LOI MO DAU Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học là kết quả của quá trình khái quát lý thuyết và thực tiễn nghiên cứu khoa học và trở thành công cụ sắc bén để chỉ dẫn các nhà kho
Trang 1
TRUONG DAI HOC CONG NGHE THONG TIN
KHOA KHOA HOC MAY TINH
Bai Thu Hoach
DE TAI
SU PHAT TRIEN CUA TRINH DUYET WEB
TU HIEN THI THONG TIN TOI HE DIEU HANH DAM MAY
Môn: Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học
Giảng viên: GS-TSKH Hoàng Văn Kiếm
Học viên: Trịnh Hoàng Việt Quốc
MS: CH1101127
Lớp: Cao học khóa 6
Tp Hồ Chí Minh, tháng 4/2012
Trang 2LOI MO DAU
Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học là kết quả của quá trình khái quát
lý thuyết và thực tiễn nghiên cứu khoa học và trở thành công cụ sắc bén để chỉ dẫn các
nhà khoa học, các nhà quản lý trong công tác tô chức, quản lý và thực hành nghiên cứu khoa học một cách sáng tạo Trong thực tế nói chung và trong tin học nói riêng có rất
nhiều bài toán mà chúng ta cần phải giải quyết, việc áp dụng các thủ thuật, nguyên tắc trong Phương pháp nghiên cứu khoa học sẽ giúp ta có những định hướng tốt để giải quyết vấn đề
Bài thu hoạch môn học PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG
TIN HỌC này của em gồm ba phần:
- _ Phần một giới thiệu về Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học
- _ Phần hai Sự phát triển của trình duyét web
-_ Phần ba ứng dụng các thủ thuật sáng tạo khoa học trong quá trình phát triển
trình duyệt, từ hiển thị thông tin tới hệ điều hành đám mây
Để hoàn thành bài thu hoạch này em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới thầy GS
TSKH Hoàng Văn Kiếm đã tận tình giảng dạy và giúp đỡ em trong quá trình học tập môn Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học
Học viên
Trịnh Hoàng Việt Quốc
Trang 3MUC LUC
PHAN I: PHUONG PHAP NGHIÊN CUU KHOA HOC TRONG TIN HOC 5
I Khái niệm cơ bản về khoa học và nghiên cứu khoa học: . -2-2s2s 5
I4 cac 5
2 Neghién ctu khoa hoc 5
3 Dé ti nghién city khoa hOCE oo seesssessssesssessssesssessssesssecsssecssecssseessecssessssecssecsssessseceseeess 5
a) Khai mir 8 tai ec ẽẽaa^¬a.3 5
b)_ Đối tượng nghiên cứu va pham Vi nghién COU cccsseccsssescssseccsssecssseecsssecesseecesses 6 c€) Mục đích và mục tiêu nghiên CỨU - + ++++ESxE+k+kEsEekekEskekrrekeerererersee 6
II Các phương pháp nghiên cứu, giải quyết vấn đề: . -¿-©c©cszcc+s 7
(i0 44443 7
Di on 7 Db) PHAM Load 7 c)_ Các phương pháp phát hién van dé khoa HOC .sesssessssesssssssesssessssecsseesssessseesseeess 7
2 Phuong phap giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế - 7 L9 7 n 7
3 Các phương pháp giải quyết vấn dé tổng quát -2- s¿©+2++e+zxz+zxeecrs 9 a)_ Các phương pháp phân tích vấn đỀ ©2+©©2<+©+ecSEkeSEEEvEEErtrkerrrkerrkerree 9 b)_ Các phương pháp tổng hợp vấn đ ©22+©22<©2ecSEkSEEEtEEEevrkerrrkerrkerres 9
4 Các phương pháp giải quyết vẫn đề trong tin học 2- s2 ©s2+xs+czsz+cse+ 9 d)_ Phương pháp trực tỈẾp: -ccccccSck SE 111111 10 DJ ) 71.71 0n nh anaỒ ẢẢ ÒÔ 10 L1 Phương pháp Thử Sai: . - «<< 5< S3 TH nh ni 11 L1 Phương pháp H€UTISfIC: - - - 5 SE E*xEk kh TT nh nh rec 11 L1 Phương pháp Trí Tuệ Nhân “Tạo: . - + + xxx re 12
Trang 4PHAN II: TRÌNH DUYỆT WEB VÀ SỰ PHÁT TRIÊN s-c-sss 13
'Web browser - trình duyệt web là gì? .- -¿- + + Sky 13
