Áp dụng các phương pháp sáng tạo khoa học trong quá trình phát triển máy tính xách tay

Áp dụng các phương pháp sáng tạo khoa học trong quá trình phát triển máy tính xách tay

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MI NH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN LỚP CAO HỌC HỆ THỐNG THÔNG TIN KHÓA 21

BÀI TI ỂU LUẬN

BỘ MÔN:

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

ĐỀ TÀI:

ÁP DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT

TRIỂN MÁY TÍNH XÁCH TAY

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm HVT H: Phan Thị Thanh Phương MSHV: 11 12 024

TP Hồ Chí Minh, tháng 12/2012

MỤC LỤC

LỜI MỞ ĐẦU 3

I 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC 4

II GIỚI THI ỆU VỀ MÁY TÍNH XÁCH TAY 11

2.1 Giới thiệu 11

2.2 Đặc điểm 12

2.3 Chức năng 14

III QUÁ TRÌNH PHÁT TRI ỂN CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY 14

IV ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO VÀO MÁY TÍNHXÁCH TAY 27

4.1 Nguyên tắc phân nhỏ 27

4.2 Nguyên tắc tách khỏi 27

4.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 27

4.4 Nguyên tắc kết hợp 28

4.5 Nguyên tắc vạn năng 28

4.6 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 28

4.7 Nguyên tắc dự phòng 28

4.8 Nguyên tắc linh động 28

4.9 Nguyên tắc liên tục tác động có ích 29

4.10 Nguyên tắc sử dụng trung gian 29

4.11 Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 29

4.12 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 29

4.13 Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng 29

4.14 Sử dụng chuyển pha 29

V HƯỚNG TƯƠNG LAI CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY 30

VI KẾT LUẬN 31

TÀI LIỆU THAM KHẢO 32

LỜI MỞ ĐẦU

Công nghệ thông tin ngày càng một phát triển mạnh mẽ và kèm theo đó là những sản phẩm công nghệ ra đời phục vụ cho đời sống con người và thúc đẩy ngành khoa học tiến bộ Từ chiếc máy tính để bàn cồng kềnh, khó di chuyển, tốn không gian, sự ra đời của chiếc máy tính xách tay vừa gọn, nhẹ lại dễ di chuyển mang đến cho con người sự tiện lợi trong công việc mang tính chất đi lại khi c ần một chiếc máy tính để làm việc và trao đổi với khách hàng

Ngày nay máy tính xách tay thường được học sinh – sinh viên, giáo viên, lập trình viên … mang theo bên mình để học tập, giảng dạy hay làm việc Nó đã không c òn xa lạ với người tiêu dùng vì vậy nhu cầu sử dụng ngày càng tăng cao Chính vì vậy, máy tính xách tay đã thay đổi và phát triển để phù hợp với nhu c ầu sử dụng lẫn mẫu mã bắt mắt hơn, thu hút người sử dụng

I 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG KHOA HỌC

1 Nguyên tắc phân nhỏ:

- Chia đối tượng thành các phần độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

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

- Mỗi phần c ủa đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc

7 Nguyên tắc “chứa trong”:

- Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại c hứa đối tượng thứ ba

- Một đối tượng c huyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ:

- Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không c ho 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:

- 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 d ịch chuyển

13.Nguyên tắc đảo ngược:

- Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, 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 c huyển động

14.Nguyên tắc cầu (tròn) hoá:

- Chuyển những phần thẳng c ủa đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt c ầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu

- Sử dụng c ác con lăn, viên bi, vòng xoắn

- Chuyển sang chuyển độg quay, sử dung lực ly tâm

15.Nguyên tắc linh động:

- Cần thay đổi các đặt trưng c ủa đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc

- Phân c hia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau

16.Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”:

- 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:

- 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 c hiều) 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 c ác 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 c ủa diện tíc h cho trước

18.Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học:

- 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:

- 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 c ác khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác

20.Nguyên tắc liên tục tác động có ích

- 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 qua

21.Nguyên tắc “vượt nhanh”:

- Vượt qua các giai đoạn c ó hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn

- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết

22.Nguyên tắc biến hại thành lợi:

- Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại c ủa 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 c ó hại nữa

23.Nguyên tắc quan hệ phản hồi:

- Thiết lập quan hệ phản hồi

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

24.Nguyên tắc sử dụng trung gian:

- Sử dụng đối tượng trung gian, c huyển tiếp

25.Nguyên tắc tự phục vụ:

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện c ác thao tác phụ trợ, sửa chữa

- Sử dụng phế liệu, c hát thải, năng lượng dư

26.Nguyên tắc sao chép (copy):

- 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 c ác tỷ lệ cần thiết

- Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu 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”:

- 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:

- 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 c ố định sang thay đổi theo thời gian, c ác trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định

- Sử dụng c ác vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối

- Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng c ác vỏ dẻo và màng mỏng

31.Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ:

- Làm đối tượng c ó 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:

- 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 c ác hình vẽ, ký hiệu thích hợp

33.Nguyên tắc đồng nhất:

- 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 c hế tạo đối tượng c ho trước

34.Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần:

- Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn 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:

- 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:

- Sử dụng c ác 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:

- Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu

- Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu c ó các hệ số nở nhiệt khác nhau

38.Sử dụng các chất oxy hoá mạnh:

- Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy

- Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy

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

- Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon

39.Thay đổi độ trơ:

- 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

 Máy tính xách tay hay máy vi tính xách tay (tiếng Anh: laptop

computer hay notebook computer) là một máy tính cá nhân gọn

nhỏ có thể mang xách được Nó thường có trọng lượng nhẹ, tùy thuộc vào hãng sản xuất và kiểu máy dành c ho các mục đích sử dụng khác nhau

 Máy tính xách tay có đầy đủ các thành phần c ơ bản của một máy tính cá nhân thông thường

 Chiếc máy tính xách tay đầu tiên trên thế giới là một chiếc Osborne 1 ra đời năm 1981

2 Đặc điểm:

Tuy có đầy đủ các chức năng như các máy tính c á nhân thông thường, nhưng máy tính xách tay với một không gian nhỏ gọn nên c ác đặc điểm sau có sự khác biệt so với các máy tính cá nhân

a Bộ xử lý: Bộ xử lý được thiết kế riêng với sự chú trọng vào hiệu năng và tiết kiệm năng lượng, chúng có thể thay đổi tốc độ làm việc tuỳ theo yêu cầu c ủa hệ thống Để hạ giá thành sản phẩm, một

số máy tính xách tay c ũng sử dụng các bộ xử lý của máy tính cá nhân để bàn (thường rất ít)

b RAM: Máy tính xách tay sử dụng loại RAM (So-DIMM) dành riêng, chúng ngắn hơn (và thường rộng hơn) các thanh RAM (Long-DIMM) thông thường c ho máy tính cá nhân để bàn Một máy tính xách tay thường được thiết kế hai khe cắm RAM (mà thường thì khi sản xuất chúng chỉ được gắn RAM trên một khe để người dùng c ó thể nâng cấp)

c Ổ đĩa cứng: máy tính xách tay có ổ đĩa cứng là loại ổ (2,5") có kích thước nhỏ hơn các ổ cứng của máy tính thông thường (3,5"), chúng

có thể sử dụng giao tiếp ATA truyền thống hoặc SATA trong các máy sản xuất gần đây

d Chức năng đồ hoạ: thường được tích hợp trên các chipset hoặc tích hợp trên bo mạch c hủ Đa phần các máy tính xách tay phổ thông và tầm trung sử dụng chức năng đồ hoạ tích hợp trên chipset và sử dụng bộ nhớ đồ hoạ chia sẻ từ RAM hệ thống Các máy tính xách tay cao cấp bộ xử lý đồ hoạ có thể được tách rời và gắn trực tiếp trên bo mạch chủ, chúng có thể có RAM riêng hoặc sử dụng một phần RAM c ủa hệ thống

e Màn hình:máy tính xách tay ngày nay có màn hình luôn thuộc loại màn hình tinh thể lỏng, chúng được gắn trực tiếp với thân máy

và không thể tách rời Một số máy tính xách tay thiết kế màn hình quay được và gập lại c he đi bàn phím - kết hợp với thể loại này thường là màn hình cảm ứng.Hiện giờ người ta đã chế tạo được một loại máy tính xách tay có thể tháo rời màn hình

f Năng lượng cung cấp: Nguồn sử dụng lưới đ iện dân dụng c ủa máy tính xách tay được thiết kế bên ngoài khối máy để tiết kiệm không gian Nguồn là một trong những bộ phận quan trọng nhất c ủa máy tính để bàn và máy tính xách tay Điện năng cấp cho máy tính xách tay chỉ có một cấp điện áp một chiều duy nhất có mức điện áp

thường thấp hơn 24 Vdc Năng lượng cung cấp cho máy tính xách tay khi không sử dụng nguồn điện dân dụng là pin

g Tản nhiệt: Vấn đề tản nhiệt luôn được chú ý đối với c ác máy tính nói chung, ở máy tính xách tay, do thiết kế nhỏ gọn nên càng khó khăn cho các thiết kế tản nhiệt từ các thiết bị và linh kiện trong máy Thiết kế tản nhiệt trong máy tính xách tay thường là: Các thiết bị toả nhiệt (CPU, chipset cầu bắc, bộ xử lý đồ hoạ (nếu có) được gắn c ác tấm phiến tản nhiệt, chúng truyền nhiệt qua các ống dẫn nhiệt sang một khối tản nhiệt lớn mà ở đây có quạt cưỡng bức làm mát Các thiết bị còn lại được tản nhiệt trên đường lưu thông gió (theo cách bố trí hợp lý) hút gió vào trong vỏ máy (thông qua các lỗ thoáng) để đến khối tản nhiệt chung để thổi ra ngoài bằng quạt Quạt tản nhiệt trong máy tính xách tay được thiết kế điều khiển bằng một mạch điện (có c ảm biến nhiệt ở các bộ phận phát nhiệt) để có khả năng tự điều chỉnh tốc độ theo nhiệt độ (Điều này khác với quạt tản nhiệt trên các máy tính thông thường khi chúng thường được điều khiển bằng phần mềm hoặc với các hệ thống cũ

