Ứng dụng các thủ thuật sáng tạo trong các bài toán tin học

Ứng dụng thủ thuật sáng tạo tốn tin học TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN CAO HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN QUA MẠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ỨNG DỤNG CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO TRONG CÁC BÀI TOÁN TIN HỌC Giảng viên: GS.TSKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện: Huỳnh Tuấn Anh CH1101004 Tp.HCM, 04/2012 Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN CAO HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN QUA MẠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ỨNG DỤNG CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO TRONG CÁC BÀI TỐN TIN HỌC Giảng viên: GS.TSKH Hồng Kiếm Sinh viên thực hiện: Huỳnh Tuấn Anh CH1101004 Tp.HCM, 04/2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Lời cám ơn Em xin chân thành cám ơn GS.TSKH Hồng Kiếm tận tình hướng dẫn, bảo chúng em suốt thời gian học chuyên đề Xin chân thành cám ơn quý thầy cô Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin, Đại Học Quốc Gia Tp.HCM tận tình giảng dạy, trang bị cho em kiến thức quý báu, tạo điều kiện tốt cho chúng em học tập nghiên cứu Xin chân thành cám ơn gia đình bạn bè ủng hộ, giúp đỡ động viên em thời gian học tập nghiên cứu Mặc dù cố gắng hồn thành luận chắn khơng tránh khỏi thiếu sót Em kính mong nhận thơng cảm tận tình bảo q thầy Học viên thực Huỳnh Tuấn Anh TpHCM, 04/2012 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Mục Lục Lời nói đầu I Tổng quan phương pháp luận sáng tạo khoa học Khoa học: 2 Nghiên cứu khoa học: 3 Phương pháp luận sáng tạo khoa học: Ý nghĩa, ích lợi thủ thuật sáng tạo bản: II Các nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo ứng dụng toán tin học III Những sáng tạo cơng nghệ máy tính tương lai 24 Máy tính quang học: 24 Máy tính ADN: 24 Máy tính nano: 24 Máy tính phân tử chấm: 25 Máy tính lượng tử: 25 Máy tính tích hợp trí thơng minh nhân tạo: 25 Kết Luận 27 Tài liệu tham khảo 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo tốn tin học Lời nói đầu Ấn tượng sâu sắc lợi ích Phương pháp luận sáng tạo đổi đem lại cho cá nhân mình, với khuyến khích thầy GS Altshuller, GS Phan Dũng cho đời sách “Sáng tạo đổi mới”, “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo bản, Phần 1” trình bày lợi ích 40 thủ thuật sáng tạo nhìn góc độ kiến thức sở phương pháp luận sáng tạo đổi Các thủ thuật sáng tạo nói riêng, phương pháp luận sáng tạo đổi nói chung hệ thống cơng cụ Chúng có ảnh hưởng ngược lại với người sử dụng chúng Ví dụ, chúng giúp người sử dụng tăng óc quan sát, tị mị sáng tạo; khắc phục tính ì tâm lý, tăng tính nhạy việc tiếp thu, xử lý đánh giá giá trị thông tin; phát triển trí tưởng tượng sáng tạo; giúp xây dựng tư biện chứng – hệ thống… Như biết, nguyên tắc, sáng tạo, đổi nảy sinh lĩnh vực Trong luận này, em trình bày ứng dụng 40 nguyên tắc sáng tạo tư người để giải vấn đề - toán tin học, đồng thời nói đến sáng tạo cơng nghệ máy tính tương lai, em xin chân thành cám ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm, giảng viên dạy môn học Phương pháp luận sáng tạo khoa học, cung cấp cho em kiến thức để em hoàn thành luận Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Tổng quan phương pháp luận sáng tạo khoa học I Khoa học: Lịch sử phát triển khoa học từ xưa đến có nhiều quan niệm khác khoa học: - Aristote cho : “Chỉ có tổng quát đáng gọi khoa học” - Furie: “Khoa học phải hướng tới chân lí tổng quát tất yếu đối tượng” - Cuvrie:”Khoa học hệ thống nhận thức nghiên cứu có phương pháp nhằm mục đích khám phá qui luật tổng quát tượng” - “Khoa học hệ thống tri thức tự nhiên, xã hội tư tích luỹ trình nhận thức sở thực tiễn, thể khái niệm, phán đoán, học thuyết” [7] - “Khoa học hệ thống tri thức loại qui luật vật chất vận động vật chất, qui luật tự nhiên, xã hội, tư duy” (Pierre Auger : Tendences actuelles de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961, tr 17-19) - “Khoa học hệ thống tri thức tự nhiên, xã hội tư duy, qui luật phát triển khách quan tự nhiên, xã hội tư duy, hệ thống tri thức hình thành lịch sử không ngừng phát triển sở thực tiễn xã hội” [4] Từ quan niệm ‘khoa học’, có lẽ thống với hai quan niệm sau tác giả: - Nguyễn Sinh Huy - Trần Trọng Thuỷ: “Khoa học toàn