Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung Chuyển đối tượng hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất.. Nguyên tắc đẳng thế Nội dung Thay
Trang 1TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG
BÀI THU HOẠCH PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO
TRONG KHOA HỌC
LUẬN SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC ĐỂ GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ
TRONG TIN HỌC
Giáo viên: GS TSKH HOÀNG VĂN KIẾM Sinh viên: Huỳnh Lạc Nghiệp
Lớp Cao học CNTT Qua mạng – Khóa 6 MSSV: CH1101109
Tháng 04/2012
Trang 2LỜI MỞ ĐẦU
Xã hội loài người không ngừng vận động và phát triển, nhu cầu nâng cao đời sống vật chất và tinh thần cũng không ngừng tăng lên Các vấn đề trong cuộc sống được con người liên tục đặt ra, và làm cách nào để giải quyết các vấn đề đó luôn là một câu hỏi mà con người cần phải tìm ra lời giải Để có thể giải đáp được câu hỏi này, con người đã không ngừng tìm tòi, học hỏi và sáng tạo Hoạt động sáng tạo
có thể diễn ra ở bất kỳ lĩnh vực nào của thế giới vật chất và thế giới tinh thần Tất
cả các hoạt động sáng tạo này có thể nói đều dựa trên 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản do Giáo sư Alshuller tổng hợp và được GS – PTS Phan Dũng đề cập trong cuốn sách Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản Ngành Công nghệ thông tin cũng không ngoại lệ
Bài luận sau đây sẽ cho thấy sự ảnh hưởng quan trọng của 40 nguyên tắc sáng tạo đến các vấn đề công nghệ thông tin nổi bật của thế giới, mà cụ thể ở đây là Công nghệ Điện toán Đám mây
Trang 3I 40 THỦ THUẬT (NGUYÊN TẮC) SÁNG TẠO
1 Nguyên tắc 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
2 Nguyên tắc tách khỏi đối 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
3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ
Nội dung
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 chức năng khác nhau
Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc
4 Nguyên tắc phản đối xứng
Nội dung:
Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng)
5 Nguyên tắc kết hợp
Nội dung
Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận
Trang 46 Nguyên tắc 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
7 Nguyên tắc “chứa trong”
Nội dung
Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba
Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác
8 Nguyên tắc phản trọng lượng
Nội dung
Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác,
có lực nâng
Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động
9 Nguyên tắc 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 )
10 Nguyên tắc 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
Trang 511 Nguyên tắc 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
12 Nguyên tắc đẳng thế
Nội dung
Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng
13 Nguyên tắc đảo ngược
Nội dung:
Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại (ví dụ: không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)
Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động
Lật ngược đối tượng
14 Nguyên tắc cầu (tròn) hoá
Nội dung
Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu
Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn
Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm
15 Nguyên tắc linh động
Nội dung
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
Trang 616 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”
Nội dung
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
17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác
Nội dung
Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều)
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
18 Sử dụng các dao động cơ học
Nội dung
Làm đối tượng dao động Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm)
Sử dụng tầng số cộng hưởng
Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện
Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ
19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ
Nội dung
Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)
Trang 7 Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ
Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác
20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích
Nội dung
Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)
Khắc phục vận hành không tải và trung gian
Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay
21 Nguyên tắc “vượt nhanh”
Nội dung
Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn
Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết
22 Nguyên tắc biến hại thành lợi
Nội dung
Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) 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
23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi
Nội dung
Thiết lập quan hệ phản hồi
Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó
24 Nguyên tắc sử dụng trung gian
Nội dung
Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp
Trang 825 Nguyên tắc tự phục vụ
Nội dung
Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa
Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư
26 Nguyên tắc sao chép (copy)
Nội dung
Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao
Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết
Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại
27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”
Nội dung
Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ)
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
Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ
Trang 929 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng
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
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
31 Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ
Nội dung
Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ )
Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó
32 Nguyên tắc 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
33 Nguyên tắc đồng nhất
Nội dung
Trang 10 Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước
34 Nguyên tắc 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 (hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng
Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc
35 Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng
Nội dung
Thay đổi trạng thái đối tượng
Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc
Thay đổi độ dẻo
Thay đổi nhiệt độ, thể tích
36 Sử dụng chuyển pha
Nội dung
Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng
37 Sử dụng sự nở nhiệt
Nội dung
Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu
Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau
38 Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh
Nội dung
Trang 11 Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy
Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy
Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc ôxy
Thay ôxy giàu ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn
39 Thay đổi độ trơ
Nội dung
Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà
Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất , phụ gia trung hoà
Thực hiện quá trình trong chân không
40 Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite)
Nội dung
Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite) Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới
Trang 12II VẬN DỤNG 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO SỰ HÌNH THÀNH VÀ PHÁT TRIỂN CÔNG NGHỆ DIỆN TOÁN ĐÁM MÂY
Điện toán đám mây (Cloud Computing), còn gọi là điện toán máy chủ ảo, là
mô hình điện toán sử dụng các công nghệ máy tính và phát triển dựa vào mạng Internet Thuật ngữ "đám mây" ở đây là lối nói ẩn dụ chỉ mạng Internet (dựa vào cách được bố trí của nó trong sơ đồ mạng máy tính) và như một liên tưởng
về độ phức tạp của các cơ sở hạ tầng chứa trong nó Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đều được cung cấp dưới dạng các "dịch vụ", cho phép người sử dụng truy cập các dịch vụ công nghệ từ một nhà cung cấp nào đó "trong đám mây" mà không cần phải có các kiến thức, kinh nghiệm về công nghệ đó, cũng như không cần quan tâm đến các cơ sở hạ tầng phục vụ công nghệ đó
Trong mô hình này, thông tin được lưu trữ thường trực, tính toán, xử lý tại các máy chủ trên Internet và chỉ được lưu trữ tạm thời tại các máy khách Người dùng có thể dễ dàng truy cập vào đám mây chỉ với một ứng dụng có khả năng truy cập Internet và từ bất kỳ thiết bị nào, bao gồm máy tính, thiết bị cầm tay,
di động, thiết bị giải trí,… Một ví dụ thực tế dễ thấy nhất đang được sử dụng rộng rãi, đại diện cho một ứng dụng trong mô hình điện toán đám mây, là dịch
vụ thư điện tử trực tuyến Với dịch vụ này, người sử dụng chỉ cần trình duyệt web và tài khoản cá nhân đã đăng ký với nhà cung cấp là có thể sử dụng dịch
vụ để trao đổi, giao dịch thư điện tử mà không cần quan tâm đến các vấn đề hạ tầng, kỹ thuật, phần mềm,…
Điện toán máy chủ ảo là khái niệm tổng thể bao gồm cả các khái niệm như phần mềm dịch vụ, Web 2.0 và các vấn đề khác xuất hiện gần đây, các xu hướng công nghệ nổi bật, trong đó đề tài chủ yếu của nó là vấn đề dựa vào Internet để đáp ứng những nhu cầu điện toán của người dùng Ví dụ, dịch vụ Google Apps cung cấp những ứng dụng kinh doanh trực tuyến thông thường,
có thể truy nhập từ một trình duyệt web, còn các phần mềm và dữ liệu đều được lưu trữ trên các máy chủ
Trang 131 Lịch sử
Thuật ngữ điện toán đám mây xuất hiện bắt nguồn từ ứng dụng điện toán lưới (grid computing) trong thập niên 1980, tiếp theo là điện toán theo nhu cầu (utility computing) và phần mềm dịch vụ (SaaS)
Với điện toán đám mây, các tài nguyên điện toán như máy chủ có thể được định hình động hoặc cắt nhỏ từ cơ sở hạ tầng phần cứng nền và trở nên sẵn sàng thực hiện nhiệm vụ, hỗ trợ những môi trường không phải là điện toán lưới như Web ba lớp chạy các ứng dụng truyền thống hay ứng dụng Web 2.0
2 Kiến trúc
Đại bộ phận hạ tầng cơ sở của điện toán đám mây hiện nay là sự kết hợp của những dịch vụ đáng tin cậy được phân phối thông qua các trung tâm dữ liệu (data center) được xây dựng trên những máy chủ với những cấp độ khác nhau của các công nghệ ảo hóa Những dịch vụ này có thể được truy cập từ bất kỳ đâu trên thế giới, trong đó Đám mây là một điểm truy cập duy nhất cho tất cả các máy tính có nhu cầu của khách hàng Các dịch vụ thương mại cần đáp ứng yêu cầu chất lượng dịch vụ từ phía khách hàng và thông thường đều đưa ra các mức thỏa thuận dịch vụ (Service level agreement) Các tiêu chuẩn mở (Open standard) và phần mềm mã nguồn mở (open source software) cũng góp phần phát triển điện toán máy chủ ảo
Trang 143 Mô hình dịch vụ
Điện toán đám mây cung cấp 3 mô hình dịch vụ:
- Dịch vụ phần mềm (SaaS – Software as a Service): cung cấp các ứng dụng hoàn chỉnh như một dịch vụ theo yêu cầu cho nhiều khách hàng Khách hàng lựa chọn ứng dụng phù hợp với nhu cầu và sử dụng mà không quan tâm tới hay bỏ công sức quản lý tài nguyên tính toán bên dưới
- Dịch vụ nền tảng (PaaS – Platform as a Service): Cung cấp nền tảng điện toán cho phép khách hàng phát triển các phần mềm, phục vụ nhu cầu tính toán hoặc xây dựng thành dịch vụ trên nền tảng Cloud đó Dịch vụ PaaS có thể được cung cấp dưới dạng các ứng dụng lớp giữa (middleware), các ứng dụng chủ (application server) cùng các công cụ lập trình với ngôn ngữ lập trình nhất định để xây dựng ứng dụng Dịch vụ PaaS cũng có thể được xây dựng riêng và cung cấp cho khách hàng thông qua một API riêng Khách hàng xây dựng ứng dụng và tương tác với hạ tầng CC thông qua API đó Ở mức PaaS, khách hàng không quản lý nền CC thông qua API đó Ở mức PaaS, khách hàng không quản lý nền tảng Cloud hay các tài nguyên lớp như hệ điều hành, lưu giữ ở lớp dưới Khách hàng điển hình của dịch vụ PaaS chính là các nhà phát triển ứng dụng (ISV-Independent software vendor)
- Dịch vụ hạ tầng (IaaS – Infrastructure as a Service): Dịch vụ IaaS cung cấp dịch vụ cơ bản bao gồm năng lực tính toán, không gian lưu trữ, kết nối mạng tới khách hàng Khách hàng (cá nhân hoặc tổ chức) có thể sử dụng tài nguyên hạ tầng này để đáp ứng nhu cầu tính toán hoặc cài đặt ứng dụng riêng cho người sử dụng Với dịch vụ này khách hàng làm chủ hệ điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng cài đặt, điều hành, lưu trữ và các ứng dụng do khách hàng cài đặt Khách hàng điển hình của dịch vụ