Tiểu luận môn phương pháp nghiên cứu khoa học Phân tích các nguyên lý sáng tạo cơ bản và vận dụng trong quá tình phát triển của màn hình

Vận dụng các nguyên lý sáng tạo của Altshuller giải quyết “vấn đề khoa học – phát triển sản phẩm máy tính”...10 II.. Ngày nay, nhiều doanh nghiệp ứng dụng 40 nguyên lý sáng tạo này vào t

Lời đầu tiên tôi xin chân thành gửi lời cảm ơn chân thành đến thầy GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm Trong quá trình học tập và làm đề tài, tôi đã học hỏi được rất

nhiều kiến thức từ thầy Thầy đã tận tình hướng dẫn, góp ý cho chúng tôi rất nhiềutrong quá trình học tập Đồng thời, tôi xin gửi làm cảm ơn đến các thầy cô là nhữnggiảng viên đã truyền đạt những kiến thức nền tảng cho chúng tôi trong suốt thờigian học trong nhà trường

TP Hồ Chí Minh, tháng 05 năm2014

Lâm Vinh Đạo

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

………

MỤC LỤ

I PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO VÀ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ

KHOA HỌC 2

1 Vấn đề khoa học 2

1.1 Khái niệm 2

1.2 Phân loại 2

1.3 Các tình huống vấn đề 2

1.4 Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học 3

1.5 Một số nguyên lý giải quyết vấn đề thực tiễn 3

2 Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế 3

2.1 Phương pháp 3

2.2 Nguyên lý sáng tạo 3

2.2.1 Nguyên lý phân nhỏ 4

2.2.2 Nguyên lý tách khỏi 5

2.2.3 Nguyên lý phẩm chất cục bộ 6

2.2.4 Nguyên lý phản đối xứng 7

2.2.5 Nguyên lý kết hợp 9

3 Vận dụng các nguyên lý sáng tạo của Altshuller giải quyết “vấn đề khoa học – phát triển sản phẩm máy tính” 10

II PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRIZ ĐƯỢC VẬN DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN CỦA MÀN HÌNH 15

1 Giới thiệu 15

2.1 Màn hình CRT 15

2.2 Màn hình LCD 17

2.3 Màn hình Plasma 18

2.4 Màn hình LED 19

2.5 Màn hình OLED 20

2.6 Màn hình LCoS 20

2.7 Màn hình Laser 21

2.8 Màn hình AMOLED 22

2.9 Màn hình Super AMOLED 22

2.10 Màn hình 3D 23

III KẾT LUẬN 24

TÀI LIỆU THAM KHẢO 26

LỜI NÓI ĐẦU

Tư duy sáng tạo là chủ đề của một lĩnh vực nghiên cứu còn mới Nó nhằm tìm racác phương án, biện pháp thích hợp để kích hoạt khả năng sáng tạo và để tăngcường khả năng tư duy của một cá nhân hay một tập thể cộng đồng làm việc chung

về một vấn đề hay lĩnh vực

Có thể không quá lời khi nói rằng, nếu không có tư duy sáng tạo thì không thể

có một xã hội phát triển như ngày nay Chính nhờ có sáng tạo mà con người quatừng thời đại chế tạo ra biết bao thiết bị để “nối dài” khả năng của con người Kínhviễn vọng chính là sự nối dài của đôi mắt, cần cẩu là sự nối dài của đôi tay và máybay là sự nối dài của đôi chân, …

Trong công việc cũng vậy, nếu không có tư duy sáng tạo thì con người khôngthể giải quyết được những vấn đề nan giải đòi hỏi phải có những giải pháp mangtính đột phá và hoàn toàn mới lạ

Genrikh Altshuller là người tiên phong trong lĩnh vực tập hợp và hệ thống thành

lý thuyết mang tên “Phương pháp luận sáng tạo – TRIZ”, để truyền bá cho mọingười từ cuối những năm 60 của thế kỷ trước Ông cũng là một nhà văn viết chuyệnkhoa học viễn tưởng với bút danh G.Altov

Ngày nay, nhiều doanh nghiệp ứng dụng 40 nguyên lý sáng tạo này vào trongchiến lược phát triển và kinh doanh của mình để tìm ra các phương án, các lời giải

từ một phần đến toàn bộ các vấn đề nan giải như Microsoft, Google, … Các vấn đềnày không chỉ giới hạn trong các ngành nghiên cứu về khoa học kỹ thuật mà nó cóthể thuộc lĩnh vực khác nhau như chính trị, kinh tế, xã hội, nghệ thuật, … hoặctrong các phát minh, sáng chế

I PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO VÀ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ KHOA HỌC

1 Vấn đề khoa học

1.1 Khái niệm

Vấn đề khoa học (Scientific Problem) cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu

(Research Problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người

nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện cóvới yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn

Không cóvấn đề

Không cónghiên cứu

Không có vấnđềGiả vấn đề

Nghiên cứu theomột hướng khácNảy sinh vấn

đề khác

1.4 Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học

Có 6 phương pháp:

- Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới

- Tìm những bất đồng

- Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường

- Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn

- Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn

- Cảm hứng: những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó

1.5 Một số nguyên lý giải quyết vấn đề thực tiễn

- Đơn giản hóa – loại bỏ

- Thay đổi – hoán vị – sắp xếp lại

- Thay thế bằng cái tương đương

- Kết hợp, tích hợp

- Gia tăng, thu nhỏ

- Nghịch đảo – đối ngẫu

2 Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế

Có 40 nguyên lý sáng tạo Ở đây, ta sẽ tìm hiểu và phân tích 5 nguyên lý sáng

tạo cơ bản được sử dụng nhiều trong tin học là: nguyên lý phân nhỏ, nguyên lý tách

khỏi, nguyên lý phẩm chất cục bộ, nguyên lý phản đối xứng, nguyên lý kết hợp.

2.2.1 Nguyên lý phân nhỏ

Nội dung:

- Chia các đối tượng thành các thành phần độc lập

- Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp

- Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

Nhận xét:

- Từ “đối tượng” trong 40 nguyên lý, cần hiểu theo nghĩa rộng Đó có thể

bất kỳ cái gì có khả năng phân nhỏ được, không nhất thiết phải là đối

tượng kỹ thuật Tương tự như vậy đối với các nguyên lý khác có từ “đối

tượng”.

- Thủ thuật này thường dùng trong những trường hợp khó làm “trọn gói”,

“nguyên khối”, “một lần” Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, cho

dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có, …

- Phân nhỏ đặc biệt hay dùng trong những trường hợp cần có bề mặt tiếpxúc lớn như trong các phản ứng hóa học, tạo sự cháy nổ, trao đổi nhiệt

- Tháo lắp làm cho đối tượng trở nên nhỏ gọn, thuận tiện cho việc chuyênchở, xếp đặt và khả năng thay thế từng bộ phận đối tượng, kể cả việc mởrộng chức năng của từng bộ phận đó

- Cần tưởng tượng: nhờ phân nhỏ mà đối tượng, ban đầu ở thể rắn, chuyểndần sang dẻo, lỏng, khí, plasma, …, nói chung, có thể phân nhỏ đến vimô

- Sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay đổi về chất, cho nên, phân nhỏ cóthể làm đối tượng có thêm những tính chất mới, thậm chí, ngược với tínhchất đã có

- Nguyến lý phân nhỏ hay dùng với các nguyên lý: 2_Tách khỏi, 3_Phẩm

chất cục bộ, 5_Kết hợp, 6_Vạn năng, 15_Linh động, …

Các ví dụ trong tin học:

- Máy vi tính bàn gồm các thành phần như: thùng máy, màn hình, RAM, ổcứng, ổ DVD, … có thể tháo lắp được

- Khi máy tính bị sự cố, ta chỉ cần xác định bộ phận nào bị hư và thay thế

bộ phận đó, không cần phải thay toàn bộ máy tính

- Khi nâng cấp máy tính, ta chỉ cần thay thế 1 số bộ phận của máy tínhnhư: thay bộ nhớ RAM của máy tính hoặc thay thế ổ đĩa cứng, …

- Đối với việc vận chuyển các máy tính lớn cũng dễ dàng hơn, bằng cáchvận chuyển từng bộ phận của máy tính, sau đó lắp ráp lại với nhau

- Khi xây dựng một đồ án chương trình lớn, nhóm lập trình chia một côngviệc lớn thành các công việc nhỏ hơn, mỗi công việc này tương ứng vớimột chương trình con và giao cho một thành viên trong nhóm lập trình.Sau đó, chủ nhiệm đề án lắp ghép các chương trình con này lại thànhchương trình lớn giải quyết công việc ban đầu

- Do tách khỏi đối tượng mà phần tách ra (hoặc phần giữ lại) có thêmnhững tính chất, những khả năng mới (nhiều khi ngược với cái cũ) Do

đó, cần tận dụng chúng Những tính chất, những khả năng mới có thể làgọn hơn, linh động hơn, dễ thay thế, tăng tính điều khiển, …

- Khi nói “tách khỏi” mới chỉ ra định hướng suy nghĩ, đinh hướng việc

làm Để trả lời câu hỏi “Làm thế nào để tách khỏi?” cần tham khảo cách

làm ở những lĩnh vực chuyên về công việc đó như luyện kim, lọc, trích

ly, chọn giống, giải phẫu, tuyển lựa, …

- Nguyên lý tách khỏi hay dùng với các nguyên lý: 1_Phân nhỏ, 3_Phẩm

chất cục bộ, 5_Kết hợp, 6_Vạn năng, 15_Linh động, …

Các ví dụ trong tin học:

- Registry là một phần quan trọng của Window Kể từ khi Registry được sửdụng thường xuyên do việc sử dụng máy tính thường, cài đặt và gỡ bỏphần mềm thường xuyên, … trên máy tính tạo ra nhiều hơn mục đăng ký,

do đó tăng kích thước của nó và suy giảm hiệu suất của hệ thống.Chương trình Regclean Pro được ra đời dựa vào nguyên lý tách khỏi,chương trình sẽ tiến hành dọn dẹp các registry bị lỗi, không hợp lệ, giữcho hiệu năng hệ thống sắp xếp hợp lý mượt mà hơn

- Trong lập trình, khi giải quyết các bài toán về dãy số, ta cần xét đến tínhchất chẳn lẻ của dãy số trong dãy số nguyên liên tiếp Vận dụng nguyên

lý tách khỏi nên phương thức người lập trình hay sử dụng là tách dãy sốnguyên liên tiếp thành 2 dãy số chẳn và lẻ và gán chúng vào 2 mảng khácnhau để tiện xử lý

2.2.3 Nguyên lý phẩm chất cục bộ

Nội dung:

- Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấutrúc 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 củacông việc

Nhận xét:

- Các đối tượng đầu tiên thường có tính đồng nhất cao về vật liệu, cấuhình, chức năng, thời gian, không gian… đối với các phần trong đốitượng Khuynh hướng phát triển tiếp theo là: các phần có các phẩm chất,

chức năng… riêng của mình nhằm phục vụ tốt nhất chức năng chính hoặc

mở rộng chức năng chính đó

- Các đối tượng đồng nhất đầu tiên còn phát triển theo khuynh hướngchuyên dụng hóa, đa dạng hóa so với nhau, để phù hợp nhất với môitrường, điều kiện làm việc, sự thuận tiện đối với người sử dụng, thị hiếucủa người tiêu dùng cụ thể …

- Với thời gian, môi trường, tác động bên ngoài cũng bị biến đổi theokhuynh hướng thích hợp với những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể của đốitượng và của con người sử dụng đối tượng đó Xuất hiện các loại vi môitrường, vi khí hậu, vi tác động, …

- Nói chung, nguyên lý phẩm chất cục bộ phản ánh khuynh hướng pháttriển: từ đơn giản sang phức tạp, từ đơn điệu sang đa dạng

- Tinh thần “phẩm chất cục bộ” có ý nghĩa lớn đối với việc nhận thức và

xử lý thông tin: không phải tin tức nào cũng có giá trị như tin tức nào.Không thể có một cách tiếp cận, dùng chung cho mọi loại đối tượng –

“chân lý là cụ thể”.

Các ví dụ trong tin học:

- Trong chức năng tìm đường đi của Google Maps, nguyên lý phẩm chấtcục bộ được vận dụng để đánh dấu địa điểm bắt đầu, kết thúc và vẽđường đi trên bản đồ, biến đổi những địa điểm đó từ có cấu trúc đồngnhất với bản đồ thành không đồng nhất để người dùng dễ quan sát và xácđịnh được cách đi

- Bài toán tin học: “Tìm và in ra màn hình các số tự nhiên đồng thời chia

hết cho 3 và 5.” Trong bài toán này, người lập trình thường vận dụng

nguyên lý phẩm chất cục bộ viết chương trình thành các module riêngbiệt để tiện xử lý và mỗi module có một chức năng khác nhau như:module kiểm tra số chia hết cho 3, module kiểm tra số chia hết cho 5,module in kết quả ra màn hình

2.2.4 Nguyên lý phản đối xứng

Nội dung:

- Chuyển đối tượng có hình dạng, tính chất đối xứng thành phản đối xứng.Nhận xét:

- Từ "hình dạng", phát biểu trong thủ thuật này cần hiểu rộng, không chỉ

thuần tuý theo nghĩa hình học

- Giảm bậc đối xứng, ví dụ chuyển từ hình tròn thành hình ôvan, hìnhvuông sang hình chữ nhật, …

- Thủ thuật này rất có tác dụng trong việc khắc phục tính ì tâm lý, cho rằngcác đối tượng phải có hình dạng đối xứng

- Khi đối tượng chuyển sang dạng ít đối xứng hơn, có thể làm xuất hiệnnhững tính chất mới lợi hơn Ví dụ tận dụng được những nguồn dự trữ vềkhông gian (nói chung là các khả năng tiềm ẩn), làm đối tượng ổn địnhhơn, bền vững hơn, …

- Nguyên lý phản đối xứng, có thể nói là trường hợp riêng của 3_Nguyên

lý phẩm chất cục bộ, có mục đích làm tăng tính tương hợp (tương ứng và

phù hợp) giữa các phần của hệ với nhau và với môi trường bên ngoài,nhằm thực hiện chức năng một cách tốt nhất

Các ví dụ trong tin học:

- Các giao diện web trước kia thường có cấu trúc đối xứng giữa các phầnnhư: Header và Footer, cột trái và phải, … Ngày nay, các nhà thiết kếweb thường chọn phương thức thiết kế sáng tạo hơn, chuyển cấu trúcgiao diện web từ đối xứng thành phản đối xứng để tăng tính thẫm mỹ vàphù hợp với nhu cầu người dùng hơn

- Trong các thủ thuật tìm kiếm cơ bản thì tìm kiếm nhị phân trong dãy số

có thứ tự là một thủ thuật tìm kiếm đơn giản, có độ phức tạp thấp Ýtưởng của thuật toán tìm kiếm nhị phân là bắt đầu từ phần tử nằm ở vị trígiữa của danh sách Nhưng trong thực tế, dãy số phải tìm kiếm thường rấtlớn nên người ta không sử dụng phương pháp này mà bằng phương pháp

tìm kiếm nhị phân khác, không bắt đầu từ phần tử nằm ở vị trí giữa mà tạimột điểm hiểu quả hơn.

Nhận xét:

- “Kế cận”, không nên chỉ hiểu gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, mà

nên hiểu là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau Do vậy, có thể có

những kết hợp các đối tượng “ngược nhau” (ví dụ bút chì kết hợp với

tẩy)

- “Kết hợp” cần hiểu theo nghĩa rộng, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số

học) hay gắn thêm (kiểu cơ học), mà còn được hiểu chuyển giao, đưa vàonhững ý tưởng, tính chất, chức năng từ những lĩnh vực hoặc những đốitượng khác

- Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, ,thường có những tính chất, khảnăng mà từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có Điều này có nguyênnhân sâu xa là lượng đổi thì chất đổi và do tạo được sự thống nhất mớicủa các mặt đối lập

- Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc thường hay đan xennhau nên khả năng kết hợp luôn luôn có Do vậy, cần chú ý khai thácnguồn dự trữ này

- Nguyên lý kết hợp thường hay sử dụng với 1_Nguyên lý phân nhỏ,

3_Nguyên lý phẩm chất cục bộ,

- Điều này phản ánh một khuynh hướng phát triển biện chứng: sự liên kết,hợp tác hoá thường đi kèm với sự phân công lao động và chuyên mônhoá.

Các ví dụ trong tin học:

- Các nhà phát triển ứng dụng I.R.I.S đã sử dụng nguyên lý kết hợp để chếtạo ra chuột IRIScan với khả năng tích hợp chuột máy tính cùng máyscan với giá thành rẻ và tính di động cao Chiếc chuột máy tính này còn

hỗ trợ scan hình ảnh dưới độ phân giải 300 DPI của những máy in chuyêndụng

- Máy tính 3D trong suốt được phát triển bởi Jinha Lee, sinh viên trườngđại học MIT (Mỹ) hợp tác với hãng Microsoft là một ý tưởng sáng tạo sửdụng nguyên lý kết hợp: màn hình LCD trong suốt, card đồ họa 3D vàcác camera điều khiển bằng cử chỉ để tạo ra hình ảnh giả lập của mộtchiếc hộp phía sau màn hình, cho phép người dùng chạm vào “bên trong”máy, di chuyển tập tin và dữ liệu bằng chính bàn tay của họ

3 Vận dụng các nguyên lý sáng tạo của Altshuller giải quyết “vấn đề khoa học – phát triển sản phẩm máy tính”

Máy tính là một công cụ giúp con người giải quyết nhanh những bài toán cầnkhả năng tính toán cao và đã trải qua nhiều bước phát triển về công nghệ, từ nhữngchiếc máy tính cỡ lớn chiếm cả gian phòng đến nay chỉ còn bé bằng bàn tay và cóthể mang đi lại dễ dàng Máy tính điện tử ra đời vào năm 1946 tại Hoa Kì từ đó đãphát triển rất mạnh và đến nay đã trải qua các thế hệ máy:

- Thế hệ I (thập niên 50): Sử dụng đèn điện tử làm phần cơ bản, cùng với

việc sử dụng bộ nhớ làm bằng dây trễ và bộ nhớ tĩnh điện Vận dụng

nguyên lý sử dụng vật liệu nhiều lỗ, phần lớn các máy tính ở thế hệ này

đều hiện thực khái niệm chương trình lưu trữ, vào/ra dữ liệu bằng giấyđục lỗ, bằng từ Các máy tính thế hệ này giải quyết được nhiều bài toánkhoa học kĩ thuật và các bài toán phức tạp về dự báo thời tiết và nănglượng hạt nhân

- Thế hệ II (thập niên 60): Các nhà phát triển vận dụng nguyên lý kết

hợp, tích hợp để sử dụng Transister cùng với đèn điện tử Ngoài ra, còn vận dụng nguyên lý thay thế với việc sử dụng bộ nhớ trong làm bằng

xuyên từ Đồng thời, ngoài việc sử dụng băng từ để lưu trữ, nhà phát triển

còn vận dụng nguyên lý kết hợp, tích hợp để xuất hiện thêm trống từ và

đĩa từ cùng làm việc với băng từ