Tiểu luận môn phương pháp nghiên cứu khoa học VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN KHOA KHOA HỌC MÁY TÍNH TIỂU LUẬN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Giảng viên hướng dẫn: GS TSKH HOÀNG KIẾM Học viên thực hiện: NGUYỄN NGỌC HOÀNG Mã số học viên: CH1301026 TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2014 LỜI MỞ ĐẦU Công nghệ thông tin ngày phát triển ứng dụng hầu hết mặt đời sống nhờ giá thành hệ thống máy tính ngày rẻ, tốc độ xử lý ngày nhanh mau chóng tiếp cận với đại phận dân chúng Để có hệ thống ngày hơm hệ thống máy tính trải qua giai đoạn dài cải tiến phát triển Trong trình hình thành phát triển hệ thống máy tính việc phân tích thiết kế việc quan trọng ảnh hưởng lớn đến cải tiến hệ thống máy tính Do bên cạnh kinh nghiệm làm việc với hệ thống máy tính tư sáng tạo giải toán sáng tạo hệ thống máy tính ngày tân tiến tối ưu đóng vai trò quan trọng Bài tiểu luận tiến hành phân tích việc ứng dụng nguyên tắc sáng tạo vào thiết kế hệ thống máy tính LỜI CẢM ƠN Phương pháp nghiên cứu khoa học chuyên đề quan trọng ngành Khoa Học Máy Tính Với mục tiêu giúp học viên nắm nguyên tắc phương pháp tư sáng tạo, chuyên đề giảng dạy môn học GS.TSKH Hoàng Kiếm cung cấp hành trang vững kiến thức tảng nâng cao bạn lớp CH08 có khả học tốt chuyên đề tiếp theo; hành trang q trình nghiên cứu giải toán thực tế sau Với định hướng gợi mở hướng mới, hỗ trợ tài liệu ý tưởng, xin gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy Hoàng Kiếm Ngoài xin gởi lời cảm ơn đến gia đình, bạn bè - người hỗ trợ, động viên suốt thời gian thực đề tài TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm 2014 Người thực Nguyễn Ngọc Hoàng MỤC LỤC Trang phụ bìa Lời mở đầu Lời cảm ơn Mục lục - 5- Chương 1: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI 1.1 LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Phương pháp luận sáng tạo chuyên đề quan trọng chương trình thạc sĩ khoa học máy tính, chuyên đề cung cấp kiến thức phương pháp nghiên cứu khoa học nguyên tắc vận dụng thực tế giúp cho việc giải toán sáng tạo trở nên khoa học hiệu Các nguyên tắc sáng tạo vận dụng để giải nhiều vấn đề sống khoa học máy tính, mà đặc biệt số lĩnh vực như: Thiết kế hệ thống máy tính, thiết kế thuật tốn thuật giải, ngành kỹ thuật khác Việc thiết kế hệ thống máy tính ln địi hỏi sáng tạo, linh hoạt tính hiệu thiết kế nên vận dụng nguyên tắc sáng tạo thiết kế hệ thống máy tính cần thiết Chính vậy, em định chọn đề tài: “Vận dụng nguyên tắc sáng tạo thiết kế hệ thống máy tính” 1.2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Đề tài thực nhằm vận dụng số phương pháp sáng tạo vào việc phân tích thiết kế hệ thống máy tính 1.3 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU • Nghiên cứu sở lý thuyết: phương pháp luận sáng tạo, phương pháp sáng tạo, hệ thống máy tính • Phân tích, đánh giá phương pháp sáng tạo thiết kế hệ thống máy tính • Kết luận vấn đề 1.4 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Các nguyên tắc sáng tạo, hệ thống máy tính - ứng dụng nguyên tắc sáng tạo vào thiết kế hệ thống máy tính Phạm vi nghiên cứu: Bài tiểu