Tiểu luận môn phương pháp nghiên cứu khoa học Các phương pháp sáng tạo trong công nghệ thông tin và sự phát triển của virus máy tính

Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: Các phương pháp sáng tạo trong công nghệ thông tin và sự phát triển của virus máy tính. Giảng viên hướng dẫn: GS.TS. Hoàng Văn Kiếm Học viên thực hiện: Lê Bảo Trung MSHV: CH1301112 TP Hồ Chí Minh, tháng 5 năm 2014 Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 Mục Lục Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 I. Giới thiệu: "Công nghệ thông tin là tập hợp các phương pháp khoa học, các phương tiện và công cụ kĩ thuật hiện đại - chủ yếu là kĩ thuật máy tính và viễn thông - nhằm tổ chức khai thác và sử dụng có hiệu quả các nguồn tài nguyên thông tin rất phong phú và tiềm năng trong mọi lĩnh vực hoạt động của con người và xã hội" Công nghệ thông tin đóng vai trò quan trọng trong sự phát triển của xã hội trong thời đại ngày nay. Công nghệ thông tin đã trở thành nhân tố quan trọng, là cầu nối trao đổi giữa các thành phần của xã hội toàn cầu, của mọi vấn đề. Việc nhanh chóng đưa ứng dụng công nghệ thông tin vào quá trình tự động hóa trong sản xuất kinh doanh là vấn đề đang, đã và sẽ luôn được quan tâm bởi lẽ công nghệ thông tin có vai trò rất lớn trong các hoạt động kinh tế, sản xuất kinh doanh, bán hàng, xúc tiến thương mại, quản trị doanh nghiệp. Ngày nay, con người có nhiều điều kiện tiếp cận với công nghệ thông tin. Hầu như ngành nghề, lĩnh vực hay hoạt động nào trong xã hội hiện đại cũng cần tới sự góp mặt của Công nghệ thông tin. Bởi sự đa dạng ấy, đối tượng phục vụ của Công nghệ thông tin ngày càng phong phú, từ một cá nhân muốn có chiếc máy vi tính, một công ty muốn xây dựng Website giới thiệu sản phẩm cho tới một quốc gia muốn xây dựng chính phủ điện tử hay cả thị trường rộng lớn trên toàn thế giới. Tuy nhiên, để đáp ứng nhu cầu thực tiễn, ngành công nghệ thông tin mặc dù đã và đang phát triển rất nhanh chóng song vẫn còn nhiều hạn chế nhất định. Trong số đó, virus máy tính là một trong những mặt tối của ngành công nghệ thông tin, làm ảnh hưởng tiêu cực đến không những ngành công nghệ thông tin nói riêng, mà còn là mối nguy hại cho không it các lĩnh vực liên quan trong xã hội. Vì vậy, nhằm mục đích cải thiện và nâng cao tầm giá trị của lĩnh vực công nghệ thông tin, các chuyên gia trong ngành đã không ngừng tìm tòi, nghiên cứu và công bố nhiều sáng chế, phát minh giá trị, đóng góp nhiều lợi ích to lớn đối với thời đại công nghệ. Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 Sau đây, chúng ta sẽ tìm hiểu một số phương pháp sáng tạo khoa học được áp dụng phổ biến trong lĩnh vực công nghệ thông tin và các ví dụ cụ thể về những phát minh, sáng chế trong mỗi phương pháp. Đồng thời có một cái nhìn sơ lược về virus máy tính, các thời kỳ phát triển của nó và các phương pháp để chống lại mối nguy hại này. II. 5 nguyên tắc sáng tạo phổ biến trong công nghệ thông tin: Có thể nói, từ khi có ý thức thì sự tìm tòi học hỏi và khả năng tư duy của con người không ngừng nâng cao và phát triển. Trải qua hơn 2000 năm, hàng triệu phát minh lớn nhỏ ra đời thay đổi gần như toàn bộ cuộc sống của con người. Qua từng thời kỳ, các phát minh, sáng kiến có thể khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh xã hội nhưng có thể nói đều dựa trên 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được Alshuller G.S tổng hợp và tác giả Phan Dũng đề cập đến trong sách Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản được xuất bản 2007. Đây có thể nói là sự tổng hợp kiến thức của nhân loại trong thời gian qua, vì dựa vào 40 phương pháp này cộng với khả năng tư duy thì mọi vấn đề rồi sẽ tiềm