Tiểu luận Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học ứng dụng vào xây dựng nền tảng trí tuệ kinh doanh trên đám mây mã nguồn mở

PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO THÔNG DỤNG .... TỔNG QUAN Nhằm đáp ứng yêu cầu môn học “Phương pháp nghiên cứu khoa học”, đồng thời thể hiện sự đam

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

MÃ SỐ: 1212037 LỚP: CAO HỌC KHOÁ K22

TP.HCM, 2012

LỜI CÁM ƠN

Chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, Tp.HCM đã tạo điều kiện tốt cho em tiếp cận môn học

“Phương pháp nghiên cứu khoa học”

Chúng em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm, là người đã tận tình truyền đạt kiến thức, hướng dẫn, chỉ bảo chúng em trong suốt thời gian thực hiện báo cáo môn học

Em cũng xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến quý thầy cô trong Khoa Công nghệ Thông tin cùng các bạn bè thân hữu đã nhiệt tình đóng góp ý kiến, cũng như động viên để em hoàn thiện hơn báo cáo của mình

Chúng em xin gửi lòng biết ơn sâu sắc đến ba, mẹ, các anh chị và bạn bè đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên chúng em trong những lúc khó khăn cũng như trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu

Mặc dù chúng em đã cố gắng hoàn thành báo cáo trong phạm vi và khả năng cho phép, nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong sự cảm thông và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn

Học viên thực hiện Bùi Đắc Thịnh

MỤC LỤC

LỜI CÁM ƠN II MỤC LỤC I DANH MỤC CÁC HÌNH III DANH MỤC CÁC BẢNG III

TỔNG QUAN 1

1.1 TỔNG QUAN TIỂU LUẬN 1

1.2 NỘI DUNG TIỂU LUẬN 1

CHƯƠNG 1 KHOA HỌC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO 2

1.1 KHOA H ỌC 2

1.2 NGHIEN C ỨU KHOA H ỌC 2

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO THÔNG DỤNG 4

2.1 PHƯƠNG PHAP LUẬN SANG T ẠO TRIZ 4

2.1.1 Giới Thiệu 4

2.1.2 TRIZ và các 40 Nguyên tắc Sáng Tạo 5

2.2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG T ẠO THÔNG D ỤNG TRONG TIN H ỌC 6

2.2.1 Nguyên tắc phân nhỏ 7

2.2.2 Nguyên tắc tách khỏi 7

2.2.3 Nguyên tắc kết hợp 8

2.2.4 Nguyên tắc vạn năng 8

2.2.5 Nguyên tắc dự phòng 9

2.2.6 Nguyên tắc sao chép 9

2.2.7 Nguyên tắc đảo ngược 10

2.2.8 Nguyên tắc tự phục vụ 10

2.2.9 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 10

2.2.10 Nguyên tắc đồng nhất 11

CHƯƠNG 3 TRÍ TUỆ KINH DOANH 12

3.1 GIỚI THIỆU TRÍ TUỆ KINH DOANH 12

3.1.1 Kho Dữ Liệu 13

3.1.2 Kỹ Thuật Khai Thác Dữ Liệu 13

3.2 TRÍ TUỆ KINH DOANH TRUYỀN THỐNG 15

3.3 TRÍ TUỆ KINH DOANH VÀ Đ IỆN TOÁN Đ ÁM MÂY 16

3.3.1 Điện Toán Đám Mây 16

3.3.2 Trí Tuệ Kinh Doanh trên Điện Toán Đám Mây 18

CHƯƠNG 4 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TRÍ TUỆ KINH DOANH 20