luận nghiên cứu hệ thống máy tính có nguyên tắc sáng tạo ứng dụng để thiết kế nên hệ thống máy tính GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 6- 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 1.5.1 Nhóm phương pháp nghiên cứu lý thuyết - Phương pháp phân tích tổng hợp lý thuyết Phương pháp tổng hợp khái quát hóa Phương pháp phân loại hệ thống hóa lý thuyết Phương pháp lịch sử 1.5.2 Nhóm phương pháp nghiên cứu thực tiễn - Phương pháp tổng kết kinh nghiệm lịch sử Phương pháp quan sát khoa học 1.5.3 Nhóm phương pháp tốn học GVHD: GS.TSKH Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 7- Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO 2.1.1 Nguyên tắc phân nhỏ 2.1.1.1 Nội dung nguyên tắc - Chia đối tượng thành phần độc lập Làm đối tượng trở nên tháo lắp Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng 2.1.1.2 Tư hệ thống Khi suy nghĩ giải toán, người giải cần phân nhỏ thành hai trường hợp: giải toán biến đổi hệ thống có tốn sang trạng thái lời giải giải toán thân tốn cho trước hệ thống Để phát triển hệ thống (giải tốn), người ta thay đổi riêng yếu tố, riêng mối quan hệ, riêng mối liên kết lúc hai hệ thống có Phân nhỏ thủ thuật khác, tạo thay đổi Người sử dụng thủ thuật cần tính đến hiệu ứng hệ thống lan tỏa thay đổi hay gọi tắt hiệu ứng lan tỏa để tránh làm nảy sinh vấn đề khơng đáng có 2.1.1.3 Tư biện chứng Phân nhỏ tạo thay đổi lượng Sự thay đổi lượng vượt giới hạn dẫn đến đời chất Nhờ chất mà người giải tốn dặt mục đích đề Khi làm cho hệ thống từ chỗ “khơng” tháo lắp thành “có” tháo lắp được, có thay đổi chất: thay đổi ảnh hưởng ngược lại thay đổi lượng Nhìn theo quan điểm phép biện chứng, mâu thuẫn nảy sinh giải tạo phát triển 2.1.1.4 Cách xem xét Hệ thống cho trước (tiền thân) có “nguyên khối”, “trọn gói” (các mối liên kết chặt) khơng? Nếu có, tìm cách thực phân nhỏ! GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 8- Hệ thống cho trước tháo lắp chưa? Mức độ tháo lắp đủ thuận tiện chưa? Nếu chưa, tìm cách làm cho hệ thống cho trước tháo lắp được! Hệ thống cho trước cịn phân nhỏ khơng? Nếu có, tìm cách thực hiện! 2.1.1.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển theo hướng làm cho mối liên kết thang bậc hệ thống từ xuống lỏng lẻo dần, tăng mức độ độc lập trở nên tháo lắp 2.1.2 Nguyên tắc tách khỏi 2.1.2.1 Nội dung nguyên tắc Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại, tách phần “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) khỏi đối tượng 2.1.2.2 Tư hệ thống Sử dụng nguyên tắc “tách khỏi”, người ta lúc thay đổi yếu tố mối liên kết Thay đổi hiểu yếu tố mối liên kết tạo nên hệ không cần thiết hoặc/và gây phiền phức bỏ hệ tiền thân Trường hợp đặc biệt nguyên tắc tách khỏi tất yếu tố, mối liên kết cua hệ tiền thân bỏ ngồi mà tín hệ thống (chức năng) hệ tiền thân thực tốt đẹp Hệ cải tiến (khơng có hệ mà chức hệ có) gọi hệ lý tưởng 2.1.2.3 Tư biện chứng Hệ giữ lại (hệ cải tiến) so với hệ tiền thân thay đổi đồng thời lượng lẫn chất Do vậy, người giải cần ý ngữ cảnh giải toán cho trước để tận dụng: thay đổi lượng dẫn đến chất thay đổi chất dẫn đến lượng mới, ưu điểm mà hệ tiền thân khơng có Tương tự vậy, hệ tách khỏi đồng thời có thay đổi lượng chất Cần xem xét khả sử dụng hệ tách khỏi để có thêm ích lợi khơng phải vứt bỏ GVHD: GS.TSKH Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 9- 2.1.2.4 Cách xem xét Người sử dụng thực cần đến tính hệ thống (chức gì) hệ thống cho trước (tiền thân)? (Nói cách khác, hệ cho trước sinh để làm gì?) Những yếu tố nào, mối liên kết khơng phục vụ cho chức cần thiết, chí cịn gây phiền phức? Hãy tìm cách tách chúng khỏi hệ cho trước! 2.1.2.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển theo hướng tách yếu tố mối liên kết (hệ tách khỏi) khơng thực phục vụ tính hệ thống khỏi hệ thống Nói cách khác, hệ thống cho trước giữ lại yếu tố, mối liên hệ (hệ giữ lại) thực phục vụ cho chức 2.1.3 Nguyên tắc phẩm chất cục 2.1.3.1 Nội dung nguyên tắc - Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngồi, tác động ben ngồi) có - cấu trúc đồng thành không đồng Các phần khác đối tượng phải có chức khác Mỗi phần đối tượng phải điều kiện thích cơng việc 2.1.3.2 Tư hệ thống Nguyên tắc phẩm chất cục thường liên quan đến thay đổi yếu tố, hệ Tuy vậy, có nhiều trường hợp nguyên tắc phẩm chất cục lúc thay đổi yếu tố mối liên kết 2.1.3.3 Tư biện chứng Có thể thấy rõ, nguyên tắc phẩm chất cục chủ yếu liên quan đến thay đổi chất, tạo thống mặt đối lập chất có hệ thống tiền thân chất Cần ý xem chất dẫn đến thay đổi lượng ngữ cảnh giải toán cho trước 2.1.3.4 Cách xem xét Nhìn theo quan điểm chức năng, hệ thống cho trước có hệ nào? Liệt kê chức cần có hệ GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 10 - Đối với hệ đặt câu hỏi: Hệ phải có yếu tố, mối liên kết với phẩm chất hoạt động tối ưu? Hãy tìm cách để chúng có phẩm chất đó! 2.1.3.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển theo hướng làm cho yếu tố, mối liên kết (các hệ dưới) có phẩm chất đa dạng để hệ hoạt động tối ưu, vậy, hệ cho trước hoạt động tối ưu hệ thống cho trước trở nện đa dạng chủng loại để tối ưu với hoàn cảnh, điều kiện khác 2.1.4 Nguyên tắc kết hợp 2.1.4.1 Nội dung nguyên tắc - Kết hợp đối tượng đồng đối tượng dùng cho hoạt - động kế cận Kết hợp mặt thời gian hoạt động đồng kế cận 2.1.4.2 Tư hệ thống Các hệ thống tiền thân hệ thống đồng kế cận Nguyên tắc kết hợp cần cần lập mối liên kết chúng để có hệ cải tiến Hệ cải tiến hệ hệ tiền thân có tính chất khơng thể quy thành tích chất hệ mối liên kết đứng riêng lẽ Nguyên tắc kết hợp, chủ yếu, thay đổi (tạo thêm) mối quan hệ 2.1.4.3 Tư biện chứng Tính hệ thống hệ cải tiến (hệ trên) thay đổi chất Cần ý xem thay đổi chất dẫn đến thay đổi lượng ngữ cảnh giải tốn cho trước Ngồi ra, cịn có tăng số lượng hệ 2.1.4.4 Cách xem xét Có hệ đồng nào? Các hoạt động (tác động) đồng nào? Có khả kết hợp chúng lại với hay khơng? Nếu có, kết hợp chúng lại cách lựa chọn tạo mối liên hệ thích hợp! Có hệ kế cận nào? Các hoạt động (tác động) kế cận nào? Có khả kết hợp chúng lại hay khơng? Nếu có, kết hợp chúng lại cách lựa chọn tạo mối liên hệ thích hợp! GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 11 - 2.1.4.