Những nguyên lý sáng tạo và Quá trình phát triển máy tính xách tay

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 HỌCTRONG TIN HỌC

Chương 1 GIỚI THIỆU 4

Chương 2 CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO CƠ BẢN 5

9 Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ 13

10 Nguyên lý thực hiện sơ bộ 14

16 Nguyên lý giải thiếu hoặc thừa 19

17 Nguyên lý chuyển sang chiều khác 19

18 Sử dụng các dao động cơ học 20

19 Nguyên lý tác động theo chu kỳ 20

23 Nguyên lý quan hệ phản hồi 22

24 Nguyên lý sử dụng trung gian 23

25 Nguyên lý tự phục vụ 23

26 Nguyên lý sao chép 23

27 Nguyên lý rẻ thay cho đắt 24

28 Thay thế sơ đồ cơ học 24

34 Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần 27

35 Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 27

2.Quá trình phát triển máy tính xách tay 31

2.1 Những chiếc laptop đầu tiên 31

2.2.Những chiếc máy tính xách tay tương thích với IBM 33

2.3.Bước đệm quan trọng 33

2.4 Sự tham gia của Apple 34

2.5 Microsoft chuẩn hóa máy tính xách tay 34

2.6 Sự xuất hiện của máy tính bảng 35

Chương 4 MÁY TÍNH BẢNG VÀ CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC 37

3.6.Nguyên lý sử dụng dao động cơ học: 40

3.7.Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học: 40

3.8.Nguyên lý đồng nhất: 40

Chương 5 KẾT LUẬN 41

TÀI LIỆU THAM KHẢO 42

Chương 1 GIỚI THIỆU

Xã hội ngày nay phát triển không ngừng, con người ngày càng đặt mục tiêu cao hơn trong tham vọng chinh phục thiên nhiên, làm chủ khoa học Nhu cầu nhận thức ngày càngtăng và việc cải tạo thế giới luôn thôi thúc con người tự thân nghiên cứu khoa học và sángtạo.

Có khá nhiều phương pháp nghiên cứu khoa học và giải quyết vấn đề được rút trích từtrước đến nay Trong số đó, phương pháp Thử - Sai có lẽ là gần gũi nhất được sử dụng nhiều nhất Tuy nhiên độ phức tạp của phương pháp này tương đối cao do không gian phép thử thường là lớn

Ðể khắc phục những nhược điểm của phương pháp thử và sai, ở thời kỳ phát triển banđầu của khoa học sáng tạo, người ta cố gắng sưu tầm, thu thập kinh nghiệm riêng, các mẹo vặt gọi chung là các thủ thuật suy nghĩ, nhằm mục đích giảm số lượng và rút ngắn thời gian lựa chọn các phương án thử Người ta đã tìm được 40 thủ thuật dùng cho tư duy sáng tạo kỹ thuật

Trong phạm vi đề tài này, học viên xin trình bày hai mảng nội dung chính như sau: Trình bày một cách sơ lược, khái quát về 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản, đồng

thời nêu một vài ví dụ cho mỗi nguyên tắc.

 Phân tích sự vận dụng, áp dụng của các nguyên tắc này vào việc phát triển máy tính xách tay cá nhân

Qua đây học viên xin gởi lời cám ơn tới GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm đã giúp học viêncó được kiến thức nền tảng về khoa học, về các phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học Từ đó giúp học viên có được cở sở vững chắc để phục vụ cho việc nghiên cứu saunày.

1 Nguyên lý phân nhỏ

Nội dung:

- Chia đối tượng thành các phần độc lập.

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

Ví dụ:

- Trình biên dich được chia nhỏ thành nhiều phần để dễ thao tác

- Module hoá trong lập trình, chia nhỏ chương trình thành các chương trình con, các hàm con độc lập.

- Chia bài toán thành nhiều trường hợp nhỏ và chứng minh từng trường hợp Ứng dụng

- Máy tính cá nhân được lắp ghép từ nhiều linh kiện khác nhau: mainboard, CPU, Ram,monitor, mouse, keyboard, ổ cứng, ổ CD/DVD … giúp giảm bớt giá thành tuỳ theo nhu cầu sử dụng.

- Cơ chế raid 0 chia dữ liệu thành 2 hay nhiều phần và lưu mỗi phần vào các ổ cứng khác nhau giúp tăng tốc độ ghi dữ liệu.

- Quy trình phát triển phần mềm được chia thành nhiều pha: lấy và phân tích yêu cầu, phân tích và thiết kế hệ thống, code, kiểm chứng và bảo trì phần mềm.

- Xe chở vật siêu trường siêu trọng, thay vì làm bánh xe ô tô cho thật lớn, người ta làm xe có rất nhiều dãy bánh kích thước bình thường.

ngăn bị thủng, không làm chìm tàu.

