phương pháp nghiên cứu sáng tạo trong tin học sự phát triển của các thế hệ chuột máy tính

Qua thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, em đã đúc kết lại những vấn đề cơ bản, quan trọng nhất của vấn đề nghiên cứu và trình bày lại trong bài tiểu luận này với chủ đề “Nguyên tác

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

GVHD : GS TSKH HOÀNG VĂN KIẾM Học viên: Vũ Đăng Khôi

(CH1101017 – Cao học CNTT K6)

Tháng 04/2012

Em xin chân thành cám ơn GS TSKH Hoàng Văn Kiếm về những tri

thức và những kinh nghiệm quý báu mà thầy đã truyền đạt lại cho lớp trong

phạm vi môn học Phương pháp nghiên cứu khoa học trong Tin học thuộc

chương trình đào tạo cao học ngành Công nghệ thông tin tại trường Đại học Công nghệ thông tin – Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh

Tác giả cũng xin cám ơn các anh, chị và các bạn trong lớp cao học Công nghệ thông tin khóa 6/2011 về những ý kiến đóng góp trong quá trình học tập

và trao đổi trên lớp

Với khả năng và thời gian có hạn, tiểu luận chắc chắn còn có những thiếu sót nhất định, kính mong thầy và các anh chị góp ý để tác giả có điều kiện hoàn thiện hơn

TP Hồ Chí Minh, 04/2012 Học viên thực hiện

Vũ Đăng Khôi

Bảng 1 Loại và nguồn gốc dữ liệu có được của 3 phương pháp Error! Bookmark not

defined.

Bảng 2 Thời gian thực hiện của 3 phương pháp phân tích nghề Error! Bookmark not

defined.

Bảng 3 29 năng lực của sinh viên ngành cơ khí ô tô được phân tích trong nghiên cứu

Error! Bookmark not defined Bảng 4 Sơ đồ DACUM phân tích nghề làm chả (giò) lụa Error! Bookmark not defined.

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH

Hình 1 Thiết bị trỏ (chuột máy tính) đầu tiên 15

Hình 2 Chuột quang và nguyên tắc hoạt động 16

Hình 3 Cơ chế hoạt động của chuột quang 17

Hình 4 Cổng kết nối COM của chuột 17

Hình 5 Cổng kết nối PS/2 của chuột 17

Hình 6 Cổng kết USB của chuột 18

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU 4

DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH 4

LỜI NÓI ĐẦU i

PHẦN I DẪN NHẬP 2

PHẦN II NỘI DUNG 4

2.1 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO 4

2.1.1 Nguyên tắc phân nhỏ 4

2.1.2 Nguyên tắc tách khỏi 4

2.1.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4

2.1.4 Nguyên tắc phản đối xứng 4

2.1.5 Nguyên tắc kết hợp 4

2.1.6 Nguyên tắc vạn năng 5

2.1.7 Nguyên tắc chứa trong 5

2.1.8 Nguyên tắc phản trọng lượng 5

2.1.9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 5

2.1.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 5

2.1.11 Nguyên tắc dự phòng 5

2.1.12 Nguyên tắc đẳng thế 6

2.1.13 Nguyên tắc đảo ngược 6

2.1.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 6

2.1.15 Nguyên tắc linh động 6

2.1.16 Nguyên tắc thiếu hoặc thừa 6

2.1.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 6

2.1.18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 7

2.1.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 7

2.1.20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích 7

2.1.21 Nguyên tắc vượt nhanh 7

2.1.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi 8

2.1.23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 8

2.1.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian 8

2.1.25 Nguyên tắc tự phục vụ 8

2.1.26 Nguyên tắc sao chép 8

2.1.27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 8

2.1.28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 9

2.1.29 Nguyên tắc sử dụng các kết cấu khí và lỏng 9

2.1.30 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 9

2.1.31 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 9

2.1.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 9

2.1.33 Nguyên tắc đồng nhất 10

2.1.34 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 10

2.1.35 Nguyên tắc thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 10

2.1.36 Nguyên tắc sử dụng chuyển pha 10

2.1.39 Nguyên tắc thay đổi độ trơ 11

2.1.40 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành 11

2.2 ÁP DỤNG MỘT SỐ NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG PHÁT TRIỂN CHUỘT MÁY TÍNH 11

2.2.1 Tổng quan về chuột máy tính 11

2.2.2 Quá trình phát triển chuột máy tính 14

A Cơ chế cảm ứng 15

B Kiểu kết nối 17

C Phím bấm và bánh xe cuộn 19

D Tốc độ và độ chính xác 19

E Những biến thể của chuột máy tính 21

2.2.3 Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng để phát triển chuột máy tính 22

(1) Nguyên tắc tách khỏi 22

(2) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 22

(3) Nguyên tắc phản đối xứng 22

(4) Nguyên tắc kết hợp 22

(5) Nguyên tắc vạn năng 22

(6) Nguyên tắc chứa trong 23

(7) Nguyên tắc phản trọng lượng 23

(8) Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 23

(9) Nguyên tắc thay đổi các thông số lý hóa 23

PHẦN III KẾT LUẬN 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 25

LỜI NÓI ĐẦU

Phương pháp nghiên cứu khoa học trong Tin học là một môn học bắt buộc thuộc chương trình đào tạo cao học ngành Công nghệ thông tin tại trường Đại học Công nghệ thông tin – Đại học Quốc gia TP HCM

Ngoài các buổi học được giảng viên truyền đạt trực tiếp trên lớp, các học viên được giao tìm hiểu các chủ đề liên quan đến môn học để thấu hiểu sâu sắc từng vấn đề đó và trình bày lại những hiểu biết thông qua một bài tiểu luận

Qua thời gian tìm hiểu, nghiên cứu tài liệu, em đã đúc kết lại những vấn đề

cơ bản, quan trọng nhất của vấn đề nghiên cứu và trình bày lại trong bài tiểu

luận này với chủ đề “Nguyên tác sáng tạo áp dụng trong Tin học: sự phát

triển các thế hệ chuột máy tính”

Tài liệu tham khảo chính của bài viết là tập tài liệu bài giảng môn Phương

pháp nghiên cứu khoa học trong Tin học của GS TSKH Hoàng Văn Kiếm,

giảng viên phụ trách môn học này Ngoài ra, bài viết cũng tham khảo thêm một

số tài liệu khác có liên quan đến chủ đề báo cáo được liệt kê ở phần tài liệu tham khảo

PHẦN I DẪN NHẬP

Trong lịch sử phát triển, loài người chúng ta đã trải qua một số thời kỳ mang tính cách mạng, được đánh dấu bởi một vài sự thay đổi mang tính cách tân, sáng tạo và tích cực Trong đó nổi bật lên là các thời kỳ: công xã nguyên thủy, chiếm hữu nô lệ, phong kiến, tư bản chủ nghĩa và xã hội chủ nghĩa Song song với các thời kỳ mang tính giai cấp đó là các thời đại như: săn bắt và hái lượm, lúa nước, đồng thau, … và mới nhất đây là thời đại thông tin, máy tính điện tử, internet

Trong hoạt động sản xuất, kinh doanh, đôi khi chỉ cần có một ý tưởng nhỏ, một sáng tạo nhỏ cũng có thể tạo ra một cuộc cách mạng làm thay đổi rất lớn đến sản lượng, chất lượng hàng hóa, sản phẩm, dịch vụ Trong lĩnh vực Tin học cũng vậy, trải qua vài chục năm hình thành và phát triển, ngành Tin học đã phát triển như vũ bão và

đã góp phần tạo ra rất nhiều của cải vật chất và tinh thần cho con người Đồng thời Tin học cũng làm thay đổi nhận thức, suy nghĩ của con người ở một vài phương diện Vậy đâu là những nhân tố chính làm thay đổi nhận thức của con người trong thời

đại mới này Một trong những câu trả lời đó là “sự sáng tạo và đổi mới” trong lao

động, sản xuất

Khoa học Sáng tạo được nói đến nhiều trong khoảng thời gian gần đây Vậy sáng tạo ở đây được hiểu như thế nào?

