tiểu luận phân tích sự phát triển hệ điều hành ios theo lý thuyết giải bài toán sáng chế triz

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN CAO HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN – KHÓA 22 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC TIỂU LUẬN PHÂN TÍCH SỰ PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỀU HÀNH iOS THEO LÝ THUYẾT GIẢI BÀI TOÁN SÁNG CHẾ TRIZ Giảng viên: GS. TSKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện: Bùi Thị Danh - 12 11 011 TP. HCM 12/2012 Bùi Thị Danh – 12 11 011 2 Lời cảm ơn Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo em trong suốt thời gian học chuyên đề này. Xin chân thành cảm ơn quý thầy cô trong Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh đã tận tình giảng dạy, trang bị kiến thức quý báu, tạo mọi điều kiện thuận lợi cho chúng em học tập và nghiên cứu. Xin chân thành cảm ơn gia đình và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên em trong thời gian học tập và nghiên cứu. Mặc dù em đã cố gắng hoàn thành bài tiểu luận nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót. Em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến và tận tình chỉ bảo của quý thầy cô. Tp. Hồ Chí Minh, 12/2012 Học viên thực hiện Bùi Thị Danh Bùi Thị Danh – 12 11 011 3 Phụ lục PHẦN 1. Tổng quan về các kỹ thuật hỗ trợ tư duy sáng tạo 5 1.1. Sáu chiếc mũ tư duy (Six Thinking Hats) 5 1.2. Não công (Brainstorming) 5 1.3. Mindmaps 6 1.4. DO IT 6 1.5. TRIZ 7 PHẦN 2. TRIZ – Phương pháp luận giải các bài toán sáng chế 8 2.1. Giới thiệu 8 2.2. 40 nguyên tắc cơ bản của TRIZ 10 2.3. 39 yếu tố trong ma trận mâu thuẫn 15 2.4. Chương trình rút gọn quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định 16 2.5. Chương trình đầy đủ quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định - thuật toán ARIZ 16 PHẦN 3. Áp dụng TRIZ cho SỰ PHÁT TRIỂN CỦA hệ điều hành IOS 18 3.1. Giới thiệu 18 3.2. Hành trình phát triển của hệ điều hành iOS 18 3.2.1. iOS 1.0 18 3.2.2. iOS 2.0 – Thêm ứng dụng 20 3.2.3. iOS 3.0 – Thêm nhiều tính năng mới 21 3.2.4. iOS 4.0 – cho phép đa nhiệm 21 3.2.5. iOS 5.0 21 3.2.6. iOS 6.0 22 3.3. Dự đoán thiết kế cho phiên bản kế tiếp 22 PHẦN 4. Kết luận 23 Bùi Thị Danh – 12 11 011 4 Lời nói đầu Tư duy sáng tạo mang lại sự phát triển và phồn thịnh cho xã hội loài người. Nhờ tư duy sáng tạo, con người giải quyết các vấn đề nhanh chóng, hiệu quả và khoa học. Cũng nhờ tư duy sáng tạo mà con người đã tạo ra những cuộc cách mạng khoa học kỹ thuật có tác động mạnh mẽ lên sự phát triển của nhân loại. Những nghiên cứu cho thấy, con người mới chỉ sử dụng một phần rất nhỏ của khả năng bộ não. Để cải thiện điều này, ngành khoa học về tư duy sáng tạo ra đời. Hiện nay có nhiều công trình nghiên cứu về các phương pháp, thủ thuật để phát huy khả năng tư duy sáng tạo của cá nhân, nhóm. Trong giới hạn của tiểu luận này, em xin trình bày sơ lược về một số phương pháp và tập trung chủ yếu vào phương pháp luận giải quyết bài toán sáng chế TRIZ của tác giả Genrich Altshuller. Áp dụng phân tích cho sự phát triển của hệ điều hành iOS và thử dự đoán thiết kế trong tương lai. Nội dung của bài tiểu luận