máy tính 10 2. Lịch sử phát triển 11 3. Ổ cứng thể rắn (tiếng Anh: Solid State Disk, viết tắt: SSD) 15 III. Những nguyên lý sáng tạo đã áp dụng 17 1. Nguyên tắc phân chia nhỏ: 17 2. Nguyên tắc chuyển động tròn: 17 3. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 18 4. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 18 5. Nguyên tắc Đảo ngược 18 6. Nguyên tắc môi trường khí trơ 18 IV. Kết luận : 19 3 LỜI MỞ ĐẦU Hoạt động sáng tạo gắn liền với lịch sử tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Từ việc tìm ra lửa, chế tạo công cụ bằng đá thô sơ đến việc sử dụng năng lượng nguyên tử, chinh phục vũ trụ , hoạt động sáng tạo của loài người không ngừng được thúc đẩy. Sáng tạo không thể tách rời khỏi tư duy - hoạt động bộ não của con người. Chính quá trình tư duy sáng tạo với chủ thể là con người đã tạo các giá trị vật chất, tinh thần, các thành tựu vĩ đại về mọi mặt trong cuộc sống và tạo ra nền văn minh nhân loại. Genrich Saulovich Altshuller (1926-1998) là người khai sinh ra phương pháp luận sáng tạo TRIZ (giúp cải tiến, sáng chế ra sản phẩm mới trong khoảng thời gian ngắn nhất). Qua thời gian làm việc ở phòng quản lý các phát minh sáng chế, ông đã tổng hợp được 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản. Tác giả Phan Dũng đã dịch và giới thiệu sách Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản được xuất bản 2007. Đây có thể nói là sự tổng hợp kiến thức về phát minh, sáng chế trong thời gian qua, vì dựa vào 40 phương pháp này cộng với khả năng tư duy thì ta có thể tìm thấy lời giải cho các bài toán sáng tạo hoặc nâng cấp sản phẩm. Công nghệ thông tin cũng không nằm ngoài quy luật đó, tuy công nghệ thông tin ra đời sau so với các công nghệ khác nhưng cũng cùng chung quy luật của sự sáng tạo. Thông qua những buổi giảng dạy và sự hướng dẫn tận tình của giáo sư tiến sĩ khoa học Hoàng Kiếm, em được biết và hiểu hơn về cách vận dụng các nguyên tắc cũng như thủ thuật sáng tạo trong quá trình giải quyết các bài toán, cùng các vấn đề mang tính khoa học. Trong phạm vi bài tiểu luận này, em xin tổng hợp lại quá trình phát triễn của thiết bị phần cứng là Ổ dĩa cứng và phân tích những nguyên lý sáng tạo đã được áp dụng. 4 I. Giới thiệu 40 Nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo 1. Nguyên tắc Phân chia nhỏ a. Chia đối tượng thành những phần độc lập. b. Tạo một đối tượng lắp ghép. c. Tăng mức độ phân chia của đối tượng. 2. Nguyên tắc Tách khỏi a. Trích bỏ hoặc tách khỏi các thành phần hoặc tính chất gây nhiễu ra khỏi đối tượng b. Chỉ trích các thành phần hoặc tính chất cần thiết. 3. Nguyên tắc Chất lượng cục bộ a. Chuyển cấu trúc (của đối tượng hoặc môi trường/tác động bên ngoài) từ đồng nhất sang không đồng nhất (để khai thác tối đa hiệu suất từng phần tử) b. Làm cho những bộ phận khác nhau thực hiện những chức năng khác nhau c. Đặt mỗi bộ phận của đối tượng dưới các điều kiện thích hợp cho các họat động của đối tượng. 4. Nguyên tắc Bất đối xứng a. Thay một hình đối xứng thành một hình không đối xứng b. Nếu đối tượng đã bất đối xứng rồi thì tăng độ bất đối xứng 5. Nguyên tắc Kết hợp a. Kết hợp về không gian những đối tượng đồng nhất hoặc những đối tượng có những thao tác kề nhau. b. Kết hợp về thời gian những thao tác đồng nhất hoặc kề nhau 6. Nguyên tắc Đa năng Cho một đối tượng hoạt động đa chức năng do đó có thể loại bỏ một số đối tượng khác 5 7. Nguyên tắc Lồng nhau a. Để một đối tượng trong lòng một đối tượng khác, đối tượng khác này lại để trong lòng một đối tượng thứ ba b. Đưa một đối tượng qua một khoảng trống của một đối tượng khác 8. Nguyên tắc Phản trọng lượng a. Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách nối với một đối tượng khác có sức đẩy b. Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường có sức đẩy khí hoặc thủy động lực 9. Nguyên tắc Thực hiện một số thao tác ngược truớc a. Thực hiện phản hoạt động trước tiên b. Nếu vật thể chịu áp lực thì cung cấp cung cấp một phản áp lực trước đó 10. Nguyên tắc Thực hiện một số thao tác trước a. Thực hiện tất cả hoặc một phần các thao tác cần thiết trước khi thực hiện b. Sắp xếp các đối tượng sao cho chúng có thể đi vào hoạt động trong một khoảng thời gian hợp lí và từ một vị trí thích hợp 11. Nguyên tắc Dự phòng Dự trù cho tính không tin cậy của đối tượng bằng biện pháp phòng chống. 12. Nguyên tắc Đẳng thế Thay đổi điều kiện làm việc sao cho không phải nâng lên hoặc hạ xuống 13. Nguyên tắc Đảo ngược a. Thay cho một hành động được chỉ định trước, áp dụng một hành động ngược lại b. Làm cho phần chuyển động của đối tượng hoặc môi trường bên ngoài của đối tượng trở nên bất động và những phần bất động trở thành chuyển động c. Lật úp đối tượng 6 14. Nguyên tắc Chuyển động tròn a. Thay những đối tượng thẳng hoặc bề mặt bằng phẳng thành những mặt cong ; thay thế hình lập phương thành hình cầu b. Sử dụng con lăn, vật hình xoắn ốc c. Thay thế chuyển động thẳng bằng chuyển động quay ; tận dụng lực li tâm 15. Nguyên tắc Linh động a. Làm cho đối tượng hay môi trường của nó tự động điều chỉnh tới chế độ tối ưu tại mỗi trạng thái hoạt động. b. Chia vật thể thành những phần nhỏ mà có thể thay đổi vị trí tương đối với nhau c. Nếu vật thể bất động thì làm cho nó chuyển động và có thể trao đổi được 16. Nguyên tắc Hành động một phần hoặc quá mức Nếu khó có thể đạt 100% hiệu quả mong muốn thì cố đạt đến cái đơn giản nhất 17. Nguyên tắc Chuyển sang chiều mới a. Loại bỏ các bài toán bằng cách dịch chuyển một đối tượng trong một chuyển động hai chiều (tức là dọc theo mặt phẳng) b. Sắp xếp các đối tượng trên nhiều lớp thay cho một lớp c. Làm nghiêng đối tượng hoặc quay nó lên cạnh của nó 18. Nguyên tắc Rung động cơ học a. Đặt đối tượng vào thế rung động b. Nếu đã rung động rồi thì tăng tần số, thậm chí đến tận tần số sóng siêu âm c. Sử dụng tần số cộng hưởng d. Thay áp rung cho rung cơ học e. Dùng rung động siêu âm với từ trường 19. Nguyên tắc Hành động tuần hoàn a. Thay một hành động liên tục thành một hành động tuần hoàn (xung). 7 b. Nếu một hành động đã tuần hoàn rồi thì thay đổi tần số c. Sử dụng xung giữa các xung lực để cung cấp hành động bổ sung 20. Nguyên tắc Thực hiện liên tục các họat động có hiệu quả cao a. Thực hiện một hành động liên tục (không nghỉ) trong đó tất cả các phần của đối tượng hoạt động hết công suất. b. Loại bỏ các hành động không hiệu quả và trung gian 21. Nguyên tắc Vượt nhanh Thực hành các thao tác có hại hoặc mạo hiểm với tốc độ thật nhanh 22. Nguyên tắc Chuyển thiệt thành lợi a. Sử dụng những yếu tố có hại hoặc các tác động môi trường để thu những hiệu quả tích cực b. Loại bỏ những yếu tố có hại bằng việc kết hợp nó với một yếu tố có hại khác c. Tăng tác động có hại đến khi nó tự triệt tiêu tính có hại của nó 23. Nguyên tắc Thông tin phản hồi a. Sử dụng thông tin phản hồi b. Nếu đã có thông tin phản hồi thì đảo ngược nó. 24. Nguyên tắc Dùng vật môi giới a. Dùng một vật thể trung gian để truyền hay thực hiện một hành động. b. Tạm thời nối một vật thể với một vật thể khác mà nó dễ dàng được tháo bỏ đi. 25. Nguyên tắc Tự phục vụ a. Làm cho vật thể tự phục vụ và thực hiện những thao tác bổ sung và sửa chữa b. Tận dụng vật liệu và năng lượng bỏ đi 