Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo được áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu trong hệ thống thông tin di động cộng tác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÁO CÁO THU HOẠCH PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC CÁC THỦ THUẬT (NGUYÊN TẮC) SÁNG TẠO ĐƯỢC ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN KHÁM PHÁ DỮ LIỆU TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CỘNG TÁC Giảng viên: GS.TSKH HOÀNG KIẾM Lớp : CAO HỌC – HTTT - K22 Học Viên: NGÔ THÙY HƯƠNG – 12 12 016 TP Hồ Chí Minh, 25 tháng 11 năm 2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI CẢM ƠN Sau trình tìm hiểu thực hiện, thu hoạch “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác” (được viết dựa khóa luận tốt nghiệp đại học em) hoàn thành Để đạt kết hôm em cố gắng nhiều giúp đỡ, ủng hộ gia đình, thầy bạn bè Trước hết, chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TpHCM tạo điều kiện thuận lợi cho em thực tốt thu hoạch Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Nguyễn Trần Minh Thư tận tình hướng dẫn, bảo em suốt trình thực luận văn Con xin chân thành cảm ơn Ơng Bà, Cha Mẹ chăm sóc, nuôi dạy chúng thành người Xin chân thành cám ơn thầy GS.TSKH Hồng Kiếm tận tình giảng dạy truyền lửa giúp em bạn lớp có thêm niềm đam mê động lực để tiếp tục nghiên cứu khoa học Em xin cảm ơn các thầy cô, anh chị bạn ủng hộ, giúp đỡ động viên em thời gian học tập nghiên cứu Bài thu hoạch hoàn thành với số kết định, nhiên khơng tránh khỏi sai sót Kính mong đóng góp ý kiến thầy bạn Sinh viên thực Ngô Thùy Hương 12 - 2012 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN I Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu 1.2 Hướng tiếp cận 1.3 Nội dung đề tài CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO CÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 11 I VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 11 1.1 Khái niệm 11 1.2 Phân loại 11 1.3 Các tình vấn đề 11 1.4 Các phương pháp phát vấn đề khoa học 12 1.5 Phương pháp giải vấn đề theo khoa học phát minh, sáng chế 12 II 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 14 2.1 Nguyên tắc phân nhỏ 14 2.2 Nguyên tắc “tách khỏi” 14 2.3 Nguyên tắc phẩm chất cục 14 2.4 Nguyên tắc phản đối xứng 15 2.5 Nguyên tắc kết hợp 15 2.6 Nguyên tắc vạn 15 2.7 Nguyên tắc “chứa trong” 15 2.8 Nguyên tắc phản trọng lượng 15 2.9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ 15 2.10 Nguyên tắc thực sơ 15 2.11 Nguyên tắc dự phòng 16 2.12 Nguyên tắc đẳng 16 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.13 Nguyên tắc đảo ngược 16 2.14 Ngun tắc cầu (trịn) hố 16 2.15 Nguyên tắc linh động 16 2.16 Nguyên tắc giải “thiếu” “thừa” 16 2.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 16 2.18 Nguyên tắc sử dụng dao động học 17 2.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 17 2.20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích 17 2.21 Nguyên tắc “vượt nhanh” 17 2.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi 18 2.23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 18 2.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian 18 2.25 Nguyên tắc tự phục vụ 18 2.26 Nguyên tắc chép (copy) 18 2.27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 18 2.28 Thay sơ đồ học 19 2.29 Sử dụng kết cấu khí lỏng 19 2.30 Sử dụng vỏ dẻo màng mỏng 19 2.31 Sử dụng vật liệu nhiều lỗ 19 2.