Các nguyên tắc sáng ứng dụng cơ bản và ứng dụng trong lĩnh vực máy tính và truyền thông

Cao Học Khóa 22 Ngành Khoa Học Máy Tính PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG T ỨNG DỤ Ơ BẢN VÀ LĨ V C M NG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THƠNG Thầy HD: GS-TSKH Hồng Kiếm Học viên thực hiện: Trần Hà Lâm MSHV: 1211036 TP HCM, ĂM 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mở đầu Có thể nói lĩnh vực cơng nghệ thơng tin mạng máy tính – Internet lĩnh vực khai thác phát triển gần nhất, nghĩa thời gian phát triển công nghệ lĩnh vực tương đối ngắn Tuy nhiên, Internet có phát triển vượt bậc, nhiều cơng nghệ cải tiến, nhiều ứng dụng có ý nghĩa đời khoảng thời gian ngắn Cho đến bây giờ, Internet góp phần khơng nhỏ vào phát triển ngành khoa học khác trở thành thành phần thiếu sống người Từ đó, tơi xin tổng kết lại kiến thức học môn Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học đưa ví dụ áp dụng thực tế qua trình phát triển Internet thông qua tiểu luận Bài tiểu luận bao gồm phần chính: - Tóm tắt ngắn gọn 40 phương pháp nghiên cứu khoa học - Ứng dụng phương pháp lĩnh vực mạng máy tính – Internet Cũng qua tiểu luận này, em xin chân thành gởi lời cảm ơn đến Giáo Sư – Tiến Sĩ Khoa Học Hoàng Kiếm, thầy tận tình hướng dẫn giúp đỡ chúng em môn Phương Pháp Nghiên Cức Khoa Học LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Mở đầu I Sơ lược phương pháp nghiên cứu khoa học II Sự vận dụng nguyên tắc nghiên cứu khoa học vào q trình phát triện Internet – Mạng máy tính Tóm tắt q trình phát triển Mạng máy tính Internet Sự vận dụng nguyên lý sáng tạo vào trình phát triển Internet a Nguyên tắc phân nhỏ b Nguyên tắc vạn d Nguyên tắc dự phòng 10 e Nguyên tắc linh động 10 f Sử dụng trung gian 11 KẾT LUẬN 12 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com I Sơ lược phương pháp nghiên cứu khoa học Theo Atshuler, quy luật phát triển khoa học kỹ thuật tuân theo nguyên lý sáng tạo Đó 40 nguyên lý sáng tạo mà ông đúc kết “Lý thuyết giải toán sáng chế” (TRIZ), GS.TS Phan Dũng biên soạn thành tiếng Việt, bao gồm 40 nguyên tắc sau (vì nguyên tắc tương đối phổ biến dễ dàng tìm thấy nên nói tên ngun tắc mà khơng trình bày nội dung cụ thể): - Nguyên tắc phân nhỏ - Nguyên tắc tách khỏi - Nguyên tắc phẩm chất cục - Nguyên tắc phản đối xứng - Nguyên tắc kết hợp - Nguyên tắc vạn - Nguyên tắc chứa - Nguyên tắc phản trọng lượng - Nguyên tắc gây ứng suất sơ - Nguyên tắc thực sơ - Nguyên tắc dự phòng - Nguyên tắc đẳng - Nguyên tắc đảo ngược - Nguyên tắc cầu hóa - Nguyên tắc linh động - Nguyên tắc giải “thiếu” “thừa” - Nguyên tắc chuyển sang chiều khác - Nguyên tắc sử dụng dao động học - Nguyên tắc tác động theo chu kỳ - Nguyên tắc liên tục tác động có ích - Ngun tắc “vượt nhanh” - Nguyên tắc biến hại thành lợi LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com - Nguyên tắc quan hệ phản hồi - Nguyên tắc sử dụng trung gian - Nguyên tắc tự phục vụ - Nguyên tắc chép - Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” - Nguyên tắc thay sơ đồ học - Nguyên tắc sử dụng kết cấu khí lỏng - Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo màng mỏng - Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ - Nguyên tắc thay đổi màu