Là hệ thống tri thức về mọi quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy Pierre Auger UNESCO-PARIS Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học - Có đối tượng để nghiên cứu?. Nguyên tắc phân
Trang 1ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG
BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
TRONG TIN HỌC
ĐỀ TÀI: 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO
VÀ ỨNG DỤNG TRONG TIN HỌC
Học viên thực hiện: Trần Ngọc Thuận
TP HCM, Năm 2012
Trang 2MỤC LỤC
-
I Khoa học và nghiên cứu khoa học Trang 1
1 Khoa học là gì? Trang 1
2 Nghiên cứu khoa học
II 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo Trang 2
1 Nguyên tắc chia nhỏ Trang 2
2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng Trang 2
3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Trang 2
4 Nguyên tắc phản đối xứng Trang 2
5 Nguyên tắc kết hợp Trang 3
6 Nguyên tắc vạn năng Trang 3
7 Nguyên tắc chứa trong Trang 3
8 Nguyên tắc phản trọng lượng Trang 3
9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ Trang 3
10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Trang 3
11 Nguyên tắc dự phòng Trang 3
12 Nguyên tắc đẳng thế Trang 3
13 Nguyên tắc đảo ngược Trang 4
14 Nguyên tắc cầu (tròn) hoá Trang 4
15 Nguyên tắc linh động Trang 4
16 Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa Trang 4
17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Trang 4
18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học Trang 4
19 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Trang 4
20 Nguyên tắc liên tục tác động có ích Trang 5
21 Nguyên tắc vượt nhanh Trang 5
22 Nguyên tắc biến hại thành lợi Trang 5
23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi Trang 5
24 Nguyên tắc trung gian Trang 5
25 Nguyên tắc tự phục vụ Trang 5
26 Nguyên tắc sao chép Trang 5
27 Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Trang 5
28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học Trang 5
29 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng Trang 6
30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng Trang 6
31 Sử dụng vật liệu nhiều lỗ Trang 6
Trang 332 Nguyên tắc thay đổi màu sắc Trang 6
33 Nguyên tắc đồng nhất Trang 6
34 Nguyên tắc phân huỷ hoặc tái sinh các phần Trang 6
35 Thay đổi thông số lý hoá của đối tượng Trang 6
36 Sử dụng chuyển pha Trang 6
37 Sử dụng sự nở vì nhiệt Trang 7
38 Sử dụng chất oxy hoá mạnh Trang 7
39 Thay đổi độ trơ Trang 7
40 Sử dụng vật liệu hợp thành Composite Trang 7 III LINUX và mã nguồn mở Trang 7
1 Lịch sử LINUX Trang 7
2 Các phiên bản của LINUX Trang 9
3 Các nguyên tắc sáng tạo trong sự phát triển
của hệ điều hành Ubuntu Trang 10
Trang 4LỜI NÓI ĐẦU
-
Xã hội ngày càng phát triển, con người ngày càng tư duy hơn, sáng tạo hơn để theo kịp thời đại, để cuộc sống được hoàn thiện hơn
Từ khi con người có ý thức thì sự tìm tòi học hỏi và khả năng tư duy chính là đặc điểm đưa loài người ra khỏi lớp động vật Đặc điểm nổi bật nhất của sự tìm tòi học hỏi hay khả năng tư duy là sự sáng tạo, tiềm lới giả cho những vần đề được đặt ra Hơn 2000 năm qua hàng triệu phát minh cải tiến
ra đời thay đổi gần như toàn bộ cuộc sống của con người Qua từng thới kỳ các phát minh, sáng kiến có thể khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh xã hội nhưng có thể nói đều dựa trên 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được
Alshuller G.S tổng hợp và tác giả Phan Dũng đề cập đến trong sách Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản được xuất bản 2007 Đây có thể nói
là sự tổng hợp kiến thức của nhân loại trong thời gian qua, vì dựa vào 40 phương pháp này cộng với khả năng tư duy thì mọi vấn đề rồi sẽ tiềm được lới giải Công nghệ thông tin cũng không nằm ngoài quy luật đó, tuy công nghệ thông tin ra đời sau so với các công nghệ khác nhưng cũng cùng chung quy luật của sự sáng tạo
Em chân thành cảm ơn GS TSKH Hoàng Kiếm đã giảng dạy, hướng dẫn môn nghiên cứu khoa học trong tin học cũng như được tiếp cận với 40 nguyên lý sáng tạo và đã hướng dẫn cụ thể để em hoàn thành bài tiểu luận môn nghiên cứu khoa học trong tin học
Trang 5I Khoa học và nghiên cứu khoa học
1 Khoa học là gì?
Là hệ thống tri thức về mọi quy luật của tự nhiên, xã hội và tư duy (Pierre Auger UNESCO-PARIS)
Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học
- Có đối tượng để nghiên cứu?