hệ thống kiến thức mà nhân loại tích luỹ qui luật phát triển thiên nhiên, xã hội tư duy, biện pháp tác động có kế hoạch đến giới xung quanh đến nhận thức làm biến đổi giới nhằm phục vụ lợi ích cho người” [3] - Từ điển tiếng Việt: “Khoa học hệ thống tri thức tích lũy trình lịch sử thực tiễn chứng minh, phản ánh quy luật khách quan giới bên hoạt động tinh thần người, giúp người có khả cải tạo giới thực” [8] Trên sở khái niệm khoa học trình bày, thống niệm nội dung khoa học: tác giả Phạm Viết Vượng quan nhiệm nội dung khoa học: - Những tài liệu giới quan sát, điều tra, thí nghiệm mà có - Những nguyên lí rút dựa kiện thực nghiệm chứng minh Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học - Những qui luật, học thuyết khái quát tư lí luận - Những phương pháp nhận thức sáng tạo khoa học - Những qui trình vận dụng lí thuyết khoa học vào sản xuất đời sống xã hội Nghiên cứu khoa học: Theo Phạm Viết Vượng: “Bản chất nghiên cứu khoa học hoạt động sáng tạo nhà khoa học nhằm nhận thức giới, tạo hệ thống tri thức có giá trị để sử dụng vào cải tạo giới” [5] Theo Vũ Cao Đàm: “Nghiên cứu khoa học hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm điều mà khoa học chưa biết, phát chất vật, phát triển nhận thức khoa học giới; sáng tạo phương pháp phương tiện kĩ thuật để cải tạo giới” [9] Từ quan niệm NCKH Vũ Cao Đàm quan niệm nội dung khoa học Phạm Viết Vượng nêu trên, cho thấy NCKH có phạm vi vơ rộng lớn nhận thức cải tạo giới Nhưng điều khơng phải dành cho nhà NCKH "chính hiệu” Phương pháp luận sáng tạo khoa học: Bill Gates người giàu có lẽ, quyền lực làng công nghệ Trong thập kỷ qua, ông có nhiều diễn văn, bình luận kinh doanh, y tế tồn cầu tiến hóa ngành cơng nghiệp máy tính Có câu nói đáng nhớ "ơng vua" đế chế Microsoft Đó là: “Tơi nghĩ khơng ngoa nói máy tính cá nhân cơng cụ mạnh mà người tạo Chúng công cụ thông tin liên lạc, cơng cụ sáng tạo người dùng tùy biến” (Phát biểu Đại học Illinois, tháng 2/2004) Hoạt động sáng tạo gắn liền với lịch sử tồn phát triển xã hội lồi người Từ việc tìm lửa, chế tạo công cụ đá thô sơ đến việc sử dụng lượng nguyên tử, chinh phục vũ trụ , hoạt động sáng tạo lồi người khơng ngừng thúc đẩy Sáng tạo tách rời khỏi tư - hoạt động não người Chính q trình tư sáng tạo với chủ thể người tạo giá trị vật chất, tinh thần, thành tựu vĩ đại mặt sống tạo văn minh nhân loại Ý định "khoa học hóa tư sáng tạo" có từ lâu Nhà tốn học Hy Lạp Pappos, sống vào kỷ III, gọi khoa học Ơristic (Heuristics) Theo quan niệm lúc giờ, Ơristic khoa học phương pháp quy tắc làm sáng chế, phát minh lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệ thuật, trị, triết học, tốn, quân Do cách tiếp cận chung khơng có nhu cầu xã hội cấp bách, Ơristic bị quên lãng thời gian gần Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Cùng với cách mạng KHKT, số lượng tốn phức tạp mà lồi người cần giải tăng nhanh, đồng thời yêu cầu thời gian phải giải chúng rút ngắn lại Trong khơng thể tăng phương tiện số lượng người tham gia giải toán Thêm nữa, tương lai xa khơng có cơng cụ thay óc tư sáng tạo Ngưịi ta nhớ lại Ơristic phát triển tiếp để tìm cách tổ chức hợp lý, nâng cao suất, hiệu trình tư sáng tạo - trình suy nghĩ giải vấn đề định lĩnh vực khơng riêng khoa học kỹ thuật Nói cách ngắn gọn, "Phương pháp luận sáng tạo" (Creativity Methodologies) mơn khoa học có mục đích xây dựng trang bị cho người hệ thống phương pháp, kỹ thực hành tiên tiến suy nghĩ để giải vấn đề định cách sáng tạo, lâu dài, tiến tới điều khiển tư Ý nghĩa, ích lợi thủ thuật sáng tạo bản: Edison tìm kim đống rơm: Edison người có nhiều sáng chế nhất: 1000 sáng chế Ơng khơng làm việc mà tập thể lớn làm việc cho ông Phương pháp tư sáng tạo ông phương pháp thử-sai (trial–and–error method), nghĩa lựa chọn phương án giải cách mò mẫn dùng số lượng lớn phép thử để bù khả định hướng Để sáng tác ắc quy kiềm, Edison làm 50000 thí nghiệm Nhà sáng chế Nikolai Tesla, có thời gian làm việc chung với Edison viết: “Nếu Edison cần tìm kim rớt đống rơm, ông ta không thời gian để suy nghĩ xem khả lớn kim nằm đâu Không chậm trễ, với siêng vội vã ong, ông ta xem xét cọng rơm tìm thấy kim thơi Cách làm việc ơng hiệu quả: ơng bỏ nhiều thời gian sức lực mà không thu kết gì” Trong lĩnh vực nào, thơng qua việc giải thành cơng nhiều tốn, người ta rút kinh nghiệm, “bí quyết”, “mẹo” giúp