8 26. Nguyên tắc Sao chép a. Dùng một bản sao đơn giản và rẻ tiền thay cho một vật thể phức tạp, đắt tiền, dễ vỡ hay bất tiện b. Thay thế một vật thể bằng bản sao hoặc hình ảnh của nó, có thể dùng thước để tăng hoặc giảm kích thước c. Nếu các bản sao quang học đã được dùng, thay chúng bằng những bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại 27. Nguyên tắc Dùng vật rẻ tiền, tuổi thọ ngắn thay cho vật đắt tiền, tuổi thọ dài Thay một vật thể đắt tiền bằng nhiều những vật thể rẻ tiền có ít ưu điểm hơn (ví dụ tuổi thọ kém đi) 28. Nguyên tắc Thay thế hệ thống cơ học a.Thay thế hệ cơ học bằng hệ quang, âm hoặc khứu giác (mùi) b.Dùng điện, từ, điện từ trường để tương tác với vật thể c.Thay thế các trường: - Trường tĩnh bằng các trường động - Trường cố định bằng trường thay đổi theo thời gian - Trường ngẫu nhiên bằng trường cấu trúc - Dùng một trường kết hợp với các hạt sắt từ 29. Nguyên tắc Dùng khí hoặc thủy lực học Thay thế các phần cứng rắn của đối tượng bằng khí hoặc chất lỏng. Các phần này có thể dùng không khí hoặc nước để phồng lên, hoặc dùng đệm hơi hay đệm thủy tĩnh 30. Nguyên tắc Màng linh động hoặc màng mỏng a. Thay cấu trúc truyền thống bằng cấu trúc làm từ màng linh động hoặc màng mỏng b. Cô lập đối tượng ra khỏi môi trường xung quanh bằng cách sử dụng màng linh động hoặc màng mỏng 9 31. Nguyên tắc Dùng vật liệu xốp a. Dùng vật thể xốp hoặc các yếu tố xốp (chèn, phủ, …) b. Nếu một vật thể đã xốp thì làm đầy các lỗ chân lông trước bằng một vài chất liệu 32. Nguyên tắc Đổi màu a. Đổi màu của đối tượng hoặc những thứ quanh nó. b. Đổi độ trong suốt của đối tượng hoặc quá trình mà khó có quan sát. c. Dùng bổ sung màu để quan sát các đối tượng hoặc quá trình khó quan sát. d. Nếu đã dùng bổ sung màu thì dùng các yếu tố khác để theo dõi. 33. Nguyên tắc Tính đồng nhất Làm các vật thể tương tác với vật thể đầu tiên bằng cùng loại vật liệu hoặc vật liệu rất gần với vật thể đầu tiên đó 34. Nguyên tắc Loại bỏ và tái sử dụng a. Một yếu tố của đối tượng sau khi hoàn thành chức năng hoặc trở nên vô dụng thì hãy loại bỏ hoặc thay đổi nó (vứt bỏ, phân hủy, làm bay hơi, …). b. Loại bỏ ngay lập tức những phần của đối tượng không còn tác dụng. 35. Nguyên tắc Thay đổi thông số lí hóa của đối tượng Thay đổi trạng thái kết tập, phân bố mật độ, độ linh động, nhiệt độ của đối tượng. 36. Nguyên tắc Chuyển pha Ứng dụng các hiệu ứng trong quá trình chuyển pha của vật liệu. Ví dụ trong khi thay đổi thể tích, bậc tự do hay hấp thụ nhiệt 37. Nguyên tắc Giãn nở nhiệt a. Dùng vật liệu có thể co giãn theo nhiệt độ b. Sử dụng các vật liệu khác nhau với các hệ số giãn nở nhiệt khác nhau [...]... thiệu : Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới (quyển 1 của bộ sách ‘ sáng tạo và đổi mới’‘) Trung tâm sáng tao KHKT (TSK), TpHCM 2004 Tác giả : Phan Dũng Thế giới bên trong con người sáng tạo (quyển 2 của bộ sách ‘ sáng tạo và đổi mới’‘) Trung tâm sáng tao KHKT (TSK), TpHCM 2005 Tác giả : Phan Dũng Tư duy logich, biện chứng và hệ thống (quyển 3 của bộ sách ‘ sáng tạo và đổi mới’‘) Trung tâm sáng tao KHKT... 1 Tổng quan về ổ cứng máy tính Ổ cứng thường được gắn liền với máy tính để lưu trữ dữ liệu cho dù chúng xuất hiện muộn hơn so với những chiếc máy tính đầu tiên Với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ, ổ đĩa cứng ngày nay có kích thước càng nhỏ đi đến các chuẩn thông dụng với dung lượng thì ngày càng tăng lên Những thiết kế đầu tiên ổ đĩa cứng chỉ dành cho các máy 10 tính thì ngày nay ổ đĩa cứng. .. Rodime Ổ cứng Rodime 12 Năm 1985: ổ cứng Hardcard của Quantum sử dụng giao tiếp