- Có hệ thống lý thuyết?
- Có hệ thống phương pháp luận hay không?
- Có mục đích sử dụng hay không?
Phân loại khoa học
- Khoa học lý thuyết
- Khoa học sáng tạo
- Khoa học thực hành
2 Nghiên cứu khoa học
Là nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới, khám phá thế giới
Các chức năng cơ bản
- Mô tả (định tính, định lượng)
- Giải thích ( thuộc tính, nguồn gốc, quan hệ …)
- Dự đoán
- Sáng tạo ( giải giải pháp cải tạo thế giới)
Các đặc điểm
- Tính mới
- Tính tin cậy
- Tính thông tin
- Tính khách quan
- Tính rủi ro
- Tính thừa kế
- Tính cá nhân
- Tính phi kinh tế
Các loại hình nghiên cứu khoa học
- Nghiên cứu cơ bản ( phát hiện bản chất, qui luật…)
Thuần túy (tự do)
Định hướng
- Nền tảng : dịch tể học, điều tra cơ bản…
- Chuyên đề : plasma, Gen di truyền
Phát minh
- Nghiên cứu ứng dụng
Là sự vận động các quy luật từ nghiên cứu cơ bản đến các nguyên ký
về giải pháp ( công nghệ, vật liệu, tổ chức, quản lý…)
Sáng chế : Giải pháp kỹ thuật có tính mới và áp dụng được
- Nghiên cứu triển khai (R & D)
Các hình mẩu mang tính khả thi về kỹ thuật 3 mức độ triển khai
Các bước nghiên cứu
- Xác lập vấn đề nghiên cứu:
+ Chọn và cụ thể hóa đề tài
Trang 6+ Xác định cơ sở cho lý thuyết
+ Nghiên cứu lịch sử vấn đề
- Giai đoạn chuẩn bị nghiên cứu :
+ Chuẩn bị điều kiện nghiên cứu
+ Thiết lập danh mục tư liệu
- Lựa chọn và nghiên cứu thông tin:
+ Thu thập và xử lý thông tin
+ Nghiên cứu tư liệu
+ Thâm nhập thực tế
+ Tiếp xúc cá nhân
+ Xử lý thông tin
- Xây dựng giải thuyết, lựa chọn phương pháp và lập kế hoạch :
+ Xây dựng giải thuyết
+ Xác định phương pháp luận nghiên cứu
+ Lập kế hoạch
- Hoàn tất nghiên cứu:
+ Đề xuất và xử lý thông tin
+ xây dựng kết luận và khuyến nghị
- Viết báo cáo hoàn tất công trình:
+ Sắp xếp tư liệu
+ Viết báo cáo
- Giai đoạn kết thúc
+ Hoàn tất cộng tác
+ Áp dụng kết quả
II 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo
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 của đối tượng
Ví dụ: Trong khi viết soft hoặc web, chia nhỏ thành các module
Chia nhỏ chương trình thành các chương trình con (thủ tục hoặc hàm)
2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng
- Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại, tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng
3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ
- Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài)
có cấu trúc 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 của công việc
Ví dụ: - Trong lập trình chia các biến chương trình thành toàn cục hoặc cục
bộ
4 Nguyên tắc phản đối xứng
Trang 7- Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng)
5 Nguyên tắc kết hợp
- Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận
- Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận
Ví dụ: - Trong hệ thống mạng, thiết bị switch định tuyến layer 2 và layer 3
- Thiết bị Switch có nhiều module (cho cáp quang và ethernet)
6 Nguyên tắc vạn năng
- Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần
sự tham gia của đối tượng khác
Ví dụ: - Thiết bị Router ADSL có thể làm access point, có thể định tuyến mạng
- Thiết bị access point có thể tự cung cấp nguồn qua đường ethernet
- Cáp bấm mạng có thể dùng để bấm cáp mạng, cũng có thể để cắt dây mạng
7 Nguyên tắc chứa trong
- Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba …
- Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác
Ví dụ: Các cửa sổ chương trình nằm trong cửa sổ khác, các đoạn chương trình lồng nhau…
8 Nguyên tắc phản trọng lượng
- Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác, có lực nâng
- Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thuỷ động, khí động…
9 Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ
- Gây ứn suất với đối tượng để chống lại ứng suất không cho 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 dịch chuyển
11 Nguyên tắc dự phòng
- Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn
Ví dụ: - Trong hệ thống mạng dùng 2 switch core (switch layer 3), hai đường internet để dự phòng
- Dùng 2 server CSDL hoặc nhiều hơn để dự phòng
12 Nguyên tắc đẳng thế
- Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng
Trang 813 Nguyên tắc đảo ngược
- Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy 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 đứng yên hoặc ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động)
- Lật ngược đối tượng
14 Nguyên tắc (cầu) tròn hoá
- Chuyển những phần thắng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu
- Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn
- Chuyển sang chuyển động quay sử dụng lực ly tâm
15 Nguyên tắc linh động
- Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc
- Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau
Ví dụ: - Switch có nhiều module quang để có thêm hoặc bớt cáp quang
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
Ví dụ: Trong đường truyền Internet hiệu suất có thể 90% nhưng vẫn sử dụng được (do hao hụt đường truyền)
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 mặt phẳng (hai chiều) Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng
sẽ được đơn giản khi chuyển sang không gian (ba chiều)
- Chuyển các 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 diện tích cho trước
18 Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học
- Làm đối tượng dao động Nếu đã có dao động, tăng tần số dao động (đến tần số siêu âm)
- Sử dụng tần 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
Ví dụ: Tạo chu kỳ backup cơ sở dữ liệu
Trang 920 Nguyên tắc liên tục tác động có ích
tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải)
21 Nguyên tắc vượt nhanh
22 Nguyên tắc biến hại thành lợi
trường) để thu được hiệu ứng có lợi
khác
23 Nguyên tắc quan hệ phản hồi
Ví dụ: khi thiết kế website có phần thông tin phản hồi về website để người dùng đánh giá, bình luận về website
24 Nguyên tắc sử dụng trung gian
Ví dụ: Dùng hub hoặc switch để chuyển tiếp gói tin, dùng repeater để tăng đường truyền
25 Nguyên tắc tự phục vụ
sửa chữa
26 Nguyên tắc sao chép
không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao
(ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết
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”
kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ)
Ví dụ: - Dùng phần mềm ISA(tường lửa)(rẻ tiền) để thay thế thiết bị Firewall (đắt tiền)
- Dùng phần mềm tạo máy ảo (vmware, …)thay thế cho việc mua máy tính, Packet Tracer để tạo mô hình mạng và cấu hình thiết bị (thay cho mua thiết bị rất đắt tiền)
28 Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học
Trang 10với đối tượng
sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định
29 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng
lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực
30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng
màng mỏng
31 Sử dụng vật liệu nhiều lỗ
nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ )
Ví dụ: Có thể đục nhiều lỗ trên thùng máy để cho máy thoáng mát hơn
32 Nguyên tắc thay đổi màu sắc
ngoài
dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang
dấu
33 Nguyên tắc đồng nhất
từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước
34 Nguyên tắc phân huỷ hoặc tái sinh các phần
thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng
quá trình làm việc
35 Thay đổi các thông số lý hoá của đối tượng
36 Sử dụng chuyển pha
thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng
Trang 1137 Sử dụng sự nở vì nhiệt
khác nhau
38 Sử dụng chất oxy hoá mạnh
39 Thay đổi độ trơ
40 Sử dụng vật liệu hợp thành composite
thành (composite) Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới
III LINUX và mã nguồn mở
1 Lịch sử phát triển LINUX
