Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây

Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

~~~~~

Tên đề tài thu hoạch

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm

Học Viên: Tăng Phú

MSHV: 1112022

TP HỒ CHÍ MINH – Năm 2012

1

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN

~~~~~

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU KHOA

HỌC TRONG TIN HỌC

Tên đề tài thu hoạch: PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO

TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY

Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin

GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm

Học Viên: Tăng Phú

MSHV: 1112022

TP HỒ CHÍ MINH – Năm 2012

2

Mục lục

Chương I: Giới thiệu 4

Chương II: 40 nguyên tắc sáng tạo 5

1 Nguyên tắc phân nhỏ 5

2 Nguyên tắc “tách khỏi” 5

3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 5

4 Nguyên tắc phản đối xứng 6

5 Nguyên tắc kết hợp 6

6 Nguyên tắc vạn năng 6

7 Nguyên tắc “chứa trong” 7

8 Nguyên tắc phản trọng lượng 7

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 7

10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 8

11 Nguyên tắc ự ph ng 8

12 Nguyên tắc đ ng thế 8

13 Nguyên tắc đảo ngược 8

14 Nguyên tắc c u tr n hoá 9

15 Nguyên tắc linh động 9

16 Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “th a” 9

17 Nguyên tắc chuy n sang chi u khác 10

18 Nguyên tắc s ụng các ao động cơ học 10

19 Nguyên tắc tác động th o chu k .10

20 Nguyên tắc liên tục tác động c ch 11

21 Nguyên tắc “vượt nhanh” 11

22 Nguyên tắc biến hại thành lợi 11

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 12

24 Nguyên tắc s dụng trung gian 12

25 Nguyên tắc tự phục vụ 12

3

26 Nguyên tắc sao chép (copy) 12

27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 13

28 Thay thế sơ đồ cơ học 13

29 S dụng các kết cấu khí và lỏng 14

30 S dụng vỏ dẻo và màng mỏng 14

31 S dụng các vật liệu nhi u lỗ 14

32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc 14

33 Nguyên tắc đồng nhất 15

34 Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n 15

35 Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 15

36 S dụng chuy n pha 16

37 S dụng sự nở nhiệt 16

38 S dụng các chất oxy hoá mạnh 16

39 Thay đổi độ trơ 16

40 S dụng các vật liệu hợp thành (composite) 17

Chương III: Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây 18

1 Giới thiệu v điện toán đám mây 18

2 Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây 19

Chương IV: Kết luận 24

Tài liệu tham khảo 25

4

Chương I: Giơ i thiệ u

Trong cuộc đời con người phải đối m t với nhi u vấn đ c n phải giải quyết và

phải đưa ra quyết định Chúng ta phải suy nghĩ đ x m làm gì đ giải quyết và làm

như thế nào Khi đ con người n n t ch lũy được vốn kiến thức cho bản thân,

hay c n gọi là kinh nghiệm Vậy khi x lý vấn đ bạn đã ựa vào cơ sở nào đ

phân t ch, khám phá ra giá trị cuối cùng? Trước khi trả lời câu hỏi này, chúng ta sẽ

x m xét thế nào là phương pháp luận sáng tạo

“Phương pháp luận sáng tạo là hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành

về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu

dài, tiến tới điều khiển được tư duy.”

Với 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản c th n i n đã tổng quát được h u như hàng

triệu phát minh cải tiến trong cuộc sống con người trong thời gian qua Và lĩnh vực

công nghệ thông tin cũng không phải là ngoại lệ Trong bài luận này sẽ trình bày

40 nguyên tắc sáng tạo và những v ụ trong công nghệ thông tin với t ng nguyên

tắc Tiếp th o chúng ta hãy xem xét việc áp ụng nguyên tắc sáng tạo trong điện

toán đám mây

Các từ dùng tiếng anh:

Clou Computing: điện toán đám mây

Gri Computing: điện toán lưới

5

Chương II: 40 nguyệ n tắ c sắ ng tắ o

1 Nguyên tắc phân nhỏ

Nội ung:

- Chia đối tượng thành các ph n độc lập

- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

V ụ: Cách tiếp cận top- own trong thiết kế hệ thống, chia hệ thống thành nhi u

ph n nhỏ hơn Bằng cách đ , chia hệ thống phức tạp thành nhi u m ul s t phức

tạp hơn Quá trình này c th được thực hiện lại cho t ng mo ul s cho đến khi các

modules không c n bất cứ sự phức tạp nào nữa

2 Nguyên tắc “tách khỏi”

Nội ung:

- Tách ph n gây “phi n phức” t nh chất “phi n phức” hay ngược lại tách

ph n uy nhất “c n thiết” t nh chất “c n thiết” ra khỏi đối tượng

V ụ: Lưu trữ ữ liệu thông tin lên trên ịch vụ đám mây, thay vì lưu trữ trên ữ

liệu trên máy t nh cá nhân Tránh mất ữ liệu khi hỏng ph n ổ cứng

3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ

Nội ung:

- Chuy n đối tượng hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài c cấu

trúc đồng nhất thành không đồng nhất

- Các ph n khác nhau của đối tượng phải c các chức năng khác nhau

- Mỗi ph n của đối tượng phải ở trong những đi u kiện th ch hợp nhất đối với

công việc

6

V ụ: Màu sắc class, biến … trong công cụ lập trình như Visual Stu io,

RubyMin c màu khác với font chữ bình thường đ chúng ta ễ àng nhận biết

4 Nguyên tắc phản đối xứng

Nội ung:

- Chuy n đối tượng c hình ạng đối xứng thành không đối xứng n i chung

giảm bật đối xứng

V ụ: Chuẩn của sắp xếp nhanh thường lấy ph n t giữa làm ph n t chốt Bằng

cách s ụng ph n t trung vị trong ba ph n t đứng đ u, đứng giữa và đứng cuối

làm ph n t chốt thường sẽ đạt được hiệu suất tốt hơn

5 Nguyên tắc kết hợp

Nội ung:

- Kết hợp các đối tượng đồng nhất ho c các đối tượng ùng cho các hoạt động

kế cận

- Kết hợp v m t thời gian các hoạt động đồng nhất ho c kế cận

V ụ: Một tập đĩa RAID-5 phân chia một tập tin qua nhi u đĩa c th truy xuất đ

lấy hay lưu trữ tập tin đ nhanh hơn vì n được lấy/lưu trữ đồng thời

6 Nguyên tắc vạn năng

Nội ung:

- Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, o đ không c n sự tham

gia của các đối tượng khác

V ụ: Các trình uyệt w b như IE, Fir fox hay Googl Chrom thì trong ph n

khung mà đ ta nhập địa chỉ w b vào thì ta cũng c th nhập các t kh a tìm kiếm

vào đ đ tìm kiếm thay vì truy cập các trang w b tìm kiếm

- Một đối tượng chuy n động xuyên suốt bên trong đối tượng khác

V ụ: Cấu trúc ữ liệu như anh sách liên kết, cây Các thuật toán đệ quy như: sắp

V ụ: Trong các hàm băm, ta phân bổ các đối tượng vào một tập các bộ chứa

trong khi giữ số lượng của các đối tượng trong một bộ chứa xấp xỉ bằng nhau

9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ

Nội ung:

- Gây ứng suất trước với đối tượng đ chống lại ứng suất không cho phép

ho c không mong muốn khi đối tượng làm việc ho c gây ứng suất trước đ

khi làm việc sẽ ùng ứng suất ngược lại

V ụ: Khi một ứng ụng bắt đ u đọc t một cơ sở ữ liệu, ta c th tải loa các

bảng quan trọng hay các chỉ mục trước

- C n sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng c th hoạt động t vị tr thuận

lợi nhất, không mất thời gian ịch chuy n

V ụ: Đọc cach ổ đĩa trước chuẩn bị cho việc đọc đĩa thực sự

11 Nguyên tắc dự ph ng

Nội ung:

- Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các

phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn

V ụ: Hệ đi u hành sao lưu ữ liệu các tập tin quan trọng của n trước khi được

s ụng Nếu xảy ra lỗi c th khôi phục lại mà không phải cài lại

12 Nguyên tắc đ ng thế

Nội ung:

- Thay đổi đi u kiện làm việc đ không phải nâng lên hay hạ xuống các đối

tượng

V ụ: Giữ các kết quả trung gian mà phải mất khá nhi u thời gian đ t nh toán

13 Nguyên tắc đảo ngược

Nội ung:

- Thay vì hành động như yêu c u bài toán, hành động ngược lại v ụ, không

làm n ng mà làm lạnh đối tượng

- Làm ph n chuy n động của đối tượng hay môi trường bên ngoài thành

đứng yên và ngược lại, ph n đứng yên thành chuy n động

- S ụng các con lăn, viên bi, v ng xoắn

- Chuy n sang chuy n độg quay, s ung lực ly tâm

V ụ: Thay tìm kiếm tuyến t nh bằng tìm kiếm phức tạp hơn như tìm kiếm nhị

phân

15 Nguyên tắc linh động

Nội ung:

- C n thay đổi các đ c trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho

chúng tối ưu trong t ng giai đoạn làm việc

- Phân chia đối tượng thành t ng ph n, c khả năng ịch chuy n với nhau

V ụ: Thay đổi chế độ nhìn trong một ứng ụng như Pow rPoint Chỉnh s a văn

bản trong chế độ outlin thì sẽ àng và nhìn tổng quan hơn trong chế độ trình bày

16 Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “thừa”

Nội ung:

- Nếu như kh nhận được 00 hiệu quả c n thiết, nên nhận t hơn ho c

nhi u hơn “một chút” Lúc đ bài toán c th trở nên đơn giản hơn và ễ giải

hơn

V ụ: Đ nâng cao độ tin cậy của tàu vũ trụ, nhi u bộ x lý khác nhau t nh toán

cùng đ u vào với nhi u thuật toán khác nhau Nếu kết quả nào giống nhau nhi u

nhất thì đ là kết quả đúng

10

17 Nguyên tắc chuy n sang chi u khác

Nội ung:

- Những kh khăn o chuy n động hay sắp xếp đối tượng th o đường một

chi u sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng i chuy n trên m t

ph ng hai chi u Tương tự, những bài toán liên quan đến chuy n động hay

sắp xếp các đối tượng trên m t ph ng sẽ được đơn giản hoá khi chuy n sang

không gian ba chi u)

- Chuy n các đối tượng c kết cấu một t ng thành nhi u t ng

- Đ t đối tượng nằm nghiêng

- S ụng m t sau của iện t ch cho trước

- S ụng các luồng ánh sáng tới iện t ch bên cạnh ho c tới m t sau của iện

t ch cho trước

V ụ: S ụng ký hiệu thập lục phân cho các giá trị c th làm cho các thao tác

với bit trở nên ễ hi u hơn

18 Nguyên tắc s dụng các dao động cơ học

Nội ung:

- Làm đối tượng ao động Nếu đã c ao động, tăng t ng số ao động đến

t ng số siêu âm

- S ụng t ng số cộng hưởng

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

- S ụng siêu âm kết hợp với trường điện t

V ụ: Thuật toán roun robin đọc luân phiên t các hàng đợi

19 Nguyên tắc tác động th o chu k

Nội ung:

- Chuy n tác động liên tục thành tác động th o chu k xung

11

- Nếu đã c tác động th o chu k , hãy thay đổi chu k

- S ụng các khoảng thời gian giữa các xung đ thực hiện tác động khác

V ụ: Bộ thu gom rác trong hệ đi u hành chỉ thực hiện khi rác trên một ngưỡng

nhất định

20 Nguyên tắc liên tục tác động c ch

Nội ung:

- Thực hiện công việc một cách liên tục tất cả các ph n của đối tượng c n

luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải

- Khắc phục vận hành không tải và trung gian

- Chuy n chuy n động tịnh tiến qua lại thành chuy n động qua

V ụ: Trong hệ đi u hành đa nhiệm, các tác vụ c th chạy n n như quét vi-rút, in

ấn, …

21 Nguyên tắc “vượt nhanh”

Nội ung:

- Vượt qua các giai đoạn c hại ho c nguy hi m với vận tốc lớn

- Vượt nhanh đ c được hiệu ứng c n thiết

V ụ: Tắt kết nối tới cơ sở ữ liệu trong khi sao lưu Sao lưu c th thực hiện

nhanh hơn và sau khi sao lưu mọi người c th s ụng cơ sở ữ liệu

22 Nguyên tắc biến hại thành lợi

Nội ung:

- S ụng những tác nhân c hại th ụ tác động c hại của môi trường đ

thu được hiệu ứng c lợi

- Khắc phục tác nhân c hại bằng cách kết hợp n với tác nhân c hại khác

- Tăng cường tác nhân c hại đến mức n không c n c hại nữa

12

V ụ: Việc s ụng những công cụ chạy ng m đ đánh chỉ mục, tuy c làm ảnh

hưởng một chút đến hệ thống nhưng n mang lại hiệu suất đáng k

23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi

Nội ung:

- Thiết lập quan hệ phản hồi

- Nếu đã c quan hệ phản hồi, hãy thay đổi n

V ụ: C một thành ph n giám sát trong bất k ph n m m nào đ mà giám sát sự

thực hiện, hiệu suất bộ nhớ và c hành động khắc phục

24 Nguyên tắc s dụng trung gian

Nội ung:

- S ụng đối tượng trung gian, chuy n tiếp

V ụ: S ụng trực tiếp thẻ t nh ụng trên các w bsit s thương mại, o đ nên s

ụng các ịch vụ trung gian như PayPal đ thanh toán chi ph an toàn

25 Nguyên tắc tự phục vụ

Nội ung:

- Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, s a

chữa

- S ụng phế liệu, chát thải, năng lượng ư

V ụ: Tự động chuy n r qu st tới một s rv r khác nếu s rv r ch nh bị quá tải

26 Nguyên tắc sao chép copy

Nội ung:

- Thay vì s ụng những cái không được phép, phức tạp, đắt ti n, không tiện

lợi ho c ễ vỡ, s ụng bản sao

13

- Thay thế đối tượng ho c hệ các đối tượng bằng bản sao quang học ảnh, hình

vẽ với các tỷ lệ c n thiết

- Nếu không th s ụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến vùng ánh sáng

nhìn thấy được bằng mắt thường , chuy n sang s ụng các bản sao hồng

ngoại ho c t ngoại

V ụ: Sao chép một fil trong máy t nh cá nhân sang thiết bị lưu trữ khác

27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”

Nội ung:

- Thay thế đối tượng đắt ti n bằng bộ các đối tượng rẻ c chất lượng kém hơn

th ụ như v tuổi thọ

V ụ: S ụng những sản phẩm nguồn mở thay thế cho các hệ thống đắt ti n

nhưng vẫn mang lại hiệu quả

28 Thay thế sơ đồ cơ học

Nội ung:

- Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm ho c mùi vị

- S ụng điện trường, t trường và điện t trường trong tương tác với đối

tượng

- Chuy n các trường đứng yên sang chuy n động, các trường cố định sang

thay đổi th o thời gian, các trường đồng nhất sang c cấu trúc nhất định

- S ụng các trường kết hợp với các hạt sắt t

V ụ: Chuy n đổi văn bản thành giọng n i t xt-to-sp ch hay giọng n i thành

văn bản sp ch-to-text)

14

29 S dụng các kết cấu kh và lỏng

Nội ung:

- Thay cho các ph n của đối tượng ở th rắn, s ụng các chất kh và lỏng:

nạp kh , nạp chất lỏng, đệm không kh , thủy tĩnh, thủy phản lực

V ụ: S ụng hằng số thay vì ùng chuỗi ở nhi u nơi, ễ àng thay đổi

30 S dụng vỏ dẻo và màng mỏng

Nội ung:

- S ụng các vỏ ẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối

- Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ ẻo và màng mỏng

V ụ: Các lớp được định nghĩa với các int rfac c th thay đổi nội ung các

int rfac bên trong lớp

31 S dụng các vật liệu nhi u lỗ

Nội ung:

- Làm đối tượng c nhi u lỗ ho c s ụng thêm những chi tiết c nhi u lỗ

miếng đệm, tấm phủ…

- Nếu đối tượng đã c nhi u lỗ, sơ bộ tẩm n bằng chất nào đ

V ụ: WCF trong fram work C# c th đưa ra nhi u cách giao tiếp, c th cho

phép kết nối t những ngôn ngữ lập trình cũ trước đ

32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc

Nội ung:

- 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

- Đ c th quan sát được những đối tượng ho c những quá trình, s ụng các

chất phụ gia màu, hùynh quang

- Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm t cùng

một vật liệu ho c t vật liệu g n v các t nh chất với vật liệu chế tạo đối

tượng cho trước

V ụ: S ụng trình biên ịch đ biên ịch ch nh n

34 Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n

Nội ung:

- Ph n đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ ho c trở nên không càn thiết phải tự

phân hủy hoà tan, bay hơi ho c phải biến ạng

- Các ph n mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình

- Thay đổi trạng thái đối tượng

- Thay đổi nồng độ hay độ đậm đ c

- Thay đổi độ ẻo

- Thay đổi nhiệt độ, th t ch