quy trình phát triển của máy tính và nguyên tắc sáng tạo

TP.HCM 03-2011 Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH VÀ NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO Giáo viên hướng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Sinh viên thực hiện: Nguyễn Võ Ngọc Huy MSHV: CH1101091 Lớp: Cao Học Khoá 6_2 2011 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 2/24 MỤC LỤC  I. LờI Mở ĐầU 5 II. 40 NGUYÊN TắC (THủ THUậT) SÁNG TạO: 6 1. Nguyên tắc phân nhỏ 6 2. Nguyên tắc “tách khỏi” 6 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 6 4. Nguyên tắc phản đối xứng 6 5. Nguyên tắc kết hợp 6 6. Nguyên tắc vạn năng 6 7. Nguyên tắc “chứa trong” 7 8. Nguyên tắc phản trọng lượng 7 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 7 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 7 11. Nguyên tắc dự phòng 7 12. Nguyên tắc đẳng thế 7 13. Nguyên tắc đảo ngược 7 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá 8 15. Nguyên tắc linh động 8 16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” 8 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 8 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 9 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 9 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích 9 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” 9 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 3/24 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi 9 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 9 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian 10 25. Nguyên tắc tự phục vụ 10 26. Nguyên tắc sao chép (copy) 10 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 10 28. Thay thế sơ đồ cơ học 10 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng 10 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 11 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 11 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc 11 33. Nguyên tắc đồng nhất 11 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 11 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 11 36. Sử dụng chuyển pha 12 37. Sử dụng sự nở nhiệt 12 38. Sử dụng các chất oxy hoá mạnh 12 39. Thay đổi độ trơ 12 40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) 12 II. QUÁ TRÌNH PHÁT TRIểN Hệ THốNG MÁY TÍNH THờI GIAN QUA 13 1. Quá trình phát triển của máy tính 13 2. Các phương pháp sáng tạo áp dụng 19 3. Dự đoán tương lai của máy tính 21 III. KếT LUậN : 23 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 4/24 TÀI LIỆU THAM KHẢO 24 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 5/24 I. Lời mở đầu Trong bất kỳ lĩnh vực nào của cuộc sống này, thông qua dòng thời gian và cách thức con người tiếp cận để giải các bài toán, chúng ta đều có thể học hỏi, rút được các kinh nghiệm để làm cho công việc nhanh và hiệu quả hơn, cuộc sống thoải mái và tốt đẹp hơn. Đặc điểm nổi bật nhất của sự tìm tòi học hỏi hay khả năng tư duy sự sáng tạo chính là tìm tới lời giả cho những bài toán, vấn đề được đặt ra. Hơn 2000 năm qua hàng triệu phát minh cải tiến ra đời thay đổi gần như toàn bộ cuộc sống của con người. Chúng ta thường nghĩ chỉ những người tài năng thiên bẫm mới có khả năng sáng tạo đột phá, tuy nhiên chúng ta vẫn có những phương pháp nghiên cứu sáng tạo cơ bản giúp ích chúng ta mang tính đại chúng. Những phát phát minh, sáng kiến có thể đều dựa trên 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được G.S.Alshuller tổng hợp và tác giả Phan Dũng đề cập đến trong sách Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản được xuất bản 2007. Đây có thể nói là sự tổng hợp kiến thức của nhân loại trong thời gian qua, vì dựa vào 40 phương pháp này cộng với khả năng tư duy thì mọi vấn đề sẽ tìm được lời giải. 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 có chung quy luật của sự sáng tạo. Sự phát triển của máy tính (computer) qua các thời kỳ là minh chứng rõ nét nhất cho việc sáng tạo của con người không ngừng nghỉ. Như chúng ta đã biết, sự ra đời của máy tính là một thành tựu tuyệt vời của con người trong thế kỷ 20, nó giúp giải phóng trí óc con người khỏi những tính toán phức tạp, giúp tăng năng suất lao động, trợ giúp con người hầu như trong tất cả mọi lĩnh vực từ nghiên cứu, tính toán, thiết kế đến khám phá vũ trụ… Chính vì vậy, không thể kể hết những ích lợi mà máy tính ngày nay mang lại cho chúng ta và máy tính được vinh danh là một trong những sản phẩm công nghệ làm thay đổi thế giới trong thế kỷ 20. Thông qua sự thay đổi này, chúng ta cùng tìm hiểu các phương pháp sáng tạo áp dụng trong sự thay đổi này qua bài luận sau đây. Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 6/24 II. 40 Nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo: Sau đây là 40 nguyên tắc cơ bản của G.S.Altshuller được xem như các thủ thuật được đánh giá cao trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới hiện nay: 1. Nguyên tắc phân nhỏ a) Chia đối tượng thành các phần độc lập. b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. 2. Nguyên tắc “tách khỏi” Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng. 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ a) Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. c) Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc. 4. Nguyên tắc phản đối xứng Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung giãm bật đối xứng). 5. Nguyên tắc kết hợp a) Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. b) Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. 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. Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 7/24 7. Nguyên tắc “chứa trong” a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. 8. Nguyên tắc phản trọng lượng a) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác có lực nâng. b) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động 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). 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. b) 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. 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. 12. Nguyên tắc đẳng thế Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. 13. Nguyên tắc đảo ngược a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng) Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 8/24 b) Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. c) Chuyển sang chuyển độg quay, sử dung lực ly tâm. 15. Nguyên tắc linh động a) 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. b) Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. 