được lới giải. Công nghệ thông tin cũng không nằm ngoài quy luật đó, mặc dù còn khá non trẻ nếu xét về thời gian so với các công nghệ khác nhưng công nghệ thông tin cũng cùng chung quy luật của sự sáng tạo. Trong số 40 nguyên tắc, các nguyên tắc sáng tạo trong công nghệ thông tin được sử dụng phổ biến gồm: a. Quy tắc phân nhỏ: o “Mọi bài toán đều có thể chia ra thành một bài toán nhỏ hơn”. Đó là nguyên tắc đầu tiên được nói đến. Có lẽ “nguyên tắc phân nhỏ” là nguyên tắc phổ biến nhất, dễ hiểu nhất, do đó nó luôn được trình bày đầu tiên trong các nguyên tắc sáng tạo. - Nguyên tắc phân nhỏ làm giảm sự phức tạp của một đối tượng - Phân chia chúng thành những thành phần độc lập, nhờ đó có thể giải quyết từng phần một một cách dễ dàng. Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 - Nguyên tắc phân nhỏ thường được sử dụng kết hợp với nguyên tắc “tách khỏi”,”Phẩm chất cục bộ”,”kết hợp”,”vạn năng”… o Trong lĩnh vực công nghệ thông tin, nguyên tắc phân nhỏ là một trong những kỹ thuật quan trọng nhất, được áp dụng rộng rãi nhất để thiết kế các giải thuật có hiệu quả. Nội dung cụ thể của nguyên tắc phân nhỏ trong tin học được phát biểu cụ thể hơn như sau: Ðể giải một bài toán kích thước n, ta chia bài toán đã cho thành một số bài toán con có kích thưóc nhỏ hơn. Giải các bài toán con này rồi tổng hợp kết quả lại để được lời giải của bài toán ban đầu. Ðối với các bài toán con, chúng ta lại sử dụng quy tắc phân nhỏ để có được các bài toán kích thước nhỏ hơn nữa. Quá trình trên sẽ dẫn đến những bài toán mà lời giải chúng là hiển nhiên hoặc đễ dàng thực hiện, ta gọi các bài toán này là bài toán cơ sở. Một số thuật toán trong tin học sử dụng nguyên tắc phân nhỏ: MergeSort  MergeSort – sắp xếp trộn: để sắp một danh sách L gồm n phần tử, chúng ta chia L thành hai danh sách con L1 và L2 mỗi danh sách có n/2 phần tử. Sắp xếp L1, L2 và trộn hai danh sách đã được sắp này để được một danh sách có thứ tự. Quá trình phân tích ở đây là quá trình chia đôi một danh sách, quá trình này sẽ dẫn đến bài toán sắp xếp một danh sách có độ daì bằng 1, đây chính là bài toán cơ sở vì việc sắp xếp danh sách này là “không làm gì cả”. Việc tổng hợp các kết quả ở đây là “trộn 2 danh sách đã được sắp để được một danh sách có thứ tự”. Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 QuickSort  Quick Sort – sắp xếp nhanh: Để sắp xếp một danh sách gồm n phần tử, ta tìm một giá trị chốt và phân hoạch danh sách đã cho thành hai danh sách con “bên trái” và “bên phải “. Sắp xếp “bên trái” và “bên phải” thì ta được danh sách có thứ tự. Quá trình phân chia sẽ dẫn đến các bài toán sắp xếp một danh sách chỉ gồm một phần tử hoặc gồm nhiều phần tử có khoá bằng nhau, đó chính là các bài toán cơ sở, vì bản thân chúng đã có thứ tự rồi. Ở đây chúng ta cũng không có việc tổng hợp kết quả một cách tường minh, vì việc đó đã được thực hiện trong quá trình phân hoạch. b. Nguyên tắc tách khỏi o Nội dung của nguyên tắc tách khỏi đề cập kỹ thuật tách các thành phần trong 1 đối tượng ra thành các phần riêng biệt với nhau. Thông thường, bất kỳ đối tượng nào đều có nhiều phần, tính chất, khía cạnh, chức năng… Trong khi đó, có nhiều lúc, người ta chỉ thực sự cần một trong những số đó. Nguyên tắc tách khỏi chỉ ra, không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm nhiều thức khác, ví dụ, chi phí vận hoặc vận chuyển không thuận tiện. Người giải bài toán phải nghĩ cách tách đúng cái cần thiết để sử dụng riêng. o Trong công nghệ sản xuất máy tính, ban đầu, các máy tính đầu tiên của thế hệ 8086, 8088 và một phần của thế hệ 80386, các bộ phận CPU, RAM,… Được gắn cố định vào bo mạch chủ. Điều này gây bất tiện nếu như chỉ 1 phần trong bo