Tháng 4/1991, Linux, một trong những nền tảng hệ điều hành mã nguồn
mở và miễn phí đầu tiên trên thế giới được ra đời Sau 20 năm, Linux đã trở nên phổ biến trên toàn cầu
Nhắc đến Linux, hẳn bạn đọc không còn quá xa lạ với nền tảng mã nguồn
mở này, với hàng loạt các biến thể khác nhau được xây dựng, nổi bật trong số
đó có thể kể đến hệ điều hành Android và Chrome OS của Google, hay hệ điều hành MeeGo của Nokia…
Được đặt nền móng đầu tiên vào những năm 90 của thế kỉ trước, Linux đã
có những bước phát triển, có thể nói là chậm so với các đối thủ (Windows và MacOS), nhưng cộng đồng người sử dụng Linux trên toàn cầu rất đông đảo, đặc biệt Linux được ứng dụng rộng rãi trên nhiều thiết bị khác nhau
Những cột mốc đáng chú ý trong quá trình phát triển Linux
Ngày 5/4/1991, Linus Torvalds, chàng sinh viên 21 tuổi của trường Đại học Helsinki, Phần Lan đã bắt tay vào viết những dòng lệnh đầu tiên của Linux
Tháng 8/1991, Torvalds gửi đi thông điệp đã trở thành nổi tiếng sau này về sự ra đời của Linux: “Tôi đang làm một hệ điều hành miễn phí (chỉ làm theo sở thích, và sẽ không lớn và chuyên nghiệp)” Ngay chính Torvalds cũng không ngờ đến sự thành công của Linux như ngày hôm nay
Tháng 9/1991, phiên bản Linux 0.01, phiên bản Linux đầu tiên được Torvalds công bố, với 10.239 dòng lệnh Phiên bản 0.02 được
ra mắt 1 tháng sau đó
Trang 12 Năm 1992, Torvals đã có một quyết định được cho là đúng đắn khi phát hành Linux dưới dạng mã nguồn mở của giấy phép GPL, cho phép tất cả mọi người có quyền download về để xem mã nguồn để cung chung tay phát triển Đây được xem là quyết định đã giúp Linux có được sự phổ biến như ngày nay
Năm 1993, Slackware, hệ điều hành đầu tiên phát triển dựa trên mã nguồn Linux được ra đời Slackware là một trong những hệ điều hành Linux đầu tiên và có tuổi đời lâu nhất hiện nay Phiên bản mới nhất của Slackware được công bố vào tháng 5/2010
Ngày 14/3/1994, sau 3 năm làm việc miệt mài, Torvalds cho ra mắt phiên bản hoàn thiện đầu tiên, Linux 1.0 với 176.250 dòng lệnh 1 năm sau đó, phiên bản 1.2 ra mắt với 310.950 dòng lệnh
Ngày 3/11/1994, Red Hat Linux, phiên bản 1.0 được giới thiệu Đây là một trong những hệ điều hành được thương mại hóa đầu tiên dựa trên Linux
Năm 1996, Linus Torvalds ghé thăm công viên hải dương học, tại đây, ông đã quyết định sử dụng hình ảnh chú chim cánh cụt để làm biểu tượng chính thức của Linux
Công ty này đã đầu tư hàng tỉ USD để phát triển các dịch vụ và phần mềm trên nền tảng Linux, với đội ngũ nhân viên phát triển hơn 300 người Ngoài IBM, Compaq và Oracle cũng bắt đầu đầu tư
và phát triển Linux
Năm 2005, Linus Torvalds được xuất hiện trên trang bìa của tạp chí
về kinh tế BusinessWeek, với câu chuyện về sự thành công của hệ điều hành Linux
Năm 2007, hàng loạt hãng sản xuất máy tính lớn như HP, ASUS, Dell, Lenovo bắt đầu bán ra các sản phẩm laptop được cài đặt sẵn Linux
Tính đến thời điểm hiện tại, Linux đã có rất nhiều biến thể và phiên bản khác nhau, được xây dựng và phát triển riêng biệt bởi các công
ty phần mềm và các cá nhân Nổi bật trong số đó chính là hệ điều hành di động Android của Google, hiện là một trong những hệ điều hành thông dụng nhất hiện nay
“Bí mật” tên gọi Linux
Ban đầu, Linus Torvalds muốn đặt tên cho hệ điều hành của mình là Freax, là sự kết hợp giữa “Freak” (điều kì dị), “free” (miễn phí) và “x” (ám chỉ nền tảng Unix mà Linux phát triển dựa trên đó) Trong quá trình làm việc, Torvalds đã đặt tên cho thư mục chứa dữ liệu là “Freax” Mặc dù Torvalds đã nghĩ đến tên gọi Linux cho hệ điều hành của mình, nhưng cảm thấy như thế quá tự cao nên đã gạt bỏ
Sau khi hoàn tất phiên bản sơ khai 0.01, Torvalds đã upload mã nguồn của hệ điều hành lên server của trường vào tháng 9/1991 Ari Lemmke, là bạn học cùng lớp với Torvalds tại trường đại học Helsinki, lúc đó là tình nguyên viên quản lí server của trường, cảm thấy cái tên