SCSI mới Ổ cứng Hardcard của Quantum sử dụng giao tiếp SCSI mới Năm 2001: Ra mắt của giao tiếp SATA chính là thay đổi lớn nhất của ổ cứng cá nhân sau một thời gian dài Thay thế cho ATA100 và ATA133, SATA 150MB/s và các phiên bản kế tiếp đang là tiêu chuẩn của máy tính hiện tại 13 Năm 2006: Bắt đầu cuộc đua về dung lượng với ổ. .. người sử dụng máy tính Những sự hư hỏng của các thiết bị khác trong hệ thống máy tính có thể sửa chữa hoặc thay thế được, nhưng dữ liệu bị mất do yếu tố hư hỏng phần cứng của ổ đĩa cứng thường rất khó lấy lại được Ổ đĩa cứng là một khối duy nhất, các đĩa cứng được lắp ráp cố định trong ổ ngay từ khi sản xuất nên không thể thay thế được các "đĩa cứng" như với cách hiểu như đối với ổ đĩa mềm hoặc ổ đĩa... liệu composite II LỊCH SỬ PHÁT TRIỄN Ổ CỨNG MÁY TÍNH Ổ đĩa cứng, hay còn gọi là ổ cứng (tiếng Anh: Hard Disk Drive, viết tắt: HDD) là thiết bị dùng để lưu trữ dữ liệu trên bề mặt các tấm đĩa hình tròn phủ vật liệu từ tính Ổ đĩa cứng là loại bộ nhớ "không thay đổi" (non-volatile), có nghĩa là chúng không bị mất dữ liệu khi ngừng cung cấp nguồn điện cho chúng Ổ đĩa cứng là một thiết bị rất quan trọng... Năm 1956: Ổ cứng đầu tiên: 305 RAMAC hoạt động theo nguyên lý tính toán và điều khiển truy cập ngẫu nhiên tới dữ liệu Toàn bộ hệ thống ổ cứng cần tới 50 đĩa có đường kính 24 inch (61 cm) và được phủ một lớp oxide sắt Nó chứa 5 MB dữ liệu Có thể thiết bị lưu trữ của IBM này không nằm trong một chiếc máy tính nhưng hầu hết đều thừa nhận nó là ổ cứng đầu tiên trên thế giới 11 Năm 1980: Ổ cứng đầu tiên... hiệu năng sử dụng cao hơn hẳn trên các thiết bị cần xử lý nhanh cũng như thiết bị di động 15 Ổ SSD Intel, một trong những ổ SSD phổ biến và được yêu thích nhất Việc phổ thông hóa SSD đã làm người dùng có trải nghiệm tốt hơn với máy tính của mình Các ổ SSD sử dụng chip điều khiển Indilinx Barefoot vào giữa năm 2009 đã đạt tốc độ ghi 175MB/s, hỗ trợ TRIM cho hiệu năng cao hơn Đây là những ổ cứng "xịn"... biệt và chúng là các vòng tròn đồng tâm chứ không nối tiếp nhau thành dạng xoắn trôn ốc như đĩa nhựa 3 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Ổ cứng ngày nay được nghiên cứu sử dụng các vật liệu có giá thành ngày càng rẻ hơn với dung lượng lưu trữ lớn hơn 4 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học Ổ cứng lưu trữ dữ liệu thể rắn (SSD) sử dụng các chip nhớ để chứa thông tin thay vì cách đọc ghi từ đĩa từ như ổ cứng. .. thiết kế cho máy tính cá nhân nhỏ gọn: Shugart ST506 ST506 có tốc độ quay 3600 vòng/phút, tốc độ tìm kiếm 85ms và sử dụng 2 phiến đĩa Không giống như các ổ cứng hiện đại tích hợp luôn mạch điều khiển (controller card) thì mạch điều khiển của ST506 được tách rời ra Đây cũng là thiết kế cho các ổ cứng của 5 năm sau đó Hãng Shugart sau này đổi tên thành Seagate Ổ cứng Shugart ST506 Năm 1983: Ổ cứng 3,5 inch... khi những ổ dùng chip điều khiển SandForce SF-1200 ra mắt 16 Năm 2010, sự ra mắt của SandForce SF-1200 có thể sử dụng với bất cứ bộ nhớ flash NAND nào, tích hợp sẵn bộ nhớ đệm (cache) sẵn, đạt tốc đọc/ghi hơn 200MB/s, tốc độ ghi ngẫu nhiên 4KB III Những nguyên lý sáng tạo đã áp dụng 1 Nguyên tắc phân chia nhỏ: Dữ liệu được lưu trữ trong ổ cứng trên bề mặt các đĩa từ (platter): Đĩa thường cấu tạo bằng . thiệu 40 Nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo 4 1. Nguyên tắc Phân chia nhỏ 4 2. Nguyên tắc Tách khỏi 4 3. Nguyên tắc Chất lượng cục bộ 4 4. Nguyên tắc Bất. Nguyên tắc Màng linh động hoặc màng mỏng 8 31. Nguyên tắc Dùng vật liệu xốp 9 32. Nguyên tắc Đổi màu 9 33. Nguyên tắc Tính đồng nhất 9 34. Nguyên tắc