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 19 2.33 Nguyên tắc đồng 20 2.34 Nguyên tắc phân hủy tái sinh phần 20 2.35 Thay đổi thơng số hố lý đối tượng 20 2.36 Sử dụng chuyển pha 20 2.37 Sử dụng nở nhiệt 20 2.38 Sử dụng chất oxy hoá mạnh 20 2.39 Thay đổi độ trơ 21 2.40 Sử dụng vật liệu hợp thành (composite) 21 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 3:PHÂN TÍCH CÁC KỸ THUẬT KHÁM PHÁ DỮ LIỆU & VIỆC ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG ĐÓ 22 I GIỚI THIỆU 22 1.1 Giới thiệu 22 1.2 Kỹ thuật khám phá liệu kiến trúc COCA 22 1.3 Kỹ thuật khám phá liệu kiến trúc COOP 24 1.4 Kỹ thuật khám phá liệu mơ hình cộng tác nhóm theo vùng CC (Cluster Cooperative Caching) 25 1.5 Kỹ thuật khám phá liệu cách tiệp cận khác cho cộng tác nhớ PROACTIVE (Proactive Approach Caching) 28 II PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG CÁC KỸ THUẬT KHÁM PHÁ DỮ LIỆU 30 2.1 Nguyên lý phân nhỏ 30 2.2 Nguyên tắc kết hợp 31 2.3 Nguyên tắc vạn 31 2.4 Nguyên tắc thực sơ 32 2.5 Nguyên tắc dự phòng 32 2.6 Nguyên tắc linh động 32 2.7 Nguyên tắc biến hại thành lợi 32 CHƯƠNG 4:ỨNG DỤNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀO CÔNG VIỆC NGHIÊN CỨU THỰC TIỄN CỦA BẢN THÂN 33 I GIỚI THIỆU 33 1.1 Giới thiệu 33 1.2 Kiến trúc MIXGROUP 33 1.3 Nguyên lý tìm kiếm liệu MIXGROUP 34 II ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 35 2.1 Nguyên lý phân nhỏ 35 2.2 Nguyên lý kết hợp 36 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.3 Nguyên lý linh động 36 2.4 Nguyên lý hoạt động theo chu kỳ 38 2.5 Nguyên lý sử dụng trung gian 39 III ĐỀ XUẤT VÀ KẾT LUẬN 41 3.1 Đề Xuất 41 3.2 Kết luận 41 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com LỜI MỞ ĐẦU Sự phát triển lịch sử xã hội loài người gắn liền với trình sáng tạo lâu dài liên tục, từ việc chế tạo công cụ thô sơ công cụ đại sử dụng nhiệt tới phát minh điện đánh dấu bước phát triển nhảy vọt sáng tạo, máy tính khổng lồ máy tính cá nhân nhỏ gọn xuất Cùng với sáng tạo, người ngày đạt thành tựu vượt bậc khoa học công nghệ làm thay đổi giới, thay đổi hoàn toàn cách thức làm việc suy nghĩ người Tuy nhiên, ngày nhu cầu cải tiến sáng tạo công nghệ phục vụ cho sống ngày cao địi hỏi phải có mơn khoa học chun ngun cứu phương pháp sáng tạo giúp cho việc sáng tạo dễ dàng có sở lý thuyết rõ ràng Vì phương pháp luận sáng tạo đời với mục đích trang bị cho người học hệ thống phương pháp, kỹ thực hành suy nghĩ để giải vấn đề định cách sáng tạo, lâu dài, tiến tới điều khiển tư Và 40 nguyên tắc sáng tạo Alshuller G.S tổng hợp lại trở thành nguyên tắc thủ thuật thiết thực Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TSKH Hoàng Kiếm giảng dạy hướng dẫn tận tình giúp em có nhìn tổng quan sáng tạo tầm quan trọng sáng tạo khoa học nghiên cứu ứng dụng sáng tạo thực tế Để đúc kết lại kiến thức mà em thu nhận em xin trình bày thu hoạch về: “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác ” Bài thu hoạch phân tích dựa khóa luận tốt nghiệp em [13] Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 1: I TỔNG QUAN Giới thiệu chung 1.1 Giới thiệu Ngày nay, với phát triển nhanh chóng cơng nghệ mạng không dây, thiết bị di động đại laptop, PDA, điện thoại di động, đời mang lại nhiều ứng dụng tiện ích cho người việc trao đổi, cập nhật thông tin hiệu Với thiết bị di động người trao đổi thơng tin nơi đâu, lúc mà không cần phụ thuộc vào kiến trúc sở hạ tầng Tuy nhiên, việc giao tiếp thông tin thiết bị mơi trường mạng di động cịn số hạn chế như: giới hạn băng thông, quyền chia sẻ tài nguyên, dung lượng ít, khả kết nối yếu, Vì vậy, cần có kỹ thuật quản lý lưu trữ liệu phù hợp để giúp hệ thống hoạt động, trao đổi liệu hiệu Kỹ thuật lưu trữ lại liệu (caching method) kỹ thuật quan trọng giúp máy khách lưu trữ lại liệu nhớ cục để phục vụ cho yêu cầu liệu sau trường hợp khơng kết nối tới máy chủ hạn chế việc truy cập nhiều đến máy chủ Kỹ thuật lưu trữ lại liệu quan tâm tới bốn vấn đề là: khám phá liệu (Cache Discovery), thu nạp liệu (Cache Admission), thay liệu (Cache Replacement), quán liệu (Cache Consistency) Tuy nhiên, mục tiêu giới hạn thu hoạch em đề cập tới vấn đề khám phá liệu (Cache Discovery) Với ứng dụng mạng khơng dây, kho lưu trữ cục thiết bị di động hạn chế mặt kích thước lưu trữ, vấn đề đặt phải tận dụng khơng gian lưu trữ cho hiệu Chính thế, cần quan tâm tới việc khám phá thu nạp mục liệu nào, để đảm bảo việc sử dụng tối ưu kho lưu trữ cục Các kỹ thuật khám phá liệu đề cập tới việc tối ưu hóa chi phí tìm kiếm hạng mục liệu hệ thống, giúp giảm thiểu số lần truy vấn tới máy Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com chủ (hay gọi BS (Base Station), Server, Data Source), rút ngắn thời gian phản hồi truy vấn liệu máy khách (hay gọi Client, nút di động) Tuy nhiên, việc tìm kiếm mục liệu yêu cầu, việc thêm vào hạng mục liệu khơng phải lúc thuận lợi định sai làm giảm tính sẵn sàng liệu Chính mục tiêu thu hoạch “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thơng tin di động cộng tác” tìm hiểu phân tích nguyên lý sáng tạo áp dụng vào kỹ thuật khám phá liệu.Từ kết phân tích giúp cho nhà nghiên cứu liên quan có lựa chọn đắn đến việc sử dụng kỹ thuật khám phá vào hệ thống đặc thù 1.2 Hướng tiếp cận Với mục tiêu đề tài đưa ra, hướng tiếp cận giải tốn tìm hiểu kỹ thuật khám phá liệu môi trường hệ thống thông tin di động từ công trình nghiên cứu ngồi nước Đồng thời tiến hành phân loại trường hợp kỹ thuật khám phá liệu tìm hiểu Sau đánh giá so sánh ưu khuyết điểm kỹ thuật phám phá liệu Và cuối đề xuất thử nghiệm số kỹ thuật khám phá liệu để kiểm tra tính hiệu giải pháp 1.3 Nội dung đề tài Với mục tiêu, hướng tiếp cận, cách giải thu hoạch “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác” Nội dung thu hoạch trình bày theo cấu trúc sau:  Chương 1: Tổng quan Giới thiệu bối cảnh, mục tiêu, hướng tiếp cận nội dung đề tài  Chương 2: Cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu khoa học Ngô Thù y Hương – 12 12 016 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Trong chương này, em trình bày sở lý thuyết cho nghiên cứu khoa học 40 nguyên lý sáng tạo khoa học  Chương 3: Phân tích kỹ thuật khám phá liệu việc áp dụng nguyên lý sáng tạo Trong chương này, em trình bày kỹ thuật khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác, đồng thời phân tích nguyên lý sáng tạo áp dụng kiến trúc  Chương : Ứng dụng sở lý thuyết nghiên cứu khoa học vào công việc nghiên cứu thực tiễn thân Trong chương này, em trình bày nguyên lý sáng tạo mà em áp dụng vào đề tài Ngô Thù y Hương – 12 12 016 10 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com qua MHs trung gian MHs trung gian kiểm tra kho lưu trữ cục bảng CIT nó, tìm thấy mục liệu yêu cầu dừng việc chuyển tiếp yêu cầu liệu tới BS gửi liệu cho MH yêu cầu (Hình A - 3) Hình A - 3: Gửi yêu cầu liệu lên BS Đồng thời, trình tìm kiếm liệu, nhận liệu từ vùng hay BS MH yêu cầu “broadcast” liệu vừa lưu, liệu xóa thay MH láng giềng cập nhật lại bảng CIT II PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG CÁC KỸ THUẬT KHÁM PHÁ DỮ LIỆU 2.1 Nguyên lý phân nhỏ Áp dụng nguyên lý phân nhỏ, kiến trúc COCA, việc tìm kiếm mục liệu tiến hành chia nhỏ kho lưu trữ cục láng giềng vịng bán kính bước nhảy, đồng thời lắng nghe kênh truyền “Broadcast” phát từ BS, nên tỷ lệ tìm kiếm liệu thấp Trong kiến trúc COOP, việc khám phá hạng mục liệu tiến hành loang mù, nên tỷ lệ tìm thấy liệu cao Kiến trúc CC tối ưu không gian nhớ cục (không trùng lắp liệu, thu nạp liệu có cộng tác nhờ MHs láng giềng lưu dùm mục liệu không Ngô Thù y Hương – 12 12 016 30 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com có đủ khơng gian nhớ), dùng cộng tác theo vùng để tăng khả cộng tác chia liệu, giảm khả trùng lắp liệu Tuy nhiên, việc tìm kiếm, thu nạp thay phụ thuộc vào CSN dẫn tới khó khăn CSN bị kết nối 2.2 Nguyên tắc kết hợp Áp dụng nguyên lý kết hợp, COCA, việc tìm kiếm liệu tìm vùng máy chủ Trong COOP, việc tìm kiếm liệu tìm kiếm vùng, loang mù hai bước nhảy (hops) máy chủ Trong CC, tiến hành tìm kiếm liệu theo cách loang mù, tìm vùng tìm máy chủ Trong PROACTIVE: tiến hành tìm kiếm liệu vùng, loang mù ngồi vùng máy chủ có xây dựng đường định tuyến Chi phí xử lý cao Tốn khơng gian nhớ Có tổ chức cấu trúc liệu, xây dựng đường định tuyến nên tỷ lệ số thông điệp trung bình yêu cầu hạng mục liệu giảm 2.3 Nguyên tắc vạn Áp dụng nguyên lý vạn năng, kiến trúc COOP, có chế lưu vết thơng tin tìm kiếm (Profile-based resolution) Cơ chế lưu vết thơng tin tìm kiếm hoạt động dựa việc lưu trữ thông tin câu yêu cầu liệu xử lý trước vào bảng RRT (Recent request table) Nhờ bảng RRT, ta biết xác MH giữ liệu yêu cầu, nhờ tiết kiệm thời gian chờ tránh trình tìm kiếm hai lần cho yêu cầu liệu Bảng RRT chia thành nhiều mục Mỗi mục chứa yêu cầu liệu thành công trước Các thơng tin lưu trữ mục liệu gồm: MH gửi liệu (the sender), liệu yêu cầu (the target), nhãn thời gian (timestamp of the request) [18] Kiến trúc PROACTIVE cải thiện hiệu sẵn có dự liệu, hao tốn tài nguyên cải thiện hiệu suất toàn hệ thống Trong kiến trúc PROACTIVE có bảng CIT, tìm kiếm mục liệu, khơng có loang mù, trường hợp yêu cầu liệu phải gửi Ngô Thù y Hương – 12 12 016 31 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com tới BS gửi thơng qua đường định tuyến qua MH để tới BS, thay theo đường truyền trực tiếp qua kênh uplink, nên tỷ lệ số thơng điệp trung bình thấp 2.4 Nguyên tắc thực sơ Áp dụng nguyên lý thực sơ bộ, kiến trúc, tìm kiếm liệu thực nhớ cục truơc Nếu tìm thấy thơng tin liệu yêu cầu dừng lại, tránh nhiều thời gian tìm kiếm Nếu có khơng tìm thấy liệu phản hồi cách nhanh chóng để máy client thơng điệp xác Mục đích q trình đảm bảo máy client thực tốt trước phải gửi yêu cầu lên máy chủ 2.5 Nguyên tắc dự phòng Áp dụng ngun lý dự phịng, q trình gửi thông điệp trực tuyến thường lượng liệu thông tin máy khách lớn, máy khách có thực việc lưu lại thơng tin cách định kì nhằm đảm bảo liệu cục khơng bị có cố xảy 2.6 Nguyên tắc linh động Áp dụng nguyên lý linh động, kiến trúc, liệu u cầu khơng tìm thấy nhớ cục bộ, có khả có máy khách hàng xóm xung quanh máy client gửi thông điệp tới máy xung quanh vùng 2.7 Nguyên tắc biến hại thành lợi Áp dụng nguyên lý biến hại thành lợi, tìm kiếm liệu u cầu, đơi lúc thông điệp bị phản hồi sai, gửi sai liệu yêu cầu, máy yêu cầu liệu, tiến hành lưu liệu đó, thay gửi trả lại liệu cho máy phản hồi liệu sai Điều làm giảm số lượng thơng điệp phát sinh chi phí truyền nhận thơng điệp, tăng cường sẵn có liệu vùng Ngô Thù y Hương – 12 12 016 32 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀO CÔNG VIỆC NGHIÊN CỨU THỰC TIỄN CỦA BẢN THÂN I GIỚI THIỆU Tên đề tài: “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác” 1.1 Giới thiệu MIXGROUP [1][1] mơ hình cộng tác kho lưu trữ theo nhóm hệ thống thơng tin di động Kiến trúc cô Nguyễn Trần Minh Thư đề xuất thử nghiệm dựa số độ đo như: số thơng điệp trung bình, thời gian hồi đáp liệu, tỷ lệ tìm thấy liệu Tuy nhiên, điểm khó khăn kiến trúc cộng tác liệu nói chung kiến trúc MIXGROUP nói riêng tìm kỹ thuật khám phá liệu vùng so với MH nguồn hiệu Thơng qua q trình tìm hiểu kỹ thuật khám phá liệu hệ thống thông tin di động, dựa ý kiến đề xuất Minh Thư, em thực hóa kỹ thuật khám phá liệu dựa việc tính khoảng cách MHs vào kiến trúc MIXGROUP: kỹ thuật tính khoảng cách dựa bước nhảy (được gọi MIXGROUP - Distance By Hops) kỹ thuật tính khoảng cách theo Ơ-clit (được gọi MIXGROUP - Distance By Euclide) 1.2 Kiến trúc MIXGROUP Trước hết, em xin trình bày lại nét mơ hình ngun lý hoạt động kiến trúc MIXGROUP xây dựng [12][1] MIXGROUP kiến trúc hệ thống thông tin di động có áp dụng kiến trúc mạng MANET, thể Hình - Kiến trúc gồm phần sau: máy chủ (Server), Trạm thơng tin (BS), máy khách (có thể gọi thiết bị di động – MH (Mobile host) – MU (Mobile User)) Ngô Thù y Hương – 12 12 016 33 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình - 1: Mơ hình kiến trúc hệ thống  Server: nơi quản lý toàn liệu cho hệ thống, cung cấp liệu cho BS  BS: nơi lưu trữ cung cấp liệu cho MH phạm vi thơng qua mạng vô tuyến Dữ liệu BS cung cấp máy chủ thông qua mạng hữu tuyến  Máy khách (hay gọi MH, MU): thiết bị di động có khả xử lý thơng tin PDA, laptop, … Các máy truy xuất liệu từ BS mà kết nối thông qua máy khác đường định tuyến Liên lạc thiết bị di động BS thiết bị di động với thông qua mạng vơ tuyến 1.3 Ngun lý tìm kiếm liệu MIXGROUP Khi yêu cầu liệu phát ra, MH nguồn tìm kho lưu trữ cục nó, liệu tìm thấy kết trả cho người dùng, phần liệu cịn lại khơng tìm thấy MH gửi yêu cầu tìm kiếm đến MHs khác vùng bán kính bước nhảy Nếu liệu khơng tìm thấy MH vùng bán kính bước nhảy u cầu tìm kiếm mở rộng đến MHs vùng với phạm vi giao tiếp k bước nhảy, phạm vi k bước nhảy hết thời gian chờ cho phép khơng tìm thấy liệu yêu cầu gửi lên BS Tất MHs giao tiếp với thông qua mạng vô tuyến Ngô Thù y Hương – 12 12 016 34 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com II ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH NGHIÊN CỨU 2.1 Nguyên lý phân nhỏ Áp dụng nguyên lý phân nhỏ, MIXGROUP phân chia hệ thống tìm kiếm thành module nhỏ, module đảm nhiệm vai trị Trong kiến trúc MIXGROUP, MH có bảng ZoneData cho biết thông tin máy nhóm (trong phạm vi bước nhảy) liệu lưu trữ máy thơng qua bảng ZoneData Mục tiêu bảng ZoneData cho biết máy có liệu yêu cầu, để máy nguồn truy xuất đến lấy liệu, tránh tình trạng loang hết (loang mù) đến máy khác nhóm bảng OutZoneData cho biết máy ngồi nhóm có liệu yêu cầu, để máy nguồn truy xuất đến lấy liệu, tránh tình trạng loang hết (loang mù) đến máy khác ngồi nhóm Ví dụ Hình - 2, MH4 có nút vùng MH1, MH3, MH6, MH7, nút mạng MH2, MH9, MH8 Hình - 2: Nguyên lý hoạt động kiến trúc đề xuất Ngô Thù y Hương – 12 12 016 35 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com 2.2 Nguyên lý kết hợp Áp dụng nguyên lý kết hợp, trình khám phá liệu kiến trúc MIXGROUP kết hợp thêm với việc áp dụng kỹ thuật tính khoảng cách MHs vào MIXGROUP [1][1] để phục vụ cho trình tìm kiếm liệu