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển theo hướng liên kết (các) hệ đồng với hoặc/và hệ kế cận với cấu trúc, tác động 2.1.5 Nguyên tắc vạn 2.1.5.1 Nội dung nguyên tắc Đối tượng thực số chức khác nhau, khơng cần tham gia đối tượng khác 2.1.5.2 Tư hệ thống Để hệ thống tiền thân chuyển từ có sang hệ cải tiến có hai chức trở lên, thường cần thay đổi yếu tố mối liên kết hệ thống tiền thân Nội dung nguyên tắc vạn không cách thay đổi cụ thể yếu tố mối liên kết Điều có nghĩa, nguyên tắc khác, kiến thức… giúp xác định cách thay đổi cụ thể hệ thống cho trước Nguyên tắc vạn thường giúp làm tăng tính liên tục tác động có ích, tính linh động, độ tin cậy hệ thống tiền thân 2.1.5.3 Tư biện chứng Nguyên tắc vạn tạo thống chức khác hệ tiền thân hệ thống cải tiến Cần ý xem xét thay đổi lượng thay đổi chất ngữ cảnh giải toàn cho trước 2.1.5.4 Cách xem xét Hệ cho trước có chức gì? Căn vào điều kiện cụ thể, có khả cho hệ có thêm chức khơng? Chức thêm vào chức gì? Hệ thực chức đó? Nếu có khả năng, tìm cách thực nhờ thay đổi yếu tố, mối liên kết hệ cho trước, có tính đến đặc thù hệ cho thêm chức GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 12 - 2.1.5.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển theo hướng có thêm chức hệ khác, vậy, hoạt động mình, khơng cần tham gia (các) hệ khác 2.1.6 Nguyên tắc linh động 2.1.6.1 Nội dung nguyên tắc • Cần thay đổi đặc trưng đối tượng hay môi trường bên cho chúng tối ưu cho giai đoạn làm việc • Phân chia đối tượng thành phần có khả dịch chuyển • Nếu đối tượng nhìn chung bất động, làm di động 2.1.6.2 Tư hệ thống Bất kì hệ thống hoạt động theo thời gian Hoạt động hệ thống q trình gồm nhiều giai đoạn khác nguồn lực, điều kiện, hồn cảnh, ảnh hưởng mơi trường, u cầu cơng việc… Ngun tắc linh động địi hỏi hệ thống cho trước phải chuyển từ không thay đổi suốt trình hoạt động (tiền thân) sang thay đổi để phù hợp tốt (tối ưu) với giai đoạn khác q trình Thay đổi cần hiểu theo nghĩa rộng mặt chức năng, đặc trưng, cấu trúc, hình dạng, vật liệu, cách thức hoạt động yếu tố, mối liên kết… hệ thống hoạt động tối ưu giai đoạn Thay đổi xác định toán cụ thể nguyên tắc khác, kiến thức liên quan… 2.1.6.3 Tư biện chứng Nguyên tắc linh động đòi hỏi tạo thống mặt đối lập “bất biến”, “thay đổi”, “tĩnh”, “động”, “ổn định”, “phát triển”… Cần ý xem xét khai thác thay đổi lượng – chất có 2.1.6.4 Cách xem xét Có tiêu chuẩn, yêu cầu để cần thiết phải phân chia trình hoạt động hệ thống cho trước thành giai đoạn khác khơng? Nếu có, thực GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hồng - 13 - phân chia đó! Hãy phát biểu mục đích cần đạt giai đoạn! Hệ thống phải thay đỗi gì, để đạt mục đích giai đoạn tốt nhất? 2.1.6.5 Khuynh hướng phát triển Hệ thống cho trước phát triển thoe hướng thay đổi (hiểu theo nghĩa rộng) đề đạt mục đích giai đoạn cách tối ưu toàn trình hoạt động 2.2 HỆ THỐNG MÁY TÍNH 2.2.1 Định nghĩa hệ thống máy tính Một hệ thống máy tính máy khả lập trình thiết kế để thực cách tự động cho kết dãy phép toán logic số học Thứ tự dãy phép tốn thay đổi tùy theo trường hợp máy tính giải nhiều vấn đề Thơng thường máy tính chứa vài dạng nhớ để lưu trữ liệu phần tử chuỗi điều khiển thay đổi thứ tự hoạt động dựa thông tin lưu trữ Các thiết bị ngoại vi cho phép thơng tin vào từ nguồn bên ngồi cho phép kết phép toán gửi Một đơn vị xử lý máy tính thực thi chuỗi lệnh cách đọc, thao tác lưu lại liệu Các lệnh điều kiện thay đổi thứ tự thực lệnh chức trạng thái máy hay mơi trường Hình 2.1: Một hệ thống máy tính cá nhân GVHD: GS.TSKH Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 14 - 2.2.2 Lịch sử phát triển hệ thống máy tính Từ “máy tính” dùng lần vào năm 1613 người cho kết phép tốn hay việc tính tốn từ dùng với ý nghĩa kỉ XX Từ cuối kỉ XIX, từ bắt đầu dùng với ý nghĩa quen thuộc hơn, mơ tả máy thực tính tốn 2.2.2.1 Các hệ thống máy tính với chức giới hạn Lịch sử phát triển hệ thống máy tính đại bắt đầu với hai cơng nghệ riêng biệt tính tốn tự động tính khả lập trình khơng có thiết bị đơn xem hệ thống máy tính sớm Một vài thiết bị đề cập giống kỹ thuật hướng tính tốn thành cơng tồn qua hàng kỷ xuất máy tính điện tử giống bàn tính Sumerian thiết kế vào khoảng 2500TCN mà hệ chiến thắng thi tốc độ so với máy tính đại Nhật năm 1946 Nhà toán học người Hi Lạp Hero of Alexandria xây dựng nhà hát kỹ thuật thực kịch kéo dài 10 phút điều hành hệ thống phức tạp dây thừng trống Đây xem phương tiện định phần kỹ thuật thực hoạt động Đây chất lập trình Khoảng cuối kỷ XX, nhà sư người Pháp Gerbert d’Aurillac mang từ Tây Ban Nha vẽ máy phát minh Moors Máy trả câu hỏi có hay khơng mà hỏi Một lần vào kỷ XIX, nhà sư Alberttus Magnus Roger Bacon xây dựng người máy mà khơng có phát triển Năm 1642, thời kỳ Phục Hưng chứng kiến phát minh máy tính tốn lỹ thuật Đây thiết bị thực tất bốn phép tính số học mà khơng cần dựa vào trí thơng minh người Máy tính kỹ thuật nguồn gốc phát triển máy tính sau theo hai hướng khác nhau: ban đầu, người ta cố gắng phát triển máy tính ngày phức tạp mạnh mẽ máy tính lý thuyết hóa Charles Babbage sau phát triển dẫn đến đời cảu siêu máy tính (mainframe computers) thập niên 60, GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 15 - hướng khác vi xử lý bắt đầu cho tiến hóa máy tính cá nhân trái tim tất hệ thống máy tính phát minh Intel suốt trình phát triển máy tín điện tử Hình 2.2: Bàn tính Sumerian 2.2.2.2 Hệ thống máy tính đa chức Năm 1801, Joseph Marie Jacquard thực cải tiến với máy dệt cách giới thiệu chuỗi thẻ đục lỗ mơ hình mẫu cho phép máy dệt ơng ta dệt theo mẫu có sẵn cách tự động Việc tạo nên máy dệt Jacquard bước quan trọng việc phát triển máy tính việc dùng thẻ đục lỗ để định nghĩa xem dạng lập trình Việc thống tính tốn tự động lập trình tạo nên máy tính Năm 1837, Charles Babbage lần đưa khái niệm thiết kế GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hồng - 16 - máy tính kỹ thuật lập trình hồn chỉnh Do giới hạn khả tài chính, ơng ta khơng thể hồn tất thiết kế trai ơng ta, Henry Babbage hoàn thành phiên đơn giản máy vào năm 1988 Ông ta đưa dẫn chứng thành cơng việc dùng tính tốn bảng vào năm 1906 Trong năm cuối 1880, Herman Hollierith phát minh việc lưu liệu thiết bị có khả đọc Sau nhờ việc xử lý thẻ đục lỗ, ông ta phát minh máy đánh chữ Các phát minh tảng cho cơng nghiệp xử lý thông tin đại Suốt đầu kỷ XX, khoa học tính tính tốn cần thiết thỏa mãn tăng lên máy tính tương tự phức tạp mà hệ thống dùng kỹ thuật trực tiếp hay mơ hình điện vấn đề tảng cho máy tính Tuy nhiên khơng thể lập trình thiếu tốc độ độ xác so với máy tính đại GVHD: GS.TSKH Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hồng - 17 - Hình 2.3: Máy tính ENIAC Alan Turing xem cha đẻ khoa học máy tính đại Năm 1936 Turing cung cấp cơng thức khái niệm giải thuật tính toán với máy Turing cung cấp tảng cho máy tính số điện tử Atanasoff-Berry Computer số máy tính số điện tử hồn thành vào năm 1937 giáo sư John Atanasoff Đến năm 1946 máy tính ENIAC đời kế thừa máy tính 2.2.2.3 Kiến trúc lưu trữ chương trình Tuy nhiên sau người ta phát kiến trúc von Neuman tối ưu Kiến trúc dựa kiến trúc lưu trự chương trình Và sau phát triển mạnh mẽ kế thừa đến ngày Hầu máy tính đại ngày thực dựa kiến trúc lưu trữ chương trình 2.2.2.4 Bán dẫn vi xử lý Các máy tính dùng ống chân không thiết bị điện tử sử dụng từ năm 1950 đến năm 1960 thay máy tính dựa transistor nhỏ hơn, nhanh sản xuất với giá thành rẻ Đến năm 1970 cơng nghệ mạch tích hợp đời vi xử lý đưa hệ thống máy tính lên tầm cao với tốc độ nhanh nhỏ nhiều so với trước Cuối năm 1970 sản phẩm đầu video chứa máy tính đặc chế gọi vi điều khiển bắt đầu xuất thay với điều khiển thiết bị dân dụng máy rửa chén, máy giặt… Ngày với đời hệ thống nhúng (System on Chip) máy tính tích hợp vào chip ngày mạnh GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 18 - Hình 2.4: Một vi xử lý bán dẫn Chương 3: VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH 3.1 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc phân nhỏ áp dụng cách tốt thiết kế hệ thống máy tính Một hệ thống máy tính phát triển kết nối thiết bị khác Các thiết bị tháo lắp cách dễ dàng Do hệ thống gặp cố khắc phục nhanh chóng cách loại bỏ thiết bị bị hư thay thiết bị vào Ngoài nhờ nguyên tắc phân nhỏ nên với hệ thống máy tính khả nâng cấp dễ dàng Mỗi phận thay đổi thiết kế hệ thống máy tính người ta đưa khả nâng cấp không hạn chế với hệ thống máy tính 3.2 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC TÁCH KHỎI TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Đặc trưng nguyên tắc tách khỏi loại bỏ tính chất gây phiền phức hay ảnh hưởng khơng tốt đến hệ nhằm cải thiện chất lượng hệ nâng cao tính ổn định hệ Nhờ đặc trưng mà hệ thống tồn phát triển ngày tối ưu tinh giản Đối với hệ thống máy tính ngun tắc áp dụng nhiều Đầu tiên áp dụng tính chất phải loại bỏ phần phận không cần thiết để làm cho hệ thống ngày tinh giản tối ưu Lấy ví dụ q trình phát triển hệ thống máy tính phẩm chất ống chân GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hồng - 19 - khơng khơng tốt với giá thành cao, kích thước lớn nên sau q trình sử dụng người ta loại bỏ thay transistor với kích thước nhỏ, giá thành rẻ tốc độ nhanh nhiều Một ví dụ ổ đĩa mềm Ngày xưa máy tính chưa phổ biến ổ đĩa mềm phận lưu trữ quan trọng với tính chất khơng tốt dung lượng thấp, tốc độ đọc, ghi chậm đầu đọc đĩa lớn làm cho thiết bị sớm bị loại bỏ khỏi máy tính thay thiết bị có tốc độ đọc ghi nhanh dung lượng lớn đĩa quang, đĩa cứng… Thứ hai nguyên tắc áp dụng triệt để với hệ thống máy tính với cổng mở rộng Người ta áp dụng nguyên tắc thiết kế cổng mở rộng thuận tiện cho người sử dụng Với thiết bị ngoại vi chúng khơng nối cứng vào hệ thống máy tính mà cắm vào cổng mở rộng có có loại bỏ dễ dàng tùy theo nhu cầu loại bỏ hay nâng cấp cách nhanh chóng mà khơng cần phải tốn q nhiều cơng sức chi phí để thay đổi hệ thống máy tính có sẵn Tóm lại, ngun tắc quan trọng thúc đẩy phát triển cảu hệ thống máy tính với tinh thần giữ lại tốt loại bỏ không tốt giúp hệ thống máy tính ngày ổn định tối ưu 3.3 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC PHẨM CHẤT CỤC BỘ TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc phẩm chất cục có nội dung chủ yếu phận hệ thống phải có chức khác nhau, tùy vào vị trí điều kiện hoạt động mà chức phận khác Ngoài phận phải điều kiện hoạt động phù hợp với để phát huy tối đa khả nhằm mục tiêu tăng tính hiệu tồn hệ thống Với hệ thống máy tính ngun tắc áp dụng để tăng tính hiệu thiết bị dẫn đến hiệu tồn hệ thống tăng theo Ta thấy rõ thiết bị hệ thống máy tính đảm nhận vai trị hồn tồn khác nhau, không trùng lắp, hiệu thay Ví dụ CPU đảm nhận vai trị tính tốn chính, não tồn hệ thống RAM chứa GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 20 - liệu tạm thời nhằm đưa vào cho CPU tính tốn lưu kết vừa tính tốn xong Ổ đĩa cứng chứa liệu lưu trữ lâu dài với dung lượng lớn Các thiết bị ngoại vi giao tiếp với người dùng để lấy liệu từ người dùng cho kết mà người dùng mong muốn… Bên cạnh đó, thiết bị hệ thống máy tính hoạt động mơi trường phù hợp với nhằm phát huy tối đa khả Lấy ví dụ CPU hoạt động với tần suất cao tỏa nhiệt nhiều nên nóng; để CPU hoạt động tốt người ta lắp tản nhiệt cho CPU để giảm thiểu nhiệt lượng CPU tạo điều kiện cho CPU trình trạng hoạt động tốt Một ví dụ RAM với đặc trưng tốc độ truy xuất nhanh có dung lượng hạn chế nên đặt CPU ổ đĩa cứng để làm thiết bị trung giam nhằm tăng tốc khả truy xuất liệu CPU ổ cứng đồng thời giúp cho liệu cho CPU xử lý sẵn sàng 3.4 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC KẾT HỢP TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc kết hợp nguyên tắc có nội dung đơn giản: kết hợp đối tượng đồng đối tượng dùng cho hoạt động kế cận để tạo nên hệ thống tốt Tuy để áp dụng tốt ngun tắc khó khăn áp dụng tốt nguyên tắc kết nhận bất ngờ Nguyên tắc kết hợp sử dụng thiết kế hệ thống máy tính chủ yếu để tạo máy tính có chức tốc độ nhanh hơn, mạnh hơn, hiệu cao phục vụ cho máy chủ hay hệ thống tính tốn lớn cần khả xử lý cực mạnh Trong lịch sử chứng kiến siêu máy tính (supercomputer hay mainframe) máy tính có khả tính tốn cực nhanh với hệ thống kết hợp hàng ngàn xử lý nhỏ điều khiển hệ điều hành chuyên dụng nhằm tối ưu khả tính tốn hàng loạt xử lý Ngồi ngun tắc kết hợp áp dụng thiết kế máy tính tốn song song Các máy tính kết hợp hai hay nhiều xử lý hay nhiều nhớ lại để thực cơng việc nhanh mức bình thường Khơng nguyên tắc kết hợp áp dụng nhiều hệ thống máy tính nhân việc cắm nhiều GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 21 - RAM để hệ thống có dung lượng nhớ RAM lớn hay hệ thống cần dung lượng lưu trữ liệu lớn người ta dùng ổ cứng cắm chung với để tao hệ thống máy tính có dung lượng ổ cứng lớn bình thường nhiều 3.5 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC VẠN NĂNG TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc vạn thực nhằm tạo hệ thống thực cơng việc khác mà không cần tới tham gia đối tượng khác Đây nguyên tắc hay mà nhiều hệ thống áp dụng để tăng tính đa năng, tính cạnh tranh với hệ thống khác Trong hệ thống máy tính, nguyên tắc áp dụng chủ yếu nhờ tính khả lập trình hệ thống máy tính Tính khả lập trình làm cho hệ thống máy tính thực nhiều cơng việc khác đơn giản cách thay chương trình khác cho máy tính thực Do người ta tạo nhiều phần mềm khác để vận dụng tính khả lập trình để ứng dụng ngun tắc vạn làm cho máy tính thực nhiều công việc mong muốn soạn thảo văn bản, thực chức nghe nhạc máy nghe nhạc, chơi game… 3.6 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC LINH ĐỘNG TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc linh động với nội dung chủ yếu phân chia đối tượng thành phần tháo lắp để dễ dàng thay tăng tính linh động hệ thống Trong thiết kế hệ thống máy tính thi nguyên tắc áp dụng rõ khả tháo lắp thao dễ dàng linh kiện hệ thống máy tính Đơn cử thiết bị ngoại vi tháo lắp dễ dàng nhờ tính chất khơng nối cứng vào hệ thống mà lắp vào khe cắm mở rộng Ngoài thành phần linh kiện hệ thống thay dễ dàng tất lắp lên bo mạch chủ tăng tính linh động lên nhiều GVHD: GS.TSKH Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 22 - Chương 4: KẾT LUẬN Qua tiểu luận này, tơi tìm hiểu trình bày việc vận dụng nguyên tắc vào thiết kế hệ thống máy tính để có hệ thống tiện dụng ngày hôm Sau trình tìm hiểu phân tích ngun tắc sáng tạo, tác giả nhận thấy nguyên tắc sáng tạo có giá trị đáng quý áp dụng cách tạo nhiều sản phẩm có chất lượng tốt có tính chất quý báu GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng - 23 - TÀI LIỆU THAM KHẢO GS.TSKH Hoàng Kiếm (2014), Các Slide giảng môn học Phương pháp nghiên cứu khoa học Phan Dũng (2007), Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo, Trung tâm sáng tạo khoa học kỹ thuật Phạm Viết Vượng (1997), Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, NXB Đại học quốc gia Hà Nội http://en.wikipedia.org/wiki/Computer http://vi.wikipedia.org/wiki/L%E1%BB%8Bch_s%E1%BB%AD_ph %E1%BA%A7n_c%E1%BB%A9ng_m%C3%A1y_t%C3%ADnh GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVTH: Nguyễn Ngọc Hoàng ... 3: VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH 3.1 VẬN DỤNG NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ TRONG THIẾT KẾ HỆ THỐNG MÁY TÍNH Nguyên tắc phân nhỏ áp dụng cách tốt thiết kế hệ thống máy tính. .. VI NGHIÊN CỨU - Đối tượng nghiên cứu: Các nguyên tắc sáng tạo, hệ thống máy tính - ứng dụng nguyên tắc sáng tạo vào thiết kế hệ thống máy tính Phạm vi nghiên cứu: Bài tiểu luận nghiên cứu hệ thống. .. Việc thiết kế hệ thống máy tính ln địi hỏi sáng tạo, linh hoạt tính hiệu thiết kế nên vận dụng nguyên tắc sáng tạo thiết kế hệ thống máy tính cần thiết Chính vậy, em định chọn đề tài: ? ?Vận dụng nguyên