tiểu luận phân tích các nguyên tắc sáng tạo trong tin học và liên hệ lịch sử phát triển của chuột máy tính

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN  TIỂU LUẬN Môn học: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN HỌC VÀ LIÊN HỆ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN: GS. TSKH. HOÀNG KIẾM HỌC VIÊN THỰC HIỆN: VŨ SƠN LÂM MSHV: 12 12 020 LỚP: K22 – HTTT - KHTN TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2012 i NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… …………………………………………………………………………… ii LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn khoa Công nghệ thông tin, trường Đại học Khoa học Tự nhiên thành phố Hồ Chí Minh, đặc biệt là GS. TSKH Hoàng Kiếm, đã tạo điều kiện cho em tiếp xúc với một môn học rất thú vị và nhiều ý nghĩa, đó là môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học”. Dưới sự giảng dạy nhiệt tình của thầy, em đã có cái nhìn mới hơn, rộng hơn, sâu hơn về những thành tựu hay những sản phẩm rất đỗi quen thuộc quanh ta. Để từ đó, em không chỉ dừng lại ở câu hỏi: “Nó hoạt động như thế nào?” mà còn tự đặt câu hỏi: “Vì sao người ta lại nghĩ được ra nó? Vì sao nó lại thế này, Trong tương lai, nó sẽ phát triển như thế nào?”, vân vân. Em tin rằng, những chuyển biến về tư tưởng như vậy, sẽ là một bước ngoặc lớn, để thúc đẩy sự sáng tạo, tìm tòi trong mỗi con người nói chung, và trong chính bản thân em nói riêng. Em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, và tiếp tục đào tạo nên những thế hệ học sinh giỏi, góp phần cho sự nghiệp kiến thiết con người, kiến thiết đất nước. Học viên thực hiện Vũ Sơn Lâm Tp.HCM, Ngày 15 tháng 12 năm 2012 iii MỤC LỤC MỤC LỤC iii Chương 1 GIỚI THIỆU 1 1.1 Dẫn nhập 1 1.2 Nội dung tiểu luận 2 Chương 2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN HỌC 3 2.1 Nguyên tắc phân nhỏ 3 2.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 3 2.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4 2.4 Nguyên tắc phản đối xứng 5 2.5 Nguyên tắc kết hợp 5 2.6 Nguyên tắc vạn năng 6 2.7 Nguyên tắc chứa trong 7 2.8 Nguyên tắc phản trọng lượng 8 2.9 Nguyên tắc gây ứng xuất sơ bộ 8 2.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 8 2.11 Nguyên tắc dự phòng 9 2.12 Nguyên tắc đẳng thế 10 2.13 Nguyên tắc đảo ngược 11 2.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 13 2.15 Nguyên tắc cầu linh động 14 2.16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” 16 2.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 16 2.18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 17 iv 2.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 17 2.20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích 18 2.21 Nguyên tắc “vượt nhanh” 18 2.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi 18 2.23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 19 2.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian 19 2.25 Nguyên tắc tự phục vụ 20 2.26 Nguyên tắc sao chép (copy) 20 2.27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 21 2.28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 21 2.29 Nguyên tắc kết cấu khí và lỏng 22 2.30 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 22 2.31 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 23 2.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 23 2.33 Nguyên tắc đồng nhất 24 2.34 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 25 2.35 Nguyên tắc thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng 25 2.36 Nguyên tắc sử dụng chuyển pha 26 2.37 Nguyên tắc sử dụng sự nở nhiệt 26 2.38 Nguyên tắc sử dụng các chất oxy hóa mạnh 26 2.39 Nguyên tắc thay đổi độ trơ 26 2.40 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) 27 Chương 3 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CHUỘT MÁY TÍNH 28 3.1 Trackball 28 3.2 Con chuột đầu tiên 28 v 3.3 Chuột bi đầu tiên 29 3.4 Chuột quang 33 3.5 Chuột có phím cuộn 34 3.6 Chuột không dây đầu tiên 34 3.7 Chuột laser 35 3.8 Chuột không cần bàn di đầu tiên 36 3.9 Chuột 3D 37 3.10 Mouseless 38 Chương 4 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CHUỘT MÁY TÍNH DƯỚI GÓC NHÌN CỦA CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO 40 4.1 Nguyên tắc phân nhỏ 40 4.2 Nguyên tắc tách khỏi 40 4.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 41 4.4 Nguyên tắc phản đối xứng 41 4.5 Nguyên tắc vạn năng 41 4.6 Nguyên tắc chứa trong 41 4.7 Nguyên tắc phản trọng lượng 42 4.8 Nguyên tắc dự phòng 42 4.9 Nguyên tắc đẳng thế 42 4.10 Nguyên tắc đảo ngược 43 4.11 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 44 4.12 Nguyên tắc linh động 44 4.13 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 44 4.14 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 45 4.15 Nguyên tắc tự phục vụ 45 vi 4.16 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 45 4.17 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học 45 4.18 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo màng mỏng 45 Chương 5 THẾ HỆ CHUỘT TƯƠNG LAI 46 5.1 Chuột điều khiển bằng suy nghĩ 46 5.2 Chuột y tế 46 5.3 Chuột bong bóng 47 Chương 6 KẾT LUẬN 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO 49 1 Chương 1 GIỚI THIỆU 1.1 Dẫn nhập Ngày nay, cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học công nghệ nói chung, và ngành công nghệ thông tin nói riêng, chúng ta cảm thấy tự hào và không khỏi ngạc nhiên trước những thành tựu mà khoa học mang lại. Chắc không ít người đã từng tự đặt câu hỏi, vì sao chiếc máy tính lại có thể hoạt động được như vậy? Con chuột máy tính hoạt động như thế nào? Nhìn vào chiếc laptop nhỏ gọn, chúng ta sẽ ngạc nhiên vì chiếc máy tính đầu tiên trên thế giới có kích thước rộng bằng cả một căn nhà. Rồi nhìn vào một con chuột máy tính hiện đại, chúng ta sẽ bất ngờ vì nguyên thủy, con chuột là một khối gỗ với hai bánh xe phía dưới, vân vân và vân vân. Tóm lại, những thành tựu khoa học ấy là cả một chặng đường nghiên cứu, sáng tạo không ngừng qua các thế hệ, sự sáng tạo lớn đến mức chúng ta không tưởng tượng được cái nguyên thủy của nó là như vậy. Sự sáng tạo là cực kỳ quan trọng, đóng vai trò then chốt cho sự tiến bộ loài người. “40 nguyên tắc sáng tạo” được GS. Phan Dũng dịch từ sách nguyên bản của giáo sư người Nga, Altshuller, những nguyên tắc ấy là kết quả của việc nghiên cứu các quy luật phát triển tư duy và khoa học. Hiểu rõ được ý nghĩa bên trong các nguyên tắc này, sẽ giúp chúng ta nhanh chóng tìm ra con đường ngắn nhất để sáng tạo, tìm cái mới, cũng như giải quyết vấn đề. Chính vì vậy, đề tài: “Phân tích các nguyên tắc sáng tạo trong tin học và liên hệ lịch sử phát triển của chuột máy tính” đã được chọn làm nội dung cho bài tiểu luận này. 2 1.2 Nội dung tiểu luận Nội dung bài tiểu luận này trình bày theo các chương như sau: Chương 2: Các nguyên tắc sáng tạo trong tin học. Chương này mô tả các nguyên tắc sáng tạo khoa học và lấy các ví dụ trong tin học để minh họa. Chương 3: Lịch sử phát triển của chuột máy tính. Chương này trình bày lịch sử phát triển của chuột máy tính, từ con chuột đầu tiên đến những phiên bản hiện đại. Chương 4: Lịch sử phát triển của chuột máy tính dưới góc nhìn của nguyên tắc sáng tạo khoa học. Chương 5: Thế hệ chuột tương lai. Áp dụng những nguyên tắc sáng tạo, dự đoán phiên bản chuột máy tính trong tương lai. Chương 6: Kết luận. 3 Chương 2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN HỌC 2.1 Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung: - Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. Ví dụ trong tin học: a. Trong lập trình, một chương trình lớn thường được chia thành các module nhỏ hơn. Điều này không những làm cho chương trình được xây dựng dễ dàng, dễ kiểm tra, mà còn làm tăng tính khả chuyển của chương trình, ta có thể tái sử dụng các module cho các ứng dụng khác nhau. b. Kỹ thuật chia để trị c. Trong quản lý dự án CNTT, một Project manager trước khi bắt tay vào thực hiện dự án, cần phải phân nhỏ các công việc tới mức thích hợp để có thể định lượng (estimate) được thời gian (Bước này gọi là Work Breakdown) 2.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Nội dung: - 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. Ví dụ trong tin học: a. Một bước tiền xử lý quan trọng trong xử lý ảnh là lọc nhiễu. b. Mạng wifi (wifi network), chuột không dây: loại bỏ phần dây nhợ rườm rà, làm tinh gọn. c. Giao diện của Google search là một ví dụ điển hình về một trang web có cách trình bày đơn giản, tinh gọn mà hiệu quả. [...]