giải vần đề lĩnh vực nhanh hơn, hiệu so với phương pháp thử sai Những kinh nghiệm, “bí quyết”, “mẹo” gọi thủ thuật (thủ pháp) sáng tạo (Heuristic Technique), hay gọi tắt thủ thuật Nói cách khác, thủ thuật coi phương pháp nhỏ, đơn giản Trong “Các thủ thuật sáng tạo bản, Phần 1”, GS Phan Dũng tập trung trình bày hệ thống thủ thật sáng tạo G.S Altshuller Đây sưu tập thủ thuật đánh giá cao lĩnh vực sáng tạo đổi nay, khắc phục cách đáng kể hạn chế có nhiều ưu việt sưu tập khác Từ năm 1946, GS Altshuller bắt đầu sưu tập thủ thuật nhằm mục đích giúp cá nhân làm sáng chế với suất hiệu cao Đến năm 1948, ơng đặt mục đích rộng hơn: Xây dựng lý thuyết hệ thống phương pháp giải toán sáng tạo sáng chế (TRIZ) cho đông đảo người Ngày từ thời kỳ đó, ơng nhận rằng, sáng tạo sáng chế Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học giải mâu thuẫn kỹ thuật, tạo phát triển Do vậy, tiêu chuẩn lựa chọn thủ thuật GS Altshuller xác định là: Chúng phải có khả giải mâu thuẫn kỹ thuật có tốn sáng tạo sáng chế Kể từ năm 1946, số lượng thủ thuật GS Altshuller tìm tăng dần theo thời gian Đến đầu năm 1970, sau nhiều lần bổ sung, chỉnh sửa, hoàn thiện nội dung lời phát biểu thủ thuật, phương án chọn dùng từ đến hệ thống 40 thủ thuật sáng tạo Mỗi thủ thuật cung cấp cho người sử dụng (hoặc vài) xem xét đối tượng cho trước Như vậy, 40 thủ thuật sáng tạo cung cấp cho bạn hệ thống cách xem xét vật Các xem xét giúp bạn khắc phục tính ì tâm lý, tạo đường suy nghĩ giúp tăng tính nhạy bén tư duy, giúp phát sử dụng nguồn dự trữ có sẵn đối tượng (hệ thống) Các thủ thuật giúp người sử dụng phát ý tưởng sáng tạo, đưa mà đối tượng tiền thân chưa có Ngồi ra, GS Phan Dũng muốn nhấn mạnh loại ích lợi thủ thuật đem lại cho người sử dụng, người sử dụng có ý thức coi đối tượng cần cải tiến, hoàn thiện, phát triển Phương pháp luận sáng tạo đổi nói chung khơng dùng để cải tiến bên ngồi người mà người sử dụng cần dùng chúng cách có ý thức để cải tiến, hồn thiện, phát triển thân Sau tập hợp cách tóm tắt lợi ích thủ thuật sáng tạo nói riêng, phương pháp luận sáng tạo đổi nói chung: - Cung cấp hệ thống cách xem xét vật - Tăng óc quan sát, tị mị sáng tạo - Phân tích, lý giải cách logich giải pháp sáng tạo có - Tăng tính nhanh nhạy việc tiếp thu đánh giá giá trị thông tin - Thấy tương tự, thống hệ thống tưởng chừng khác xa - Khắc phục tính ì tâm lý - Giúp phát nguồn dự trữ có sẵn hệ, đặc biệt nguồn dự trữ trời cho không tiền sử dụng - Đưa lựa chọn cách tiếp cận thích hợp để giải tốn - Giải mâu thuẫn có tốn - Phát ý tưởng cải tiến hệ thống cho trước - Dự báo khuynh hướng phát triển hệ thống cho trước tương lai, xây dựng chế định hướng dư sáng tạo - Giúp phát hiện, đặt lựa chọn toán cần giải - Dùng để luyện tập phát triển trí tưởng tượng sáng tạo Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học - Dùng để cải tiến, hoàn thiện, phát triển thân, xây dựng tác phong, suy nghĩ làm việc cách khoa học, sáng tạo - Góp phần xây dựng tư biện chứng – hệ thống - Làm giảm thiểu số lượng tốn khơng đáng nảy sinh Trang LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học - Khi việc đo đạc thực thao tác lập trình kết thực bị nhiễu Ví dụ việc đo đạc trình đồng việc sử dụng đối tượng đồng (semaphore, atom ) gây kết khơng xác Do sử dụng phép phân tích nhiễu lọan người ta thực nhiều chút mà đạt kết tốt 17 Nguyên tắc xung chiều khác: Nội dung: - Những khó khăn chuyển động (hay xếp) đối tượng theo đường (một chiều) khắc phục cho đối tượng có khả di chuyển mặt phẳng (hai chiều), tương tự toán liên quan đến chuyển động (hay xếp) đối tượng mặt phẳng đơn giản hóa chuyển sang khơng gian (ba chiều) - Chuyển đối tượng có kết cấu tầng thành đa tầng - Đặt đối tượng nằm nghiêng - Sử dụng mặt sau diện tích cho trước - Sử dụng luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh tới mặt sau diện tích cho trước Ứng dụng tin học: - Phần mềm Autocad 3D: Áp dụng “chuyển chiều” từ 2D (bản vẽ tay giấy, máy tính 2D) cải thiện đáng kể cho công việc thiết kế kiến trúc sư, kỹ sư xây dựng họ quan sát góc độ thực tế dễ chỉnh sửa… 18 Phần mềm dựng phim: Như Maya, 3DMax… chuyển sang 3D từ 2D Nguyên tắc dao động học: Nội dung: - Làm cho đối tượng giao động - Nếu có giao động tăng tần suất giao động - Sử dụng tần số cộng hưởng - Thay sử dụng phận rung học, dùng rung áp điện - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ Ứng dụng tin học: - Người ta thay đổi tốc độ thực giải thuật chương trình hệ thống đạt đến “cộng hưởng”, hệ thống họat động tối ưu Trang 14 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học 19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: Nội dung: - Chuyển tác động liên tục thành tác động chu kỳ (xung) - Nếu có tác động chu kỳ, thay đổi chu kỳ - Sử dụng thời gian xung để thực tác động khác Ứng dụng tin học: - Lấy thời gian CPU rãnh, phép chạy multitask (hay đa tiến trình “multi proceses”) 20 Các giải thuật định thời chế cảnh báo, tácvụ dọn dẹp Linux (cron-jobs) Nguyên tắc tác động hữu hiệu: Nội dung: - Thực công việc cách liên tục (tất phần đối tượng cần làm việc chế độ đủ tải) - Khắc phục vận hành không tải trung gian - Chuyển chuyển động tịnh tiến sang chuyển động quay Ứng dụng tin học: - Dùng chế Grid Computing : Tận dụng tài nguyên máy hệ thống rãnh rỗi, để thực công việc - Thiết kế máy tính Server cho phép chạy liên tục 24/24 ngày sang ngày khác - Xây dựng giải thuật họat động đồng thời để khai thác tối đa họat động CPU 21 Nguyên tắc vượt nhanh: Nội dung: - Vượt qua giai đoạn có hại nguy hiểm với vận tốc lớn - Vượt nhanh để có hiệu ứng cần thiết Ứng dụng tin học: - Trong máy tính khởi động máy, máy kiểm tra nhớ Ram, muốn vượt nhanh qua việc kiểm tra nhấn phím “ECS” - Trong ngơn ngữ lập trình cấu trúc rẽ nhánh (if then else ,case of, ) giúp cho chương trìng hoạt động hiệu nhanh hơn, vượt qua điều kiện không thỏa Trang 15 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo tốn tin học - Trong vịng lập ta có dùng lệnh break,last, continue để vượt nhanh… - Việc sử dụng sơ đồ ưu tiên cho chế độ khối cho dịch vụ truyền dẫn nhanh mạng ATM 22 Nguyên tắc chuyển hại thành lợi: Nội dung: - Sử dụng tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại mơi trường) để thu hiệu ứng có lợi - khắc phục tác nhân có hại cách kết hợp với tác nhân có hại khác - Tăng cường tác nhân có hại đến khơng cịn có hại Ứng dụng tin học: - Biến việc tràn số, tràn đệm (có hại) để phát lỗ hổng phần mềm, để khắc phục lỗi (thành có lợi) - Virus có hại ta dựa vào Viris để phát lổ hổng phần mềm, khắc phục chúng tức ta biến Virus có hại thành tác nhân kiểm lỗi cho phần mềm (thành có lợi) - Hầu hết cơng DDos nhằm vào việc chiếm dụng băng thông (bandwidth) gây nghẽn mạch hệ thống dẫn đến hệ thống ngưng hoạt động Để thực kẻ cơng tìm cách chiếm dụng điều khiển nhiều máy tính/mạng máy tính trung gian (đóng vai trị zombie) từ nhiều nơi để đồng loạt gửi ạt gói tin (packet) với số lượng lớn nhằm chiếm dụng tài nguyên làm tràn ngập đường truyền mục tiêu xác định - Áp dụng Lý thuyết giải tốn sáng chế (TRIZ) người ta chuyển việc có hại (tạo thêm tải máy tính) thành việc có lợi (giảm ảnh hưởng máy zombie) cách trước cho phép máy kết nối vào máy chủ máy kết nối phải vuợt qua tóan kiểm tra nhỏ 23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Nội dung: - Thiết lập quan hệ phản hồi - Nếu có quan hệ phản hồI, thay đổi Ứng dụng tin học: - Ứng dụng việc gửi mail : Khi gửi mail đi, cần thông tin phản hồi trở ngược lại nơi gửi xem mail có tới đích khơng, hay dọc đường bị rớt …, Cao cấp cho phép người gửi mail biết mail có đọc hay chưa, đọc … Trang 16 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học - Cơ chế hồi tiếp dựa tốc độ (rate-based feedback) hệ thống ATM Sơ đồ điều chỉnh tốc độ chu trình đóng có vai trị lớn trong việc xây dựng tầng dịch vụ Available Bit Rate (ABR) hệ thống ATM Ngịai cách mơ q trình hồi tiếp trình Quasi-Birth-Death (QBD), người ta giải vấn đề hệ thống có nhiều kết nối 24 Nguyên tắc sử dụng trung gian: Nội dung: - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp Ứng dụng tin học: - Trong lập trình : Biến Tmp (dùng hoán vị, lưu trữ liệu tạm thời) - Trong CSDL: Table Temp (bảng xây dựng tạm thời để chứa liệu tự hệ thống kết thúc) Cũng View hình thức bảng ảo (tạm) có ích việc dùng để báo cáo khơng phải truy cập trện Table thực (thường nhiều liệu) làm chậm chương trình… Các trình điều khiển truy xuất liệu ODBC Các chương trình khách sử dụng giao diện để truy xuất nhiều lọai sở liệu khác - Hay HĐH Windows : ln có folder Tmp dùng để chứa file tạm thời (cũng có file rác sinh trình chạy ứng dụng ), khơng có file đơi lúc hệ thống làm việc 25 Nguyên tắc tự phục vụ: Nội dung: - Đối tượng phải tự phục vụ cách thực thao tác phụ trợ, sửa chữa - Sử dụng phế liệu, chất thải, lượng dư Ứng dụng tin học: - Phần mềm diệt Virus thơng minh có khả tự tìm diệt Virus mà khơng cần phải có mẫu Virus trước (Theo cách thơng thường phải có mẫu Virus trước rối chỉnh sửa chương trình để nhận dạnh Virus Tóm lại chương trình ln sau Virus) Nhưng có số hãng phần mềm viết phần mềm thơng minh có khả tự điều chỉnh hoàn thiện để nhận dạng Virus mà khơng cần có mẫu Virus trước - Các chuơng trình tự động cập nhật Symantec Các chương trình theo định kỳ tự động kiểm tra cập nhật thay đổi cần thiết 26 Nguyên tắc chép: Trang 17 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Nội dung: - Thay sử dụng khơng phép, phức tạp đắt tiền, không tiện lợi dễ vỡ, sử dụng - Thay đối tượng hay hệ đối tượng quang học (ảnh, hình vẽ) với tỉ lệ cần thiết - Nếu sử dụng quang học vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy mắt thường), chuyển sang sử dụng hồng ngoại tử ngoại Ứng dụng tin học: - Phần mềm tìm đường ngắn thực trên đồ (sao chép theo tỉ lệ xích phù hợp) dễ dàng nhiều nghiên cứu thực tế thực tế - Các phần mềm giả lập mơ hình thực tế mơ hình lái máy bay, dây chuyền sản xuất - Các phần mềm giả lập cách cài đặt phần mềm : Windows 2000… - Trong lập trình hướng đối tượng, Shallow copy đối tượng có chứa tham chiếu đến đối tượng cần sử dụng mà không cần tạo thêm mốt đối tượng 27 Nguyên tắc rẽ thay cho đắt: Nội dung: - Thay đối tượng đắt tiền đối tượng rẻ có chất lượng Nhận xét: - Có nhiều nguyên nhân để ta phải thay đối tượng đắt tiền đối tượng rẻ tiền, ví dụ : dùng lần để khỏi thời gian bảo hành, sửa chữa … Đáp ứng nhu cầu nhiều người sử dụng (vừa túi tiền)… Ứng dụng tin học: - Các phần mềm dùng thử, Shareware hay phần mềm không tiền (freeware), phần mềm hạn chế mặt chức đáp ứng nhu cầu : không tiền đáp ứng tương đối công việc - Các phần mềm có nhiều phiên : Tùy theo chức phiên có giá tiền khác , ví dụ : basic có chức khác, bù lại có giá rẻ hợp lý với đa số người tiêu dùng - Thay xây dựng phần mềm hoàn thiện bước đầu tiên, người ta sử dụng phương pháp phát triển nhanh theo đường xoáy (RAD) Ứng dụng xây dựng cách nhanh chóng chưa cần cài đặt cách xác yêu cầu Trang 18 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học 28 Nguyên tắc thay sơ đồ học: Nội dung: - Thay sơ đồ học điện, quang, nhiệt, âm mùi vị - Sử dụng điện trường, từ trường điện từ trường tương tác đối tượng - Chuyển trường đứng yên sang chuyển động, trường cố định sang thay đổi theo thời gian, trường đồng sang có cấu trúc định - Sử dụng trường kết hợp với hạt sắt từ Ứng dụng tin học: - Thay máy đánh chữ theo học thành máy vi tính kết hợp máy in ngày - Thay việc lưu giữ liệu cách ghi chép thông thường giấy lưu trữ băng đĩa (cdrom, đĩa mềm, ổ cứng…) 29 Thay việc tính tốn bốn phép tính bàn tính máy vi tính Nguyên tắc sử dụng kết cấu thủy khí: Nội dung: - Thay cho phần đối tượng thể rắn, sử dụng chất khí lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm khơng khí, thủy tĩnh, thủy phản lực Ứng dụng tin học: - Nếu sở hữu PC có vi xử lí mạnh phải hoạt động với cơng suất lớn, người sử dụng nghĩ đến giải pháp làm mát PC nước Hệ thống có ưu điểm không gây tiếng ồn 30 Nguyên tắc sử dụng bao mềm dẻo mềm mỏng: Nội dung: - Sử dụng vỏ dẻo màng mỏng thay cho kết cấu khối - Cách ly đối tượng với mơi trường ngồi bên ngồi vỏ dẻo màng mỏng Ứng dụng tin học: - Thay việc Case (thùng chứa CPU) sắt nhựa, có nhiều mặt lợi như: rẻ tiền, nhẹ, không sét, dể tháo lắp… - Tạo đối tương bao gói để cách ly đối tượng với mơi trường bên ngịai giúp cho việc kiểm tra thơng số đầu vào, tăng tính tương thích hệ thống 31 Nguyên tắc sử dụng vật liệu nhiều lỗ: Trang 19 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Nội dung: - Làm cho đối tượng có nhiều lỗ sử dụng thêm chi tiết nhiều lỗ (miếng đệm, phủ …) - Nếu đối tượng có nhiều lỗ, sơ tẩm chất Ứng dụng tin học: - Case CPU: Thường có nhiều lỗ để khí, làm cho nhiệt độ thùng hạ xuống - Chiếc máy tính Portege R600 hình 12,1 inch Toshiba nặng có 950 gram, nhờ khung magiê làm rỗ tổ ong để giảm trọng lượng máy 32 Nguyên tắc đổi màu: Nội dung: - Thay đổi màu sắc đối tượng hay mội trường bên - Thay đổi độ suốt đối tượng hay môi trường bên ngồi - Để quan sát đối tượng hay trình, sử dụng chất phụ gia màu, huỳnh quang - Nếu chất phụ gia sử dụng, dùng nguyên tử đánh dấu - Sử dụng hình vẽ, ký hiệu thích hợp Ứng dụng tin học: - Trong chương trình máy tính thường có thơng báo : Thơng báo màu đỏ ý cảnh báo điều cần thận trọng, thơng báo hỏi điều thường có dấu biểu tượng “?” thơng báo đó… - Trong Form nhập liệu phần cho phép nhập có màu khác với phần không phép nhập, điều tạo cho người sử dụng dễ thao tác … 33 Nguyên tắc đồng nhất: Nội dung: - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải làm từ vật liệu (hoặc từ vật liệu gần tính chất) với vật liệu để tạo đối tượng cho trước Ứng dụng tin học: Trong phần mềm form nhập liệu phải có giao diện chuẩn : màu sắc, cách bố cục nút, textbox, label … phải giống Các form thông báo phải đống như: - Trang 20 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo tốn tin học Thơng báo cần ý phải có màu đỏ, form hỏi đáp phải có biểu tượng dấu “?” phải giống nhau… - Trong Phần cứng: Tốc độ xung nhịp nên đồng với : CPU bus 800 nên dùng Ram BUS 400 chạy chế độ Dual để có băng thơng tương ứng, Main dùng Bus 800 hãng … nói chung ta nên dùng thành phần đồng với đạt kết cao - Các đối tượng container (array, collection ) phải chứa phần tử kiểu để đảm bảo thao tác đồng 34 Nguyên tắc loại bỏ tái sinh phần: Nội dung: - Phần đối tượng hoàn thành nhiệm vụ trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hoà tan,bay hơi…) - Các phần mát đối tượng phải phục hồi trực tiếp trình làm việc Ứng dụng tin học: - Trong lập trình CSDL : Table temp tạo cần thiết để chứa liệu khơng cần thiết tự hệ thống kết thúc - Biến cục module (hàm hay thủ tục) tạo cần thiết để lưu giữ liệu kết thúc module - Tiến trình dọn rác ngơn ngữ lập trình Java định kỳ dọn dẹp nhớ để lọai bỏ đối tượng hết chu kỳ sống 35 Ngun tắc đổi thơng số hóa lý đối tượng: Nội dung: - Thay đổi trạng thái đối tượng - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích Ứng dụng tin học: - Các đối tượng phần mềm ứng dụng tự thay đổi dịch vụ mà cung cấp theo thay đổi giá trị thuộc tính Điều giúp cho đối tượng tự đóng nhiều vai trò ứng dụng Trang 21 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học 36 Nguyên tắc sử dụng chuyển pha: Nội dung: - Sử dụng tượng, nảy sinh trình chuyển pha thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lượng… Ứng dụng tin học: - Nếu người dùng đăng nhập vào tài khoản trang web thành cơng chuyển người dùng đến trang cá nhân người dùng, đăng nhập không thành cơng chuyển người dùng đến trang đăng nhập không hợp lệ 37 Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt: Nội dung: - Sử dụng nở hay co nhiệt vật liệu - Nếu sử dụng nở nhiệt, sử dụng vài vật liệu có hệ số nở nhiệt khác Ứng dụng tin học: - Murata Manufacturing khiến Triển lãm CEATEC Nhật Bản 2008 phải sửng sốt cơng nghệ biến nhiệt lượng tỏa từ máy tính xách tay (laptop) thành điện Không giới thiệu mà Murata cịn trình diễn mẫu sản phẩm thử nghiệm cơng nghệ nhiệt điện Trong trình diễn, “chiếc máy nhiệt điện Murata” tạo dịng điện có cơng suất lên tới 38 miliwatts centimeter vng đặt vào mơi trường có nhiệt độ khoảng 360 độ C Các chuyên gia Murata cho biết phải 10 năm cơng nghệ hồn thiện bắt đầu thương mại hóa Khi thiết bị nhiệt điện ứng dụng điện thoại di động, máy quay, máy tính xách tay… Nhiệt độ tạo trình thiết bị điện tử hoạt động dùng để xạc pin 38 Nguyên tắc sử dụng chất Oxy hóa: Nội dung: - Thay khơng khí thường khơng khí giàu Oxy - Thay khơng khí giàu Oxy Oxy - Dùng xạ ion hóa tác động lên khơng khí oxy - Thay oxy giàu Ơzơn (hoặc ơxy bị ion hố) ơzơn Ứng dụng tin học: Trang 22 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học - Vỏ máy tính làm gỗ giải pháp giúp laptop thân thiện với môi trường đồng thời gỗ nguồn nguyên liệu phổ biến môi trường - Các nạp lượng mặt trời di động thích hợp máy tính xách tay có mặt Một cơng ty có tên MSI Computer chí thiết kế laptop nguyên với pin quang điện gắn trực tiếp vào vỏ máy tính Hãng Fujitsu sử dụng chất dẻo sinh học để sản xuất sản phẩm thân thiện với môi trường Nhờ mà tận dụng nguồn lượng dồi tự nhiên vào máy tính 39 Ngun tắc sử dụng mơi trường trơ: Nội dung: - Thay môi trường thông thường môi trường trung hòa - Đưa thêm vào đối tượng phần, chất phụ gia trung hòa… - Thực trình chân khơng Ứng dụng tin học: - Hệ thống máy tính mơi trường có máy lạnh tốt giúp trung hịa nhiệt độ nóng máy tính, đàm bảo