gồm 4 phần chính:  Phần 1: Tổng quan về các kỹ thuật hỗ trợ tư duy sáng tạo  Phần 2: TRIZ – Phương pháp luận giải các bài toán sáng chế  Phần 3: Áp dụng TRIZ cho sự phát triển của hệ điều hành iOS  Phần 4: Kết luận Bùi Thị Danh – 12 11 011 5 PHẦN 1. TỔNG QUAN VỀ CÁC KỸ THUẬT HỖ TRỢ TƯ DUY SÁNG TẠO Tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của con người. Sáng tạo giúp cho công việc được thực hiện đơn giản hơn và tốt hơn. Trong thời đại bùng nổ thông tin hiện nay, tư duy sáng tạo đóng vai trò càng quan trọng. Có hàng trăm kỹ thuật hỗ trợ nâng cao kỹ năng tư duy sáng tạo được phát triển bởi nhiều tác giả. Dưới đây là một số kỹ thuật phổ biến. 1.1. Sáu chiếc mũ tư duy (Six Thinking Hats) Được phát minh bởi Edward de Bono vào những năm 1980. Theo phương pháp này thì có 6 chiếc mũ tưởng tượng và chúng ta sẽ lần lượt đội rồi bỏ xuống theo thứ tự. Mỗi chiếc mũ tương ứng với một loại tư duy. Trong một nhóm, tất cả các thành viên của nhóm phải đội mũ cùng màu vào cùng một thời điểm. 1.2. Não công (Brainstorming) Thuật ngữ não công đưa ra bởi Alex Osborn và được mô tả trong cuốn sách “Applied Imagination”. Các tác giả khác cũng diễn giải cho thuật ngữ này và dưới đây là hướng dẫn trích từ cuốn sách của Michael Morgan. Não công thích hợp cho nhóm gồm nhiều người. Nó là một quá trình với bốn qui tắc như sau:  Bài toán phải được định nghĩa và phát biểu rõ ràng  Phải có một ai đó ghi nhận lại tất cả các ý tưởng phát sinh trong quá trình  Số thành viên trong nhóm phải phù hợp  Phải có một người chịu trách nhiệm: dừng các chỉ trích, mọi ý tưởng đều được chấp nhận và ghi lại, khích lệ mọi người xây dựng dựa trên ý tưởng của những người khác, khuyến khích những ý tưởng khác thường. HÌNH 1: SÁU CHIẾC MŨ TƯ DUY Bùi Thị Danh – 12 11 011 6 1.3. Mindmaps Được phát triển bởi Tony Buzan. Mind- maps được xem như là một phương pháp hiệu quả để ghi chú và hữu ích cho việc phát sinh các ý tưởng bằng sự liên tưởng. Để tạo một mind-map, người ta bắt đầu với ý chính ở trung tâm của trang giấy và tỏa ra các hướng xung quanh, tạo nên một cấu trúc tăng trưởng và có tổ chức với các từ khóa và hình minh họa chính. Những hình vẽ tạo nên sự liên tưởng gần như tức thời và các đường nối cho phép diễn đạt ý tưởng nhanh hơn việc trình bày bằng câu chữ. 1.4. DO IT Được mô tả đầy đủ trong cuốn sách “The Art of Creative Thinking” của Robert W. Olson xuất bản năm 1980. Tên của nó được viết tắt từ 4 chữ sau:  Define : định nghĩa bài toán/vấn đề  Open: mở rộng và hướng đến nhiều giải pháp có thể có  Identify: xác định giải pháp tốt nhất  Transform: chuyển thành hành động một cách hiệu quả. DO IT thiết kế 10 chất xúc tác giúp chúng ta định nghĩa, mở rộng, xác định và chuyển đổi một cách sáng tạo. Các chất xúc tác gồm:  Define o Mind Focus (tập trung) o Mind Grip (kẹp chặt) o Mind Stretch (giãn ra)  Open o Mind Prompt (gợi nhớ) o Mind Surprise (làm bất ngờ) o Mind Free (giải phóng) o Mind Synthesis (tổng hợp)  Identify o Mind integrate (tích hợp) HÌNH 2: MINH HỌA MIND-MAPS Bùi Thị Danh – 12 11 011 7 o Mind Strengthen (tăng cường) o Mind Synergise (hiệp lực) 1.5. TRIZ Là một phương pháp luận giải quyết các bài toán sáng