Ứng dụng của công nghệ thông tin

Ứng dụng của công nghệ thông tin

MODULE 14. ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Như đã đề cập đến trong phần mở đầu, tin học là một ngành khoa học nhằm khai thác có hiệu quả tài nguyên thông tin phục vụ cho hoạt động mọi mặt của con người. Do đó có thể nói rằng ở bất kỳ lĩnh vực hoạt động nào con người cần xử lý thông tin thì ở đó có chỗ cho tin học Sau đây ta sẽ hệ thống hoá một số lớp ứng dụng chính của công nghệ thông tin. 14.1. Các bài toán khoa học kỹ thuật Sự xuất hiện của MTĐT gắn liền với nhu cầu giải các bài toán khoa học kỹ thuật (KHKT). Trong thời kỳ những năm 50-70, do máy tính còn ít và giá thành máy tính khá đắt nên chúng chưa được ứng dụng rộng rãi. Thời kỳ đó, máy tính chủ yếu được dùng với mục đích KHKT. Đặc điểm của loại bài toán này là chủ yếu tính toán số. Mặc dù số liệu có thể không nhiều nhưng thuật toán thường là phức tạp. Các bài toán như thiết kế công trình, xử lý các số liệu thực nghiệm, quy hoạch và tối ưu hoá, giải gần đúng các hệ phương trình đều là các ứng dụng khoa học kỹ thuật. Một số ví dụ như dự báo thời tiết, tính quỹ đạo vệ tinh, thiết kế các công trình xây dựng, tính các dòng chảy, tính toán dựng các mặt cắt các lớp đất đá trong lòng đất dựa theo số liệu địa chấn để tìm dầu khí, giải mã gen . có thể gợi cho ta thấy công việc có thể phức tạp đến như thế nào. Để giải các bài toán đó phải thực hiện hàng trăm triệu, thậm chí nhiều tỉ phép tính. Công trình lập bản đồ gen người hoàn thành trong năm 2000 phải tính toán trên các siêu máy tính ròng rã trong nhiều năm trời. Ngày nay, các bài toán KHKT có vẻ ít được nói đến song đó là vì về tuơng đối các bài toán khoa học kỹ thuật không còn chiếm một tỉ lệ lớn so với các bài toán loại khác như trong thập kỷ 70. Còn về tuyệt đối số lượng các ứng dụng khoa học kỹ thuật vẫn tiếp tục tăng không ngừng. Hầu hết các siêu máy tính đang dùng ngày nay đều dùng cho các mục đích khoa học kỹ thuật. Đối với rất nhiều bài toán KHKT, người ta muốn kết quả đưa ra không phải dưới dạng số liệu mà những minh hoạ tường minh cho lời giải. Vì thế kể từ khi máy tính được trang bị những màn hình có khả năng thể hiện đồ hoạ thì xử lý hình học là một trong những vấn đề được quan tâm nhiều đối với các bài toán KHKT. Có cả một lớp các máy tính với khả năng đồ họa mạnh dùng với hệ điều hành UNIX thường được gọi là các trạm làm việc (WorkStation), thường được dùng với các bài toán KHKT. Với những máy tính như vậy người ta có thể làm việc theo kiểu tương tác với các sự kiện đang mô phỏng trên máy tính như sửa chữa các bản thiết kế, điều khiển một nhóm đối tượng phức tạp thông qua các hình ảnh mô phỏng trên màn hình. Ngay trong lĩnh vực khoa học xã hội máy tính cũng được sử dụng rất nhiều. Các kết quả thống kê điều tra xã hội học là một ví dụ. 14.2. Các bài toán quản lý Có thể nói rằng trong bất kỳ ở đâu có một tổ chức, là ở đó có nhu cầu quản lý. Các hoạt động quản lý rất đa dạng nhưng có một đặc điểm có vẻ đối lập với các bài toán khoa học kỹ thuật là phải xử lý một khối lượng thông tin lưu trữ lớn (các hồ sơ) nhưng các quy trình xử lý nói chung là đơn giản. Thường, đối với một bài toán quản lý cần thực hiện những công việc sau:  Tạo lập cơ sở dữ liệu (CSDL). Tập hợp các dữ liệu về một lĩnh vực hoạt động của một tổ chức được lưu trữ và quản lý một cách thống nhất trên máy tính được gọi là một cơ sở dữ liệu. Ví dụ để quản lý đào tạo ta phải lập cơ sở dữ liệu đào tạo với các thông tin về sinh viên, giáo viên, chương trình học, môn học, kết quả học tập của sinh viên, các tiêu chuẩn đánh giá.  Duy trì cơ sở dữ liệu. Cập nhật dữ liệu thường xuyên để đảm bảo dữ liệu phản ánh đúng và kịp thời thế giới thực. Các hoạt động cập nhật có thể là : thêm các đối tượng mới, sửa thông tin về một đối tượng phù hợp với tính trạng thực tế. Xoá một đối tượng không còn sử dụng khỏi CSDL.  Khai thác. Có hai dạng khai thác. Kiểu khai thác tra cứu, nhằm tìm ra các thông tin vốn có trong CSDL theo một tiêu chuẩn nào đó . Ví dụ lập danh sách học sinh đủ điều kiện lên lớp, lập danh sách các cán bộ đến thời kỳ lên lương. Để làm điều này người ta phải lập các chương trình. Các chương trình này sẽ truy cập tới cơ sở dữ liệu và xử lý. Một loại hình khai thác khác thống kê. Nếu như hoạt động tra cứu chỉ trích ra các dữ liệu có sẵn trong cơ sở dữ liệu thì các hoạt động thống kê thiên về tính đếm để rút ra các đặt trưng thống kê như tính tổng có điều kiện, lấy trung bình, tính các giá trị lớn nhất hay nhỏ nhất. Ví dụ sau khi cập nhật kết quả của một kỳ thi có thể phải đánh giá chất lượng sinh viên thông qua những thống kê về điểm giỏi, khá, trung bình và kém.  Mục đích cuối cùng của các hệ thông tin quản lý là hỗ trợ cho quá trình ra quyết định của một tổ chức hay cá nhân. Ví dụ thông qua thống kê hàng tồn kho mà quyết định giảm giá, tra cứu những sinh viên đủ điều kiện để quyết định hình thức và mức khen thưởng. Vì thế các phần mềm quản lý thường phải được xây dựng trên cơ sở các hoạt động hỗ trợ quyết định, chứ không đơn giản chỉ là tra cứu hay thống kê. Quản lý là lĩnh vực sử dụng tin học nhiều nhất. Người ta ước tính 85% đầu tư tin học là dành cho quản lý. Những hệ thống như quản lý ngân hàng, kế toán xí nghiệp, quản lý bán hàng và kho tàng, quản lý nhân sự . đều là những ứng dụng trong lĩnh vực quản lý. 14.3. Tự động hoá Thập kỷ 60 trở về trước, kỹ thuật tự động hoá khá đơn giản, chủ yếu là theo kiểu cơ học. Người ta chế tạo những chi tiết máy một cách khéo léo để cho các hoạt động này kéo theo các hoạt động khác một cách đồng bộ. Kiểu tự động hoá như thế không đáp ứng được những quá trình điều khiển phức tạp . Một trong những loại hình điều khiển khó thực hiện được theo kiểu cơ học là điều khiển có tính thích nghi, nghĩa là luôn luôn so sánh đích phải đạt được với tình trạng hiện tại để có quyết định điều khiển phù hợp. Bản chất của loại điều khiển này là xử lý thông tin để ra quyết định nên chỉ có thể thực hiện được bằng máy tính. Trong mô hình điều khiển bằng máy tính, đi theo đối tượng được điều khiển còn có cơ cấu chấp hành đảm bảo chức năng điều khiển về mặt vật lý đối tượng bị điều khiển và các thiết bị kiểm tra để cung cấp thông tin về tình trạng chính đối tượng bị điều khiển và môi trường xung quanh nó. Các thiết bị thu thập trạng thái có thể là các thiết bị đo, cũng có thể là một hệ thống xử lý thông tin phức tạp khác. Tự động hoá trên cơ sở máy tính có những ưu thế mà những cơ chế khác không thể so được. Đó là :  Có thể tự động hoá những quy trình phức tạp. Các máy bay hiện đại ngày nay có thể tự động lái theo hành trình định sẵn nhờ các thiết bị định vị vệ tinh. Trong khi bay, các khí cụ bay luôn luôn thu thập và báo cho máy tính điều khiển biết các tham số môi trường như độ cao, hướng gió, tốc độ gió, áp suất, nhiệt độ bên ngoài, tình trạng xăng dầu, áp lực trong máy bay . Các hệ thống định vị toần cầu GPS (Global Positioning System) luôn thông báo toạ độ địa lý hiện tại của máy bay. Những thông tin đó được dùng làm căn cứ để máy tính tính các chế độ bay, tính toán tốc độ, hướng bay để dẫn máy bay đi đúng hành trình và lịch trình.  Mềm dẻo, có thể thay đổi hành vi tự động hoá bằng cách lập trình lại. Trong các dây chuyền sản xuất ô tô hiện đại ngày nay hầu hết công việc do người máy (robot) thực hiện. Ưu điểm không chỉ ở chỗ thao tác của người máy chính xác, lại ổn định do người máy không biết mệt mà còn ở chỗ quy trình sản xuất trở nên mềm dẻo. Nếu trước đây muốn thay đổi mẫu mã của ô tô, nhà máy phải đào tạo lại hàng nghìn công nhân thì nay chỉ việc thay chương trình điều khiển robot. Thiết bị được điều khiển và máy tính điều khiển trong đa số trường hợp không tách rời nhau. Người ta cấy trực tiếp các bộ vi xử lý và bộ nhớ ROM ghi chương trình điều khiển vào các thiết bị máy móc như một thành phần. Các thiết bị máy móc như vậy có khả năng tự điều khiển và gọi là các máy thông minh. Các phần mềm ghi trong ROM có chức năng điều khiển các thiết bị thường gọi là các phần mềm nhúng (embedded software). Các hệ thống có sử dụng phần mềm nhúng gọi là hệ thống nhúng. Ngày nay các hệ thống nhúng có mặt khắp nơi, từ các đồ điện tử gia dụng cho đến các máy móc sản xuất. Tự động hoá bằng máy tính đã trở nên rất phổ biến đến mức người ta ít khi để ý đến sự có mặt của nó. 14.4. Công nghệ thông tin và công tác văn phòng Các hoạt động văn phòng là những hoạt động phức tạp và rất phổ biến. Vì vậy các ứng dụng CNTT trong lĩnh vực văn phòng đã được chú ý từ rất sớm. Đặc biệt từ đầu thập kỷ 80, khi máy vi tính bắt đầu được sử dụng rộng rãi thì chính các văn phòng là địa chỉ ứng dụng lớn nhất của CNTT. Nếu ai từng làm việc với các máy tính Macintosh của Apple vào khoảng 1985 thì phải thấy chúng là các máy tính sản xuất ra với mục đích hỗ Máy tính Đối tượngbị điều khiểnCơ cấu chấp hành Thiết bị đo, kiểm tra Hình 14.1. Sơ đồ điều khiển tự động bằng máy tính Thông tin phản hồi Thông tin điều khiển trợ công việc văn phòng. Nhờ có máy tính mà ngày nay hoạt động văn phòng đã thay đổi hẳn. Với sự trợ giúp của các phần mềm xử lý văn bản và các phương tiện in gắn với máy tính, ta có thể tạo rất nhanh các văn bản với một chất lượng cao. Nhờ Internet, việc gửi tin hoặc lấy tin trở nên rất nhanh chóng. Thay vì gửi thư thảo luận một hợp đồng với đối tác nước ngoài mất nhiều tuần thì nay có thể thực hiện trong vòng vài giờ, còn thời gian đi của thư chỉ vài giây. Tự động hoá văn phòng còn nhiều khía cạnh khác. Có thể kể tới các công việc sau mà hiện nay có rất nhiều phần mềm đã được xây dụng để hỗ trợ:  Quản lý dữ liệu, ví dụ quản lý các khách hàng của một công ty, các hợp đồng kinh tế, các kho hàng .  Lập kế hoạch công tác, theo dõi tiến độ công việc . Các phần mềm quản lý dự án còn có khả năng nhắc nhở tiến độ công việc, vạch ra các công việc ưu tiên  Lưu chuyển và xử lý văn thư. Với sự hỗ trợ của mạng máy tính, các văn thư cần được nhiều người xử lý có thể được truyền đến từng người theo một trình tự được quy định trước để lấy các ý kiến phản hồi. Việc nay làm giảm thời gian xử lý các vụ việc hàng chục lần so với cách làm thủ công truyền thống. Người ta đã nói nhiều đến các văn phòng không giấy. Thực ra khó mà có một văn phòng không giấy theo nghĩa đen, nhưng rõ ràng CNTT đã tạo ra các khả năng để hoạt động văn phòng trở nên hiệu quả hơn rất nhiều hoạt động theo kiểu truyền thống trước đây. 14.5. Tin học và giáo dục Ngày nay, tin học là một thành tố quan trọng trong nền học vấn phổ thông, nhằm hình thành và phát triển phẩm chất con người cho xã hội mới-xã hội thông tin. Với ý nghĩa như vậy, tin học là đối tượng để học Tin học là một tiến bộ khoa học kĩ thuật, công cụ hịên đại thể hiện qua phương tiện nghe nhìn hiện đại giúp nâng cao chất lượng dạy và học. Phần mềm dạy học được sử dụng khá rộng rãi trong nhà trường nhiều nước trên thế giới nhằm:  Hỗ trợ cho thầy giáo trong việc dạy: mở rộng, bổ sung các kiến thức; trình bày bài giảng rõ ràng, sinh động, dể tiếp thu; tiến hành việc kiểm tra, đánh giá trình độ học sinh được chính xác hơn.  Giúp học sinh học tập một cách chủ động, làm việc theo khả năng của bản thân, phat huy khả năng sáng tạo thông qua hệ thống các bài tập và câu hỏi phong phú và đa dạng. Với ý nghĩa như vậy, tin học trở thành công cụ, phương tiện để học Ngày nay môi trường Interet rất phát triển. Internet đã mở ra những khả năng mới cho đào tạo. Internet là một kho tri thức rất giàu có, có thể tìm trên Internet hầu hết những vấn đề muốn biết. Internet còn cung cấp một phương tiện có thể giao tiếp từ xa. Nhiều trường học đã tổ chức học từ xa qua mạng Internet. 14.6. Thương mại địên tử Một trong những vấn đề thời sự những năm gần đây là vấn đề thương mại điện tử (E-commerce hay E-businees). Có thể nói thương mại địên tử chính là các hoạt động thương mại qua mạng Internet. Có thể kể đến một số hình thức cụ thể của thương mại điện tử:  Quảng cáo trên mạng  Mua hàng và thanh toán qua mạng  Thương thảo các hợp đồng qua mạng Thách thức lớn nhất của thương mại điện tử hiện nay là vấn đề pháp lý và độ an toàn trong các giao dịch điện tử. Nhiều nước đã thừa nhận về mặt pháp luật chữ ký điện tử và có các cơ chế xác thực chữ ký địên tử. Vấn đề độ an toàn vẫn đang là vấn đề đau đầu đối với những người làm tin học. 14.7. Công nghệ thông tin và cuộc sống đời thường Công nghệ thông tin đã xâm nhập vào mọi hoạt động đời sống. Rất nhiều máy móc trong gia đình như tivi, tủ lạnh, điều hoà nhiệt độ được điều khiển bằng các chip với các chương trình điều khiển thông minh. Có rất nhiều ý tưởng lãng mạn đã và đang được thực hiện. Một ví dụ là công nghệ BlueTooth được các hãng Ericsson, Nokia, IBM, Intel và Toshiba đề nghị năm 1998 và đã được hơn 2000 công ty chấp nhận. Hiện nay Bluetooth đã được dùng phổ biến trong điện thoại di động, nhưng mục đích của công nghệ này không chỉ là điện thoại mà là kết nối tất cả mọi loại máy móc như tivi, tủ lạnh, máy giặt, máy tính xách tay, máy ảnh số, robot gia đình . theo một giao thức mạng không dây trong phạm vi nhỏ. Chúng ta sẽ được thấy một thế hệ các máy móc trong nhà dược điều khiển bằng công nghệ Bluetooth. Người ta có thể gọi điện thoại từ xa hoặc nói trực tiếp ở trong nhà ra lệnh bật điều hoà nhiệt độ, điều khiển TV, đóng cửa. Các thiết bị trong nhà có thể tự phối hợp với nhau thực hiện các công việc phức tạp. Các người máy (robot) thông minh ngày nay không chỉ thấy ở các phòng thí nghiệm hay các công ty giàu có dùng trong các xưởng kỹ thuật cao mà đã bắt đầu bán . Cốt lõi của trí thông minh của robot vấn là các phần mềm máy tính. Với việc kết nối với Internet, các hoạt động giải trí thực sự đã được đưa đến từng nhà, từng người. Người ta có thể đọc báo, nghe nhạc, xem phim, mua hàng qua mạng. Với giao thức mạng không dây WAP (Wireless Application Protocol) có thể truy nhập Internet qua điện thoại di động và như vậy không nhất thiết cứ phải dùng máy tính mới có thể giao tiếp với "nền văn minh mạng". Từ tháng 7/2001, các công ty điện thoại di động ở Việt Nam đã đưa công nghệ WAP vào khai thác thử nghiệm. Việc sử dụng điện thoại kết nối được với Internet có một ý nghĩa rất lớn. ở Việt Nam cũng như nhiều nước, số thuê bao điện thoại di động nhiều hơn số máy tính cá nhân. Điều đó có nghĩa là số người giao tiếp được với Internet qua điện thoại có thể rất lớn. Hình 14.2. Robot dân dụng "Wakamaru", có thể nhận diện được 10 người và nói chuyện với họ với vốn 10.000 từ và quán xuyến được nhiều việc trong nhà. Giá bán 14.300 $ Công nghệ thông tin đang phát triển với tốc độ rất nhanh. Chúng ta còn được chứng kiến rất nhiều những thành tựu của CNTT được đưa vào cuộc sống. Bài đọc thêm. Hiệp định khung e- ASEAN Ngày 24/11/2000, tại Singapore, nguyên thủ quốc gia các nước ASEAN đã ký một hiệp định khung e- ASEAN. Mục đích của hiệp định này là nhằm đẩy mạnh hợp tác để phát triển, tăng cường và nâng cao tính cạnh tranh trong lĩnh vực công nghệ thông tin trong ASEAN, tăng cường thương mại điện tử và giảm khoảng cách phát triển về kỹ thuật số giữa các nước ASEAN; đẩy mạnh việc tự do hoá thương mại đối với các sản phẩm, dịch vụ và đầu tư về công nghệ thông tin. Ba thành phần của không gian điện tử ASEAN được xác định là Kinh tế địên tử (chính là thương mại điện tử) Xã hội điện tử (đẩy mạnh việc ứng dụng CNTT vào mọi họat động của đời sống xã hội) Hành chính điện tử – cũng còn gọi là chính phủ điện tử (tin học hoá các họat động của các cơ quan công quyền nhằm tăng cường hiệu lực hành chính nhà nước) Năm 2001, Chính phủ Việt Nam đã phê duyệt một ngân sách 1000 tỉ cho chương trình Chính phủ điện tử trong vòng 5 năm. . 14. ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Như đã đề cập đến trong phần mở đầu, tin học là một ngành khoa học nhằm khai thác có hiệu quả tài nguyên thông tin. vấn đề đau đầu đối với những người làm tin học. 14.7. Công nghệ thông tin và cuộc sống đời thường Công nghệ thông tin đã xâm nhập vào mọi hoạt động đời