... dụ trong tin học: a Trong các thiết bị cảm ứng như iPhone, Smartphone của Samsung… đều có bàn phím cảm ứng, thay vì bàn phím vật lý b Chuột quang được sử dụng thay thế cho chuột bi 2.29 Nguyên tắc kết cấu khí và lỏng Nội dung: - 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 2.30 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng... ra con chuột máy tính đầu tiên 28 trong lịch sử loài người vào năm 1963 Nó có hình dạng của một miếng gỗ vuông với duy nhất một nút bấm và hai bánh xe kim loại được bố trí vuông góc với nhau Con chuột thủy tổ, được phát minh bởi Douglas Engelbart (1963) 3.3 Chuột bi đầu tiên Năm 1972, Bill English phát triển chuột bi đầu tiên dựa vào thiết kế nguyên thủy của Engelbart, khi ông đang làm việc trong Xerox... quyết tốt Băng từ và đĩa từ b Con chuột máy tính (Mouse) được phát minh đầu tiên bởi Douglas Engelbart Ở phiên bản này, hai bánh xe đặt vuông góc với nhau được sử dụng để tạo di chuyển cho chuột Ở các thế hệ tiếp theo, một viên bi (quy tắc cầu hóa) đã được sử dụng thay thế 13 Viên bi được sử dụng thay thế cho hai bánh xe 2.15 Nguyên tắc cầu linh động Nội dung: - Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng... 2.36 Nguyên tắc sử dụng chuyển pha Nội dung: - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng… 2.37 Nguyên tắc sử dụng sự nở nhiệt Nội dung: - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau 2.38 Nguyên tắc sử dụng các chất oxy hóa mạnh Nội dung: - Thay không... language) 2.25 Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung: - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa - Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư Ví dụ trong tin học: a Dùng chính nguồn điện trong máy tính, thông qua USB để cung cấp năng lượng cho chuột hoạt động, hoặc cho các quạt làm mát máy laptop 2.26 Nguyên tắc sao chép (copy) Nội dung: - Thay vì sử dụng những cái không... 2.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc Nội dung: - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt 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, huỳnh quang - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp 23 Ví dụ trong tin học: ... dụ trong tin học: a Một sự sáng tạo trong việc kinh doanh liên quan đến CNTT, đó là thiết kế web giá rẻ Đôi khi nhà cung cấp còn miễn phí thiết kế web, nhưng lại có yêu cầu phải sử dụng host và dịch vụ bảo trì của họ Đây là một hình thức kinh doanh khá hay, ngược lại với cách thông thường b Thay vì cố gắng làm tinh gọn, nhỏ gọn con chuột, bàn phím, như chuột không dây, bàn phím không dây… thì trong các. .. khác Ví dụ trong tin học: a Điện thoại nắp trượt: giấu bàn phím bên trong nó 7 b Các file cần gửi qua mạng thường được nén thành một file zip Nguyên tắc phản trọng lượng 2.8 Nội dung: - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động Ví dụ trong tin học: a File... ưu trong từng giai đoạn làm việc - Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau Ví dụ trong tin học: a Trong lập trình, tham số hóa thay vì hardcode để tăng tính linh động b Đối với các ứng dụng đa ngôn ngữ, sử dụng file resource.resx (trong NET) để định nghĩa, translate các text trong ứng dụng c Tính đa xạ trong lập trình hướng đối tượng (OOP): với cùng một đoạn code, trong. .. mỏng Nội dung: - 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 Ví dụ trong tin học: a Lớp nhựa mỏng dán bảo vệ màn hình laptop b Ý tưởng màn hình cuộn D-roll laptop 22 Ý tưởng Droll laptop – Laptop có thể cuộn tròn 2.31 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu nhiều lỗ Nội dung: - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những . đề tài: Phân tích các nguyên tắc sáng tạo trong tin học và liên hệ lịch sử phát triển của chuột máy tính đã được chọn làm nội dung cho bài tiểu luận này. 2 1.2 Nội dung tiểu luận Nội. 3: Lịch sử phát triển của chuột máy tính. Chương này trình bày lịch sử phát triển của chuột máy tính, từ con chuột đầu tiên đến những phiên bản hiện đại. Chương 4: Lịch sử phát triển của chuột. dung bài tiểu luận này trình bày theo các chương như sau: Chương 2: Các nguyên tắc sáng tạo trong tin học. Chương này mô tả các nguyên tắc sáng tạo khoa học và lấy các ví dụ trong tin học để