các nguyên tắc sáng tạo cơ bản & vận dụng vào quá trình phát triển của máy tính xách tay

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  TIỂU LUẬN CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN & VẬN DỤNG VÀO QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY GVHD: GS..

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN



TIỂU LUẬN

CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN

& VẬN DỤNG VÀO QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN

CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY

GVHD: GS TSKH HOÀNG KIẾM SVTH: TRƯƠNG HỒNG THÁI MSSV: CH1101041

KHÓA: K6-2011

TP.HCM, 04/2012

MỤC LỤC

MỤC LỤC i

CHƯƠNG 1: CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN 1

1.1 Nguyên tắc phân nhỏ 1

1.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 1

1.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 1

1.4 Nguyên tắc phản đối xứng 2

1.5 Nguyên tắc kết hợp 2

1.6 Nguyên tắc vạn năng 2

1.7 Nguyên tắc chứa trong 3

1.8 Nguyên tắc phản trọng lượng 3

1.9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 3

1.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 3

1.11 Nguyên tắc dự phòng 4

1.12 Nguyên tắc đẳng thế 4

1.13 Nguyên tắc đảo ngược 4

1.14 Nguyên tắc cầu hoá 4

1.15 Nguyên tắc linh động 5

1.16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” 5

1.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 5

1.18 Sử dụng các dao động cơ học 6

1.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 6

1.20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích 6

1.21 Nguyên tắc vượt nhanh 6

1.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi 7

1.23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 7

1.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian 7

1.25 Nguyên tắc tự phục vụ 7

1.26 Nguyên tắc sao chép 7

1.27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 8

1.28 Thay thế sơ đồ cơ học 8

1.29 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng 8

1.30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 8

1.31 Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 9

1.32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 9

1.33 Nguyên tắc đồng nhất 9

1.34 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 9

1.35 Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 10

1.36 Sử dụng chuyển pha 10

1.37 Sử dụng sự nở nhiệt 10

1.38 Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh 10

1.39 Thay đổi độ trơ 10

1.40 Sử dụng các vật liệu phức hợp 11

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỀN CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY 12

2.1 Nảy sinh ý tưởng 12

2.2 Những chiếc máy tính xách tay đầu tiên 12

2.3 Những chiếc máy tính xách tay tương thích với IBM 13

2.4 Thành công của máy tính xách tay 14

2.5 Sự tham gia của Apple 14

2.6 Microsoft chuẩn hóa máy tính xách tay 14

2.7 Sự xuất hiện của máy tính bảng 15

2.8 Tương lai của máy tính 15

CHƯƠNG 3: KẾT LUẬN 16

TÀI LIỆU THAM KHẢO 17

CHƯƠNG 1: CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN

1.1 Nguyên tắc phân nhỏ

Nội dung:

- Chia nhỏ đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng

Thủ thuật này thường được dùng trong những trường hợp khó làm trọn gói, nguyên khối, một lần Khi đó ta phải phân nhỏ cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có

1.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng

1.3 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

Nguyên tắc phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng phát triển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng

1.5 Nguyên tắc kết hơ ̣p

Nội dung:

- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoă ̣c các đối tượng dùng cho các hoa ̣t đô ̣ng kế câ ̣n

- Kết hợp về mă ̣t thời gian các hoa ̣t đô ̣ng đồng nhất hoă ̣c kế câ ̣n

Đối tượng mới được tạo nên do sự kết hợp thường có những tính chất, khả năng

mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có

1.7 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

Nguyên tắc chứa trong là trường hợp riêng, cụ thể hoá của nguyên tắc phẩm chất cục bộ Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt "trong" và "ngoài" thì nay "trong" và "ngoài" có các phẩm chất, chức năng riêng

1.9 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)

1.10 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

- Sử du ̣ng các con lăn, viên bi, vòng xoắn

- Chuyển sang chuyển động quay, sử du ̣ng lực ly tâm

1.15 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

1.16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

1.17 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

- Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện

- Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ

1.19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ

Nội dung:

- Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung)

- 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

1.20 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

1.21 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

1.22 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

1.23 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

1.24 Nguyên tắc sử dụng trung gian

Nội dung:

- Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp

1.25 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

Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hướng phát triển: đối tượng dần tiến đến

tự động thực hiện công việc hoàn toàn

1.26 Nguyên tắc sao chép

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

1.27 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt

- 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 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

1.31 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

1.32 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

1.34 Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần

1.35 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

- 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

1.38 Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh

Nội dung:

- 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

1.39 Thay đổi độ trơ

Nội dung:

- Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà

- Đƣa thêm vào đối tƣợng các phần, các chất , phụ gia trung hoà

- Thực hiện quá trình trong chân không

1.40 Sử dụng các vật liệu phức hợp

Nội dung:

- Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite)

CHƯƠNG 2: CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỀN CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY

Công nghệ máy tính đã và đang phát triển rất nhanh Theo định luật Moore, số lượng transistor trên mỗi đơn vị vuông sẽ tăng gấp đôi sau mỗi năm (năm 2000 được sửa đổi

là sau mỗi chu kì 18 tháng) Từ những chiếc máy tính to bằng một căn phòng, ngày nay, máy tính chỉ nhỏ gọn bằng bàn tay và được tích hợp rất nhiều chức năng Chương này sẽ trình bày vắn tắt quá trình phát triển của máy tính xách tay và sự vận dụng các phương pháp sáng tạo trong quá trình phát triển của nó

2.1 Nảy sinh ý tưởng

Ý tưởng về một chiếc máy tính di động xuất hiện vào đầu thập niên 70 Một nhà nghiên cứu ở Xerox đã thử nghiệm một loại máy tính di động, gọi là Dynabook Ý tưởng ban đầu là xây dựng một loại máy tính bảng chạy bằng pin Tuy nhiên, công nghệ của thời kì này không đủ để phát triển ý tưởng Dynabook thất bại

Để có được ý tưởng này, ta có thể liên tưởng đến nguyên tắc tách khỏi: muốn sử khả năng tính toán ở mọi nơi, do đó nảy sinh nhu cầu tạo ra một chiếc máy tính di động với những chức năng cần thiết

2.2 Những chiếc máy tính xách tay đầu tiên

Chiếc máy tính di động đầu tiên được thương mại hóa vào năm 1981 với máy tính Osborne 1 Chiếc máy tính này có kích thước bằng một chiếc máy may, màn hình nhỏ và không dùng pin Đây là một cuộc cách mạng trong kinh doanh Nó cho phép con người mang dữ liệu bên người, kể cả trên máy bay Tuy nhiên, vì kích thước quá lớn và không sử dụng pin nên Osborne 1 chưa thực sự thành công về thương mại mà chỉ là tiên phong cho một cuộc cách mạng về công nghệ

Chiếc máy tính xách tay thực sự - GRID Compass - được giới thiệu vào năm

1982 với màn hình phẳng, có thể gập gọn trên bàn phím và sử dụng pin Thiết kế của chiếc máy tính này vẫn được dùng cho đến ngày nay Tuy nhiên, vì giá thành quá cao

và không tương thích với IBM nên nó không được sử dụng rộng rãi, chủ yếu được sử dụng trong quân đội Mỹ và NASA

Năm 1983, 2 chiếc máy tính di động được giới thiệu là Compaq Portable và Epson HX-20 Cả 2 đều thành công về thương mại và chứng tỏ được sự cần thiết của

nó trong kinh doanh Compag Portable là chiếc máy tính di động đầu tiên tương thích với MS-DOS và các phần mềm của IBM, cho phép chuyển dữ liệu dễ dàng với máy tính để bàn Epson EX-20 giúp dễ dàng lập trình và có giá thành rẻ

Cuối năm 1983, thị trường máy tính xách tay được mở rộng với sự xuất hiện của một trong những chiếc máy tính xách tay rất thông dụng thời kì này – Kyocera Kyotronic 85 Xuất hiện ở Nhật Bản nhưng không thành công, Kyocera Kyotronic 85 chỉ thành công khi được bán ở thị trường Mỹ Chiếc máy tính xách tay này được trang

bị modem và một vài chương trình của Microsoft Nó có kích thước như 1 cuốn tập và

có thể chạy bằng pin AA Với giá khoảng 300$, đây là một trong những chiếc máy tính xách tay bán chạy nhất thời bấy giờ

Ta có thấy được sự vận dụng nguyên tắc vạn năng trong quá trình phát triển từ Osborne 1 đến Kyocera Kyotronic 85 Máy tính di động ngày càng nhỏ gọn và có nhiều chức năng

2.3 Những chiếc máy tính xách tay tương thích với IBM

Mặc dù thành công nhưng những chiếc máy tính di động thời kì đầu vẫn không được sử dụng rộng rãi vì không tương thích với IBM Thời kì này, IBM là nền tảng cho hầu hết máy tính để bàn Vì vậy, tương thích với IBM là một nhu cầu rất cần thiết cho máy tính di động để tăng khả năng trao dổi dữ liệu Đạt được điều này, 2 chiếc máy tính xách tay được IBM và Toshiba giới thiệu vào năm 1986 và 1987 đã đạt được thành công nhất định Mặc dù hạn chế trong khả năng tính toán, chúng đủ nhẹ để bỏ vào ba lô, sử dụng pin và có khả năng tạm dừng (giúp người dụng tiếp tục công việc

mà không cần khởi động lại) Tuy hữu dụng nhưng chúng cũng không thể thành công trên quy mô lớn

2.4 Thành công của máy tính xách tay

Năm 1987, các nhà sản xuất máy tính xách tay cạnh tranh nhau để đưa ra sản phẩm của mình Trong năm này, hãng hàng không Mỹ đã đặt hàng 200.000 máy tính xách tay Điều này đã thúc đẩy các nhà sản xuất máy tính xách tay nghiên cứu, phát triển công nghệ Zenith Data Systems (ZDS) đã chiến thắng trong cuộc đua này và trở thành nhà sản xuất máy tính xách tay lớn nhất cuối thập niên 80

Đầu thập niên 90, máy tính xách tay đã trở nên thông dụng trong giới kinh doanh Nguyên tắc kết hợp được vận dụng giúp sáng tạo ra những chiếc máy tính xách tay ngày càng nhẹ hơn, nhanh hơn, và nhiều chức năng hơn

2.5 Sự tham gia của Apple

Apple là một nhà sản xuất máy tính để bàn khá nổi bật vào thập kỉ 80 Tuy nhiên, Apple không tập trung vào thị trường máy tính xách tay Đến năm 1989, chiếc máy tính xách tay đầu tiên của Apple – Macintosh Portable – mới xuất hiện Chiếc máy tính này có chất lượng hiển thị rất tốt, thời gian dùng pin lâu tuy nhiên lại quá nặng so với những chiếc máy tính xách tay khác Macintosh Portable không thực sự thành công Năm 1991, Apple giới thiệu dòng sản phẩm PowerBook Đây là một cuộc cách mạng trong công nghệ máy tính xách tay Nó là tiên phong cho những đặc điểm của máy tính xách tay thời nay: bàn phím, chuột cảm ứng, và card mạng

Ta có thể thấy rõ sự vận dụng các nguyên tắc sáng tạo của Apple: nguyên tắc kết hợp, nguyên tắc vạn năng

2.6 Microsoft chuẩn hóa máy tính xách tay

Một trong những sự kiện nối bật nhất trong lịch sử phát triển của máy tính xách tay là sự xuất hiện của Windows 95 Trước đó, hệ điều hành cho máy tính xách tay rất

đa dạng, khác nhau Các nhà sản xuất phải tốn nhiều công sức để đáp ứng điều này Sự

ra đời của Windows 95 có vai trò chuẩn hóa các đặc điểm chung của máy tính xách tay Đây cũng là năm mà đầu đọc CD, bộ vi xử lý Pentium, đầu đọc đĩa mềm trở thành những đặc điểm tiêu chuẩn của máy tính xách tay