16. Nguyên tắc giải “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. 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác a) 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). b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. c) Đặt đối tượng nằm nghiêng. d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 9/24 18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học a) Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (đến tầng số siêu âm). b) Sử dụng tầng số cộng hưởng. c) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. c) Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích a) 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). b) Khắc phục vận hành không tải và trung gian. c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua. 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” a) Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. b) Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi a) Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. b) Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi a) Thiết lập quan hệ phản hồi b) Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 10/24 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. 25. Nguyên tắc tự phục vụ a) Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. b) Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. 26. Nguyên tắc sao chép (copy) a) Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. b) Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. c) Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. 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). 28. Thay thế sơ đồ cơ học a) Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. b) Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng c) 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 . d) Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. [...]... Quá trình phát triển hệ thống máy tính thời gian qua 1 Quá trình phát triển của máy tính Quá trình phát triển của máy tính có thể mô tả như sau: Sau đây, có thể giải thích một số giai đoạn của phát triển của máy tính theo lược đồ trên Mainframe: SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 13/24 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học - Máy tính máy tính lớn (còn gọi là "đống sắt... 1982 Trong khi máy tính kỹ thuật số dựa trên các bán dẫn và đòi hỏi dữ liệu được mã hóa thành số nhị phân (bit), máy tính lượng tử được thiết kế sử dụng các nguyên tắc của vật lý lượng tử để tăng sức mạnh tính toán và tính chất đại diện cho dữ liệu vượt quá những gì có thể đạt được bởi một máy tính truyền thống Đây là công nghệ máy tính của tương lai nhưng đang phát triển và đang có triển vọng dựa... tắc là Quantum PC có thể tìm ra chỉ dùng brute force SVTH: Nguyễn Võ Ngọc Huy Trang 18/24 Bài Thu Hoạch Chuyên Đề - Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học 2 Các phương pháp sáng tạo áp dụng Chúng ta cùng phân tích các phương pháp sáng tạo được áp dụng trong quá trình phát triển của PC theo như sơ đồ tóm tắt ở trên a) NGUYÊN TẮC THU NHỎ - Ta thấy nguyên tắc này rõ nhất trong giai đoạn phát triển. .. vì công nghệ máy tính truyền thống dựa trên silicon Máy tính DNA sẽ có tốc độ xử lý cực kỳ nhanh hơn triệu lần những gì sóng não con người hiện đang xử lý - Khi công nghệ máy tính DNA phát triển cao, mỗi con người sinh ra và tồn tại đều được cấy một máy tính DNA vào cơ thể, chúng ta sẽ sử dụng nguồn thông tin vô hạn của hệ thống máy chủ cung cấp mà các máy chủ này có khả năng tự học hỏi và đánh giá... PC: - Các máy tính chúng ta sử dụng ngày nay sử dụng bóng bán dẫn và chất bán dẫn để kiểm soát truyền điện Máy tính của tương lai có thể sử dụng tinh thể và siêu vật liệu để kiểm soát ánh sáng Máy tính quang học có thể sử dụng của các hạt ánh sáng photon Tương lai có thể nghiên cứu được và sản xuất được một loạt các phim mỏng và sợi quang học làm cho mối liên kết quang học - Tương lai các ánh sáng có... chương trình cho máy chạy Và chỉ hoạt động trong chế độ hàng loạt hỗ trợ chức năng văn phòng, chẳng hạn như thanh toán của khách hàng Personal Computer (PC) - Máy tính cá nhân (PC) nêu trên được phổ biến đầu tiên bởi tạp chí Byte, máy tính Apple với Apple II ra đời vào cuối thập niên 1970 đầu thập niên 1980, và sau đó là IBM với máy tính cá nhân IBM Đây là 1 bước tiến lớn trong ngành máy tính cá nhân, và. .. từ CPU, và RAM của hệ thống để xử lý, nhưng GPU sẽ đảm nhiệm việc xử lý hình học và bộ nhớ của riêng nó, nên việc việc xử lý riêng rất nhanh và tối ưu được hệ thống g) NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG CÁC VẬT LIỆU HỢP THÀNH (COMPOSITE) - So với Mainframe và hệ thống máy tính cá nhân PC những năm 1980 về trước, vỏ máy tính và board mạch có thể dùng nhôm hoặc thép không gỉ Tuy nhiên nó có khuyết điểm là nặng và tốn... Phương Pháp Nghiên Cứu Sáng Tạo Trong Khoa Học Network PC (server) - Với sự ra đời của các mạng máy tính (LAN) và đặc biệt mạng WAN và internet, người ta có thể sử dụng và truy cập tài nguyên từ 1 máy tính từ xa gọi là máy chủ (server) Server thường có cấu hình rất mạnh chỉ chạy một số dịch vụ để phục vụ yêu cầu từ 1 máy khác, ví dụ như truy cập website (web server), lưu trữ và truy xuất file (FTP... chia sẽ tài nguyên và khoảng cách địa lý trở thành phẳng Thời đại công nghệ thông tin bắt đầu với sự ra đời của khái niệm hội tụ số (digital convergence), tất cả thiết bị đều được số hóa và kết nối với nhau - Các máy tính client là một máy tính hoạt động phụ thuộc rất nhiều vào một số máy máy chủ (server) để thực hiện các vai trò truyền thống tính toán Điều này thực sự trái ngược với các máy tính truyền... động và không thể chỉ lưu trữ tại PC của người dùng, vì thế xuất hiện nhu cầu cần phải lưu trữ data trên mạng (hay còn gọi là lưu lên “mây” cloud), có thể truy cập và chia sẻ mọi lúc mọi nơi, không còn lo sợ máy PC gặp sự cố mất hết dữ liệu Ví dụ: Gmail và Google Docs - Cloud computing (điện toán đám mây) là tập hợp nhiều máy tính vật lý ảo (mây) sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào . PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU, SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC ĐỀ TÀI: QUY TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH VÀ NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO Giáo viên hướng. của máy tính Quá trình phát triển của máy tính có thể mô tả như sau: Sau đây, có thể giải thích một số giai đoạn của phát triển của máy tính