sắc - Nguyên tắc đồng - Nguyên tắc phân hủy tái sinh phần - Ngun tắc thay đổi thơng số hóa lý đối tượng - Nguyên tắc sử dụng chuyển pha - Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt - Nguyên tắc sử dụng chất oxy hóa mạnh - Nguyên tắc thay đổi độ trơ - Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành composit LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II Sự vận dụng nguyên tắc nghiên cứu khoa học vào trình phát triện Internet – Mạng máy tính Tóm tắt q trình phát triển Mạng máy tính Internet Mạng Internet ngày bắt nguồn từ mạng Arpanet quan quản lý dự án nghiên cứu phát triển ARPA thuộc Bộ Quốc Phòng Mỹ nghiên cứu phát triển với mạng WAN gồm máy lắp đặt tại: - Trường đại học California Los Angeles - Trung tâm nghiên cứu phát triển Học Viện Nghiên Cức Stanford - Trường đại học California Santa Babarca - Trường đại học Urtah Thuật ngữ Internet sử dụng vào khoảng năm 1974 Từ năm 1972 đến 1982, nhà khoa học số trường đại học lớn giới nhiều lần cải tiến nâng cấp mạng Arpanet để liên kết 40 máy thơng qua vi xử lý giao tiếp trạm cuối, phát minh Email – dùng để gởi thông điệp mạng Năm 1981 đời mạng CSNET(Computer Science NETwork) cung cấp dịch vụ mạng cho nhà khoa học trường đại học mà không cần truy cập vào mạng ARPANET Năm 1983, giao thức TCP/IP thức trở thành chuẩn ngành quân Mỹ tất máy tính nối với mạng Arpanet Và mạng Arpanet tách thành nhánh: - MILNET mạng dùng cho mục đích quân - ARPANET dành cho mục đích nghiên cứu phát triển Năm 1986 mạng NFNet thức thiết lập Và công nghệ mạng phát triển, nhiều mạng hình thành kết nối với Arpanet, CSNet NFNet, tất mạng nối với tạo thành Internet Cuối LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ARPANET CSNET suy thối, cịn NSFNET mạng tốt trở thành mạng liên kết mạng khác Internet Lúc đối tượng sử dụng internet chủ yếu nhà nghiên cứu dịch vụ phổ biến E-mail FTP Ngày Internet mang lại nhiều lợi ích cho người, thân khối nhiều dịch vụ, giao thức… hoạt động kết hợp Mỗi ngày có nhiều ứng dụng đời góp phần vào q trình hoạt động Internet Ta thấy vòng khoảng 50 năm, Internet từ ý tưởng nhóm người trở nên rộng rãi, trở thành phần thiếu sống thực Để tìm hiểu lý này, phân tích số phương lý sáng tạo sử dụng để tạo Internt ngày Sự vận dụng nguyên lý sáng tạo vào trình phát triển Internet Internet ngày phát triển mạnh mẽ, chất Internet cấu thành từ nhiều giao thức, ứng dụng, công nghệ phát triển, cải tiến không ngừng Tuy nhiên, phát triển công nghệ Internet khơng nằm ngồi ngun lý nghiên cứu khoa học, số nguyên lý sử dụng sau: a Nguyên tắc phân nhỏ Nguyên tắc phân nhỏ nghĩa chia đối tượng thành thành phần độc lập, tăng mức độ phân nhỏ đối tượng, làm đối tượng trở nên tháo lắp Việc phân nhỏ đối tượng có tác dụng tích cực, giúp chia nhỏ vấn đề, tách vấn đề phức tạp thành vấn đề nhỏ hơn, linh động việc giải LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong trình phát triển Internet, việc sử dụng phương pháp thực nhiều lần Thực chất Internet khái niệm chung, Internet bao gồm nhiều thành phần nhỏ phần mềm lẫn phần cứng Cụ thể thấy giao thức TCP/IP - giao thức cốt lỗi Internet, giao thức khác muốn dùng mạng Internet dựa chuẩn TCP/IP Trong đó, thân TCP/IP khơng phải thành phần cứng nhắc, mà