4.1 PHÂN TÍCH S Ự ÁP D ỤNG CÁC QUY T ẮC SÁNG T ẠO VÀO TRÍ TUỆ KINH DOANH 20

4.1.1 Phân nhỏ - Tách khỏi – Kết hợp – Vạn năng: 20

4.1.2 Dự Phòng – Sao Chép 23

4.1.3 Tự Phục Vụ - Linh Động 23

4.1.4 Rẻ thay cho đắt 23

4.1.5 Đồng nhất 24

4.2 PHÂN TÍCH GIẢI PHÁP K ẾT H ỢP TRÍ TUỆ KINH DOANH VÀ Đ IỆN TOÁN Đ ÁM MÂY 24

4.2.1 Lợi Ích 24

4.2.2 Vấn Đề Lo Ngại 25

CHƯƠNG 5 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 28

TÀI LIỆU THAM KHẢO 29

DANH MỤC CÁC HÌNH

Hình 1-1: Mối quan hệ giữa các loại hình nghiên cứu [1] 3

Hình 2-1: TRIZ kế thừa từ nhiều nguồn khoa học [1] 5

Hình 3-1:Mô hình dữ liệu MOLAP 14

Hình 3-2: Mô hình dữ liệu ROLAP 14

Hình 3-3: Mô hình dữ liệu HOLAP 15

Hình 3-4: Mô hình định nghĩa đám mây của NIST [3] 17

Hình 3-5: Ba mô hình dịch vụ: IaaS - PaaS – SaaS 18

Hình 4-1: Mô hình kiến trúc tổng quan dịch vụ trí tuệ kinh doanh 21

Hình 4-2: Minh hoạ cho mô hình dữ liệu hệ thống BI [8] 22

Hình 4-3: Đề xuất giải pháp cho mô hình BI trong đám mây mã nguồn mở [8] 24

DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2-1: Danh sách các nguyên tắc hay sử dụng chung với nhau 6

TỔNG QUAN

Nhằm đáp ứng yêu cầu môn học “Phương pháp nghiên cứu khoa học”, đồng thời thể hiện sự đam mê công nghệ tri thức trong tin học, em đã tìm hiểu những nguyên tắc sáng tạo và kiến thức liên quan đến tri thức trong tin học để thực hiện bài tiêu luận này Cụ thể, em thực hiện tìm hiểu những phương pháp sáng tạo khoa học đã được áp dụng cho việc xây dựng nền tảng trí tuệ kinh doanh trên đám mây

mã nguồn mở (Business Intelligence on Cloud Computing)

Tiểu luận bao gồm 5 chương, chia thành các nội dung chính như sau:

Chương 1: Khoa học và các nguyên tắc sáng tạo

Chương 2: Phương pháp sáng tạo khoa học trong tin học và những nguyên tắc sáng

tạo thông dụng

Chương 3: Trí tuệ kinh doanh

Chương 4: Nguyên tắc sáng tạo trong Trí tuệ kinh doanh

Chương 5: Kết luận và hướng phát triển

CHƯƠNG 1 KHOA HỌC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO

| Chương này giới thiệu tổng quan về khoa học, nghiên cứu khoa học, bản chất logic khoa học, vấn đề khoa học cùng với các phương pháp đi liền với nguyên tắc sáng tạo trong khoa học Qua chương này, ta có thể nắm được những khái niệm

cơ bản trong khoa học sáng tạo và có khả năng sáng tạo trong việc giải quyết vấn

đề

Khoa học được hiểu là “ hệ thống tri thức về mọi loại quy luât vật chất và

sự vận động của vât chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy “ Hệ thống tri thức được nói ở đây là hệ thống tri thức khoa học, khác với tri thức kinh nghiệm [1]

Tri thức kinh nghiệm là những hiểu biết được tích luỹ một cách ngẫu nhiên

từ trong đời sống hàng ngày Nhờ tri thức kinh nghiệm, con người có được những hình dung thực tế về các sự vật, biết cách phản ứng trước tự nhiên, biết ứng xử trong các quan hệ xã hội Tri thức kinh nghiệm ngày càng trở nên phong phú, chứa đựng những mặt đúng đắn, nhưng riêng biệt chưa thể đi sâu vào bản chất các sự vật,

và do vậy tri thức kinh nghiệm chỉ giúp cho con người phát triển đến một khuôn khổ nhất định Tuy nhiên, tri thức kinh nghiệm luôn là một cơ sở quan trọng cho sự hình thành các tri thức khoa học [1]

Tri thức khoa học là những hiểu biết được tích lũy một cách hệ thống nhờ hoạt động nghiên cứu khoa học, là loại hoạt động được vạch sẳn theo một mục tiêu xác định và được tiến hành dựa trên những phương pháp khoa học Tri thức khoa học không phải là sự kế tục giản đơn các tri thức kinh nghiệm, mà là sự tổng kết những tập hợp số liệu và sự kiện ngẫu nhiên, rời rạc để khái quát hóa thành cơ sở

lý thuyết về các liên hệ bản chất

Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm những điều mà khoa học chưa biết hoặc là phát hiện bản chất sư vật, phát triển nhận

thức khoa học về thế giới hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật mới để cải tạo thế giới [1]

Có nhiều cách phân loại nghiên cứu khoa học Ở đây ta đề cập đến phân loại theo chức năng nghiên cứu và theo tính chất của sản phẩm tri thức khoa học thu được nhờ kết quả nghiên cứu, được mô tả như Hình 1-1

Hình 1-1: Mối quan hệ giữa các loại hình nghiên cứu [1]

CHƯƠNG 2 PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG

TIN HỌC VÀ CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO THÔNG

DỤNG

| Chương này giới thiệu về phương pháp luận sáng tạo TRIZ và áp dụng trong lĩnh vực tin học Bên cạnh đó, đưa ra các nguyên tắc sáng tạo thông dụng trong tin học từ việc đúc kết qua các thập kỉ vừa qua

Hiện nay trên thế giới có nhiều phương pháp luận sáng tạo được xây dựng trên nhiều cách tiếp cận khác nhau để thay cho phương pháp truyền thống thử và sai:

- Tiếp cận kết hợp tâm lý với kinh nghiệm như phương pháp đối tượng tiêu điểm

- Tiếp cận bao quát các phép thử

- Tiếp cận dựa trên các quy luật phát triển hệ thống nhằm xây dựng phương pháp sáng tạo

Trong các cách tiếp cận trên thì cách tiếp cận dựa trên các quy luật phát triển hệ thống mang tính khoa học cao nhất Điển hình của cách tiếp cận này là phương

pháp TRIZ, có nghĩa là “Lý Thuyết Giải Các Bài Toán Sáng Chế” [1]

TRIZ là một phương pháp được nghiên cứu và phát triển trong khoảng 50 năm trở lại đây, được kế thừa tri thức từ nhiều nguồn khoa học – được minh họa như Hình 2-1, là một cuộc đổi mới cho thiết kế hệ thống Một cách đơn giản, TRIZ

là chuổi những thủ thuật sáng tạo giúp nhìn thấy vấn đề từ nhiều góc độ khác nhau, hiểu thấu đáo vấn đề thực sự là gì, và nhìn ra các giải pháp có thể TRIZ có nhiều cấp bậc thực hiện, từ việc sử dụng các công cụ của nó một cách riêng lẻ để có được những lời giải tốt, đến việc làm việc một cách hệ thống nhờ chuổi các kỹ thuật sáng tạo và tìm ra đáp án tốt nhất cho vấn đề khoa học

Hình 2-1: TRIZ kế thừa từ nhiều nguồn khoa học [1]

TRIZ nhanh chóng trở thành lý thuyết lớn với hệ thống công cụ thuộc loại hoàn chỉnh nhất trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mới Nổi bật là TRIZ bao gồm 9 quy luật

phát triển hệ thống với 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản để giải quyết các mâu thuẫn

kỹ thuật

Dựa trên những nhận xét trong [2], em thống kê lại danh sách các nguyên tắc thường được sử dụng chung với nhau, mô tả như Bảng 2-1

Nhóm các nguyên tắc thường sử dụng

Nguyên tắc phân nhỏ, tách khỏi, phẩm chất cục bộ, kết hợp, vạn năng, linh động

Chia đối tượng thành các thành phần độc lập với nhau, từ đó tách các tính chất riêng biệt khỏi đối tượng, làm cho mỗi phần nhỏ của đối tượng có những tính chất khác nhau Các thành phần rời rạc linh động

có thể tháo ghép với nhau làm cho sự kết hợp trở nên

đa dạng

Nguyên tắc chứa trong, phân nhỏ, tách khỏi, kết hợp, đẳng thế, liên tục tác động

có ích

Đặt một đối tượng bên trong đối tượng khác, có thể

phân nhỏ các đối tượng ra và xem chúng ngang bằng nhau Thông qua các đối tượng liên tục tác động với

nhau để tạo ra lợi ích

Nguyên tắc vượt nhanh, tác động theo chu

kì, thay thế sơ đồ cơ học, phân huỷ hoặc tái sinh, sử dụng chuyển pha

Vượt nhanh các giai đoạn nguy hiểm hoặc cần thiết trong chu kì tác động đến đối tượng Tuỳ theo sự vượt nhanh mà ta sử dụng các sơ đồ khác nhau, các pha

phản hồi

Để đối tượng tự vận động, các mâu thuẫn bên trong sẽ

quyết định sự phát triển của đối tượng

Nguyên tắc sao chép, tách khỏi, chuyển sang chiều khác, sử dụng trung gian, rẻ thay cho đắt, thay thế sơ đồ cơ học, thay

đổi màu sắc

Bằng cách thay đổi các phần khác nhau của đối tượng,

sử dụng bản sao thay thế để đạt được hiệu suất cao

hơn

Bảng 2-1: Danh sách các nguyên tắc hay sử dụng chung với nhau

Từ sau cuộc cách mạng khoa học kĩ thuật, công nghệ thông tin là ngành học phát triển mạnh mẽ cùng với nhiều sáng tạo mang tính đột phá, thay đổi hoàn toàn cuộc sống và xã hội loài người Nhìn vào lịch sử phát triển ta có thấy sự hiện diện

của phương pháp luận sáng tạo cùng các nguyên tắc sáng tạo trong từng sản phẩm, từng lĩnh vực hẹp của tin học Dựa theo khảo sát các vấn để trong tin học, em thực hiện thống kê lại những nguyên tắc sáng tạo thông dụng trong tin học cùng những ví

dụ ứng dụng tương ứng

- Nội dung: chia đối tượng thành các thành phần độc lập với nhau, làm cho chúng trở nên tháo ráp được và tăng mức độ phân nhỏ đối tượng muốn xét đến [2]

1. Chương trình phần mềm được chia nhỏ ra làm nhiều module, mỗi module có nhiều chức năng, mỗi chức năng được minh hoạ bởi nhiều hàm riêng biệt Các module có tính lỏng lẻo cao có thể tháo ráp được

2. Các thuật toán tìm kiếm nhị phân, sắp xếp dãy Quicksort,… chia nhỏ và phân hoạch đối tượng ra làm nhiều phần riêng biệt nhằm giảm độ phức tạp thuật toán

3. Phân hoạch ngôn ngữ chính quy L thành các tập con phân biệt nhằm tối tiểu automat hữu hạn đơn định biễu diễn ngôn ngữ đó

- Nội dung: tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lạ, tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng [2]

cho từng yêu cầu như: module Kế toán có thể dùng riêng cho lãnh vực

kế toán, module Nguồn nhân lực,… Khi đó công ty có thể dùng 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 của mình thôi để giảm bớt chi phí

2. Smartphone là sự kết hợp của chiếc điện thoại thông thường và máy tính

cá nhân, thể hiện qua giao diện người dùng và các chức năng

- Nội dung: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó là không cần sự tham gia của đối tượng khác Nguyên tắc này 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 [2]

1. Máy tính ngày nay ngoài chức năng đáp ứng công việc còn là trung tâm giải trí với nhiều ứng dụng, dịch vụ chức năng như nghe nhạc, xem phim, chơi game…

không chỉ là nghe gọi thông thường nữa

3. CPU xử lý siêu phân luồng, xử lý đa nhiệm thông minh

2.2.5 Nguyên tắc dự phòng

- Nội dung: Ít có cộng việc nào có thể thực hiện với độ tin cậy tuyệt đối Đấy là chưa kể 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, ốm đau, bệnh tật, thiên tai có thể xảy ra mà có phương pháp phòng ngừa từ trước Nguyên tắc dự phòng bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị các phuơng tiện báo động, ứng cứu, an toàn [2]

2.2.7 Nguyên tắc đảo ngược

- Nội dung: nguyên tắc này làm phần chuyển động của đối tượng (hay mội trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động [2]

2. Trong bài toán mật mã, nội dung của văn bản thật thường bị ảm 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

hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa thông qua việc sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư [2]

dữ liệu mẫu đầu vào và cập nhật bộ trọng số tương ứng phù hợp, từ đó phân lớp đúng đối tượng

một số công việc theo lịch trình sẵn

- Nội dung: Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn Có nhiều nguyên nhân để ta phải thay thế đối tượng đắt tiền bởi đối tượng rẻ tiền, ví dụ: dùng một lần để khỏi mất thời gian bảo hành, sửa chữa [2]

1. Các dịch vụ hosting server, domain… có những loại hình dịch vụ với chất lượng và giá cả khác nhau để phù hợp với từng đối tượng người dùng

2. Một số loại máy tính cá nhân được giản lược đi những phần cứng không cần thiết để tập trung tối ưu hoá chức năng mà giá tiền không đổi: phần cứng không cần thiết sử dụng loại rẻ, phần cần thiết sử dụng loại đắt

- Nội dung: những đối tượng, tương tác với các đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với các vật liệu để tạo đối tượng cho trước [2]

như: màu sắc, cách bố cục các nút, textbox, label … phải giống nhau Các form thông báo phải đống nhất như : Thông báo cần chú ý phải có màu đỏ, các form hỏi đáp phải có các biểu tượng như dấu “?” phải giống nhau… để tránh gây nhập nhằng cho người dùng

2. Các chương trình phần mềm 32 bit/ 64 bit phải được cài đặt trên hệ điều hành 32 bit/ 64 bit tương ứng

CHƯƠNG 3 TRÍ TUỆ KINH DOANH

| Nội dung chương này giới thiệu lý thuyết tổng quan về trí tuệ kinh doanh

và sự phát triển của kĩ thuật này qua các thời kì

Trí tuệ kinh doanh (Business Intelligence – BI) là lĩnh vực ứng dụng các kỹ thuật phân tích, thống kê cũng như khai phá dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau để phân tích dữ liệu trực tuyến, kết xuất ra những báo biểu, rút trích thông tin có ý nghĩa về tình hình kinh doanh, khách hàng, thị trường, đối tác, … giúp các nhà quản

lý và chủ doanh nghiệp nhận diện một số hiện tượng bất thường, tình trạng, xu thế trong kinh doanh nhằm hỗ trợ họ ra những quyết định kinh doanh kịp thời và phù hợp

Theo Garner, trí tuệ kinh doanh là “Một lớp rộng lớn những ứng dụng và

công nghệ để thu thập, lưu trữ, phân tích, chia sẻ và cho phép truy xuất dữ liệu để giúp cho người quản trị doanh nghiệp có những quyết định kinh doanh tốt hơn” [3]

Những lợi ích mà trí tuệ kinh doanh mang lại cho doanh nghiệp:

một cách chính xác, hiệu quả từ đó có thể phân tích, khai phá tri thức giúp doanh nghiệp có thể dự đoán về xu hướng của giá cả dịch vụ, hành vi khách hàng, phát hiện khách hàng tiềm năng để đề ra các chiến lược kinh doanh phù hợp nhằm tăng khả năng cạnh tranh doanh nghiệp

- Trí tuệ kinh doanh giúp cho các doanh nghiệp sử dụng thông tin một cách hiệu quả, chính xác để thích ứng với môi trường thay đổi liên tục và cạnh tranh khốc liệt của thị trường

- Ra các quyết định kinh doanh hiệu quả hơn:

o Xác định được vị trí và sức cạnh tranh của doanh nghiệp

o Phân tích hành vi khách hàng, quan hệ khách hàng, dự đoán và xác định khách hàng tiềm năng,…

o Xác định mục đích và chiến lược tiếp thị