Sơ lượt lịch sử phát triển của trình đuyỆt -2- 2© ©+£++£+cv+e+zxevcreecrs 13
Những thủ thuật sáng tạo trong sự phát triển của trình duyệt web 15
2i! {810 0S 15 15
Nguyên tắc thay đổi màu sắc . -2 ©++©++++tE++eeEEExrtrrxrerrrrrrrrrrrrrre 17 Nguyên tắc dự phòng: . 2 +©+++++++ttE+++tEEEEtEEExrtrrkrerrrrrrrrkrrrrrx 18
Chuyển sang chiều khác: . 2- ¿2£ ©+E©EE££E+EEEEESEEECEEEEEEerrrkrrrkerrree 18
Trang 5PHAN I: PHUONG PHAP NGHIEN CUU KHOA HOC TRONG TIN HOC
1 Khái niệm cơ bản về khoa học và nghiên cứu khoa học:
Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới, về tự nhiên và xã hội Những kiến thức hay học thuyết mới này, tốt hơn, có
thé thay thế dần những cái cũ, không còn phù hợp Thí dụ: Quan niệm thực vật là vật thê
không có cảm giác được thay thế bằng quan niệm thực vật có cảm nhận
Như vậy, khoa học bao gom mot hé thong tri thức về qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những qui luật của tự nhiên, xã hội, và tu duy Hệ thông trì thức
này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn xã hội Phân
biệt ra 2 hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học
Nghiên cứu khoa học là một họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử
nghiệm Dựa trên những số liệu, tài liệu, kiến thức, đạt được từ các thí nghiệm NCKH
để phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội, và để
sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn Con người muốn
làm NCKH phải có kiến thức nhất định về lĩnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn
luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường
3 _ Đề tài nghiên cứu khoa học:
a) Khái niệm đề tài
Đề tài là một hình thức tổ chức NCKH đo một người hoặc một nhóm người thực hiện Một số hình thức tô chức nghiên cứu khác không hoàn toàn mang tính chất nghiên cứu khoa hoc, chẳng hạn như: Chương trình, dự án, đề án Sự khác biệt giữa các hình
thức NCKH này như sau:
e_ Đề tài: được thực hiện để trả lời những câu hỏi mang tính học thuật, có thể chưa
dé y đến việc ứng dụng trong hoạt động thực tế
Trang 6e Dự án: được thực hiện nhằm vào mục đích ứng dụng, có xác định cụ thể hiệu
quả về kinh tế và xã hội Dự án có tính ứng dụng cao, có ràng buộc thời gian và
nguồn lực
e Đề án: là loại văn kiện, được xây dựng để trình cấp quản lý cao hơn, hoặc gởi cho một cơ quan tài trợ để xin thực hiện một công việc nào đó như: thành lập một tổ chức; tài trợ cho một hoạt động xã hội, Sau khi đề án được phê chuẩn,
sẽ thành những dự án, chương trình, đề tài theo yêu cầu của đề án
e_ Chương trình: là một nhóm đề tài hoặc dự án được tập hợp theo một mục đích
xác định Giữa chúng có tính độc lập tương đối cao Tiến độ thực hiện đề tài, dự
án trong chương trình không nhất thiết phải giống nhau, nhưng nội dung của
chương trình thì phải đồng bộ
b) Đối tượng nghiên cứu và phạm vi nghiên cứu
-_ Đối tượng nghiên cứu: là bản chất của sự vật hay hiện tượng cần xem xét và làm
Tõ trong nhiệm vụ nghiên cứu
-_ Phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu được khảo sát trong trong phạm vi
nhất định về mặt thời gian, không gian và lĩnh vực nghiên cứu
c) Mục đích và mục tiêu nghiên cứu
Khi viết đề cương nghiên cứu, một điều rất quan trong là làm sao thé hiện được mục tiêu và mục đích nghiên cứu mà không có sự trùng lắp lẫn nhau Vì vậy, cần thiết để