chế, được xây dựng bởi Genrich Altschuller và cộng sự từ năm 1946. Đây được xem là một phương pháp luận tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới, cho kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học với đông đảo quần chúng. Chi tiết về TRIZ sẽ được đề cập chi tiết ở phần sau. Bùi Thị Danh – 12 11 011 8 PHẦN 2. TRIZ – PHƯƠNG PHÁP LUẬN GIẢI CÁC BÀI TOÁN SÁNG CHẾ 2.1. Giới thiệu Như đề cập ở phần 1, TRIZ được đề xuất và xây dựng bởi Genrich Altshuller và các cộng sự từ năm 1946. Nó được phát triển dựa trên các mẫu vấn đề và giải pháp tương ứng, chứ không phải dựa trên sự sáng tạo tự phát hay trực giác của một cá nhân hoặc nhóm nào đó. Hơn ba triệu bằng sáng chế đã được phân tích để phát hiện ra quy luật chung của việc giải quyết vấn đề và sau đó hệ thống hóa lại bên trong TRIZ. Hạt nhân của TRIZ là thuật toán giải các bài toán sáng chế, viết tắt là ARIZ. Trong suốt quá trình nghiên cứu đó, các tác giả đã phát hiện ra 3 điều quan trọng nhất:  Các bài toán và giải pháp được lặp lại trong các ngành công nghiệp và khoa học khác nhau.  Mô hình phát triển của kỹ thuật cũng được lặp lại trong các ngành công nghiệp và khoa học khác nhau.  Các đổi mới sáng tạo thường sử dụng các tác động khoa học từ những lĩnh vực nằm ngoài lĩnh vực mà chúng được phát triển. Những phát hiện này được sử dụng trong ứng dụng của TRIZ nhằm tạo ra và cải tiến các sản phẩm, dịch vụ và hệ thống. Hình 3 mô tả quá trình tìm giải pháp cho vấn đề đặt ra theo TRIZ. Theo đó, từ vấn đề cụ thể cho một hoàn cảnh xác định, người dùng cần phát biểu lại thành một vấn đề tổng quát hơn. Dựa trên đó phát sinh giải pháp tổng quát theo TRIZ cho vấn đề thu được ở bước trước. Cuối cùng, cụ thể hóa giải pháp tổng quát cho ngữ cảnh của mình. Một trong các công cụ phân tích đầu tiên được công bố của TRIZ là 40 nguyên tắc sáng tạo. Những nguyên tắc bao trùm hầu như gần hết các bằng sáng chế có giải pháp thực sự sáng tạo. Theo cách tiếp cận này thì một giải pháp tiêu biểu có thể được tìm thấy bằng cách xác định mâu thuẫn cần giải quyết, xem xét trong số 40 nguyên tắc để áp dụng giải quyết mâu thuẫn rồi từ đó tiến gần đến “kết quả lý tưởng” cuối cùng. Một công cụ khác mở rộng của 40 nguyên tắc nói trên là ma trận mâu thuẫn (contradiction matrix). Trong ma trận này, các phần tử trái ngược được phân loại theo một danh sách gồm 39 yếu tố có tác động lẫn nhau. Các yếu tố lần lượt bắt cặp với nhau tạo nên một ma trận vuông có kích thước 39 x 39 và mỗi ô chứa tập con gồm 3 đến 4 nguyên tắc được áp dụng thường xuyên nhất để giải quyết các mâu thuẫn giữa hai yếu tố tương ứng của ô đó. Bùi Thị Danh – 12 11 011 9 HÌNH 3: QUÁ TRÌNH TRIZ CHO GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ Hình 4 là một phần minh họa của ma trận mâu thuẫn. Mục tiêu chính của ma trận mâu thuẫn là đơn giản quá trình chọn lựa các nguyên tắc phù hợp nhất để giải quyết mâu thuẫn. Tuy nhiên, sau một thời gian phân tích thì G. Altschuller nhận thấy rằng nó chưa phải là một cụ hiệu quả và ngưng sử dụng. Ông tiến hành nhiều nghiên cứu khác và phát triển ARIZ để thay thế. HÌNH 4: MINH HỌA MA TRẬN MÂU THUẪN ARIZ là một thuật toán tìm kiếm các giải pháp sáng tạo bằng cách sáng định và giải Bùi Thị Danh – 12 11 011 10 quyết mẫu thuẫn. Nó bao gồm một “hệ thống giải pháp sáng tạo tiêu chuẩn được sử dụng để thay thế cho 40 nguyên tắc cơ bản và ma trận mâu thuẫn. ARIZ bao gồm mô hình SuField và 76 tiêu chuẩn sáng tạo. Một số chương trình máy tính dựa trên TRIZ đã được phát triển nhằm hỗ trợ cho các kỹ sư và người phát minh tìm kiếm các giải pháp sáng tạo cho các bài toán kỹ thuật. Một số còn được thiết kế áp dụng các phương pháp luận TRIZ khác với mục tiêu chỉ ra và dự đoán các tình huống khẩn cấp và lường trước các hoàn cảnh có thể dẫn đến kết quả không mong muốn. 2.2. 40 nguyên tắc cơ bản của TRIZ 1) Nguyên tắc phân nhỏ - Chia đối tượng thành các phần độc lập - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng 2) Nguyên tắc tách khỏi - Tách phần gây “phiền phức” hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” ra khỏi đối tượng 3) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ - Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các phần khác nhau của đối tượng phải có chức năng khác nhau - 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 là giảm bậc đối xứng) 5) Nguyên tắc kết hợp - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho hoạt động kết cận - 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. 7) Nguyên tác “chứa trong” - Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba… - Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác [...]... với phần lớn các bài toán mà người giải có thể gặp trong cuộc sống, công việc vì chúng không phải là những bài toán có mức khó cao Hiểu bài toán - Các mức độ hiểu Chú ý đến các yếu tố, quá trình tâm lý có thể ảnh hưởng đến việc hiểu bài toán Vẽ hình Chọn bài toán nhỏ để giải đầu tiên Đề ra mục đích cần đạt - Dựa theo việc hiểu bài toán và khuynh hướng phát triển - Đề ra mục đích thực sự cần đạt mà không... thế giới Những thiết kế trên hệ điều hành này cho thấy sự sáng tạo mạnh mẽ Tiểu luận sẽ điểm qua và phân tích những cột mốc phát triển quan trọng của hệ điều hành này 3.2.1 iOS 1.0 Phiên bản 1.0 là phiên bản đầu tiên được thiết kế dành cho iPhone 2G cũng như iPod touch Thời điểm giới thiệu iOS 1.0 cũng là thời điểm cạnh tranh gay gắt giữa các hãng điện thoại Các hệ điều hành Window Mobile, Palm OS,... KẾT LUẬN Các thủ thuật sáng tạo là các công cụ dùng để suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định Ứng dụng các thủ thuật sáng tạo giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài có thể cải thiện kỹ năng tư duy sáng tạo và ra quyết định Bài tiểu luận chủ yếu tìm hiểu một số thủ thuật hỗ trợ tư duy sáng tạo và tập trung vào TRIZ – phương pháp luận giải quyết các bài toán sáng chế Ngoài ra, bài tiểu luận. .. của bài toán là chưa biết, ARIZ cho phép chúng ta nhìn nhận vấn đề rất rõ ràng Bùi Thị Danh – 12 11 011 16 Hình 5 mô tả quá trình của ARIZ, gồm có 3 cấp độ vĩ mô và 9 phần tương ứng của chúng HÌNH 5: SƠ ĐỒ LUỒNG C ỦA ARIZ Bùi Thị Danh – 12 11 011 17 PHẦN 3 ÁP DỤNG TRIZ CHO SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH IOS 3.1 Giới thiệu iOS là hệ điều hành trên các thiết bị di động của Apple Ban đầu hệ điều hành. .. cũng áp dụng các nguyên lý cơ bản của TRIZ để thực hiện phân tích một ví dụ thực tế là sự phát triển của hệ điều hành iOS và thử đưa ra dự đoán cho thiết kế trong tương lai Nhìn chung, tư duy sáng tạo cần phải tuân theo một số nguyên tắc sau:       Sáng tạo phải mang tính khách quan và trung thực Có phương pháp để xây dựng và hệ thống hóa mô hình nghiên cứu Phải có óc sáng tạo và vượt khó Đừng... là sự tiện lợi trong chế tạo và tiện lợi trong sử dụng, vận hành Vì đối tượng hướng tới là nhiều người dùng nhất có thể nên Apple đã chấp nhận khó khăn trong chế tạo và phát triển hệ thống để đổi lại sự tiện lợi cho người dùng Điều này có thể thấy rõ trong việc hỗ trợ giao tiếp bằng tay dễ dàng giữa người và máy, đồng thời sự tương tác thật sự rất tự nhiên, khác hẳn với sự gò bó của các hệ điều hành. .. dùng của iOS dựa trên cơ sở thao tác bằng tay Người dùng có thể tương tác với hệ điều hành này thông qua rất nhiều động tác bằng tay trên màn hình cảm ứng trên các thiết bị của Apple 3.2 Hành trình phát triển của hệ điều hành iOS iOS 6.0 là phiên bản mới nhất hiện tại chạy trên các thiết bị di động của Apple Kể từ lần đầu được giới thiệu vào năm 2007 đến bây giờ, đặc tính và ứng dụng của iOS ngày càng... Thị Danh – 12 11 011 20  Hỗ trợ A-GPS và sử dụng mạng thế hệ thứ 3G Như vậy, Apple đã sử dụng nguyên tắc sao chép để hoàn thiện dần iOS để ngang bằng với các hệ điều hành khác 3.2.3 iOS 3.0 – Thêm nhiều tính năng mới iOS gần như hoàn thiện ở phiên bản này với việc thêm nhiều tính năng phong phú và cập nhật hầu hết các thiếu sót của hệ điều hành Dưới đây là danh sách các cập nhật:  Cut, copy và paste:... dùng giọng nói để điều khiển Việc tích hợp tích năng này sẽ giúp cho điện thoại trở nên thân thiện hơn với người sử dụng Việc thay đổi giao diện luôn mang lại cảm giác mới mẻ và thích thú cho người dùng thiết bị di động Hiện nay, kỹ thuật 3D đang dần được sử dụng nhiều trong phim ảnh iOS là một hệ điều hành cho thiết bị hỗ trợ giải trí cao nên việc tích hợp khả năng trình chiếu 3D là điều cần thiết Bùi... đầu hệ điều hành này chỉ được phát triển để chạy trên iPhone, nhưng sau đó nó đã mở rộng để chạy trên các thiết bị khác của Apple như iPod touch, iPad và Apple TV Ngày 31/05/2012, App Store của Apple chứa khoảng 500.000 ứng dụng chạy trên nền iOS, và số lượt tải tổng cộng khoảng 15 tỷ lần Trong quý 4 năm 2010, có khoảng 26% điện thoại chạy hệ điều hành iOS, sau hệ điều hành Android của Google và Symbian . HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN – KHÓA 22 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC TIỂU LUẬN PHÂN TÍCH SỰ PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỀU HÀNH iOS THEO LÝ THUYẾT GIẢI BÀI TOÁN SÁNG CHẾ TRIZ Giảng. nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định - thuật toán ARIZ 16 PHẦN 3. Áp dụng TRIZ cho SỰ PHÁT TRIỂN CỦA hệ điều hành IOS 18 3.1. Giới thiệu 18 3.2. Hành trình phát triển của hệ điều hành iOS. PHẦN 3. ÁP DỤNG TRIZ CHO SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH IOS 3.1. Giới thiệu iOS là hệ điều hành trên các thiết bị di động của Apple. Ban đầu hệ điều hành này chỉ được phát triển để chạy trên