ngồi nhóm cộng tác Cụ thể, phần em trình bày chi tiết trình xử lý truy vấn ngồi vùng dựa bảng thơng tin OutZoneData kỹ thuật tính khoảng cách MHs theo hai cách khác là: (i) dựa khoảng cách tọa độ MHs (khoảng cách Ơ-clit) , (ii) dựa vào số bước nhảy (hop) Chi tiết kỹ thuật áp dụng vào bảng OutZone Data trình bày sau: Thơng qua bảng OutZone Data, máy nguồn xác định danh sách máy ngồi nhóm cộng tác (ngồi phạm vi bước nhảy) có chứa liệu cần tìm, gửi thơng điệp yêu cầu đến máy Tuy nhiên, việc gửi thơng điệp đến máy ngồi nhóm, MIXGROUP tiến hành gửi thơng điệp cho tất máy ngồi vùng có chứa mục liệu mà khơng xác định khoảng cách xa gần so với máy nguồn Đây điểm mấu chốt thực việc áp dụng kỹ thuật tính khoảng cách MIXGROUP - Distance By Hops MIXGROUP - Distance By Euclide 2.3 Nguyên lý linh động Áp dụng nguyên lý linh động phận tích: Khi máy nguồn tiến hành tìm kiếm liệu vùng (ngoài phạm vi lớn bước nhảy): Nếu kiến trúc MIXGROUP ban đầu, máy nguồn gửi yêu cầu đến tất máy ngồi nhóm có chứa liệu lưu thơng tin bảng OutzoneData, áp dụng kỹ thuật tìm kiếm liệu dựa vào khoảng cách tính theo số bước nhảy (MIXGROUP – Distance By Hops), máy nguồn gửi yêu cầu đến máy có khoảng cách tính theo số bước nhảy nhỏ nhằm tiết kiệm chi phí thời gian truy vấn liệu, lúc bảng OutzoneData chứa thông tin sau: Id mục Ngô Thù y Hương – 12 12 016 36 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com liệu, Id MH chứa mục liệu tham số m (thông tin số bước nhảy so với MH nguồn) Trong Error! Reference source not found., sau nhận gói tin “REQUEST_OUT” yêu cầu liệu từ máy nguồn, máy chứa liệu tìm kiếm kho lưu trữ cục gửi trực tiếp kết cho máy nguồn gói tin “RE_REQUEST_OUT” Sau nhận gói tin “RE_REQUEST_OUT” chứa thông tin hạng mục liệu từ máy ngồi nhóm, máy nguồn lựa chọn kết gửi để xử lý trả lời cho người dùng Danh sách thơng tin liệu cịn lại khơng tìm thấy bảng OutZoneData chuyển u cầu tìm kiếm đến BS kèm theo thơng điệp “REQUEST_BS” Tại BS tiến hành gửi liệu cho MH nguồn, hồn tất q trình truy vấn liệu Ví dụ mơ hình mạng gồm MHs 1, 2, 3, 4, 5, 6, Trong đó, MH1 MH nguồn yêu cầu mục liệu d Hình - 3: Mơ cách tính khoảng cách theo bước nhảy Và lúc thông tin bảng OutzoneData sau: Ngô Thù y Hương – 12 12 016 37 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Id mục liệu d Danh sách MH chứa mục Số bước nhảy (so với MH 1) liệu d Dựa vào thông tin bảng Outzone, ta biết MH MH gần với MH Ta chọn MH 4, MH để gửi thông tin yêu cầu liệu, lúc giảm 2/3 số thông điệp cần phát so với cách tìm kiếm liệu ngồi vùng MIXGROUP ban đầu 2.4 Nguyên lý hoạt động theo chu kỳ Áp dụng nguyên lý hoạt động theo chu kỳ, để đảm bảo cho trình thực thi, chương trình mơ có cấu trúc sau: Hình 4.1 Cấu trúc mơ chương trình Ngô Thù y Hương – 12 12 016 38 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Giao thức “protoname” giao thức chương trình bao gồm lớp chức năng: local_data, zone_data, out_zone_data Tại lớp protoname gọi xử lý đến lớp Hình - 1: Sơ đồ phân bổ luồng xử lý 2.5 Nguyên lý sử dụng trung gian Áp dụng nguyên lý sử dụng trung gian: Trong khám phá liệu, trình xử lý cuối phát sinh thông điệp dựa vào bảng Outzone Data Cũng giống áp dụng kỹ thuật tìm kiếm liệu ngồi vùng cách tính khoảng cách theo bước nhảy, kỹ thuật tìm kiếm liệu ngồi vùng cách tính khoảng cách theo Ơ-Clit, nguyên tắc tìm kiếm máy nguồn gửi yêu cầu đến máy có khoảng cách tính theo Ơ Clit nhỏ nhằm tiết kiệm chi phí thời gian truy vấn liệu, lúc bảng OutzoneData chứa thông tin sau: Id mục liệu, Id MH chứa mục liệu tham số m (thông tin khoảng cách theo Ơ- Clit so với MH nguồn) Ví dụ mơ hình mạng gồm MHs 1, 2, 3, 4, 5, 6, Tọa độ MHs (x1, y1), (x2, y2), (x3, y3), (x4, y4), (x5, y5), (x6, y6), (x7, y7) Trong đó, MH1 MH nguồn yêu cầu mục liệu d Ngô Thù y Hương – 12 12 016 39 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Hình - 4: Mơ cách tính khoảng cách theo Euclide Và giả sử ta tính khoảng cách Ơ – Clit: ||14|| = d1, ||16|| = d2, ||15|| = d3như Hình - giả sử d1 khoảng cách nhỏ Trong thông tin bảng OutzoneData sau: Id mục liệu d Danh sách MH chứa mục liệu d Khoảng cách Ơ - Clit (so với MH 1) d1 d2 d3 Dựa vào thông tin bảng Outzone, ta thấy MH MH gần với MH Ta chọn MH 4, MH để gửi thông tin yêu cầu liệu, lúc giảm 2/3 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 40 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com số thông điệp cần phát so với cách tìm kiếm liệu vùng MIXGROUP ban đầu” III ĐỀ XUẤT VÀ KẾT LUẬN 3.1 Đề Xuất Qua trình tìm hiểu viết thu hoạch, cho em thấy giá trị vơ hình to lớn 40 Ngun tắc sáng tạo mà Genrich Altshuller đúc kết ra.Chính nguyên tắc giúp cho người có hướng để giải vấn đề từ đơn giản đến phức tạp Em xin đề xuất số ý tưởng để triển khai ngồi thực tế hồn thiện kiến trúc tốt hơn: xây dựng kỹ thuật cộng tác khám phá chia liệu theo nhóm bán kính k bước nhảy Xây dựng lớp giao tiếp tầng ứng dụng tầng mạng nhằm giúp tầng ứng dụng đọc bảng giao thức định tuyến xác, từ nắm rõ đường đến MH khác để chọn lựa MH có chi phí tốt 3.2 Kết luận Ngày nay, với tiến khoa học kỹ thuật làm giới trở nên bình đẳng hơn, biên giới quốc gia cịn giá trị địa lý hội thành công rõ rệt với tất người Do việc nắm vững 40 phương pháp sáng tạo chìa khố để mở cánh cửa thành cơng làm nên cách mạng công nghệ Ngô Thù y Hương – 12 12 016 41 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com TÀI LIỆU THAM KHẢO Các tài liệu tiếng Anh: [1] Thu T.M Nguyen, Thuy T.B Dong, “An Efficient Model for Cooperative Caching in Mobile Information Systems” The Seventh International Symposium on Frontiers of Information Systems and Network Applications (FINA 2011), Biopolis, Singapore, March 22 - 25, 2011 [2] Liangzhong Yin and Guohong Cao “Supporting Cooperative Caching in Ad Hoc Networks”, Department of Computer Science & Engineering The Pennsylvania State University University Park, PA 16802, 2004 [3] Narottam Chand, R.C JoShi and Manoj Misra, “Cooperative Caching Strategy in Mobile Ad Hoc Networks Based on Clusters”, Department of Electronics and Computer Engineering, Indian Institute of Technology, Roorkee, India, 2006 [4] Prashant Kumar, Naveen Chauhan, LK Awasthi, Narottam Chand, “Proactive Approach for Cooperative Caching in Mobile Adhoc Networks”, Department of Computer Science, National Institute of Technology Hamirpur, INDIA, 2010 [5] Chi-Yin Chow, Hong Va Leong, Alvin Chan, “Peer-to-Peer Cooperative Caching in Mobile Environments”, Department of Computing, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, 2004 [6] Chi-Yin Chow Hong Va Leong Alvin Chan, “Peer-to-Peer Cooperative Caching in a Hybrid Data Delivery Environment”, Department of Computing, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, 2004 [7] Chi-Yin Chow Hong Va Leong Alvin Chan, “Group-based Cooperative Cache Management for Mobile Clients in a Mobile Environment”, Department of Computing, Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, 2004 Ngô Thù y Hương – 12 12 016 42 