phân biệt sự khác nhau giữa mục đích và mục tiêu
e_ Mục đích: là hướng đến một điều gì hay một công việc nào đó trong nghiên cứu
mà người nghiên cứu mong muốn để hoàn thành, nhưng thường thì mục đích
khó có thể đo lường hay định lượng Nói cách khác, mục đích là sự sắp đặt công
việc hay điều gì đó được đưa ra trong nghiên cứu Mục đích trả lời câu hỏi
“nhằm vào việc gì?”, hoặc “để phục vụ cho điều gì?” và mang ý nghĩa thực tiễn
của nghiên cứu, nhắm đến đối tượng phục vụ sản xuất, nghiên cứu
e_ Mục tiêu: là thực hiện điều gì hoặc hoạt động nào đó cụ thể, rõ ràng mà người
nghiên cứu sẽ hoàn thành theo kế hoạch đã đặt ra trong nghiên cứu Mục tiêu có thể đo lường hay định lượng được Nói cách khác, mục tiêu là nền tảng hoạt
Trang 7II
động của dé tài và làm cơ sở cho việc đánh giá kế hoạch nghiên cứu đã đưa ra,
và là điều mà kết quả phải đạt được Mục tiêu trả lời câu hỏi “làm cái gi?” Các phương pháp nghiên cứu giải quyết van dé:
Vấn đề khoa học
a) Khái niệm
Vấn đề khoa học (scientific problem) còn gọi là vấn đề nghiên cứu (research
problem) là câu hỏi đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn
3) Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường
4) Quan sát những vướng mắt trong thực tiễn
5) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn
6) Cảm hứng: những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó
Phương pháp giải quyết vấn đề khoa học về phát minh, sáng chế
Có 40 thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản, ở đây chỉ trình bày 5 thủ thuật cơ
bản được sử dụng nhiều trong tin hoc
e Nguyên tắc 1: Nguyên tắc phân nhỏ
Nội dung:
Trang 8¢ Chia cdc đối tượng thành các thành phần độc lập
e_ Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp
e _ Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng
Ví dụ:
Trong kỹ thuật lập trình, ai cũng biết một nguyên tắc cơ bản là modul hóa,
nghĩa là phân nhỏ chương trình thành nhiều modul độc lập gọi là các chương trình con,
thể nhiên chúng là các hàm hoặc các procedure
- _ Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chất năng khác nhau
- _ Mỗi phần của đối tượng phải có các chất năng khác nhau
Ví dụ:
Trong một đọan chương trình, cần phân biệt các phẩm chất cục bộ: ở đâu là lõi của phần chương trình, phần nào là những thao tác phụ Chẳng hạn, in tất cả các số nguyên trong phạm vi [2.10000] và yêu cầu in ra: mỗi hàng có § số nguyên tố, mỗi trang
có 20 hàng, tạm đừng Như vậy, lõi của chương trình là phần kiểm tra n có phải số nguyên tố không, nếu phải thì in ra
e Nguyên tắc 4: Nguyên tắc phản đối xứng
Chuyên đôi tượng có hìng dạng, tính chât đôi xứng thành phản đôi xứng
Trang 9- Két hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động
kê cận
- Két hop về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất của CPU, tận dụng tài
nguyên dé cho ra hệ điều hành đa nhiệm, nhiều người dùng
Ví dụ:
Trong các chương trình máy tính, các ngôn ngữ cấp cao thường cho phép kết hợp mã nguồn của Assembly
3 Các phương pháp giải quyết vấn đề tống quát
Với thông tin ban đầu và cần giải quyết, ta có mô hình như sau:
Phân tích
Phân loại Hình 1 Mô hình giải quyết vấn đề tổng quát
+ Tổng hợp theo không gian và thời gian