có thể chỉ quay ở một tốc độ nhất định)

h Kết nố i mạng: Đa phần các máy tính xách tay hiện nay đều được tích hợp sẵn bộ điều hợp mạng không dây theo các chuẩn thông dụng (802.11 a/b/g hoặc các chuẩn mới hơn: n ) cùng với c ác bộ điều hợp mạng Ethernet (RJ-45) thông thường Hình thức kết nối Internet quay số hiện nay đang dần được thay thế bằng c ác đường truyền tốc độ cao (ví dụ: ADSL) nhưng các máy tính xách tay vẫn thường được tích hợp các modem (quay số) Không ít máy tính xách tay còn được tích hợp sẵn bộ điều hợp bluetooth

i Bàn phím: máy tính xách tay thường không tuân theo tiêu chuẩn của các bàn phím máy tính cá nhân thông thường, phần phím số (Num Lock) thường được loại bỏ mà để thay thế nó bằng cách sử dụng các phím có vị trí tương tự để thay thế Ngoài c ác phím chức năng thường thấy (như F1, F2 đến F12) trên c ác bàn phím thông dụng của máy tính c á nhân, máy tính xách tay còn có có một loạt các phím chức năng dành riêng khác, các phím này thường là chức năng thứ hai c ủa các phím thường và chỉ được kích hoạt sau khi đã

bấm phím chuyển đổi, phím chuyển đổi thường có ký hiệu Fn

j Multimedia:

- Loa luôn được tích hợp sẵn trên máy tính xách tay nhưng chúng

có chất lượng và công suất thấp

- Webcam, Micro cũng thường được tích hợp ở một số máy tính xách tay sản xuất những năm gần đây Chúng có c ông dụng giúp người sử dụng có thể hội họp trực tuyến hoặc tán ngẫu thông qua mạng Internet

3 Chức năng:

 Chức năng khôi phục nhanh: Để khôi phục hệ thống nhanh nhất khi

xảy ra lỗi, máy tính xách tay thường được thiết kế các hình thức khôi phục hệ thống thông qua các bộ đĩa CD hoặc DVD (điều này cũng thường thấy trên một số máy tính c á nhân để bàn sản xuất đồng bộ của các hãng sản xuất phần cứng), hoặc bằng một nút (có thể có phương thức một vài thao tác) từ dữ liệu lưu sẵn trên ổ cứng (thường đặt trên các phân vùng ẩn) Các khôi phục của chúng gần giống như hình thức khôi phục bằng phần mềm "Ghost" (của hãng Symantec) hoặc một số phần mềm sao lưu ảnh phân vùng đĩa cứng mà không thực hiện hình thức cài đặt thông thường

 Nhận dạng vân tay: Để tăng mức độ bảo mật, một số máy tính xách

tay được trang bị hệ thống nhận dạng (sinh trắc học) vân tay, người sử dụng c hỉ có thể khởi động hệ thống nếu máy nhận ra đúng vân tay của chủ sở hữu máy tính (với vân tay được lưu sẵn trên máy)

III QUÁ TRÌNH PHÁT TRI ỂN CỦA MÁY TÍNH XÁCH TAY:

a 1981, chiếc laptop đầu tiên ra đời với hình dáng một chiếc vali lớn nặng hơn

9 kg Sản phẩm được đặt tên là Osborne 1, với vi xử lý Zilog Z80 4 MHz, bộ nhớ RAM tích hợp 64 KB, màn hình đen trắng có độ phân giải 52 x 24 pixel

Osborne 1

b 1982: GRID Compass 1100 Một số nhà quan sát coi GRID Compass 1100

mới thực sự là laptop đầu tiên với màn hình gấp và thiết kế nắp gập vỏ sò giống c ác mẫu laptop ngày nay Nặng gần 5,5 kg, GRID Compass 1100 có

bộ nhớ bọt (bubble memory), không có ổ đĩa mềm bên trong và có giá 8150 USD GRID Compass 1100 đã từng được c ác phi hành gia của NASA sử dụng Mặc dù có sức hấp dẫn nhất định, GRID Compass vẫn không được coi

là ông tổ của thiết kế laptop ngày nay

GRID Compass 1100

c 1983, Compaq Portable và Epson HX-2 được tung ra thị trường Compaq Portable là chiếc máy tính đầu tiên sử dụng hệ điều hành MS-DOS, tương thích với hầu hết các phần mềm của IBM, cho phép dễ dàng chuyển đổi dữ liệu với các hệ thống máy tính khác Epsom HX-20 có kết cấu khá đơn giản, tương đối rẻ tiền và pin c ó thể được sạc lại

Compaq Portable

Epson HX-2