2 Nguyên lý tách kh i đ iỏi đối ối tượng

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.

Ví dụ:

- chuột không dây tách bỏ dây gây cản trở và chiếm chỗ

- Cà phê hòa tan, bột ngọt, đường giúp pha chế nhanh chóng

- Áo gối, vỏ chăn bông…tách khỏi gối và chăn, nên khi bị bẩn không cần thiết phải giặt nguyên cả chăn hay gối.

- Các phần khác nhau của đối tượng có các chức năng khác nhau.

- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc.

Ví dụ:

dễ dàng cho lập trình viên thao tác hơn

- Trên quyển lịch, các ngày nghỉ được in mực đỏ.

6 Nguyên lý 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.

Các phần mềm như Total Commander, 7zip … có nhiều chức năng khác nhau: quản lý tập tin, giải nén và nén nhiều loại file khác nhau …

- Bàn phím có thể thay đổi vị trí con trỏ chuột (thực hiện chức năng chuột) hoặc ngược lại chuột có thể bấm các kí tự trên bàn phím ảo để soạn thảo văn bản.

- Loại ổ cắm cho phép sử dụng được với cả hai loại phích cắm dẹt và phích cắm

Bút thử điện đồng thời là tuốc-nơ-vít.

7 Nguyên lý “chứa trong”

- Thư mục chứa nhiều thư mục và nhiều tập tin giúp cho việc quản lý dễ dàng hơn.

- Trong lập trình hướng đối tượng, tính chất kế thừa cũng áp dụng nguyên tắc chứa trong Đối tượng con sẽ kế thừa (“chứa”) tất cả các thuộc tính và phương thức của đốitượng cha (các thuộc tính và phương thức protected và public).

- Case chứa nhiều linh kiện máy tính như nguồn, mainboard, cpu, fan làm mát …

Mỏ neo giữ tàu khỏi trôi.

-

9 Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ

Nội dung: Gây ứng suất trước với đối tượng để 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).

Ví dụ:

- Loại đồ chơi phải lên dây cót trước.

- Trước khi phẫu thuật phải gây tê, gây mê nạn nhân, gây tê cục bộ.

-10 Nguyên lý thực hiện sơ bộ

Nội dung:

- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng.

- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển.

Ví dụ:

- Laptop, điện thoại muốn xài phải sạc pin.

- Lập trình viên phải tìm hiểu kỹ công nghệ mới trước khi làm việc với nó.Các thao tác tiền xử lý ảnh, chuẩn hoá ảnh giúp tăng hiệu quả nhận dạng ảnh

- Tem, biên lai đã tạo lỗ trước, ki cần xé ra dễ dàng, nhanh chóng.

- Thực phẩm làm sẵn, mua về là có thể nấu ngay được.

-11 Nguyên lý dự phòng

Nội dung: Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các

phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn.

Ví dụ:

- UPS: bộ lưu điện giúp cho việc tắt máy đúng quy trình không bị mất mát dữ liệu.

- Các server lưu trữ dữ liệu thường tạo nhiều bản sao của dữ liệu.

- Google code giúp việc quản lý source code hiệu quả, lưu lại tất cả các phiên bản source code.

- Khi người dùng xoá file hay folder nó sẽ được đưa vào thùng rác và có thể khôi phục lại khi cần thiết.

- Các phương tiện báo cháy, phòng cháy, chữa cháy.

- Các phao, xuồng cấp cứu trên các tàu thủy.

-13 Nguyên lý đảo ngược

Nội dung:

- Chứng minh phản chứng trong Toán và Tin học.

- Trong mã hoá thông tin, ta dùng phương pháp đảo bit để mã hoá, khi cần giải mã thì đảo bit lần nữa.

- CPU thay vì tăng số lượng transitor lên thật nhiều sẽ tăng tốc độ xử lý lên cao, người ta suy nghĩ ngược lại đó là không tăng số lượng transitor mà họ tăng số lượng nhân bên trong CPU.

- Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược

- Làm phần chuyển động của đối tượng thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yênthành chuyển động.

- Lật ngược đối tượng

- Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn.

- Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm.

Ví dụ:

- Đĩa quang CD, DVD, BlueRay, đĩa cứng, mềm: chính là ứng dụng nguyên tắc này đểghi dữ liệu, vì cách lưu của nó trên từng track (vòng tròn) trên đĩa.

thuận lợi cho việc vận chuyển

- Thước dây chuyển thành thước cuộn.

- Dây may so bếp điện, dây gắn ống nghe điện thoại có dạng lò xo xoắn

- Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.