tổ hợp từ thành phần nhỏ, cụ thể, TCP/IP chia nhỏ thành tầng sau: - Tầng ứng dụng (Application Layer) - Tầng giao vận (Transportation Layer) - Tầng mạng (Network Layer) - Tầng liên kết (Data Link Layer) Trong phần đảm nhiệm chức khác nhau, cài đặt riêng biệt, độc lập nhau, dễ dàng cho việc thiết lập, kiểm tra lỗi nâng cấp chỉnh sửa Mỗi tầng đại diện giao thức đặc trưng, riêng lẽ, đảm nhiệm chức cụ thể, hoạt động thống Ngồi giao thức TCP/IP, ta dễ dàng tìm nhiều ví dụ khác, chẳng hạn việc truyền liệu Internet Thơng thường liệu truyền có dung lượng lớn, chẳng hạn file có kích thước lớn, nhạc, phim… để file lớn truyền thẳng đi, khả xảy lỗi đường truyền cao, truyền lại địi hỏi truyền file Do đó, muốn truyền file có kích cỡ lớn Internet, người ta thường cắt file thành nhiều phần nhỏ có kích thướt vừa phải, đóng lại thành gói, gọi gói tin, gói tin có kích thước nhỏ nên khó bị lỗi đường truyền gói tin bị lỗi cần truyền lại gói đó, không cần truyền lại file b Nguyên tắc vạn LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Nguyên tắc vạn ta kết hợp nhiều chức khác đối tượng, từ không cần tham gia đối tượng khác Trong suốt trình phát triển Internet, nguyên tắc áp dụng, cụ thể thiết bị chun dụng việc truyền thơng tín hiệu Internet Hub, Repeater, Bridge, Switch Hub loại thiết bị dùng để kết nối nhiều nốt mạng với nhau, nhiên Hub hoạt động thơng minh, gói tin gởi Hub thường gây đụng độ, làm chậm hoạt động mạng Repeater loại thiết bị khác, có chức khuếch đại tín hiệu đường truyền, tín hiệu truyền xa bị yếu, dễ bị nhiễu, cần đến Repeater Bridge thiết bị dùng để kết nối nút với nhau, gần giống Hub, Bridge hoạt động thông minh hơn, khong làm chậm hoạt động mạng, Bridge nối nút mạng với Switch thiết bị đời sau, áp dụng nguyên lý vạn năng, thân Switch khuyếch đại tín hiệu, kết nối nhiều nốt mạng với mà không làm chậm hệ thống, kết hợp tất tính ưu điểm thiết bị c Nguyên tắc chứa Nguyên tắc chứa nghĩa ta đem đối tượng đặt bên đối tượng khác, đối tượng chứa bên đối tượng thứ 3, hiểu theo nghĩa cho đối tượng chuyển động xuyên suốt bên đối tượng khác Giao thức TCP/IP mà Internet sử dụng áp dụng nguyên lý Các gói tin TCP/IP chia thành nhiều lớp, nhiều vỏ bọc Phần liệu cần truyền, lớp bên ngồi dùng để quản lý thơng tin truyền nhận, quản lý lỗi… Từ đó, việc quản lý gởi nhận gói tin trở nên dễ LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com dàng hơn, kiểm soát lỗi truyền sai liệu, gói tin, lặp gói tin… d Nguyên tắc dự phòng Các dịch vụ Internet đòi hỏi độ sẵn sàng cao, nghĩa dịch vụ cung cấp liên tục, khơng bị ngưng trệ hay tạm hỗn Do đó, để đảm bảo yêu cầu này, dịch vụ Internet thường áp dụng nguyên tắc dự phòng, chẳng hạng vài ví dụ sau: Một số mơ hình mạng quan trọng kết nối vùng quan với nhau, người ta thường dùng dây cáp song song giống để truyền tải liệu Kỹ thuật ngồi việc giúp cho q trình truyền gởi liệu nhanh hơn, cịn đảm bảo tính sẵn sàng đường truyền, nghĩa cung cấp khả dự phịng cho đường truyền đó, dây cáp bị đứt xảy cố đường truyền hoạt động nhờ dây cáp lại Ngoài ra, hệ thống máy chủ cung cấp dịch vụ (web, mail, sở liệu …) đòi hỏi phải hoạt động liên tục khơng ngừng nghỉ, đồng thời có khả dự phịng, khơng bị gián đoạn Với vấn đề người ta áp