mạch Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 chủ bị hỏng không hoạt động, đồng nghĩa với việc tất cả các thành phần còn lại của máy tính không thể sử dụng được. Việc thay thế và nâng cấp cũng trở nên rất khó khăn và tốn kém. Các thành phần trong máy vi tính được tách rời và dễ dàng tháo lắp với sự đa dạng các loại thiết bị, dung lượng tùy thuộc mainboard hỗ trợ o Công nghệ cảm ứng: Cảm ứng là tên gọi của công nghệ hiển thị điện tử mà có thể nhận biết một tác động cũng như vị trí của tác động đó trong một giới hạn hiển thị nhất định, thường gọi là màn hình cảm ứng. Có 2 loại công nghệ cảm ứng thường được sử dụng trên điện thoại di động:  Cảm ứng điện trở (Resistive technology): màn hình sử dụng công nghệ này được cấu tạo để nhận ra sự thay đổi về dòng điện khi có tác động bên ngoài. Sự thay đổi đó sẽ được chuyển về bộ phận xử lý để thực thi.  Cảm ứng điện dung (Capacitive technology): Với công nghệ này, màn hình được tráng một lớp bán dẫn trong suốt. Khi chạm vào màn hình, điện dung tại điểm tiếp xúc sẽ thay đổi. Tín hiệu sẽ được ghi nhận và xử lý. Màn hình cảm ứng điện trở (trái) và lớp cảm ứng bán dẫn điện dung (phải) Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 Như vậy, đối với thiết bị sử dụng cảm ứng điện trở, bộ phận cảm ứng gắn liền với màn hình, trong khi cảm ứng điện dung được tách khỏi màn hình, thay bằng 1 lớp bán dẫn, đồng thời công nghệ cảm ứng điện dung không yêu cầu phải ấn mạnh ngón tay như cảm ứng điện trở. Tất cả những thao tác cần thiết các cú chạm hay vuốt nhẹ. Điều này khiến màn hình cảm ứng điện dung có thể hoạt động bền bỉ, trong khi đó mà hình cảm ứng điện trở sẽ dễ bị xước và nhanh hỏng hơn do yêu cầu tác động mạnh. Hơn nữa, trong hai loại công nghệ cảm ứng trên, chỉ có màn hình cảm ứng điện dung mới hỗ trợ đa điểm. Tuy nhiên, nhược điểm của cảm ứng điện dung là thao tác yêu cầu tay người phải tiếp xúc trực tiếp vào màn hình, hoặc bút stylus đặc biệt, đây cũng chính là ưu điểm hiếm hoi của cảm ứng điện trở. c. Nguyên tắc kết hợp o Nguyên tắc kết hợp lại là 1 kĩ thuật trái ngược với nguyên tắc phân nhỏ và tách khỏi. Nội dung của nguyên tắc nhằm kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận, kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. o Trong thiết kế và lập trình web, nguyên tắc kết hợp được sử dụng phổ biến, mỗi ngôn ngữ mang một thế mạnh nhất định và sự kết hợp giữa các ngôn ngữ đặc tả và ngôn ngữ lập trình hỗ trợ cho nhau. Ví dụ để thiết kế 1 trang web, ta tạo và lưu trữ dữ liệu bằng SQLServer hay MySQL, Oracle, phần thiết kế form web được thực hiện dựa trên ngôn ngữ CSS, hiệu ứng được phát triển trên JavaScript và ActionScript, ứng dụng quản lý được lập trình dựa trên ASP.NET hoặc PHP. o Trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, nguyên tắc kết hợp giữa các ngôn ngữ lập trình cũng được áp dụng. Mỗi ngôn ngữ đều có thế mạnh riêng như prolog có thế mạnh về biểu diễn ngôn ngữ vị từ cấp 1, maple hay mathlab xử lý các kiểu dữ liệu hàm và tính toán, F# mang thế mạnh về lập trình hướng hàm, C++ hay C# lại có thế mạnh về hướng đối tượng. Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 Ứng dụng ShoutCloud được thiết kế kết hợp bởi nhiều ngôn ngữ lập trình khác nhau. d. Nguyên tắc chứa trong o Một đối tượng được đặt bên trong một đối tượng khác và bản thân nó lại chứa một đối tượng thứ ba… Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. o Trong tin học, một chương trình chính chứa nhiều chương trình con. Trong chương trình con lại chứa những chương trình con khác e. Nguyên tắc cục bộ o 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 các chất năng khác nhau. Mỗi phần của đối tượng phải có các chất năng