Mỗi người làm việc, không thể không suy nghĩ và đòi hỏi cải tiến công việc phải

là cơ sở cho mọi suy nghĩ của chúng ta Nói cách khác, mỗi người chúng ta đều cần suy nghĩ để sáng tạo Tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của mỗi con người Chúng ta cần sáng tạo vì chúng ta cảm thấy rằng, mọi việc cần được thực hiện theo cách đơn giản hơn và tốt hơn Dù chúng ta tài giỏi như thế nào, chúng ta vẫn luôn mong muốn tốt hơn nữa

Sáng tạo gắn liền với sự thay đổi, đưa ra cái mới (đổi mới), sáng chế, các ý tưởng mới, các phương án lựa chọn mới Sự sáng tạo thuộc về năng lực ra quyết định, thuộc

về sự kết hợp độc đáo hoặc liên tưởng, phát ra các ý tưởng đạt được kết quả mới và ích lợi Mọi người có thể dùng tính sáng tạo của mình để đặt vấn đề một cách bao quát, phát triển các phương án lựa chọn, làm phong phú các khả năng và tưởng tượng các hậu quả có thể nảy sinh Tóm lại, ta làm được gì mới, khác và có ích lợi, đấy là sáng tạo Sự sáng tạo nảy sinh ở mọi tầng lớp và mọi giai đoạn trong cuộc sống của chúng

ta

Ðối với một công ty hay tổ chức, tài nguyên quan trọng nhất chính là nguồn nhân lực, tức là những người làm việc cho công ty, tổ chức Họ gồm các thợ bảo trì, những người bán hàng, các công nhân trong dây chuyền sản xuất, những người đánh máy…

và các cán bộ quản lý mọi cấp bậc Nguồn nhân lực của công ty làm cho các tài nguyên khác hoạt động, mang lại hiệu quả cao Thiếu nhân sự tốt, một công ty, tổ chức, dù được trang bị máy móc hoàn hảo nhất, được tài trợ tốt nhất, sẽ hoạt động kém hiệu quả

Lĩnh vực Tin học cũng trải qua những giai đoạn phát triển mang tính đột phá như máy tính cá nhân, máy tính để bản, netbook, máy tính bảng, … Nghĩa là trong lĩnh vực Tin học cũng có rất nhiều sự “sáng tạo” trong đó

Để minh chứng cho sự sáng tạo áp dụng trong Tin học và để thấy được bản chất của các nguyên tắc sáng tạo cũng như việc áp dụng các nguyên tắc đó một cách cụ thể như thế nào, bài viết đề cập đến một khía cạnh nhỏ trong Tin học, đó là quá trình ra

đời và phát triển của “chuột máy tính” – một thiết bị không thể thiếu của một hệ

PHẦN II NỘI DUNG

2.1 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO

Phần này điểm qua các nguyên tắc sáng tạo trong khoa học kỹ thuật Đặc biệt nhấn mạnh đến các nguyên tắc đã được áp dụng trong việc phát triển các thế hệ chuột máy tính

2.1.1 Nguyên tắc phân nhỏ

 Chia đối tượng thành các phần độc lập

 Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

 Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

 Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau

 Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc

2.1.4 Nguyên tắc phản đối xứng

Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung giãm bật đối xứng)

2.1.5 Nguyên tắc kết hợp

 Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận

 Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận

2.1.6 Nguyên tắc vạn năng

Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác

2.1.7 Nguyên tắc chứa trong

 Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba

 Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

2.1.9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại )

2.1.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

 Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

 Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển

2.1.11 Nguyên tắc dự phòng

Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

2.1.12 Nguyên tắc đẳng thế

Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng

2.1.13 Nguyên tắc đảo ngược

 Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)

 Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động

2.1.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa

 Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu

 Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

 Chuyển sang chuyển độg quay, sử dung lực ly tâm

2.1.15 Nguyên tắc linh động

 Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

 Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

2.1.16 Nguyên tắc thiếu hoặc thừa

Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn

“một chút” Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn

2.1.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

 Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên

mặt phẳng (hai chiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều)

 Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng

 Đặt đối tượng nằm nghiêng

 Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước

 Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước

2.1.18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học

 Làm đối tượng dao động Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (đến tầng số siêu âm)

 Sử dụng tầng số cộng hưởng

 Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

 Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

2.1.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

 Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)

 Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ

 Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác

2.1.20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích

 Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)

 Khắc phục vận hành không tải và trung gian

 Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua

2.1.21 Nguyên tắc vượt nhanh

 Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

 Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

2.1.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi

 Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi

 Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác

 Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa

2.1.23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

 Thiết lập quan hệ phản hồi

 Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó

2.1.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

2.1.27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt

Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí

dụ như về tuổi thọ)

2.1.28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học

 Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

 Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng

 Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

 Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối

 Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng

2.1.31 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu nhiều lỗ

 Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ…)

 Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó

2.1.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc

 Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

 Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài

 Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang