đề tài những nguyên lý sáng tạo trong phát triển điện thoại và hệ điều hành

Trang 1

Dai Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên c KHO ww? “4+ ác TP HỌ CHI MINH BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI:

NHUNG NGUYEN LY SANG TAO TRONG PHAT TRIEN

Trang 2

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm

MỤC LỤC

sm LL ee

LOI MO DAU wieeececccscsesscesscsesesscsesescssesescesscsssseasevscssscavessesesscatesetsessesteneseeseaeass 4

NOI DUNG os ceesessecsesesscecscscsecsescscscssesescesscsssseavevscsssscavevsnsesssesssstsessesseneseeseseass 5

A VAN DE KHOA HOC VA CAC PHUONG PHAP GIAI QUYET

I Van đề khoa học

1 Khái niệm 2 Phân loại

3 Các tình huông vân đê

4 Các phương pháp phát hiện van đề khoa học

II Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát mii epol II Các thủ thuật, nguyên tắc về phát minh, sáng chế và ứng dụng: 1 Nguyên tắc phân nhỏ 2 Nguyên tắc “tách riêng” 3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4 Nguyên tắc phản đối xứng 5 Nguyên tắc kết hợp 6 Nguyên tắc vạn năng 7 Nguyên tắc chứa trong

§ Nguyên tắc phan trọng lượng

9 Nguyên tắc gây ứng xuất sơ bộ

10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

11 Nguyên tắc dự phòng 12 Nguyên tắc đẳng thế

13 Nguyên tắc đảo ngược 14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa

15 Nguyên tắc năng động 16 Nguyên tắc tác động bộ phậ

17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác

18 Nguyên tắc sự đao động cơ học

19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

20 Nguyên tắc tác động hữu hiệu

21 Nguyên tắc vượt nhanh

22 Nguyên tắc chuyền hại thành lợi

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

25 Nguyên tắc tự phục vụ

26 Nguyên tắc sao chép 27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt

Trang 3

Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Phát Triển Điện Thoại Và Hệ Điều Hành

29 Nguyên tắc sử dụng các kết cấu thủy và khí, 30 Nguyên tắc sử dụng bao mềm đẻo và mềm mỏng

31 Nguyên tắc sit dụng vật liệu nhiều lỗ

32 Nguyên tặc đôi màu 33 Nguyên tắc đồng nhất

34 Nguyên tắc loại bỏ và tái sinh từng phần

35 Nguyên tắc đổi các thông số hóa lý của đối tượng 36 Nguyên tắc sử dụng chuyên pha

3⁄7 Nguyên tắc sử dụng nở nhiệt 38 Nguyên tắc sử dụng các chất Oxy hóa 39 Nguyên tắc sử dụng môi trường trơ 40 Nguyên tắc sử dụng vật liệu tổng hợp

B NHUNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ĐƯỢC ÁP DỤNG VÀO QUÁ_ TRÌNH PHAT TRIEN CỦA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG Nguyên tắc tách khỏi 34 Nguyên tắc đảo ngược 35 Nguyên tặc kêt hợp, Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng Nguyên tắc thay đôi màu sắc Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành Nguyên tắc linh động

Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

Nguyên tắc quan hệ phản hồi 10 Nguyên tắc tự phục vụ 11 Nguyên tắc sao chép 12 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 13 Nguyên tắc phân nhỏ 14 Nguyên tắc vạn năng 15 Nguyên tắc phóng to thu nhỏ 16 Nguyên tắc sử dụng mặt đẳng thé

17 Nguyên tắc sử dụng trung gian 18 Nguyên tắc thay thê sơ đô cơ học

19 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 20 Nguyên tắc đồng nhất 21 Nguyên tắc phản trọng lượng 22 Nguyên tắc dự phòng 23 Nguyên tắc cầu tròn hóa 24 Nguyên tắc liên tục tác động có ích

25 Nguyên tắc chuyên qua chiều khác

26 Nguyên tắc đơn giản hóa tối đa

Trang 4

C NHỮNG HE DIEU HÀNH CHO ĐIỆN THOẠI VÀ VIỆC ÁP DỤNG CÁC NGUYEN LY SANG TAO 1 Hệ điều hành Symbian: - Nguyén tắc copy - Nguyên tắc kết hợp - Nguyên tắc vạn năng - Nguyên tắc rẻ thay cho đắt - Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành 2 _ Hệ điều hành Blackberry: - - Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

- Nguyén tac linh d6ng - Nguyên tắc chứa trong - Nguyên tắc vượt nhanh

3 Hệ điều hành Android - _ Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

- Nguyên tắc tách khỏi - Nguyên tắc chia nhỏ - Nguyên tắc đảo ngược - Nguyên tắc vượt nhanh

4 Hệ điều hành IOS (iPhone OS)

- Nguyên tắc linh động - Nguyên tắc quan hệ phản hồi - Nguyên tắc dự phòng - Nguyên tắc thay đổi màu sắc

Trang 5

LỜI MỞ ĐẦU

#o E ce

Khoa học và công nghệ đang từng ngày thay đổi cuộc sống con người, tất cả đều

dựa trên các nghiên cứu khoa học, nó đã và đang thể hiện tầm quan trọng trong xã hội

Hơn thế nữa, các thành tựu của khoa học hiện đại còn làm thay đổi bộ mặt của thế giới, là động lực thúc đây sự tiến bộ nhân loại Mỗi sản phẩm sáng tạo mới ra đời sẽ có nhiều cải

tiến mới, nhiều chức năng hữu ích mới nhưng giá thành lại rẻ hơn sản phẩm trước rất nhiều Cứ thế, công nghệ tiếp tục phát triển cuộc hành trình sáng tạo theo hướng nhỏ hơn

hay lớn hơn tùy yêu cầu người dùng, nhanh hơn, hiện đại hơn, đẹp hơn, gọn nhẹ hơn, rẻ

hơn Có thể nói, nhờ vào các công trình nghiên cứu khoa học, các phát minh sáng tạo

mà chúng ta ngày càng thụ hưởng thật nhiều các sản phẩm tiện ích, đa năng, mẫu mã đẹp

Vấn đề đặt ra là “Các nhà khoa học đã phát minh sáng chế các sản phẩm dựa vào các nguyên lý nào, các phương pháp gì được vận dụng để giải quyết vấn để? Cách phát triển

một sản phẩm trên nên một sản phẩm khác dựa trên các cải tiến, thay đổi nào?”

Trong bài thu hoạch em sẽ trình bày nội dung: “Các nguyên tắc, các phương

pháp sáng tạo để giái quyết các vấn đề bài toán trong tin học” Trên cơ sở đó, tìm hiểu và phân tích “Lịch sử phát triển của Điện thoại di động và các hệ điều hành

dành cho Điện thoại di động dưới góc nhìn của các nguyên tắc, phương pháp sáng

tạo”

Em xin gửi lời cảm ơn đến Giáo sư - Tiến sỹ Hoàng Kiếm Với kiến thức sâu

rộng, lòng nhiệt tình, cách giảng giải rõ ràng, dễ hiểu, thông qua các câu chuyện khoa học, các ví dụ thật trong cuộc sống, thầy đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng

cơ bản cho chúng em về môn học Phương pháp nghiên cứu khoa học” thật hấp dẫn và

lôi cuốn — chính điều này thật sự giúp em hiểu rõ hơn vấn đề, mở rộng tầm nhìn, thấy

được sự cần thiết của môn học đang ảnh hường va chi phối đến nhiều lĩnh vực trong thời

đại

Trang 6

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm NỘI DUNG E A VAN DE KHOA HOC VA CAC PHUONG PHÁP GIẢI QUYÉT I Vấn đề khoa học 1 Khái niệm

Vấn đề khoa học (Scientific Problem) còn được gọi là vấn đề nghiên cứu (research problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng

Trang 7

Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Phát Triển Điện Thoại Và Hệ Điều Hành GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm ý Có vấn đề Có nghiên cứu Không có Không có vấn đề »ị - nghiên cứu Không có Không có nghiên cứu vấn đề Giả vấn đề Nảy sinh vấn .| _ Nghiên cứu đề khác theo một hướng khác 4 Các phương pháp phát hiện vấn đè khoa học Có sáu phương pháp: 1 Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới 2 Tìm những bất đồng

3 Nghĩ ngược lại những quan niệm thông thường 4 Quan sát những vướng mắc trong thực tiền

5 Lắng nghe lời kêu ca phần nàn

6 Cảm hứng: những câu hỏi bắt chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó

II Phương pháp giái quyết vấn đề - bài toán phát minh Vepol

“Bat cứ hệ thống kỹ thuật nào cũng có ít nhất 2 thành phần vật chất tác động tương hỗ và một loại trường hay năng lượng”

Từ đó có một thuật ngữ về tam giác kỹ thuật gọi là tam giác Vepol Vepol

là mô hình hệ thống kỹ thuật Vepol đưa ra cốt chỉ để phản ánh một tính chất vật

chất của hệ thống nhưng là chủ yếu nhất với bài toán đã cho Ví dụ xét bài toán

Trang 8

nâng cao tốc độ tàu phá băng thì băng đóng vai trò vật phẩm, tàu phá băng đóng

vai trò công cụ, và trường cơ lực đặt vào tàu dé tác động tương hỗ với băng Việc phân loại các chuẩn đề giải quyết các bài toán sáng chế dựa vào phân

tích vepol Mô hình Vepol gồm 3 yếu tố:

Một trường T và trong T có 2 vật chat V1,V2

T

V1 v2

Tuy nhiên, một hệ thống ban đầu chưa hăn đã có một chuẩn Vepol đủ 3 yếu tố

trên, hoặc đã đủ thì có thê phát triển gì thêm trên vepol đó Có 5 phương pháp: + Dựng Vepol đầy đủ + Chuyển sang Fepol + Phá vở Vepol + Xích Vepol + Liên trường III Các thú thuật, nguyên tắc về phát minh, sáng chế và ứng dụng: 1 Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung:

- Chia các đối tượng thành các phan độc lập

- _ Làm đối tượng thành các thành phan tháo ráp - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

Nhận xét:

Trang 9

Ứng dụng:

- Ung dung:nguyén tac trén trong tin học vào việc sắp xếp dãy (Quick Sort),

hay tìm kiếm nhị phân, mỗi lần tìm kiếm ta chia đôi dãy phân tử, khi đó ta chi tìm trên nữa dãy Nguyên tắc này sẽ cải thiện tóc độ tìm kiếm và độ phức tap

của thuật toán sẽ được cải thiện đảng kể

- Ứng dụng:quen thuộc nhất của nguyên tắc này chính là chia chương trình

thành nhiều chức năng nhỏ, còn được gọi là “hàm ” hay “thủ tục ”

2 Nguyên tắc “tách riêng” 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 Nhận xét:

- _ Đối tượng thông thường, có nhiều phần (tính chất, khía cạnh, chức năng ), trong khi đó, người ta chỉ thực sự cần một trong những số đó Vì vậy không nên dùng cả đối tượng sẽ gây tốn thêm chỉ phí Phải nghĩ cách tách phần cần

thiết riêng ra để dùng Tương tự như vậy đối với phần phiền phức (để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng)

-_ Nguyên tắc tách khỏi thường hay dùng với các nguyên tắc: nguyên tắc 1_Phân nhỏ, nguyên tắc 3_Phẩm chất cục bộ, nguyên tắc 5_Kết hợp, nguyên tắc 6_ Vạn năng, nguyên tắc 15_Nguyên tắc linh động

Ứng dụng:

- Hệ thống ERP đã áp dụng nguyên tắc trên: Do hệ thống bao gôm nhiễu

Module (phân hệ), mỗi phân hệ có thể sử dụng riêng cho từng yêu câu như: Phân hệ kế toán có thể dùng riêng cho lãnh vực kế toán, phân hệ nguồn nhân lực, phân hệ sản xuất Công ty có thể dàng toàn bộ hệ thống cho công việc của mình, nhưng cũng có thể dùng một hay một vài module nào đó cần thiết

cho công việc theo yêu cầu để giảm bớt chi phi

Trang 10

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm 3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung: - Chuyén déi tượng (hay mơi trường bên ngồi, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất

- Các phần khác nhau của đối tượng phải có những chức năng khác nhau

-_ Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với

công việc

Nhận xét:

- _ Các đối tượng đầu tiên thường có tính đồng nhất cao về vật liệu, cấu hình,

chức năng, thời gian, không gian, đối với các thành phần trong đối tượng Khuynh hướng phát triển tiếp theo là: làm cho các phần có các phẩm chất, chức năng riêng của mình nhằm phục vụ tốt nhất chức năng chính hoặc mở rộng chức năng chính đó

- Nói chung nguyên tắc phẩm chất cục bộ phản ảnh khuynh hướng phát triển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng

- Tỉnh thần “Phẩm chất cục bộ” có ý nghĩa lớn đối với nhận thức và xử lý thông

tin: Không phải tin tức hay thông tin nào cũng có giá trị như nhau Không thể

có một cách tiếp cận dùng chung cho mọi loại đối tượng

Ứng dụng:

- _ Trong các điện thoại di động sử dụng hệ điều hành, các thiết bị được làm từ

nhiều chất liệu từ hợp kim quý hay chỉ bằng nhựa bình thường tùy theo chức năng nhằm phục vụ tốt nhất chức năng đó mà thôi, còn lại đều dẫn chuyển sang bằng nhựa để sản phẩm ngày càng nhẹ, mỏng, thon gọn hơn và giá thành sẽ rẻ hơn

4 Nguyên tắc phản đỗi xứng Nội dung:

-_ Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng

(nói chung, làm giảm bậc đối xứng)

Trang 11

- _ Giảm bậc đối xứng, ví dụ: chuyển từ hình tròn sang hình ôvan, hình vuông

sang hình chữ nhật hay các hình dạng bắt kỳ khác

- _ Thủ thuật này rất có tác dụng trong việc khắc phục tính ì tâm lý, cho rằng các đối tượng phải có tính đối xứng

- _ Khi đối tượng chuyển sang dạng ít đối xứng hơn, có thể làm xuất hiện thêm những tính chất mới lợi hơn Ví dụ tận dụng hơn về nguồn tài nguyên, không gian

- _ Nguyên tắc phản đối xứng, có thể nói là trường hợp riêng của nguyên tắc

3_Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

Ứng dụng:

- _ Chuột máy tính ngày nay có đủ thứ hình dạng tùy theo lứa tuổi, công việc và sở thích của đối tượng người dùng

- _ Miếng lót chuột không nhất thiết là hình chữ nhật mà còn được cải tiến thành

đủ thứ hình dang và kiểu cách bắt đối xứng để đáp ứng nhu câu thời trang của người tiêu dùng trẻ 5 Nguyên tắc kết hợp Nội dung: - _ Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dành cho các đối tượng kế cận - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận Nhận xét:

- _ “Kế cận“ ở đây không nên chỉ hiểu là gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, mà nên hiểu là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau Do vậy có thẻ kết hợp các đối tượng “ngược nhau” (ví dụ: bút chì kết hợp với tây)

- Đối tượng mới được tạo nên do sự kết hợp, thường có những tính chất, khả

năng mà đối tượng riêng rẽ chưa từng có Điều này có nguyên nhân sâu xa là

lượng đổi thì chất cũng đổi do tạo được sự thống nhất của các mặt đối lập

- _ Nguyên tắc kết hợp thường hay sử dụng với nguyên tắc I_Nguyên tắc phân nhỏ, nguyên tac 3_Nguyén tac phẩm chất cục bộ

Ứng dụng:

Trang 12

Trong lập trình cổ điển (lập trình theo dạng cấu trúc), khi đó dữ liệu và chức năng là những thành phân riêng biệt Khi chuyển sang lập trình hướng đối

tượng thì dữ liệu và chức năng (phương thức, sự kiện) sộp chung trong một

đối tượng, đây chính là khái niệm Class

Các ngôn ngữ cắp cao thường cho phép kết hợp với mã nguôn Assembly

Hệ điều hành: Kết hợp thời gian rãnh của CPU, tận dụng thời gian để cho ra hệ điều hành đa nhiệm

Máy vi tính cho phép chạy nhiều HĐH trên cùng một máy (Multi boot, Máy ảo “Pc Virtual, VMware”)

Schedule task trong Linux tổng hợp các tác vụ và gán CPU cho từng tác vụ

theo một phương thức cho trước 6 Nguyên tắc vạn năng

Nội dung:

Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác

Nhận xét:

Nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của nguyên tắc 5_Nguyên tắc kết

hợp: kết hợp nhiều mặt chức năng trên cùng một đối tượng

Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với nguyên tắc 20_Nguyên tắc liên tục có ích

Nguyên tắc vạn năng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế, chế tạo, dự báo , vì nó phản ánh khuynh hướng phát triển, tăng số chức năng mà đối tượng

có thể thực hiện được

Ứng dụng:

Máy vì tính ngày càng có nhiều chức năng ngoài việc đáp ứng các công việc văn phòng thông thường, máy vì tính còn là trung tâm giải trí äa dạng như: Nghe nhạc, xem phim, xem tivi, chơi game, chat, gọi điện thoại, truy cập Internet

Điện thoại di động: Ngoài chức năng nghe và nhận cuộc gọi, điện thoại di động còn có thể nghe nhạc MP3, chơi game, nghe đài FM, chụp hình, quay

Trang 13

7 Nguyên tắc chứa trong Nội dung:

Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại có thể chứa những đối tượng khác

Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

Nhận xét:

“Chứa trong” cần phải hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ đơn thuần theo nghĩa

không gian Ví dụ: Khái niệm này nằm trong khái niệm khác, lý thuyết này

nằm trong lý thuyết khác

Nguyên tắc chứa trong là trường hợp riêng, cụ thể hóa của nguyên tắc

3_Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

Nguyên tắc này thường hay dùng với nguyên tắc 1 Nguyên tắc phân nhỏ,

nguyên tắc 2_Nguyên tắc tách khỏi, nguyên tắc 5_ Nguyên tắc kết hợp, nguyên

tắc 6_Nguyén tac van nang,

Nguyên tắc chứa trong làm cho các đối tượng có thêm những tính chất mới mà

trước đây chưa từng có như: gọn hơn, tăng độ an toàn, bền vững, tiết kiệm

năng lượng, linh động hơn

Ứng dụng:

Cấu trúc cây thư mục: Folder này có thể chứa những Folder con khác và tiếp tục như vậy những Folder khác lại chứa những Folder con khác nữa Việc thiết kế theo nguyên tắc chứa trong này làm cho việc lưu trữ gọn gàng, dễ quản lý trong việc truy xuất hay tìm kiếm dữ liệu

Trong lập trình hướng đối tượng thì tính chất kế thừa cũng áp dụng nguyên

tắc chứa trong Phương thức, dữ liệu của đối tượng được kế thừa sẽ có trong

(“chứa trong”) đối tượng kế thừa và đối tượng kế thừa có thể có thêm những thuộc tỉnh, phương thức mới của riêng mình, điều này sẽ làm cho đối tượng có thêm nhiều tính năng hơn, linh động hơn và tiết kiệm được chỉ phí vì không phải tạo lại những phương thức, thuộc tính đã có sẵn

Trang 14

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm ở Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung: - _ Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với đối tượng khác, có trọng lực nâng - Bi tri trong lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động Nhận xét :

- _ Nếu hiểu theo nghĩa đen thì nguyên tắc trên là cụ thé hóa của nguyên tắc 5_Nguyên tắc kết hợp: kết hợp đối tượng cho trước với các đối tượng khác với

các môi trường bên ngoài, có lực nâng, để bù cho cái có hại là trọng lượng của

đối tượng cho trước

Ứng dụng:

- _ Những robot điều khiển dạng “lật đật”, xe hơi diéu khiến bằng remote không bao giờ “ngã” hay “lật”

9 Nguyên tắc gây ứng xuất sơ bộ Nội dung :

- _ Gây ứng suất trước đối với đối tượng dé chống lại ứng suất không cho phép

hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại)

Nhận xét :

- _ Từ “ứng suất” cần phải hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ đơn thuần là sự nén, sự kéo căng cơ học mà bắt kỳ loại ảnh hưởng, tác động nào

- Nguyén tac này thường dùng cùng với nguyên tắc 10_Nguyên tắc thực hiện sơ

bộ, 1I_Nguyên tắc dự phòng, nó phản ánh sự thống nhất của quá khứ, hiện tại

và tương lai

Ứng dụng:

Trang 15

Những Nguyên Lý Sáng Tạo Trong Phát Triển Điện Thoại Và Hệ Điều Hành GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm 10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung: - _ Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối với đối tượng

- Cấn sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi

nhất, không mắt thời gian dịch chuyền

Nhận xét:

- Tw “thay déi” can hiểu theo nghĩa rộng

- _ Có những việc, dù thế nào cũng cần phải thực hiện trước đi một phần hoặc

toàn bộ và sẽ được lợi hơn so với thực hiện ở hiện tại (theo nghĩa tương đối)

- Tinh than của nguyên tắc này là trước khi làm việc gì ta cần phải chuẩn bị

trước một cách toàn diện, chu đáo và thực hiện trước những gì có thể thực hiện được Ứng dụng: - Máy ảo Java biên dịch các mã nguồn thành dạng trung gian trước khi thực thi 11 Nguyên tắc dự phòng Nội dung:

- Ba dap d6 tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị các phuong

tiện báo động, ứng cứu, an tồn Nhận xét:

- Ítcó công việc nào có thể thực hiện với độ tin cậy tuyệt đối Day là chưa kế

đến điều kiện, môi trường, hoàn cảnh với thời gian cũng thay đổi Do vậy cần

phải tiên liệu trước những mạo hiểm, rủi ro, tai nạn, 6m đau, bệnh tật, thiên tai

có thể xảy ra mà có phương pháp phòng ngừa từ trước

- _ Có thể nói, chi phí dự phòng là chi phí thêm, không mong muốn khuynh

hướng phát triển là tăng độ tin cậy của đối tượng, công việc Để làm điều đó

cần sử dụng các vật liệu mới, các hiệu ứng mới, cách tổ chức mới

Trang 16

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm - Tinh than chung của nguyên tắc này là cảnh giác và chuẩn bị biện pháp đối phó từ trước Ứng dụng:

- UPS: Dùng cho việc dự phòng khi cúp điện đột ngột, máy vẫn làm việc bình

thường trong một khoảng thời gian nhất định nào đó đủ để chúng ta có những

thao tác như lưu dữ liệu, tắt máy đúng qui trình tránh những lỗi gây ra do

tắt máy đột ngội

- _ Trong lập trình: Cân Backup các version đã chạy tốt trước khi nâng cấp thêm những yêu cầu mới, đề tránh khi sai sót gì còn có bản dự phòng để sửa chữa -_ Trong Quản trị CSDL: cần Backup “Database” thường xuyên theo định kỳ để khi CSDL hư hay bị Virus phá hoại còn có bản backup mới nhất để phục hồi lại, tránh mắt mát ở mức thấp nhất nếu có thể 12 Nguyên tắc đẳng thế Nội dung: - Thay déi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng Nhận xét: - _ Tỉnh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chỉ phí ít nhất Ứng dụng:

- CPU của những máy tính sau này đều thiết kế nhiều cổng USB ở mặt trước

hay bên hông với số lượng cũng tăng lên từ 2 lên đến 3, 4 để người dùng không còn phải mắt công kéo Case xuống và gắn ở phía sau như trước 13 Nguyên tắc đảo ngược

Nội dung:

- Thay vì hành động theo nhu cầu của bài toán, hành động ngược lại (ví dụ

Trang 17

-_ Làm phần chuyền động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng

yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động

- _ Lậtngược đối tượng

Nhận xét:

- Việc xét khả năng lật ngược vấn đề, trên thực tế là xem xét “nữa kia” của hiện thực khách quan nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và khắc

phục tính ì tâm lý

- _ Về mặt suy nghĩ, khi giải bài toán cho trước (bài toán thuận), người giải nên xem xét giải quyết bài toán ngược và khả năng đem lại lợi ích của việc giải

ngược trong những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể nào, để tận dụng tối đa các

tính năng trong từng giai đoạn

Ứng dụng:

- _ Cách chứng mỉnh phản chứng rất thường dùng trong Toán và Tìn Trong lãnh

vực đồ thị, khi yêu cầu chứng mình hai đồ thị liên thông nhau, ta thường giả

sử ngược lại là chúng không liên thông và ta đi chứng mình điều này vô lý (hay không thể xảy ra)

- Trong bài toán mật mã, nội dung của văn bản thật thường bị mã hóa thành

những ký tự khác trước khi lưu trữ, một trong những cách này là đảo ngược ký tự này thành ký tự khác bằng bảng tổng quát để định nghĩa sự thay thế

được tạo ra

14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa Nội dung:

- _ Chuyển những phần thang của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt

cầu, kết cầu hình hộp thành kết cấu hình cau - Sử dụng các con lăn, viên bi, hình xoắn

- _ Chuyển sang chuyên động quay, sử dụng lực ly tâm

Nhận xét:

-_ Việc tao ra các chuyển động quay trong kỹ thuật không khó, nên các công cụ

làm việc muốn cơ khí hóa được tốt, cần chuyển sang dạng tròn, trụ, cầu

Trang 18

Ứng dụng:

- Dia CD, DVD, VCD, dia cứng: Chính là ứng dụng nguyên tắc này để ghỉ dữ liệu, vì cách lưu của nó trên từng track (vòng tròn) trên đĩa

-_ Miếng Pad lót chuột, phần đệm tay được độn mút nhẹ cong lên hình câu theo

lòng bàn tay để tạo cảm giác thoải mái 15 Nguyên tắc năng động

Nội dung:

- _ Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trên từng giai đoạn công việc

- Phân chia đối tượng thành từng phần có khả năng dịch chuyển đối với nhau

Nhận xét:

- _ Thông thường công việc là quá trình xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định, gồm các giai đoạn với các tình huống khác nhau Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát của cả qúa trình đề làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn Muốn thế đối tượng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển được Xét về mặt câu trúc các mối liên kết trong đối tượng phải “mềm dẻo”, “có nhiều trạng thái”, để từng phần đối tượng có khả năng “dịch chuyển” (hiểu theo nghĩa rộng) đối với nhau

- Tỉnh thần chung của nguyên tắc linh động là đối tượng phải có những đa dạng

phù hợp với sự thay đổi đa dạng ở bên ngoài để đem lại hiệu suất cao nhất

- _ Nguyên tắc linh động phản ánh khuynh hướng phát triển cho nên nó có tính định hướng cao, rất có ích trong trường hợp đặt bài toán, phê bình cái đã có và

dự báo

- Về mặt tư đuy tránh được tính ì tâm lý, sao cho ý nghĩ, cách tiếp cận linh động

không cứng nhắc

Ứng dụng:

- _ Các thư viện liên kết động (DLLS)

Trang 19

- Các thiết bị máy tính như đề và quạt tản nhiệt, đèn thiết kế ở dạng gấp lại, khi cân sử dụng đèn làm việc ban đêm thi kéo ra

16 Nguyên tắc tác động bộ phận và dự thừa

Nội dung:

- Nếu như khó nhận 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hay nhiều hơn “một chút” Lúc đó bài toán có thê trở nên đơn giản hơn

Nhận xét:

Từ “một chút“ ở đây phải hiểu linh động, không nhất định phải quá nhỏ, “không đáng kế”, miễn sao bài toán trở nên dễ giải hơn

Tinh thần chung của nguyên tắc này là không nên quá cầu toàn, chờ đợi các

điều kiện lý tưởng

Vé cách tiếp cận, nếu giải chính bài toán thì quá khó, khi đó ta có thể giảm bớt

yêu cầu dé bài toán dễ giải hơn, mặc dù kết quả khơng hồn tồn như mong

muôn

Ứng dụng:

Úng dụng trong việc lưu trữ số thực: chỉ lưu giá trị gần đúng, ví dụ kiểu float trong ngôn ngữ C chỉ chính xác đến 6-7 chữ số, kiểu double chỉ chính xác đến

15-16 chữ số

Tính xắp xi gan ding trong “phương pháp tỉnh” thể hiện phương pháp này

Thực tẾ có những bài tốn khơng thể hay khó tìm lời giải chính xác hoặc tìm

được lời giải nhưng tốn thời gian, điều này làm cho lời giải mắt hết ý nghĩa

thực tiễn, ví dụ như bài toán dự báo thời tiết, lời giải không đòi hỏi tính chính

xác cao, trong khi đó yêu cầu chỉ cần tìm một lời giải gân đúng có ý nghĩa

trong thực tế

17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Nội dung:

Những khó khăn do chuyên động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một

chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng có khả năng di chuyển trên mặt

phẳng (hai chiều), tương tự những bài toán liên quan đến những chuyên động

Trang 20

(hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ đơn giản hóa khi chuyên sang

không gian (ba chiều)

-_ Chuyển các đối tượng có kết cầu một tầng thành đa tầng - Đặt đối tượng nằm nghiêng

- Sw dung mặt sau của diện tích cho trước

- Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện

tích cho trước

Nhận xét:

- Từ “chiều” cần hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ là chiều trong không gian - _ “Chuyên chiều“ phản ánh khuynh hướng phát triển, thấy rõ nhất trong các lĩnh

vực xây dựng, giao thông vận tải, khơng gian tốn học, vật lý tinh thể, cầu trúc

các hợp chat

Ứng dụng:

- Phan mém Autocad 3D: Ap dung “chuyển chiều ” từ 2D (bản vẽ tay trên giấy, trên máy tính 2D) đã cải thiện đáng kể cho công việc thiết kế của các kiến trúc sư, kỹ sự xây dựng có thể quan sát ở mọi góc độ như thực tế và rất dễ chỉnh

sửa

- Phan mềm dựng phim: như Maya, 3DMax cũng chuyển sang 3D 18 Nguyên tắc sự dao động cơ học

Nội dung:

-_ Làm cho đối tượng dao động

- Nếu đã có dao động tăng tần suất dao động - _ Sử dụng tần số cộng hưởng

- Thay vì sử dụng các bộ phận rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

- Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ Ứng dụng

Trang 21

- Cac may do trong y hoc bang cơ được thay bằng các thiết bị do điện tử, ví dụ

như máy đo huyết áp

19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Nội dung:

- Chuyén tác động liên tục thành tác động chu kỳ (xung)

-_ Nếu đã có tác động chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ

-_ Sử dụng thời gian giữa các xung đề thực hiện tác động khác

Ứng dụng:

-_ Lấy thời gian khi CPU “rãnh”, để cho phép chạy đa nhiém “multi task” hay da tién trinh “multi processes”

20 Nguyên tắc tác động hữu hiệu

Nội dung:

- _ Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn

làm việc ở chế độ đủ tải)

-_ Khắc phục vận hành không tải và trung gian

- _ Chuyển các chuyên động tịnh tiến sang chuyên động quay

Nhận xét:

- Máy móc sinh ra là để làm việc và đem lại lợi ích, vì vậy phải cải thiện sao

cho đến từng bộ phận của máy đều hoạt động đem lại lợi ích ở mức cao nhất

nếu có thé Điều này thé hiện ở việc tăng năng suất, hiệu quả, tiết kiệm thời

gian, tăng tính tương hợp, độ bên, tuổi thọ

- _ Nguyên tắc này hay được dùng với các nguyên tắc như: l Nguyên tắc phân

nhỏ, 2_Nguyên tắc tách khỏI, 3_Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5_ Nguyên tắc

két hop

Ung dung:

- Dung co chế Grid Computing: Tận dụng tài nguyên của các máy trong hệ thống lúc rãnh rỗi, đề thực hiện một công việc nào đó

Trang 22

Tận dụng “nguôn điện” lấy từ cổng USB của máy laptop để gắn đèn để bàn

làm việc hay gắn đề và quạt (Fan) tản nhiệt cho laptop, charge pin cho điện

thoại di động

Cơ chế hoạt động của các vùng đệm (buffer) trong may tinh được tổ chức

nhằm giải quyết sự bất đồng bộ về thời gian xử lý giữa CPU và các thiết bị, ví du nhu buffer danh cho may in, khi cần in CPU sẽ chuyển tất cả các dữ liệu ra

buffer danh cho mdy in, khi chuyển xong thì đối với CPU quá trình in đã giải

quyết xong (mặc đù máy in chưa in trang nào) và máy ín sẽ in dữ liệu từ buffer

21 Nguyên tắc vượt nhanh Nội dung:

Vượt qua những giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

Nhận xét:

Nếu tác động là có hại thì có thể làm cho nó không còn có hại nữa bằng cách

giảm thời gian tác động đến tối thiểu, hay nói cách khác phải vượt qua nó

càng nhanh càng tốt để có được độ an toàn cao

Nguyên tắc vượt nhanh thường sử dụng với các nguyên tắc: nguyên tắc 19 Nguyên tắc chuyển động theo chu kỳ, nguyên tắc 28_ Thay thế sơ đồ cơ

học, nguyên tắc 34_ Nguyên tắc phân hủy hay tái sinh, nguyên tắc 36_Nguyên

tắc chuyên pha

Ứng dụng:

Trong máy tính khi chúng ta khởi động máy, máy sẽ kiểm tra bộ nhớ Ram, nếu muốn vượt nhanh qua việc kiểm tra này thì nhấn phím “ECS”

Trong ngôn ngữ lập trình cấu trúc rẽ nhánh (¡ƒ then else ,case oƒ, ) giúp

cho chương trình vượt qua các điều kiện không thỏa để chạy nhanh hơn và chương trình hoạt động hiệu quả hơn

Trong vòng lặp, thường dùng các lệnh như break,continue để vượt nhanh

22 Nguyên tắc chuyễn hại thành lợi

Định dạng
Số trang	22
Dung lượng	7,44 MB