khác nhau. o Nguyên tắc cục bộ trong công nghệ phân luồng trong bộ vi xử lý CPU: CPU viết tắt của chữ Central Processing Unit tạm dịch là đơn vị xử lí trung tâm. CPU có thể được xem như não bộ, một trong những phần tử cốt lõi nhất của máy vi tính. Nhiệm vụ chính của CPU là xử lý các chương trình vi tính và dữ kiện. CPU có nhiều kiểu dáng khác nhau. Ở hình thức đơn giản nhất, CPU là một con chip với vài chục chân. Phức tạp hơn, CPU được ráp sẵn trong các bộ mạch với hàng trăm con chip khác. CPU là một mạch xử lý dữ liệu theo chương trình được thiết lập trước. Nó là một mạch tích hợp phức tạp gồm hàng triệu Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 transitor trên một bảng mạch nhỏ. Bộ xử lý trung tâm bao gồm Bộ điều khiển và Bộ làm tính. Luồng xử lý của CPU  Các CPU đã được hệ điều hành yêu cầu xử lý đồng thời các phần mềm một cách gián đoạn và xen kẽ nhau khi người sử dụng thực hiện đồng thời nhiều phần mềm (như trong các ví dụ nêu trên). Mỗi phần mềm nếu không đòi hỏi một sự xử lý liên tục thì chúng được đáp ứng từng phần. Đa số các phần mềm sử dụng trong văn phòng một cách thông thường nhất đều đã được xử lý như vậy. Ví dụ: khi bạn đang duyệt web và cùng soạn thảo một văn bản sẽ có các khoảng thời gian mà bạn phải đọc một trang web hoặc lúc bạn đang soạn thảo văn bản thì có nghĩa là trình duyệt web lúc đó có thể không cần thiết phải xử lý bởi chúng đã tải xuống (download) đủ thông tin để phục vụ hiển thị nội dung trang web đó. Đây chỉ là một ví dụ đơn giản với những ứng dụng đơn giản để cho thấy việc các CPU có thể phân tách để xử lý các nhiệm vụ một cách đồng thời.  Nếu như người sử dụng thực thi các phần mềm ứng dụng yêu cầu đến xử lý lớn một cách đồng đều thì dễ nhận thấy rằng hệ thống có thể trở nên chậm chạp bởi mỗi ứng dụng lại chỉ được xử lý lần lượt xen kẽ nhau. Nếu như có hai bộ xử lý đồng thời trong cùng một máy tính thì cả hai ứng dụng lớn này đều có thể thực hiện được tốt hơn hay không. Hoặc như có một CPU nhưng đồng thời đáp ứng yêu cầu của hai hoặc nhiều hơn các ứng dụng trong cùng một thời điểm thì có cải thiện được tốc độ làm việc chung của máy tính hay không ? Hãy xem một ví dụ sau: Nếu có một nhóm người chờ trước cổng một phòng khám da liễu, phòng chờ cách cửa vào một khoảng xa. - CPU đơn nhân, đơn luồng: giống như việc chỉ có một cửa vào, và trong đó có một bác sĩ chỉ khám lần lượt từng người với điều kiện mỗi người hết 10 phút, trong đó ưu tiên khám hết nữ giới sau đó mới đến lượt nam giới - thời gian khám hết nhóm người đó sẽ rất lâu và nam giới phải chờ lâu hơn mặc dù đến sớm. - CPU đơn nhân, đa luồng: giống như việc có một cửa, mỗi người khám 10 phút, khám xen kẽ cả nam giới và nữ giới. Giải quyết được việc người nào đến trước thì xong trước. [...]... ngừng của khoa học kỹ thuật, việc hiểu rõ những bước phát triển của virus cũng như những giải pháp phòng chống trước đó, đồng thời nắm vững và vận dụng hiện quả các phương pháp sáng tạo có thể coi như là chìa khóa mở ra hướng đi đúng đắn trong quá trình tìm kiếm giải pháp phòng chống virus máy tính hiệu quả và đưa lĩnh vực công nghệ thông tin và tin học ngày càng phát triển và đạt được nhiều thành công. .. góp mang tính lợi ích lớn lao, ngành công nghệ thông tin phải đối mặt với thách thức rất lớn trong công cuộc phòng thủ các cuộc tấn công, thâm nhập bất hợp pháp 1 cách đầy quy mô và không kém phần sáng tạo từ các hacker, cụ thể là cách xâm nhập vào hệ thống máy tính thông qua virus Có thể nói virus máy tính có một quá trình phát triển khá dài, và nó luôn song hành cùng người bạn đồng hành của nó là... động biến đổi các đặc thù của mình để đánh lừa hệ thống phòng chống virus - Nguyên tắc sao chép: Các