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

-Ví dụ: Thư viện liên kết động DLL.

- Mạng máy tính không dây wireless giúp truy cập internet ở mọi nơi trong nhà, trường học, cơ quan

- Điện thoại Samsung Galaxy Skin màn hình dẻo rất linh động có thể uốn cong.

- Kiểu con trỏ void * trong C++ hay kiểu Object trong C#, Java có thể ép thành bất cứ kiểu gì.

- Các loại bàn, ghế, giường xếp hoặc thay đổi được độ cao, độ nghiêng.

- Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn

một chút Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn.

Ví dụ

- Phép tính làm tròn số, tính gần đúng trong toán và tin học.

Trong 1 project, nếu giải quyết 1 yêu cầu ban đầu của khách hàng quá khó, lập trình viên có thể đề xuất 1 cách khác không giống như yêu cầu ban đầu (có thể tăng hoặc giảm số bước thực hiện) để đạt được kết quả mong muốn

- Thắt lưng, dây đồng hồ đục thừa nhiều lỗ để những người sử dụng khác nhau đều

dùng được.

gọng kính mà cắt lại cho phù hợp và lắp vào.

17 Nguyên lý chuyển sang chiều khác

Nội dung:

- Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng.- Đặt đối tượng nằm nghiêng.

- Sử dụng 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.

Ví dụ

- Trước khi nhận dạng ảnh mặt người, người ta thường giảm số chiều của ảnh đầu vào xuống bằng cách chiếu vào không gian đặc trưng(thuật toán PCA) rồi sau đó mới tiến hành nhận dạng giúp cho việc giảm chi phí tính toán.

- Thay vì lập trình phần mềm bình thường 1 lớp chỉ chia các hàm, module độc lập, ta nên sử dụng mô hình 3 layers (3 lớp) độc lập để phát triển ứng dụng nhanh hơn, dễ dàng hơn.

- Các loại quần áo mặc được cả hai mặt.

- Nhà ở nhiều tầng, xe buýt hai tầng, máy bay hai tầng.

- Các loại đồ dùng massage trong gia đình như gối massage, ghế massage, giường

- Các loại âm thanh báo hiệu như còi xe cấp cứu, cứu hoả, báo hiệu xe lùi, báo đổ

chuông, máy bận của điện thoại.

- Trong điện tử có bộ môn: kỹ thuật xung.

- Xây dựng các giải thuật hoạt động đồng thời để khai thác tối đa hoạt động của CPU.

- Thiết kế các server máy tính hoạt động 24/24.

- Trong việc truyền tin, đối với gói tin truyền không thành công, ta cho truyền liên tục cho đến khi được nhận thành công.

- Ô tô vận tải, chuyến đi, chuyến về phải chở hàng, tránh chạy không.

- Ắc-quy phát điện lúc xe, tàu không hoạt động để thắp sáng hay dùng khởi động xe

và tích điện bù lại khi động cơ làm việc.

21 Nguyên lý vượt nhanh

Nội dung:

- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết Ví dụ

- Trong lập trình các cấu trúc rẽ nhánh (if … else …), lệnh nhảy (goto), lệnh thoát khỏi,tiếp tục trong vòng lặp (break, continue).

- Cấu hình bios bỏ qua việc kiểm tra thiết bị, bộ nhớ … để khởi động nhanh hơn.

- Máy khoan răng có tần số vòng quay lớn.

- Do yêu cầu công việc, người ta chế tạo các loại sơn, keo dán, xi măng mau khô.

22 Nguyên lý biến hại thành lợi

Nội dung:

- Sử dụng những tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi.

- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác.- Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa.

- Người ta biến sức tàn phá của lũ lụt thành điện năng bằng cách xây dựng các hồ

chứa nước và nhà máy thuỷ điện.

- Dùng con đĩa để hút máu độc.

23 Nguyên lý quan hệ phản hồi

Nội dung:

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.Ví dụ

- Việc gửi email google hay yahoo, thường có thông báo phản hồi khi gửi tới địa chỉ mail không tồn tại.

- Cơ chế client – server, client gửi request yêu cầu server thực hiện chức năng nào đó hay lấy thông tin gì đó, server gửi thông tin phản hồi lại cho client.

- Chức năng server tự động gửi mail đến cho lập trình viên khi deloy ứng dụng web bị lỗi.

- Các loại rờle đóng ngắt tự động cho máy làm việc hay ngừng; tùy theo nhiệt độ,

cường độ dòng điện, mực nước, áp suất, độ ẩm.

- Kính đeo mắt thay đổi độ trong suốt tùy theo cường độ ánh nắng mặt trời.

24 Nguyên lý sử dụng trung gian

Nội dung:

- Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.

- Trong windows luôn có thư mục temp, trong lập trình các biến tạm (temp), trong CSDL có bảng tạm.

- Bộ nguồn là bộ trung gian chuyển đổi điện thế từ bên ngoài sang điện thế phù hợp để máy tính sử dụng Bộ sạc laptop hay điện thoại.

- Trong CPU, ổ đĩa cứng, ổ CD/DVD luôn có vùng bộ nhớ đệm (cache) giúp tăng tốc độ xử lý.

- Office 2013 có thể mở và chỉnh sửa được file pdf thông qua trung gian file word (chuyển pdf sang word rồi chỉnh sửa sau đó lưu lại pdf).

- Trong quá trình compile, mã nguồn được chuyển thành mãtrung gian sau đó mới

chuyển sang mã đích (mã máy).

- Ổ cắm điện chuyển đổi từ dẹt sang tròn và ngược lại.

- Các loại biến thế điện.

- Cơ chế tự động kiểm tra đĩa cứng khi máy tính bị mất điện đột ngột.

Cơ chế Automatic Repair Windows khi hệ điều hành bị sự cố không khởi động lên được

- Các phần mềm giả lập lái máy bay, tàu vũ trụ …

- Các phần mềm giả lập: chơi game console trên máy tính như Snes9x (Super

Nintendo), Dolphin (Game Cube, Wii) …; cài đặt và chạy nhiều hệ điều hành khác nhau trên máy tính: VirtualBox, Vmware.

- Tạo bàn phím ảo trên trang web khi đăng nhập giúp chống keylogger.

- Các loại bản đồ, sơ đồ, hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị.- Các phép tương tự hoá.

27 Nguyên lý rẻ thay cho đắt

- Sử dụng phần mềm miễn phí (hay chi phí ít hơn) thay cho phần mềm có chi phí cao với chức năng gần tương đương nhau Ví dụ: OpenOffice thay cho MicrosoftOffice, VirtualBox thay cho VMware, hệ điều hành Ubuntu thay cho Microsoft Windows …

- Khăn lau tay, lau mặt dùng một lần rồi bỏ.

- Ly chén diã bằng giấy hoặc nhựa rẻ tiền, dùng một lần, đảm bảo vệ sinh, dùng tại

những nơi không có điều kiện rửa hoặc cần phải tiết kiệm thời gian.

28 Thay thế sơ đồ cơ học

Nội dung:

- Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị.

- Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng.- Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi

theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

Nội dung:

- Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí,

nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực.

Ví dụ

Sử dụng bộ phận tản nhiệt bằng nước hay nitơ lỏng giúp máy tính được tản nhiệt tốt hơn xài fan thông thường

- Dây cung, dây nỏ chuyển sang sử dụng bơm nén, súng hơi.

- Các con thú đồ chơi, thay vì nhồi bông, rơm người ta làm loại thú đồ chơi chỉ cần thổi lên.

30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng

Nội dung:

- Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối.

- Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng.Ví dụ

- Bàn phím có loại được chế tạo từ vỏ nhựa dẻo có thể bẻ cong.

- Điện thoại “dẻo” Samsung Galaxy Skinđược làm từ một cặp màn hình AMOLED mềm dẻo gắn với nhau.

- Các loại bao bì, túi nylong, áo đi mưa, khăn trải bàn nilong.- Ống nhựa dẻo các loại.

- Case CPU có nhiều lỗ để thoát khí nóng.

Chiếc máy tính Portege R600 của Toshiba nặng có 950 gram, đó là nhờ bộ khung

32 Nguyên lý thay đổi màu sắc

Nội dung:

- Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

- Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài.

- Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất

phụ gia màu, hùynh quang.

- Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu.- Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp.

- Điện thoại cùng 1 dòng sản phẩm có nhiều màu khác nhau: đen, trắng, đỏ …

- Băng keo trong suốt, dán trang sách bị rách mà vẫn đọc được.- Các vật chứa trong suốt có thể nhìn thấy chất đựng bên trong.

33 Nguyên lý đồng nhất

Nội dung:

- Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một

vật liệu với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước.

-Ví dụ: Trong khi thiết kế 1 trang web, phần giao diện phải luôn đồng nhất với nhau

Các form nhập liệu phải có đồng nhất giao diện: màu sắc, cách bố trí textbox, button … phải giống nhau Các form thông báo phải giống nhau chung 1 chuẩn: chỗ nào hiệnicon, chỗ nào hiện thông điệp …

- Các loại keo làm từ cao su để dán cao su, tương tự như vậy, nhựa để hàn nhựa.- Phải chọn cùng nhóm máu mới truyền được.

34 Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần

Nội dung:

- Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân

hủy hoặc phải biến dạng.