cho máy tính hoạt động hiệu hơn, đồng thời môi trường này, bụi bẩn hạn chế cho máy tính, giúp máy tính bền 40 Nguyên tắc sử dụng vật liệu tổng hợp: Nội dung: - Chuyển từ vật liệu đồng sang sử dụng vật liệu hợp thành (composite) Hay nói chung, sử dụng loại vật liệu Ứng dụng tin học: - Các mẫu thiết kế lập trình hướng đối tượng Mẫu composite (đối tựơng phức hợp) giúp tổng quát hóa mã nguồn chương trình giúp cho dễ phát triển, nâng cấp, bảo trì - Bên cạnh đó, thơng số kỹ thuật sử dụng ngành kỹ thuất phải sửa đổi cho thích hợp với tính chất phần mềm Bảng sau liệt kê thông số kỹ thuật phần mềm, đối chiếu với thông số nghành kỹ thuật Trang 23 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học III Những sáng tạo cơng nghệ máy tính tương lai Ðịnh hướng kinh tế thịnh vượng quốc gia phụ thuộc nhiều vào câu hỏi: Liệu cơng nghệ máy tính sở silicon theo luật Moore có tồn đến năm 2020? Luật Moore động lực thúc đẩy ngành cơng nghiệp hàng ngàn tỷ USD Bí mật đằng sau luật Moore nhà chế tạo chip tăng gấp đơi số transistors (bóng bán dẫn) đĩa silicon cỡ móng tay sau 18 tháng Nhưng định luật vật lý cho thấy việc nhân đôi kéo dài Năm 99, kỹ sư Paul Packan Intel cảnh báo tạp chí Science luật Moore đến chỗ bế tắc Cho tới lúc ấy, nhà vật lý chạy đua để tạo thứ "silicon" cho kỷ tới Sau sáng tạo cơng nghệ máy tính tương lai chấp nhận lý thuyết Máy tính quang học: Máy tính thay điện tử chùm tia laser Không giống dây dẫn, chùm tia xuyên qua vật liệu khác, tạo nên vi xử lý chiều Một transistor quang học tạo ra, nhiên linh kiện lớn rườm rà Nếu lắp thành máy tính, có kích thước ôtô Máy tính ADN: Một ý tưởng táo bạo máy tính sử dụng ADN, khai thác cặp phân tử chương trình máy tính sinh học (thay lập mã số phép nhị nguyên, sử dụng axit nucleic ký hiệu A,T,C,G), ứng dụng hứa hẹn ghi số lượng không giới hạn mã số Tuy nhiên, máy tính ADN sản phẩm kỳ quặc với mớ hỗn độn ống chất lỏng hữu cơ, khó thay máy tính dể bàn tương lai gần Máy tính nano: Các nhà khoa học dùng cơng nghệ nano để sản xuất chip, chất dẫn điện cổng logic siêu nhỏ Theo đó, chip xây dựng dựa nguyên tử vào lần hoạt động khơng tốn diện tích, giảm kích thước Cịn cổng logic (xử lý cấp độ logic đúng/sai, cao/thấp, đóng/mở ) tạo từ số nguyên tử chất dẫn điện (còn gọi dây nano) lớn nguyên tử, bit liệu thể trạng thái xuất hiện/biến electron Máy tính nano bao gồm loại: điện tử; hóa học sinh-hóa học; học; lượng tử Máy tính nano điện tử: tạo mạch điện siêu nhỏ dùng phương pháp dựng mơ hình nano (nanolithography) Máy tính nano hóa học sinh-hóa học: Sự tương tác chất hóa học khác với cấu trúc khác dùng để lưu trữ xử lý thông tin loại máy tính Trang 24 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Muốn tạo máy tính nano hóa học, kỹ sư cần phải kiểm soát nguyên tử đơn lẻ phân tử để chúng thực phép tính lưu liệu Máy tính nano học: dùng thành tố di động nhỏ xíu gọi "bánh nano" (nanogear) để mã hóa thơng tin Một số nhà khoa học dự đốn loại máy tính dùng để điều khiển robot nano Máy tính nano lượng tử: lưu liệu hình thức trạng thái/vòng quay lượng tử nguyên tử Bộ nhớ electron đơn điểm lượng tử ví dụ cơng nghệ Máy tính nano y tế: Ngồi loại máy tính kể trên, nhà khoa học cịn muốn dùng cơng nghệ nano để tạo robot nano với chức kháng thể Thiết bị bảo vệ người trước bệnh tật, virus cách lập trình chọn lọc để phá hủy mầm bệnh Máy tính phân tử chấm: Các thiết kế đặc biệt khác máy tính phân tử máy tính chấm lượng tử, thay transistor silicon phân tử electron Nhưng ứng dụng phải đương đầu với vấn đề kỹ thuật nan giải dây dẫn nguyên tử lớp cách điện dày đặc Ðây ý tưởng chưa thể thực Máy tính lượng tử: Sản phẩm hứa hẹn chạy đua máy tính lượng tử.Các quan an ninh Mỹ quan tâm đến mô hình Máy tính lượng tử có sức mạnh đủ để ngày khám phá toàn mã số mà Cụctình báo trung ương Mỹ (CIA) bó tay Khơng loại trừ khả siêu máy tính lượng tử hồn thiện phịng thí nghiệm sớm phục vụ cho CIA Sự thách thức lớn nhà chế tạo khả tính tốn Hiện tại, máy tính lượng tử thực hoạt động nguyên tử để hồn thiện cần tính tốn hàng triệu nguyên tử Rõ ràng, tất ý tưởng giai đoạn thực hành, dù cách thức hoạt động chúng thực đáng gờm loại máy tính Nếu luật Moore phát huy tác dụng, đến năm 2050, máy tính thực 500 ngàn tỷ phép tính giây, chí cịn thơng minh người Bởi vậy, ý tưởng vừa hy vọng, vừa mối lo ngại chung loài người Máy tính tích hợp trí thơng minh nhân tạo: Thuật ngữ "trí thơng minh nhân tạo" John McCarthy (Viện Công nghệ Massachusetts, Mỹ) đưa lần vào năm 1956 Đây nhánh ngành khoa học máy tính với mục đích khiến cho PC hành xử người Trí thơng minh nhân tạo bao gồm chương trình định tình thực tế, ví dụ: hiểu Trang 25 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học ngơn ngữ người, chơi game, nghe-nhìn-phản ứng (thường dùng để chế tạo robot), tái tạo kết nối vật lý tế bào thần kinh não người Hướng triển khai, thử nghiệm thu nhiều kết khả quan, kỹ thuật nano phát triển giúp thiết bị mang vi xử lý nhỏ xíu đến nơi thể người đặt không gian hẹp Ngồi ra, thành cơng mạng khơng dây giúp chip kết nối với tạo môi trường thực thú vị mô thực tế người Trang 26 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Kết Luận Các thủ thuật sáng tạo công cụ dùng để suy nghĩ giải vấn đề định Cuộc đời người lại chuỗi vấn đề cần giải quyết, chuỗi định cần phải Ứng dụng thủ thuật sáng tạo giúp nâng cao suất hiệu quả, lâu dài tiến tới điều khiển trình tư sáng tạo, trình suy nghĩ định người, từ giúp người tránh tính ì tâm lý cách suy nghĩ theo lối mòn thiếu sáng tạo Bài luận chủ yếu tập trung giới thiệu lời phát biểu, lời nhận xét đồng thời đưa ví dụ áp dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học sáng tạo cơng nghệ máy tính tương lai nhằm để minh họa thủ thuật, giúp người đọc thay đổi cách suy nghĩ tư vấn đề, không vấn đề tin học Tóm lại, để kết thúc luận này, em xin đề xuất số nguyên tắc cần có tư sáng tạo, đồng thời đề xuất phương pháp để rèn luyện thân thành cơng tương lai: Nguyên tắc tư sáng tạo: - Sáng tạo phải mang tính khách quan trung thực - Có phương pháp để xây dựng hệ thống hóa mơ hình nghiên cứu - Phải có óc sáng tạo vượt khó, nói chung phải linh động mềm dẻo - Đừng nên dựa lối mòn lối mà người phải theo ta phải theo - Phải có đam mê, hồi bão ước mơ - Phải có tri thức đầy đủ nghành nghiên cứu Phương pháp rèn luyện: - Về trí tuệ: phải chịu khó học tập để vừa có trình độ chun mơn sâu vừa hiểu biết rộng Tuỳ nghề nghiệp phải hiểu sâu sắc người, biết góp nhặt, tích luỹ kinh nghiệm có niềm tin sâu sắc - Về tích cách: xây dựng cho tính cách riêng, phải có nghị lực Đặc biệt phải có gan chịu đựng khoa học kỹ thuật sáng tạo đơi lúc có nhiều trường hợp bị thất bại… - Về khả năng: phải biết vận dụng lý luận gắn với thực tiễn, biết chọn lọc “đãi cát tìm vàng” trì khả tập trung cao định hướng Trang 27 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Tài liệu tham khảo [1] GS Phan Dũng – “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo bản: Phần 1” [2] Một số thu hoạch chuyên đề Phương pháp nghiên cứu khoa học tin học, Chương trình đào tạo Thạc Sĩ CNTT qua mạng, ĐHQG TpHCM GS.TSKH Hoàng Kiếm giảng dạy [3] Nguyễn Sinh Huy, Trần Trọng Thuỷ (1999), Phương pháp nghiên cứu khoa học giáo dục, Hà Nội [4] Nguyễn Văn Lê (2000), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Trẻ [5] Phạm Viết Vượng (1997), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học (Giáo trình dành cho học viên cao học nghiên cứu sinh) NXB Đại học Quốc gia, Hà Nội [6] Tư sáng tạo – http://www.hcmus.edu.vn/cstc/Home-v.htm [7] Từ điển Bách khoa Việt Nam tập (1995), Trung tâm biên soạn từ điển bách khoa Việt Nam, Hà Nội [8] Từ điển tiếng Việt (1988), NXB Khoa học xã hội, Hà Nội [9] Vũ Cao Đàm (2000), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Khoa học - Kỹ thuật, Hà Nội [10] www.echip.com.vn, Mơ hình máy tính tương lai [11] www.luyenkim.net, Những cơng nghệ máy tính tương lai Trang 28 LUAN VAN CHAT LUONG download : add luanvanchat@agmail.com .. .Ứng dụng thủ thuật sáng tạo tốn tin học TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN CAO HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN QUA MẠNG PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ỨNG DỤNG CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO TRONG. .. Phương pháp luận sáng tạo khoa học: Ý nghĩa, ích lợi thủ thuật sáng tạo bản: II Các nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo ứng dụng toán tin học III Những sáng tạo cơng nghệ máy... LUONG download : add luanvanchat@agmail.com Ứng dụng thủ thuật sáng tạo toán tin học Các nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo ứng dụng toán tin học II Nguyên tắc phân nhỏ: Nội dung: - Chia đối tượng