SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÀN HÌNH MÁY TÍNH CÁ NHÂN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO S.C.A.M.P.E.R

Trong khi hầu hết các máy tính ra đời đầu tiên đều có một máy in kết quả ra giấy thì thuở sơ khai của màn hình số lại bị hạn chế bởi các bóng đèn báonhấp nháy.. Bìa đục lỗ vừa là đầu ra,

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

ĐỀ TÀI

SỰ PHÁT TRIỂN CỦA MÀN HÌNH MÁY TÍNH

CÁ NHÂN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO

S.C.A.M.P.E.R.

HỌC VIÊN THỰC HIỆN: VŨ THÁI

MÃ SỐ: CH1201061 LỚP: Cao học khóa 7

TP HỒ CHÍ MINH Tháng 4/2013

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN

-LỜI NÓI ĐẦU

Sau khi tham dự môn học về “Phương pháp nghiên cứu khoa học” tại trường Đại học Công nghệ thông tin do thầy GS.TSKH Hoàng Kiếm giảng dạy,tôi đã có cái nhìn rõ hơn về các nguyên lí sáng tạo Việc vận dụng các nguyên lísáng tạo vào nghiên cứu khoa học là rất quan trọng Nó giúp chúng ta ứng dụngsáng tạo, linh hoạt, hiệu quả trong công việc, trong nghiên cứu, mang lại nhữngkết quả tốt nhất; đồng thời chống lại thói quen suy nghĩ theo lối mòn

Trong phạm vi đề tài này, tôi muốn chia sẽ những thông tin, hiểu biết, đánhgiá của bản thân về nội dung tôi đã tìm hiểu, cùng các phương pháp lí luận sángtạo mà tôi nhận thấy trong quá trình nghiên cứu, sáng tạo và phát triển ra các thế

hệ màn hình máy tính từ trước đến nay Mong rằng sẽ được sự đóng góp ý củathầy và các bạn

Em xin chân thành cảm ơn thầy Với sự giảng dạy của thầy, em đã có cáinhìn mới, rộng và sâu hơn về những thành tựu khoa học hay những sản phẩm rấtquen thuộc quanh ta Nó sẽ là tiền đề cho em nói riêng và các bạn cùng học nóichung bước đầu vào các hướng nghiên cứu mới

Em kính chúc thầy nhiều sức khỏe, để tiếp tục đào tạo nên những thế hệ mới,góp phần cho sự nghiệp kiến thiết con người, kiến thiết đất nuớc

Tp.HCM, ngày 24 tháng 4 năm 2013 Học viên thực hiện: VŨ THÁI

Mã số học viên: CH1201061 Lớp: CH07 Email: vuthai@thptduongminhchau.edu.vn

MỤC LỤC

NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN 1

LỜI NÓI ĐẦU 2

Chương 1: Lịch sử phát triển của màn hình máy tính cá nhân 4

1 “Màn hình” bằng các đèn nhấp nháy 4

2 Bìa đục lỗ vừa là đầu ra, vừa là đầu vào 4

3 Băng giấy thay cho các tấm bìa đục lỗ 5

4 Thuở sơ khai của màn hình CRT 6

5 Máy điện báo trở thành “màn hình” 7

6 Glass Teletype 7

7 Video phức hợp ra đời 8

8 Màn hình video phức hợp nở rộ 9

9 Ti-vi được dùng làm màn hình máy tính 10

10 Màn hình plasma xuất hiện 10

11 Kỉ nguyên của LCD hé lộ 11

12 Các tiêu chuẩn màn hình của IBM 12

13 Các màn hình của Macintosh 13

14 Các màn hình RGB 13

15 Những đổi mới giúp thống nhất các loại màn hình 14

16 Màn hình LCD cho laptop tiếp tục cải tiến 15

17 Kỉ nguyên của màn hình VGA 15

18 LCD cho máy tính bàn 16

19 Màn hình máy tính ngày nay 17

Chương 2: Ý tưởng đề xuất phát triển màn hình máy tính cá nhân theo bảy nguyên tắc S.C.A.M.P.E.R .18

1 Nguyên tắc của phép thay thế - SUBSTITUTE 19

2 Nguyên tắc của phép kết hợp - COMBINE 19

3 Nguyên tắc của phép thích ứng - ADAPT 20

4 Nguyên tắc của phép điều chỉnh - MODIFY 20

5 Nguyên tắc của phép dùng vào việc khác - PUT 21

6 Nguyên tắc của phép hạn chế /loại bỏ - ELIMINATE 21

7 Nguyên tắc của phép tái cấu trúc / đảo ngược - REARRANGE / REVERSE 21

Chương 3: KẾT LUẬN 22

TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

Chương 1: Lịch sử phát triển của màn hình máy tính cá nhân

Lịch sử màn hình máy tính trải qua 70 năm phát triển từ thuở sơ khai là cácbăng giấy hay bìa đục lỗ cho đến các ống CRT và công nghệ LCD hiện đại nhưngày nay

1 “Màn hình” bằng các đèn nhấp nháy

Thiết bị cuối ZUSE 23 (1941) chỉ bao gồm các đèn báo để biểu diễn đầu ra của chương trình máy tính Nó vẫn còn được trang bị cho các máy tính điện tử ở những năm 1950 như máy

Univac I (1951).

Trong khi hầu hết các máy tính ra đời đầu tiên đều có một máy in kết quả

ra giấy thì thuở sơ khai của màn hình số lại bị hạn chế bởi các bóng đèn báonhấp nháy Chúng là các bóng đèn chỉ thị bật hoặt tắt khi máy tính xử lý các câulệnh hay truy cập đến các vùng nhớ

2 Bìa đục lỗ vừa là đầu ra, vừa là đầu vào

ENIAC là một trong số các máy tính điện tử đầu tiên sử dụng bìa đục lỗ đểthể hiện cho cả đầu vào lẫn đầu ra của một chương trình máy tính Để viết mộtchương trình, người vận hành máy tính sẽ soạn thảo trên một chiếc máy giốngnhư máy đánh chữ, mỗi câu lệnh sẽ được mã hóa bằng cách tự động đục các lỗtrên các thẻ bằng giấy

Sau đó, người ta sẽ thả một số lượng lớn các tấm bìa chi chít lỗ đó vào máytính để nó có thể đọc và thực hiện chương trình.

Bên trái: một người vận hành máy tính đang cho các tấm bìa đục lỗ vào máy ENIAC (1947).

Bên phải: Bộ lập bảng IBM 405 giúp người vận hành tính kết quả của đầu ra.

Phía đầu ra, kết quả cũng được mã hóa bằng việc đục lỗ các bìa và sau đónhững người vận hành sẽ giải mã nó với một thiết bị như bộ lập bảng IBM 405(bên phải ảnh) để đếm và in các giá trị của tấm bìa lên một băng giấy

3 Băng giấy thay cho các tấm bìa đục lỗ

Máy in điện báo CREED 75 (1958) sử dụng băng giấy đục lỗ thay cho các tấm bìa đục lỗ.

Để thay thế cho các bìa đục lỗ, nhiều máy tính sau đó đã sử dụng một bănggiấy dài cũng được đục lỗ để biểu diễn cho một chương trình máy tính Nguyên

lí không hề thay đổi, người vận hành máy tính sẽ cho chạy băng giấy qua một

chiếc máy như trong ảnh, kết quả chương trình cũng được lưu trên một bănggiấy đục lỗ và dựa trên băng giấy này, một máy đánh chữ điện tử sẽ đánh ra kếtquả bằng ngôn ngữ mà nhà lập trình dễ dàng hiểu được.

4 Thuở sơ khai của màn hình CRT

Các ống tia ca-tốt (CRT) xuất hiện lần đầu tiên trong máy tính lại đượcdùng trong bộ nhớ chứ không phải ở bộ phận hiển thị Không lâu sau đó, người

ta đã nhận ra rằng chúng có thể được sử dụng để hiện thị nội dung của bộ nhớdựa trên CRT (như hai máy tính ở bên trái)

Các thiết bị dùng CRT làm màn hình hiển thị đơn giản: màn hình SWAC 1950), thiết bị cuối

Ferranti Mark 1 Star (1951), SAGE (1957) và PDP-1 (1960).

Sau đó, các máy radar và máy hiện sóng đã được lắp vào các ống CRT đểhiện thị một màn hàn hình đồ họa đơn giản (không có màu sắc và chỉ thể hiệnđược các vec-tơ), điển hình là hệ thống SAGE và PDP-1

5 Máy điện báo trở thành “màn hình”

Trước khi có máy tính điện tử, từ năm 1902, các máy điện báo đánh chữđược sử dụng để trao đổi nội dung các văn bản Đây là dạng máy đánh chữ điện

tử có thể giao tiếp (truyền tín hiệu) với các máy khác thông qua các đường dâyđiện (sau này còn qua sóng radio) và sử dụng một loại mã đặc biệt

Một máy điện báo đánh chữ ASR-33 (1962) được sử dụng làm

"màn hình" máy tính.

Cho đến những năm 1950, các kĩ sư đã nối trực tiếp máy điện báo lên máytính để dùng nó như một thiết bị hiển thị Các máy điện báo sẽ in ra kết quả liêntục của một phiên làm việc của máy tính Đây vẫn là dạng giao điện đầu ra rẻnhất đối với các máy tính cho đến giữa những năm 1970

6 Glass Teletype

Tại một thời điểm ở những năm 1960, các kĩ sư nhận ra rằng họ có thể sửdụng các ống CRT để tạo thành một “tờ giấy ảo” thay cho tờ giấy thật của máyđiện báo Glass teletype là cái tên đầu tiên cho thiết bị đầu ra dạng này

Uniscope 300 (1964) và ADM-3 (1975) là các glass teletype sử dụng CRT để hiển thị kết quả

chương trình máy tính.

Dạng màn hình video này hiển thị nhanh và linh động hơn so với dùng giấynên nó đã trở thành phương pháp vượt trội để thể hiện giao diện của máy tínhtrong nửa đầu những năm 1970

Thiết bị đầu ra được nối với máy tính qua dây cáp, thường chỉ truyền cácđoạn mã biểu diễn kí tự văn bản chứ không phải đồ họa Cho đến những năm

1980, một số màn hình mới được hỗ trợ màu sắc

7 Video phức hợp ra đời

Những chiếc máy điện báo đánh chữ (kể cả những chiếc có đầu ra là bănggiấy) cũng là cả một gia tài

Tìm kiếm một biện pháp thay thế rẻ hơn, Don Lanscaster, Lee Felsenstein

và Steve Wozniak đã cùng lúc đưa ra một ý tưởng: xây dựng một thiết bị cuốigiá rẻ là màn hình video CCTV

Các thiết bị cuối hiển thị video đầu tiên: CT-1024 (1974) và sau đó là Sol-20 và Apple I vào

năm 1976.

Không lâu sau đó, Wozniak và Felsenstein đã lần lượt cho ra mắt các thiết

bị hiển thị đầu ra video là Apple I và Sol-20 Những chiếc máy tính đầu tiên cómàn hình video được sản xuất vào năm 1976

8 Màn hình video phức hợp nở rộ

Màn hình video phức hợp TRS-80 (1977) và Commodore 1702 (1983).

Ngoài các màn hình ti-vi RF, nhiều loại máy tính cá nhân (PC) đã được hỗtrợ các màn hình video phức hợp cho chất lượng hình ảnh cao hơn Cuộc cáchmạng PC đem đến luồng gió mới, các nhà sản xuất máy tính như Apple,Commodore, Radio Shack, TI đều bắt tay thiết kế và đóng nhãn các màn hìnhvideo một màu hoặc có đa màu cho các hệ thống máy tính của mình

Hầu hết các màn hình như vậy đều có thể thay thế hoàn toàn được chonhau

9 Ti-vi được dùng làm màn hình máy tính

Vào cuối những năm 1970, bắt đầu nảy sinh ý tưởng sử dụng chính mànhình ti-vi làm đầu ra video cho máy tính Một số doanh nghiệp đã mạnh dạn sảnxuất các bộ điều biến RF cho Aplle II để chuyển video phức hợp sang một dạngcác tín hiệu mà ti-vi có thể “hiểu” được

Bộ điều biến RF Apple II (1977) được nối với một chiếc ti-vi đang hiển thị kết quả chương

10 Màn hình plasma xuất hiện

Những năm 1960, công nghệ màn hình plasma bắt đầu nổi lên Công nghệnày sử dụng một loại khí mang điện bị giữ giữa hai tấm gương, khi một điện tíchđược tạo ra tại một vị trí xác định, một vùng sáng sẽ xuất hiện

Các thiết bị cuối sử dụng công nghệ plasma: PLATO IV (1972), GRID Compass 1101 (1982)

và IBM 3290 (1983).

Một trong những thiết bị sớm nhất sử dụng màn hình plasma là PLATO IV.Đầu tiên, các công ty như IBM hay GRID đã thử nghiệm với các màn hìnhtương đối nhẹ và mỏng trên các máy tính xách tay Công nghệ này chưa bao giờđược áp dụng cho PC nhưng sau này nó lại xuất hiện trong các bộ ti-vi màn hìnhphẳng

11 Kỉ nguyên của LCD hé lộ

Máy tính bỏ túi SHARP PC-1211 (1980), TRS-80 Model 100 (1983) và Toshiba T1000 (1987)

là các thiết bị sử dụng màn hình LCD đầu tiên.

Một công nghệ màn hình chưa từng có, màn hình tinh thể lỏng (LCD), đãxuất hiện trong những năm 1960 và ra mắt lần đầu tiên trên thị trường vàonhững năm 1970 ở trong máy tính bỏ túi và đồng hồ đeo tay

Các máy tính xách tay đầu tiên của những năm 1980 đã tận dụng LCD vớiviệc xuất hiện rất nhiều các màn hình mỏng, nhẹ và tiết kiệm năng lượng CácLCD đời đầu thường chỉ có một màu và có độ tượng phản yếu

12 Các tiêu chuẩn màn hình của IBM

Năm 1981, các máy tính cá nhân của IBM gắn trực tiếp một màn hìnhvideo một màu theo tiêu chuẩn MDA và phải cảnh tranh với một số thiết bị đầu

ra video sắc nét khác Với các đồ họa có màu sắc, IBM đã thiết kế bộ điều hợpCGA nối tới một màn hình video phức hợp IBM 5153

Màn hình IBM 5151 (1981) sử dụng thiết kế MDA và UBM 5153 (1983) sử dụng thiết kế

EGA.

Năm 1984, IBM cho giới thiệu EGA, một tiêu chuẩn màn hình mới có độphân giải cao hơn và nhiều màu sắc hơn Các tiêu chuẩn video khác của IBMtiếp tục được hoàn thiện trong những năm 1980 nhưng chúng không đạt đượcthành công như MDA và EGA

13 Các màn hình của Macintosh

Máy tính Macintosh I (1984) có màn hình đen trắng và gắn liền với CPU trong khi màn

hình Macintosh II (1987) đã tách biệt và hiển thị màu sắc RGB.

Chiếc máy tính Macintosh đầu tiên ra đời năm 1987 bao gồm một màn hìnhMac đen-trắng 9 inch hiển thị đồ họa ảnh nhị phân 512x342 pixel Macintosh II

ra đời cùng năm đã chính thức hỗ trợ màu sắc đồng thời tách biệt riêng màn hìnhvới CPU Tiêu chuẩn video của Mac II cũng tương tự như VGA Các màn hìnhMac tiếp tục phát triển theo thời gian và luôn luôn nổi tiếng với màu sắc đẹp và

15 Những đổi mới giúp thống nhất các loại màn hình

Thời kì đầu của các máy tính cá nhân của IBM, có rất nhiều các thiết kếhiển thị khác nhau cho các màn hình máy tính như MDA, CGA, EGA,…

Để giải quyết vấn đề này, NEC đã phát minh ra màn hình đa đồng bộ hóađầu tiên hỗ trợ các độ phân giải, tần số quét và tốc độ làm tươi khác nhau trongcùng một màn hình Khả năng này nhanh chóng đã trở thành tiêu chuẩn trongngành công nghiệp

Màn hình đa đồng bộ hóa của NEC (1985) và màn hình IBM B513 VGA (1987).

Năm 1987, IBM đã cho giới thiệu tiêu chuẩn VGA và các màn hình VGAđầu tiên với dòng máy tính PS/2 Kể từ đó, hầu hết mọi tiêu chuẩn video analogđều kí hiệu là VGA

16 Màn hình LCD cho laptop tiếp tục cải tiến

Các laptop Altima NSX (1990) và Extensa 570CDT (1996) có màn hình LCD với màu sắc đẹp hơn

nhiều so với trước đó.

Khi các màn hình LCD mới xuất hiện, chúng là các công nghệ đơn sắc có

độ tương phản thấp và tốc độ làm tươi chậm Trong suốt các thập kỉ 1980 và

1990, công nghệ LCD được thúc đẩy bởi sự bùng nổ của máy tính xách tay đã

liên tục được cải tiến Chúng đã hiển thị được độ tương phản cao hơn, các gócnhìn tốt hơn và màu sắc đẹp hơn Công nghệ LCD sớm muộn sẽ nhảy sang mộtthị trường tiềm năng hơn, máy tính để bàn.

17 Kỉ nguyên của màn hình VGA

Bên trái là một màn hình có tỉ lệ màn ảnh đặt theo đúng một trang giấy Bên phải là một màn hình

màu theo tỉ lệ 4:3.

Vào giữa những năm 1990, đã có thêm nhiều cải tiến và phát triển đối vớimàn hình cho PC Đây là kỉ nguyên của màn hình VGA đa đồng bộ hóa, có màusắc và giá rẻ, có khả năng xử lí trên một phạm vi rộng độ phân giải Các nhà sảnxuất bắt đầu thử nghiệm với nhiều kích thước (từ 14-21 inch và hơn nữa) và tỉ lệmàn ảnh (tỉ lệ 4:3 hoặc theo tỉ lệ của trang giấy theo chiều dọc) Một số mànhình CRT phẳng đã ra đời vào cuối những năm 1990

18 LCD cho máy tính bàn

Các công ty máy tính đã có các thử nghiệm về màn hình LCD dành chomáy tính bàn từ những năm 1980 với một số lượng nhỏ Những màn hình kiểunày có giá thành khá cao và hiệu suất hoạt động cũng kém hơn so với các mànhình CRT phổ biến lúc đấy

Các màn hình LCD dành cho máy tính bàn của các hãng điện tử ViewSonic (bên trái), IBM

(ở giữa) và Apple (bên phải).

Điều này đã bị thay đổi từ khoảng năm 1997 khi một số công ty nhưViewSonic, IBM và Apple cho giới thiệu các màn hình LCD màu có chất lượng

đã đủ để cạnh tranh với các màn hình CRT và giá thành của chúng đã ở mức hợp lý

Các màn hình LCD giúp tiết kiệm không gian làm việc, tiêu tốn ít điện vàsinh nhiệt cũng ít hơn nên nhanh chóng được nhiều để ý tới

19 Màn hình máy tính ngày nay

Từ năm 2007, các màn hình LCD dành cho máy tính bàn đã vượt doanh thubán ra so với các màn hình CRT và thị trường của nó tiếp tục được mở rộng.Ngày nay, các màn hình LCD đã trở thành tiêu chuẩn phổ biến nhất cho ngànhcông nghiệp máy tính

Gần đây, màn hình LCD ngày càng rẻ hơn và thậm chí các nhà sản xuất đãthiết kế cả các màn hình đôi như trong ảnh trên

Màn hình LCD đã trở nên phổ biến, xuất hiện nhiều thiết kế độc đáo như màn hình đôi, màn

Reverse

/Rearrage

Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH HOÀNG KIẾM Phương pháp nghiên cứu khoa học

S.C.A.M.P.E.R.

Combine

Adapt

Modify Put

Eliminate

Reverse

/Rearrage

1 Nguyên tắc của phép thay thế - SUBSTITUTE.

- Theo xu thế hiện nay, màn hình

càng mỏng, nhẹ và tiết kiệm điện càng

tốt Do đó trong tương lai, các màn

hình OLED (Organic Light Emitting

Diode) nhẹ hơn, mỏng hơn, màu sắc

thật hơn, độ tương phản cao hơn và tiết

kiệm điện năng hơn sẽ thay thế cho

các màn hình dùng công nghệ LCD

hiện nay

- Sử dụng vật liệu dẻo thay thế cho vật liệu truyền thống, màn hình có thể

uống cong, gấp lại và mang đi dễ dàng

- Màn hình với khả năng hiển thị 3D sẽ thay thế cho màn hình 2D hiện tại.

2 Nguyên tắc của phép kết hợp - COMBINE.

- Sự xuất hiện của Windows 8 với giao diện Start làm tăng nhu cầu màn

hình cảm ứng cho máy tính cá nhân Đây chính là sự kết hợp giữa màn hình và

chuột máy tính Tuy nhiên, giá thành màn hình cảm ứng cho PC còn quá cao,cần cải tiến công nghệ và quy trình sản xuất để giảm giá thành sản phẩm