4 Các phương pháp giải quyết vẫn đề trong tin học
Trang 10a) Phương pháp trực tiếp:
Đặc điểm của cách giải quyết vấn đề này là đều xác định trực tiếp được lời giải qua một thủ tục tính toán (công thức, hệ thức, định luật, ) hoặc qua các bước căn bản để
có được lời giải Đối với phương pháp này, việc giải quyết vấn đề trên máy tính chỉ là
thao tác lập trình hay là sự chuyền đổi lời giải từ ngôn ngữ bên ngoài sang các ngôn ngữ
được sử dụng trong máy tính Tìm hiểu về phương pháp này chính là tìm hiểu về kỹ thuật
lập trình trên máy tính
Các nguyên lý áp dụng trong phương pháp trực tiếp :
e Nguyên lý I: Chuyển đổi dữ liệu bài toán thành dữ liệu của chương trình, có
nghĩa là “Dữ liệu của bài tóan sẽ được biểu diễn lại dưới đạng các biến của
chương trình thông qua các quy tắc xác định của ngôn ngữ lập trình cụ thể” e_ Nguyên lý 2: Chuyển đổi quá trình tính toán của bài toán thành các cấu trúc của
chương trình, có nghĩa là “Mọi quá trình tính toán đều có thể mô tả và thực hiện
dựa trên ba cấu trúc cơ bản : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh và cấu trúc lặp”
e Nguyên lý 3: Biểu diễn các tính toán chính xác, có nghĩa là “Chương trình tính toán theo các biểu thức chính xác không đồng nhất với quá trình tính toán chính
xác về mặt hình thức”
e© Nguyên lý 4: Biểu diễn các tính toán gần đúng bằng cấu trúc lặp, có nghĩa là
“Mọi quá trình tính toán gần đúng đều dựa trên các cấu trúc lặp với tham số xác định”
e_ Nguyên lý 5: Phân chỉ bài toán ban đầu thành những bài toán nhỏ hơn, có nghĩa
là “Mọi vấn đề-bài toán đều có thể giải quyết bằng cách phân chia thành những
vấn để - bài toán nhỏ hơn”
e Nguyên lý 6: Biểu diễn các tính toán không tường minh bằng đệ quy, có nghĩa là
“Quá trình đệ quy trong máy tính không đơn giản như các biểu thức quy nạp
trong toán học”
b) Phương pháp gián tiếp
Trang 11+* Phương pháp Thử Sai:
Khi xây dựng lời giải bài toán theo phương pháp thử — sai, người ta thường dựa
vào 3 nguyên lý sau :
Nguyên lý vét cạn: Đây là nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tắt cả các trường
hợp có thể xảy ra
Nguyên lý ngẫu nhiên: Dựa vào việc thử một số khả năng được chọn một
cách ngẫu nhiên Khả năng tìm ra lời giải đúng phụ thuộc rất nhiều vào
chiến lược chọn ngẫu nhiên
Nguyên lý mê cung: Nguyên lý này được áp dụng khi chúng ta không thể biết được chính xác “hình dạng” lời giải mà phải xây dựng dần lời giải qua từng bước một giống như tìm đường đi trong mê cung
Để thực hiện tốt phương pháp thử - sai, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau Nguyên lý vét cạn toàn bộ: Muốn tìm được cây kim trong đống rơm, hãy
lần lượt rút ra từng cọng rơm cho đến khi rút được cây kim
Nguyên lý mắt lưới: Lưới bắt cá chỉ bắt được những con cá có kích thước
lớn hơn kích thước mắt lưới
Nguyên lý giảm độ phức tạp của thử và sai: Thu hẹp trường hợp trước và
nhóm trường hợp chắc chắn không dẫn đến lời giải
Nguyên lý đánh giá nhánh cận: Nhánh có chứa quả phải nặng hơn trọng lượng của quả
Phương pháp Heuristic:
Phương pháp Heuristic có đặc điểm là đơn giản và gần gủi với cách suy nghĩ của con người, cho ra được những lời giải đúng trong đa số các trường hợp áp dụng Các thuật giải Heuristic được xây dựng dựa trên một số nguyên lý rất đơn giản
