tiểu luận những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong chuột máy tính

Những thành tựu mà chúng ta có được ngày nay tất cả là do quá trình học hỏi, nghiên cứu không m ệt mỏi của con người Thực tiễn đã chứ ng minh nghiên cứu khoa học đã mang lại cho thế giới

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀN H PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC K HOA HỌC TỰ NHIÊN



TIỂU LUẬN MÔN HỌC

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

TRONG TIN HỌC

ĐỀ TÀI: NHỮNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ỨNG DỤNG

TRONG CHUỘT M ÁY TÍNH

Gi ảng viên hướng dẫn: GS.TS KH Hoàng Kiếm

Họ c viên thực h iện : Nguyễn Thanh Phúc

Mã số học viên : 1211054

Tp.HC M, tháng 12/2012

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3 PHẦN I: GIỚI TH IỆU 40 NGUY ÊN TẮC SÁNG T ẠO 4 PHẦN II: PHÂN T ÍCH CÁC NGUY ÊN LÝ SÁNG T ẠO TRONG SỰ PHÁT T RIỂN CỦA CHUỘT M ÁY T ÍNH 14

1 Trackball đầu tiên: 1952 14

2 Chuột m áy tí nh đầu tiên: 1963 15

3 Chuột s ử dụng Trac kball đầu tiên: 1968 15

4 Chuột quang đầu tiên: 1970 16

5 Chuột m áy tí nh thương mại đầu tiên: 1981 16

6 Chuột tiêu dùng đầu tiên: 1983 17

7 Chuột không dây đ ầu tiên: 1984 18

8 Chuột la ser đ ầu tiên: 2004 18

9 Chuột không cần b àn di đầu tiên 19

LỜI MỞ ĐẦU

N hững thành tựu của con người cho đến ngày hôm nay là vô cùng to lớn và thật đáng ghi nhận Với bộ óc đầy sáng tạo của m ình, con người ngày càng trở nên mạnh m ẽ hơn trong việc chinh phục tự nhiên Những thành tựu mà chúng ta có được ngày nay tất cả là do quá trình học hỏi, nghiên cứu không m ệt mỏi của con người

Thực tiễn đã chứ ng minh nghiên cứu khoa học đã mang lại cho thế giới này nhiều sản phẩm trí tuệ, các thành tựu của khoa học hiện đại đã làm thay đổi bộ m ặt thế giới và động lực thúc đ ẩy sự tiến bộ nhân loại Cùng với nghiên cứu khoa học hiện đại, m ọi ngư ời đang chú ý đến phương pháp nhận thứ c khoa học, coi đó là nh ân

tố quan trọng để phát triển khoa học

Một trong những lĩnh vự c đang phát triển và bùng nỗ mạnh mẽ hiện nay đó là lĩnh vự c công nghệ thông tin Sự phát triển của công nghệ thông tin đã và đang đem lại cho con ngư ời nhữ ng sự thay đổi to lớn Cuộc sống của con ngư ời ngày nay gắn bó chặt chẽ và dư ờng như không t hể tách rời với các sản phẩm công nghệ

Rõ ràng các nhà khoa học đã nỗ lực không ngừng để có t hể mang lại cho con ngư ời những s ản phẩm tuyệt vời đến như thế Vậy những nhà khoa học đã làm như thể nào để có thể t ạo ra các phát minh, s áng chế phục vụ cho con người N goài lòng đam mê, tìm tòi, học hỏi, nghiên cứ u, liệu họ có sử dụng những công cụ gì để có thể tạo ra các phát minh, sáng chế của mình Câu trả lời là có Và đó chính là việc áp dụng 40 nguyên tắc s áng tạo cơ bản trong khoa học và đời sống

Trong phạm vi đề tài này, em chỉ tập trung vào trình bày ứng dụng của 40 nguyên tắc s áng tạo cơ bản trong lĩnh vực tin học Mà cụ thể em s ẽ đi vào một s ản

phẩm rất quen thuộc với hầu hết mọi người, đó là con “chuột máy tính”

Q ua đây, em xin chân thành cảm ơn GS.T SKH H oàng Kiếm , người đã tận tâm truyền đạt kiến thứ c nền t ảng cho em về môn học Phương pháp nghiêm cứu khoa học

Q ua những lời giảng của thầy, em thực sự cảm t hấy việc nghiên cứ u khoa học không phải là một cái gì đó quá xa v ời Mà thực sự nếu chúng ta biết áp dụng đúng các phương pháp một cách hợp lý thì chắc chắc s ẽ thu lại những kết quả khả quan Lòng đam mê, nhiệt huy ết, muốn tìm tòi, học hỏi, khám phá ra những cái m ới, đó chính là nhữ ng gì em nhận đư ợc qua những lời giảng của Thầy

PHẦN I: GIỚ I THIỆU 40 NG UYÊN TẮC S ÁNG TẠO

1) N gu yên tắc ph ân nhỏ

Nội dung

- Chia đối tư ợng thành các ph ần độc lập nếu đó là đối tượng nguyên khối

- Làm đối tư ợng trở nên tháo lắp đư ợc để thuận tiện trong việc chuyên chở

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

Ví dụ:

- Máy tính được chia nhỏ thành rất nhiều m odule: như CPU, Ram, Ổ đĩa cứng, Main Board, Bàn phím, chuột Như vậy nếu hư một bộ phận nào thì chỉ cần sữ a chử a hoặc thay thế đúng bộ phận đó là đư ợc, không cần phải thay nguyên cả cái máy tính

- T rong khi làm phần mềm cũng chia làm nhiều pha: lấy yêu cầu, phân tích, thiết

kế, cài đặt, kiểm thử, triển khai Sự phân chia này giúp dễ dàng hơn trong việc quản

lý các công việc để tạo ra m ột phần mềm hoàn chỉnh

Nội dung

- T ách bỏ những thành phần phiền phức ra khỏi đối tượng

- T ách và giữ lại những thành phần ưu việt

- Các phần khác nhau của đối tượ ng phải có các chức năng khác nhau

- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong nhữ ng điều kiện thích hợp n hất đối với công việc

Ví dụ:

- Bút chì và tẩy trên cùng một cây bút

- T rên các dụng cụ đo thân nhiệt, 37 độ luôn đư ợc ghi bằng màu đỏ vì thân nhiệt ngư ời là 37 độ, nếu cao hơn hoặc t hấp hơn là có vấn đề

- Ki u bi n s nguyên (byte, w ord, unsigned int) ch bao g m các s nguyên

d ng, không có tính đ i x ng (có c âm l n d ng,nh dùng ki u i nteger hay longint), nh ng trong th c t r t nhi u lúc ta ch làm vi c trên nh ng s d ng, rõ rang khai báo ki u này ta đã ti t ki m đ c b nh và làm cho ch ng trình trong sáng và linh đ ng h n

- Cái búa có một đầu đóng đinh, một đầu nhổ đinh

- Để học từ vựng t iếng anh hiệu quả, khi người học học m ột tù nào đó, người học cần học thêm một từ đồng nghĩa

- Máy tính cho phép chạy nhiều HĐH trên cùng một m áy

- Bút thử điện đồng thời là tuốc nơ vít

- Đào tạo người học theo hướng phát triển toàn diện, vừa giỏi về kiến thức lẫn kĩ năng, phư ơng pháp, có sức khỏe tốt, thông thạo nhiều ngoại ngữ, biết cách tự học

- Điện thoại di động, ngoài chức năng nghe và gọi nó còn có thể nghe nhạc, chụp hình,…

7) N guyên tắc “ch ứa trong”

Ví dụ

- Chất nhiều hàng hóa trong cùng 1 cont ainer chứa hàng

- Một thư mục có thể chứ a nhiều t hư mục con

Ví dụ:

- Loại đồ chơi phải lên dây cốt trước

- Cần phải gây t ê hoặc gây mê trư ớc khi mổ cho bệnh nhân

- Cần phải được đào tạo và học trước khi làm việc ( lập trình viên )

10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ

Nội dung

- Thự c hiện trư ớc sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng

- Cần sắp xếp đối tư ợng trước, s ao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận l ợi nhất, không m ất thời gian dịch chuyển

Ví dụ:

- Sổ t ay lò xo có thể xé bỏ tranng dễ dàng

- T hự c phẩm làm s ẵn, mua về có thể nấu ngay được

- T rong phân tích thiết kế hệ thống thông tin cho 1 công ty, ngư ời phân tích cần biến thông tin những đối tượng ngoài thực tế thành t hông t in có thể lưu trữ b ằng 1 hệ quản trị cơ sở dữ liệu để lập trình viên tiến hành lập trình

11) Nguyên tắc dự phòng

Nội dung

Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tư ợng bằng cách c huẩn bị trư ớc c ác phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

Ví dụ:

- Các chuông báo động, đèn báo động nguy hiểm

- T rong quản trị cơ sở dữ liệu cần thư ờng xuyên backup dữ liệu

- T ại các nhà ga, n gười ta làm sân ga bằng với chiều cao của sàn tàu, hành khách

dễ dàng ra vào các toa tàu

13) Nguyên tắc đảo ngược

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

- Chuyển sang chuyển động q uay , sử dụ ng lực ly tâm

Ví dụ:

- Dây nối ống nghe với máy điện thoại bàn có dạng lò xo xoắn

- Máy tính sử dụng con chuột có cấu trú c tròn thành chuyển động hai chiều trên màn hình

- Khai báo biến tĩnh (bộ nhớ cố định) gặp nhiều hạn chế, do đó ngư ời ta nghĩ ra việc khai báo biến động (bộ nhớ thay đổi)

16) Nguyên tắc giải “thiếu” h oặc “thừa”

Nội dung

Nếu như khó nhận đ ược 100% hiệu quả cần t hiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn

“một chút” Lúc đ ó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn

Ví dụ:

- Phép tính làm tròn s ố, tính gần đúng trong toán học

- Phư ơng pháp heuristic trong Tin học

- Khi làm kiểm tra, câu nào không làm được thì không nên bỏ trống, mà nên chọn

1 đáp án của câu đó

- Phư ơng pháp vét cạn (nếu không biết chính xác cách giải thì duyệt toàn bộ, bài toán sẽ đơn giản hơn nhiều), phương pháp heuristic (kết quả "tối ưu chính xác" tốn nhiều thời gian, nên nhận kết quả "gần tối ưu" chấp nhận đư ợc, khi đó thời gian sẽ nhanh hơn rất nhiều)

17) Nguyên tắc chuyển san g chiề u kh ác

Nội dung

- Những khó khăn do chuyển động ( hay sắp xếp) đối tượng theo đư ờng (một chiều) s ẽ được khắc phục nếu c ho đối tượng khả năng di c huyển trên mặt ph ẳng ( hai chiều) Tư ơng tự, nhữ ng bài toán liên quan đến chuy ển động ( hay sắp xếp) các đối tượng trên m ặt phẳn g sẽ đư ợc đ ơn giản hoá khi chuyển s ang không gian (ba chiều)

- Chuyển các đối t ượng có kết cấu m ột tầng thành nhiều tầng

- Đặt đối tư ợng nằm nghiêng

- Sử dụng m ặt s au của diện t ích cho trư ớc

- Sử dụng các l uồn g ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trư ớc

Ví dụ:

- Chứng minh phản chứng là cách xem xét theo chiều ngư ợc lại

- Hệ quy chiếu trong vật lý là một cách xem xét chiều dự a vào các đối tượng tham gia trong bài toán (bằng cách giả sử m ột đối tượng, một tính chất nào đó đứn g y ên)

18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học

Nội dung

- Làm đối tư ợng dao động N ếu đã có da o động, tă ng t ầng số dao động ( đến tầng

số siêu âm )

- Sử dụng tầng số cộng hư ởng

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

- Sử dụng s iêu âm kết hợp với trư ờng điện từ

Ví dụ:

- Xích đu dành cho trẻ em

- Con lật đật có khả năng dao động

- Con lắc đồng hồ

19) Nguyên tắc tác độn g theo chu k ỳ

Nội dung

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

- Nếu đã có t ác động t heo chu kỳ, hãy th ay đổi chu kỳ

- Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để t hực hiện tác động khác

- Khắc phục vận hành không tải và tr ung gian

- Chuyển chuyển động tịnh tiến qua l ại thành chuy ển động quay

Ví dụ:

- Một cái khoan có cạnh để cắt cho phép cắt theo chiều tới và lui

- Dùng cơ chế G rid Computing : Tận dụng tài nguyên của các m áy trong hệ thống rãnh rỗi, để thực hiện một công việc nào đó

21) Nguyên tắc “vư ợt nhanh”

Nội dung

- Vư ợt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

- Vư ợt nhanh để có đư ợc hiệu ứng cần thiết

Ví dụ:

- Máy cắt ống kim loại mỏng có thể tránh cho ống không bị biến dạng trong quá trình cắt khi cắt với tốc độ nhanh

- Trong vòng lặp ta có dùng các lệnh như break,last, continue để vư ợt nhanh…

22) Nguyên tắc biến hại thành lợi

Nội dung

- Sử dụng những t ác nhân có hại ( thí dụ tác động có hại của mô i trư ờng) để thu được hiệu ứn g có lợi

- Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có h ại khác

- Tăng cường t ác nhân có hại đến mứ c nó không còn có hại nữa

Ví dụ:

- T iêm vắc xin (vi trùng yếu) vào cơ thể để t ạo miễn dịch

- Việc tràn số trong các phần mềm giúp ta phát hiện lỗ hỏng trong phần m ềm

23) Nguyên tắc quan h ệ ph ản hồi

Nội dung

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã có quan hệ p hản hồi, hãy thay đổi nó

- Hay trong HĐ H Window s : luôn có folder Tmp dùng để chứa các file tạm thời

25) Nguyên tắc tự phục vụ

Nội dung

- Đ ối tượng phải tự phục vụ bằng cách thự c hiện c ác thao tác phụ trợ, sửa chữa

- Sử dụng phế liệu, chát t hải, năng lượng dư

- Thay thế s ơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị

- Sử dụng điện trường, từ trư ờng và điện từ trư ờng trong tương tác với đối tượng

- Chuyển các t rường đứ ng yên sang c huyển động, các trư ờng cố định s ang thay đổi theo thời gian, các trư ờn g đồng nhất s ang có cấu trúc nhất định

- Sử dụng các vỏ d ẻo và màng mỏ ng thay cho các kết cấu khối

- Cách ly đối tượng với m ôi trường bên ngoài bằng các v ỏ dẻo và m àng mỏng

Ví dụ:

- Đ ể tránh hơi nư ớc bốc bay ra khỏi lá cây, ngư ời ta tưới một lớp nhựa tổng hợp Sau một thời gian lớp nhựa đó cứng lại và cây phát triển tốt hơn vì màng nhựa cho phép ô xi lưu thông qua tôt hơn hơi nư ớc

- T hay Case máy tính bằng nhự a

- Đ tránh b m ch t l ng làm ngu i vào máy m t s b ph n c a máy đ c nhét

đ y các v t li u x p th m h t các ch t l ng đó H i làm ngu i khi máy làm vi c làm cho má y ngu i đ ng nh t trong th i h n ng n

- Case c a máy tính th ng có nhi u l đ thoát khí, làm cho nhi t đ trong thùng

h xu ng

32) Nguyên tắc thay đổi màu sắc

Nội dung

- Thay đổi m àu 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 s át được nhữ ng đối tượng hoặc những quá trìn h, sử dụ ng các chất phụ gia màu, hùynh quang

- Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các n guyên tử đánh dấu

- Phần thân của t ên lửa tách ra sau khi làm hết chứ c năng của nó

- T rong lập trình CSD L : Table t emp đư ợc t ạo ra khi cần thiết để chứ a dữ liệu và khi không cần thiết nữ a nó s ẽ tự mất đi khi hệ thống kết thúc

35) Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượn g

Nội dung

- Thay đổi trạng thái đối t ượng

- Thay đổi nồng độ hay độ đậ m 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 dụ ng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau

38) Sử dụ ng các chất oxy hoá mạnh

Nội dung

- Thay không khí thường bằng kh ông khí giàu oxy

- Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy

- Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc o xy

- T hay oxy giàu ozon ( hoặc oxy bị ion hoá) bằng chín h ozon

39) Thay đổi độ trơ

Nội dung

- Thay môi trường thông thường bằng môi trường tr ung hoà

- Đưa thêm vào đối tượng các ph ần , các chất , phụ gia trung hoà

- Thự c hiện quá trình trong chân không

40) Sử dụ ng các vật liệu hợ p thành ( composite )

Nội dung

Chuyển từ các vật liệu đ ồng nhất sa ng sử dụng những vật liệu hợp thành (

compos ite) H ay nói chung, sử dụng các vật liệu mới

PHẦN II: P HÂN TÍCH C ÁC NGUYÊN L Ý SÁNG TẠO TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH

Chuột máy tính (computer mous e) là m ột khái niệm đã quá quen thuộc với chúng ta ngày nay Sẽ thật vô nghĩa nếu tôi ngồi ở đây và cố gắng giải thích cho bạn đích xác nó là cái gì Tóm lại, đây là một thiết bị giúp ta điều khiển và giao tiếp máy tính Đ ương nhiên, cũng không ai có thể phủ nhận vai trò, tầm quan trọng của nó trong sự phát triển chung của thế giới công nghệ từ trư ớc tới nay Nhưng liệu trong tương lai thì sao?

G iống như máy tính cá nhân, chuột cũng có những cột mốc đán g nhớ của nó Chúng ta sẽ cùng một qua một vòng lịch sử, hiện tại và dự đoán một chút về tương lai của thiết bị huyền thoại này

1 Track ball đầu tiên: 1952

Thiết bị đầu tiên của chứ c năng của một con chuột m áy tính là phát minh của Hải quân Hoàng gia Canada vào năm 1952 Thự c t ế, nó là quả bóng bow ling đư ợc gắn trên phần cứng Phần cứ ng của thiết bị sẽ ghi lại chuyển động của trackball rồi sau đó truy ền thông tin lên màn hình Vì đây thuộc phạm trù bí m ật quân sự nên thiết

kế kỹ thuật của nó chưa bao giờ đư ợc công bố Thự c tế, hoạt động của thiết bị này tương tự rất nhiều trackpad sau này

Bí mật của quân đ ội hoàng gi a Canada

Sản phẩm này cũng đã vận dụng nguyên lý phân nhỏ trong việc chia thành rất nhiều m odule Như vậy việc quản lý và sữ a chửa sẽ được thực hiện một cách dễ dàn g