dụng nguyên tắc trên, nghĩa thiết lập nhiều server cung cấp dịch vụ, có server bị cố cần bảo trì, sửa chữa dịch vụ cung cấp bình thường, có hỗ trợ từ server dự phòng e Nguyên tắc linh động Nguyên tắc linh động nghĩa ta thay đổi đặc trưng đối tượng, thay đổi mơi trường bên ngồi cho chúng tối ưu giai đoạn làm việc, phân chia đối tượng thành phần, có khả dịch chuyển với Trong trình phát triển Internet, người ta áp dụng nguyên tắc vào, cụ thể đời mạng không dây Mạng không dây thường LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com truyền với tốc độ thấp mạng có dây, tỉ lệ lỗi cao bảo mật hơn, số trường hợp cụ thể, người ta thường sử dụng mạng không dây thay mạng có dây trường hợp như: - Cần thiết lập mạng địa hình đặc biệt: đồi núi, biển… - Cần linh động, tiện lợi dịch vụ: người dùng dễ dàng truy cập vào mạng di chuyển, rời khỏi… Việc linh động chọn lựa mạng khơng dây có dây giúp cho việc thiết lập, sử dụng bảo trì dễ dàng f Sử dụng trung gian Ý nghĩa nguyên tắc dùng đối tượng trung gian để chuyển tiếp đối tượng Trong lĩnh vực Internet, nguyên tắc sử dụng nhiều, cụ thể đối tượng trung gian chuyển tiếp liệu từ máy chủ đến người dùng, thiết bị nối đường truyền Đầu tiên thiết bị chuyên dụng đường truyền Router, Switch, tín hiệu truyền đường truyền thường bị suy yếu qua đoạn dây cáp dài, người ta thường đặt đường truyền thiết bị nối (Router, Switch…) dùng để khuếch đại tín hiệu trước truyền tiếp Ngồi ra, ngun tắc cịn áp dụng để tăng tốc độ truyền tải liệu từ máy chủ người dùng, cụ thể proxy Proxy đứng người dùng máy chủ, liệu truyền tải người dùng máy chủ phải thơng qua proxy, có chức tạm thời lưu trữ lại thông tin mà người dùng truy xuất đến máy chủ, sau người dùng khác cần truy xuất đến liệu proxy gởi liệu đến cho người dùng mà không cần phải yêu cầu đến máy chủ trước đó, điều làm cải thiện đáng kể tốc độ truy xuất đến máy chủ tiết kiệm băng thông mạng LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ế LUẬ Qua phân tích ví dụ trên, ta thấy lĩnh vực công nghệ thông tin, cụ thể chuyên ngành mạng – Internet suốt trình đời phát triển sử dụng nguyên lý sáng tạo Và không giới hạn hẹp công nghệ thông tin, 40 nguyên lý áp dụng nhiều sống thực nhiều lĩnh vực, góp phần thúc đẩy trình nghiên cứu phát triển dễ dàng nhanh Tuy nhiên, để áp dụng 40 nguyên lý vào thực tế nghiên cứu khoa học, việc trước tiên phải hiểu chức ứng dụng nguyên lý, việc giảng dạy 40 nguyên lý sáng tạo phương pháp nghiên cứu khoa học cho người nghiên cứu khoa học càn thiết LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... - Nguyên tắc phản trọng lượng - Nguyên tắc gây ứng suất sơ - Nguyên tắc thực sơ - Nguyên tắc dự phòng - Nguyên tắc đẳng - Nguyên tắc đảo ngược - Nguyên tắc cầu hóa - Nguyên tắc linh động - Nguyên. .. ngun tắc mà khơng trình bày nội dung cụ thể): - Nguyên tắc phân nhỏ - Nguyên tắc tách khỏi - Nguyên tắc phẩm chất cục - Nguyên tắc phản đối xứng - Nguyên tắc kết hợp - Nguyên tắc vạn - Nguyên tắc. .. chép - Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” - Nguyên tắc thay sơ đồ học - Nguyên tắc sử dụng kết cấu khí lỏng - Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo màng mỏng - Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ - Nguyên tắc