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com [8] Chi-Yin Chow, Hong Va Leong and Alvin T S Chan, “Distributed Group-based Cooperative Caching in a Mobile Broadcast Environment”, Department of Computing The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, 2005 [9] G Anandharaj and R Anitha, “An improved Architecture for Complete Cache Management in Mobile Computing Environments”, Sengunthar Engineering College, K.S Rangasamy College of Technology, Tiruchengode, Tamil Nadu, India, 2009 [10]Yu Du and Sandeep K S Gupta, “COOP - A cooperative caching service in MANETs”, Department of Computer Science and Enginnering Ira A Fulton School of Engineering at Arizona State University, 2005 [11]Yi-Wei Ting and Yeim-Kuan Chang, “ A Novel Cooperative Caching Scheme for Wireless Ad Hoc Networks: GroupCaching”, Department of Computer Science and Information Engineering National Cheng Kung University 701 Tainan, Taiwan R.O.C., 2007 Các tài liệu tiếng Việt: [12] Nguyễn Trần Minh Thư, Đồng Thị Bích Thủy “Hệ Thống Thơng Tin Di Động Kỹ thuật Kho Lưu Trữ Lại” Hội thảo khoa học quốc gia lần thứ Nghiên cứu Ứng dụng Công nghệ Thông tin (FAIR 2009),Trường ĐH Công nghệ- ĐHQG Hà Nội, 25-26/12/2009 [13] Ngô Thùy Hương, Hà Văn Hoạt, “Khảo sát thử nghiệm kỹ thuật thu nạp liệu khám phá liệu lưu hệ thống thông tin di động cộng tác.”, luận văn cử nhân – Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2011 [14] Võ Văn Sinh, Phạm Xn Quang, “Nghiên cứu mơ hình cộng tác liệu theo nhóm mơi trường hệ thống thông tin di động xây dựng ứng dụng Ngô Thù y Hương – 12 12 016 43 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com thử nghiệm”, luận văn cử nhân – Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2011 [15] Trần Đức Duy, Trương Thị Anh Đào, “Nghiên cứu thử nghiệm kỹ thuật cộng tác kho liệu HTTT di động dựa kỹ thuật phân vùng”, luận văn cử nhân – Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2011 [16] Phạm Minh Tú, Hồ Lê Thị Kim Nhung, “Nghiên cứu, vận dụng mơ hình mạng P2P vào kiến trúc hệ thống thông tin di động hiệu quả”, luận văn cử nhân Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2010 [17] La Phương Thanh, Lê Thị Thanh Thúy, “Nghiên cứu kỹ thuật cộng tác kho liệu lưu clients hệ thống thông tin di động dựa kiến trúc P2P”, luận văn cử nhân – Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2010 [18] Lương Phương Hiền, Trương Thị Tuệ Mai, “Nghiên cứu kiến trúc hoàn chỉnh phục vụ truy vấn hệ thống thông tin di động cài đặt thử nghiệm”, luận văn cử nhân – Khoa Công nghệ thông tin, Đại học Khoa học tự nhiên, 2011 [19] Slide _ Phương pháp nghiên cứu khoa học tin học _ GS.TSKH Hoàng Kiếm [20] Phương pháp luận sáng tạo khoa học – kỹ thuật giải vấn đề định (giáo trình tóm tắt) _ Phan Dũng [21] Phương pháp nghiên cứu khoa học _ TS Đinh Tuấn Hải Ngô Thù y Hương – 12 12 016 44 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com ... thu hoạch ? ?Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thơng tin di động cộng tác? ?? tìm hiểu phân tích nguyên lý sáng tạo áp dụng vào kỹ thuật khám phá liệu. Từ kết... ứng dụng sáng tạo thực tế Để đúc kết lại kiến thức mà em thu nhận em xin trình bày thu hoạch về: ? ?Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng. .. ƠN Sau trình tìm hiểu thực hiện, thu hoạch ? ?Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo áp dụng vào toán khám phá liệu hệ thống thông tin di động cộng tác? ?? (được viết dựa khóa luận tốt nghiệp đại học