virus có khả năng tự sao chép ra rất nhiều các bản khác nhau gây hại một số lượng lớn các file trong máy tính thay vì hoạt động đơn lẻ Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 IV Giải pháp chống Virus Trong cuộc chiến chống virus máy tính, các phần mềm quét virus (còn... với ngành công nghệ thông tin, tuy nhiên, trong thời kỳ công nghệ hiện nay, mối nguy hại đến từ virus máy tính có nguy cơ tiềm ẩn về mức độ lan rộng sang tất cả các lĩnh vực khác có liên quan, thậm chí đến đời sống cá nhân của mỗi chúng ta Các giải pháp chống lại virus máy tính hiện tại vẫn chưa có tính đột phá, đa phần đi chậm hơn so với sự phát triển không ngừng của virus Tuy nhiên, với sự tiến bộ... cái đầu thông minh này khiến chúng ta phải đau đầu đối phó và cuộc chiến này gần như không chấm dứt, nó vẫn tiếp diễn Qua đây, ta sẽ phân tích và tìm hiểu lịch sử và quá trình phát triển, cùng với những quy tắc sáng tạo được áp dụng cho những chương trình gây hại trong công nghệ thông tin – virus 2 Quá trình phát triển của virus máy tính: a Nguồn gốc: - Virus máy tính xất hiện từ những năm đầu của thập... Internet Trojan sẽ lấy thông tin, xóa thông tin 3 Nhận xét : Như vậy, trong quá trình phát triển của virus, các hacker đã sử dụng nhiều phương pháp sáng tạo nhằm tìm ra lỗ hổng hệ thống và xâm nhập, can thiệp, sửa đổi cấu trúc hệ thống như: - Nguyên tắc vạn năng: Nhược điểm của Boot sector virus (B -virus) là chỉ có thể xâm hại bios máy tính thông qua đĩa mềm, và trước mối nguy hại đó, các nhà sản xuất ROM-BIOS... là antivirus) đóng vai trò tích cực nhất Sử dụng thư viện mẫu các virus đã biết, các anti -virus nhanh chóng phát hiện sự có mặt của virus trong máy tính người dùng Khi số virus ít, tần suất xuất hiện virus lạ còn thấp, phương pháp nhận dạng dựa trên mẫu tỏ ra khá hiệu quả Khi số virus gia tăng, các anti -virus lâm vào tình thế bất lợi: cả thế giới chỉ có khoảng 25 công ty lớn đối đầu với 150.000 virus. .. tất yếu của các anti -virus Mặc dù các anti -virus đã có nhiều cố gắng nhưng cục diện cuộc chiến vẫn không hề thay đổi Trong suốt 20 năm tồn tại và phát triển, virus không hề (và cũng không cần) thay đổi kịch bản tấn công: đó là lợi dụng sự sơ hở (các lổ hổng bảo mật của hệ thống, sự Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 ngây thơ cả tin, hiếu kỳ của người dùng) để thực... vậy an ninh mạng và bảo mật luôn là vấn đề ưu tiên hàng đầu của Microsoft trong kế họach phát triển dòng hệ điều hành tương lai V Kết luận Qua bài thu hoạch trên, chúng ta tìm hiểu được một số nguyên tắc sáng tạo quan trọng được ứng dụng phổ biến trên lĩnh vực công nghệ thông tin Đồng thời hiểu rõ và nhận biết được sự phát triển và mối nguy hại vô cùng lớn mà virus máy tính đã, đang và tiếp tục không... những năm đầu của thập niên 1970 Các virus Creeper (1970), Rabbit (1974) và Animal (1980) được xem là ông tổ của virus máy tính Tuy nhiên do sinh ra trên các máy tính lớn nên chúng chỉ lây quanh quẩn ở các phòng thí nghiệm, chẳng được mấy ai quan tâm ngoài các chuyên gia tin học - 1983 - Để lộ nguyên lý của trò chơi "Core War": Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 . HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: Các phương pháp sáng tạo trong công nghệ thông tin và sự phát triển của virus máy tính. Giảng viên hướng dẫn: GS.TS. Hoàng Văn Kiếm Học viên thực hiện: Lê. thời gian so với các công nghệ khác nhưng công nghệ thông tin cũng cùng chung quy luật của sự sáng tạo. Trong số 40 nguyên tắc, các nguyên tắc sáng tạo trong công nghệ thông tin được sử dụng. hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học HV: Lê Bảo Trung – CH1301112 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA