Một số khái niệm cơ bản Khoa học: khái niệm, đặc trưng và các yêu cầu Khoa học với Công nghệ - kỹ nghệ Nghiên cứu Công nghệ thông tin Hệ thống thông tin như một khoa học... Scienti
Trang 1BÀI GIẢNG
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC BẬC NGHIÊN CỨU SINH TiẾN SỸ
HỆ THỐNG THÔNG TIN
CHƯƠNG 1 GiỚI THIỆU CHUNG VỀ NGHIÊN CỨU
KHOA HỌC BẬC NGHIÊN CỨU SINH TiẾN SỸ
PGS TS HÀ QUANG THỤY
HÀ NỘI 12-2015
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ
ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
1
Trang 2Nội dung
1. Một số khái niệm cơ bản
2. Nghiên cứu khoa học bậc Tiến sỹ
3. Một vài bài học khởi đầu NCS TS
2
Trang 31 Một số khái niệm cơ bản
Khoa học: khái niệm, đặc trưng và các yêu cầu
Khoa học với Công nghệ - kỹ nghệ
Nghiên cứu Công nghệ thông tin (Hệ thống
thông tin) như một khoa học
Trang 43 Một vài khái niệm trong NCKH
Academic Press Dictionary of Science & Technology
Các quan sát có hệ thống về hiện tượng và điểu kiện trong thế giới nhằm phát hiện các sự kiện về chúng và hình thức hóa các quy luật và nguyên
lý dựa trên những sự kiện này.
Thân tri thức có tổ chức nhận được từ các quan sát nói trên và được xác nhận hoặc kiểm tra theo cách khảo sát bổ sung.
Nhánh riêng bất kỳ của thân tri thức khái quát, chẳng hạn như sinh học, vật lý, địa chất, hoặc thiên văn học
http://www.theharbinger.org/articles/rel_sci/gottlieb.html (Sheldon
Gottlieb) và http://www.gly.uga.edu/railsback/1122science3.html
Khoa học là một hoạt động trí tuệ được con người thực hiện một cách có thiết kế nhằm khám phá thông tin về thế giới mà con người đang sống và nhằm khám phá ra những cách thức mà theo đó các thông tin này được
tổ chức thành các mẫu có ý nghĩa.
Mục tiêu nguyên thủy của khoa học là thu thập dữ liệu (data) Mục tiêu cuối cùng của khoa học là phân biệt thứ tự tồn tại giữa và trong các sự kiện khác nhau.
Luis M Camarinha-Matos Scientific Research Methodologies and Techniques (2009-2012)
Trang 5Công nghệ
Công nghệ là quá trình mà con người biến đổi thế giới nhằm đáp
ứng nhu cầu và mong muốn của họ
" các quy trình bí quyết và sáng tạo hỗ trợ con người sử dụng
các công cụ, tài nguyên và hệ thống để giải vấn đề và tăng cường kiểm soát đối với môi trường tự nhiên và nhân tạo trong một nỗ lực cải thiện điều kiện của con người" (UNESCO, 1985)
S&T
Thông thường, khoa học và công nghệ đi cùng nhau
chỉ dẫn: công nghệ tiên tiến dựa trên nguyên lý khoa học mới
Trang 6Khoa học và công nghệ: một cách nhìn
Luis M Camarinha-Matos Scientific Research Methodologies and Techniques (2009-2012)
Khoa học Công nghệ
Mục đích Không thay đổi Thay đổi
Nguyên lý hành động Bên trong Bên ngoài
Kết quả Hiểu về khái quát Hiểu về cái cụ thể
Hành động Theoria: tự kết quả Poiesis: kết quả vào một cái
khác Phương pháp Trừu tượng Mô hình hóa một cái cụ thể
(phức tạp) Quá trình Xây dựng khái niệm Tối ưu hóa
Dạng đổi mới Phát hiện Phát minh
Kiểu kết quả Các phát biểu dạng luật Các phát biểu dạng quy tắc
Khía cạnh thời gian Dài hạn Ngắn hạn
Trang 7KH tự nhiên và KH xã hội
Jan Recker (2012) Scientific Research in Information Systems: A Beginner's Guide
Khoa học tự nhiên
quan tâm nghiên cứu hiện tượng tự nhiên
bao gồm các lĩnh vực khảo sát như khoa học hóa học, khoa học vật lý, khoa học đời sống và khoa học sinh học
Các hiện tượng được nghiên cứu: có thật và hữu hình như động vật, thực vật, hoặc các vật chất mặc dù một số đối tượng trong một số lĩnh vực như các hạt hạ nguyên
tử, nguyên tố hóa học, vi sinh vật được thừa nhận khó khăn hơn để quan sát
Khoa học xã hội
Quan tâm nghiên cứu con người hoặc tập hợp người
bao gồm tâm lý học (nghiên cứu các hành vi cá nhân), xã hội học (nghiên cứu hành
vi của nhóm cá nhân), khoa học tổ chức (nghiên cứu các hành vi của các tổ chức công ty), và kinh tế (nghiên cứu các công ty, thị trường và nền kinh tế)
Mọi nghiên cứu liên quan đến con người là một phần của các khoa học xã hội.
Trang 8Phân biệt KH tự nhiên với KH xã hội
Jan Recker (2012) Scientific Research in Information Systems: A Beginner's Guide
(Progress in IS) Springer
Nhận định
Sự phân biệt giữa tự nhiên và xã hội là rất quan trọng để hiểu bởi vì các yêu cầu hoặc các quá trình nghiên cứu cho hai loại khoa học là rất khác nhau
Khoa học tự nhiên
Khoa học tự nhiên được gọi là "khoa học chính xác”
Các yêu cầu dựa trên các phép đo đúng đắn và chính xác các hiện tượng hoặc tính chất của chúng
Khoa học xã hội
Khoa học xã hội là xa rời tính chính xác
hiện tượng cũng như đo lường thường mơ hồ, không chính xác, không xác định, và không rõ ràng: “một nghiên cứu xem xét liệu người hạnh phúc ngủ nhiều hơn hoặc ít hơn những người không hài lòng”
Một trong các biểu hiện của vấn đề này: thách thức của sai số đo
Trang 9 hoặc để xây dựng hoặc thao tác chúng với nhận thức đầy đủ về thiết kế chúng;
hoặc để dự báo hành vi của chúng trong điều kiện hoạt động cụ thể;
như các khía cạnh hàm dự định, kinh tế trong hoạt động và bảo vệ con người và tài sản”
Khoa học có mục đích để hiểu “vì sao” và “như thế nào” của tự nhiên
Kỹ nghệ tìm cách phát triển thế giới tự nhiên nhằm đáp ứng nhu cầu
và mong muốn của con người
Nhà khoa học nghiên cứu thế giới như nó vốn có, nhà kỹ nghệ sáng tạo thế giới mà nó chưa có
Trang 10Sáng tạo – đổi mới: Innovation
Đổi mới gia tăng (Incremental: đổi mới duy trì): điều chỉnh/sửa đổi
Đổi mới cấp tiến (radical: đổi mới đột phá): ý tưởng mới hoàn toàn
Trang 11Giới thiệu quản lý tri thức
Khái niệm quản lý tri thức: hoạt động liên quan tới tạo tri thức,
lưu trữ tri thức, san sẻ tri thức, sử dụng tri thức
hệ thống quản lý tri thức cung cấp thông tin và tri thức để tổ
chức đạt mục tiêu
Tổ chức lợi nhuận: tăng lợi nhuận hoặc giảm chi phí
Tổ chức phi lợi nhuận: dịch vụ khách hàng tốt hơn/cung cấp nhu
cầu đặc biệt tới cá nhân/nhóm
Liên quan tới các loại tri thức khác nhau: hiện (ghi vào báo cáo,
làm tài liệu) / ẩn (tri thức chuyên gia, phát hiện tri thức từ DL)
Trang 12Nhân viên quản lý tri thức
Nhân lực KMS: nhân viên dữ liệu và nhân viên tri thức
Nhân viên DL: Thư ký, trợ lý hành chính, kế toán sổ sách, và
nhân viên nhập dữ liệu
nhân viên tri thức: người tạo ra, sử dụng và phổ biến tri thức
chuyên gia về khoa học, kỹ thuật, kinh doanh, và làm việc văn phòng
và thuộc về các tổ chức chuyên nghiệp
nhà văn, nghiên cứu viên, giảng viên, người thiết kế
Giám đốc tri thức (Chief Knowledge Officer: CKO)
Điều hành (giám đốc) cao cấp chịu trách nhiệm KMS của tổ chức,
dùng KMS để tạo, lưu trữ và dùng tri thức nhằm đạt được mục tiêu
Làm việc với Phó CT, GĐ điều hành (CEO), GĐ tài chính (CFO), GĐ
thông tin (CIO), …
Một mô tả cụ thể: “làm cho công ty dùng công cụ đúng, có được
thông tin đúng, và quá trình xử lý đúng chỗ để chia sẻ thông tin”
communities of practice (COP): nhóm người dành riêng cho một
chuyên đề /thực hành chung
Trang 13Thu thập, lưu trữ, san sẻ, dùng tri thức
Thu nhận, lưu trữ, chia sẻ và sử dụng tri thức là thành phần then chốt
của mọi KMS
Là công việc khó khăn: gần 60% người được hỏi cho biết không thể tìm
thấy thông tin& tri thức cần có cho công việc mỗi ngày
Dùng KMS cho phép tạo thêm tri thức để sử dụng
Chi tiết
Tạo tri thức: Tri thức hiện/ẩn Bản đồ tri thức
Lưu trữ: kho tri thức gồm tài liệu, báo cáo, file, và CSDL Nội bộ và bên
ngoài CS tri thức ở hệ chuyên gia…
San sẻ: dùng mạng nội bộ, Internet Bảo vệ tri thức (Mật khẩu)
Sử dụng: Khảo sát, tìm kiếm, công cụ phần mềm
Trang 14TỔ CHỨC NGHỀ NGHIỆP THẾ GiỚI VỀ CNTT
ACM: Association for Computing Machinery, “ACM, the world’s
largest educational and scientific computing society, delivers
resources that advance computing as a science and a
profession”
http://www.acm.org/
IEEE-CS: Institute of Electrical and Electronics Engineers-
Computer Society: “Its purpose and scope is “to advance the
theory, practice, and application of computer and information
processing science and technology” and the “professional
standing of its members… The CS is the largest of 38 technical
societies organized under the IEEE Technical Activities Board”
http://www.computer.org/portal/web/guest/home
AIS: The Association for Information Systems:”The Association
for Information Systems (AIS) serves society through the
advancement of knowledge and the promotion of excellence in
the practice and study of information systems.“
www.aisnet.org/
Trang 15Dữ liệu, thông tin, tri thức
Khái niệm dữ liệu
Dữ liệu: sự kiện thô
chỉ số nhân viên, tên mặt hàng, số lượng hàng trong một đơn hàng
“Thô”: thu được từ ghi chép sự kiện từ thế giới thực
Các kiểu dữ liệu: chữ-số (Alphanumeric), ảnh (image), âm thanh (tiếng nói, tiếng động, Video (hình/ảnh chuyển động)
Dạng tự nhiên và số hóa
Khái niệm thông tin
Dữ liệu được tổ chức dựa theo mang thêm một ý nghĩa → thông tin
Thông tin: tập dữ liệu được tổ chức theo cách (các quy tắc và các mỗi quan hệ) tạo ra một giá trị gia tăng ngoài tập giá trị của các dữ liệu riêng
So sánh khái niệm mẫu (pattern) trong khai phá dữ liệu Tổng doanh thu
bán hàng trong tháng <> số lượng bán hàng của từng ngày, từng đại lý.
Minh họa: Dữ liêu ⇔ Thanh tà vẹt, thanh ray Thông tin ⇔ đường sắt (trái), đường sắt phức hợp (phải).
Từ dữ liệu → thông tin cần qua một quá trình (Một tập các nhiệm vụ có
liên quan loogic được thực hiện để đạt được một kết quả xác định)
Trang 16Tri thức
Khái niệm tri thức
Các dự báo và hiểu biết về một tập các thông tin và các cách thức mà
thông tin trở nên hữu ích để hỗ trợ một nhiệm vụ cụ thể hoặc đưa ra
một quyết định So sánh khái niệm tri thức trong Khai phá dữ liệu.
Có tri thức ≡ hiểu biết mối quan hệ trong thông tin
Nhân công tri thức (knowledge worker): người tạo, sử dụng, phổ biến tri
thức, thường là chuyên gia về khoa học, kỹ thuật, kinh doanh, miền
ỨD.
Hệ thống quản lý tri thức (knowledge management system): một tập
được tổ chức gồm con người, thủ tục, phần mềm, CSDL và các thiết bị
để tạo ra, lưu trữ và sử dụng tri thức và kinh nghiệm của tổ chức.
Xử lý dữ liệu theo bộ óc hoặc thủ công hoặc bằng máy tính.
Trang 17Các đặc trưng của thông tin có giá trị
Thông tin có giá trị
Cho người quản lý và người ra quyết định (“quản lý” và “lãnh đạo”)
Nhìn chung “chính xác, đúng người, đúng thời điểm”
Các đặc trưng: truy nhập được (Accessible), chính xác (Accurate), đầy
đủ (Complete), kinh tế (Economical), linh hoạt (Flexible), có liên quan
(Relevant), tin cậy (Reliable), An toàn (Secure), đơn giản (Simple), kịp
thời (Timely), kiểm chứng được (Verifiable)
Truy nhập được
Người sử dụng có thẩm quyền dễ dàng nhận được, ở dạng phù hợp,
đúng thời điểm theo yêu cầu
Chính xác
Thông tin chính xác là không bị lỗi Trong nhiều trường hợp, thông tin
không chính xác do dữ liệu không chính xác trong quá trình chuyển đổi
(được gọi là “nhập rác, xuất rác”: garbage in, garbage out: GIGO).
Đầy đủ
Thông tin cần bao gồm các yếu tố quan trọng Phản ví dụ: Một báo cáo
đầu tư không nói về chi phí quan trọng.
Trang 18Thông tin có giá trị (tiếp)
Trang 19Thông tin có giá trị (tiếp)
Tính kịp thời
Được cung cấp khi cần đến nó: “Biết thời tiết cuối tuần trước không
giúp gì cho chọn áo khoác mặc thứ Năm”.
Tính kiểm chứng được
Thông tin cần kiểm chứng được: kiểm tra được tính đúng đắn có thể
bằng nhiều nguồn khác nhau
Lưu ý
Độ quan trọng các đặc trưng tùy thuộc vào kiểu dữ liệu cần đến: (i) Với
dữ liệu thông minh thị trường: tính kịp thời > tính chính xác / tính đầy
đủ (chẳng hạn, các đối thủ cạnh tranh có thể tạo ra giảm giá lớn…); (ii)
tính chính xác, đầy đủ và kiểm chứng được là quan trọng
Trang 20Khái niệm hệ thống
Khái niệm hệ thống
Một tập các phần tử / các thành phần tương tác để hoàn thành mục tiêu
Các phần tử và các quan hệ giữa chúng xác định cách hoạt động của
Cơ chế xử lý tùy theo lựa chọn khách hàng: chỉ làm sạch / làm sạch & đánh bóng /
làm sạch & đánh bóng & làm khô)
Cơ chế phản hồi: đánh giá của khách hàng về chất lượng rửa xe.
Trang 22Hệ thống xã hội – công nghệ
Hệ thống xã hội – công nghệ
Một lượng tùy ý các phần tử, các liên kết, các thuộc tính và các tác
nhân tương tác
đáp ứng các yêu cầu của một khách hàng đã biết và khởi tạo giá trị.
Tổ hợp của hệ thống tự nhiên và hệ thống sản xuất
Con người, quá trình và hàng hóa
Các phần tử tương tác giữa các phương diện xã hội và
cơ khí
Hoạt động hướng khách hàng
Tương tác đồng sản xuất giữa nhà cung cấp và khách hàng
Giao dịch kinh tế và tạo giá trị
Trang 23Các loại hệ thống
Trang 24Hệ thống: Hiệu năng và các chuẩn
Độ đo hiệu năng hệ thống
Tồn tại một số độ đo về hiệu năng hệ thống
Hiệu suất (efficiency): Độ đo tỷ số giữa cái được sản suất ra chia
cho cái tiêu thụ để sản xuất (0-100%)
Ví dụ, hiệu suất của một động cơ là tỷ số giữa năng lượng được sinh ra
(công việc được thực hiện) với số năng lượng cần tiêu thụ (theo điện
năng hoặc nhiên liệu) Được dùng để so sánh các hệ thống.
Hiệu lực (effectiveness): Độ đo mức độ hệ thống đạt được mục
tiêu, là tỷ số các mục tiêu thực sự đạt được trên tổng các mục
tiêu đặt ra
Ví dụ, một công ty muốn một lợi nhuận 100 tỷ đồng/1 năm sử dụng HTTT
và lợi nhuận đạt được thực sự là 85 tỷ đồng → hiệu lực 85%.
Một chuẩn hiệu năng (perfomance standard) là một mục tiêu cụ
thể của hệ thống
Ví dụ, một chuẩn hiệu năng cho một chiến dịch tiếp thị là mỗi đại lý bán
hàng 100 tỷ đồng cho mỗi loại sản phẩm/năm (Hình trên) Một chuẩn
hiệu năng cho một quá trình sản xuất là có không quá 1% sản phẩm lỗi
(Hình dưới) Hệ thống thực hiện và so sánh với chuẩn.
Trang 25Hệ thống: Hiệu năng và các chuẩn
Ví dụ các chuẩn hiệu năng: mục tiêu tăng bán hàng (a, trên) mục tiêu giảm lỗi sản phẩm (b, dưới)
Trang 26Mô hình hóa hệ thống
Mô hình hóa một hệ thống: tường thuật (từ, nói, viết),
vật lý (hình tượng), sơ đồ (đồ họa), toán học
Trang 27Khái niệm hệ thống thông tin
Khái niệm hệ thống thông tin (information system: IS)
Một tập các phần tử hoặc thành phần liên quan nhau cung cấp
thông tin tạo lợi thế cạnh tranh cho tổ chức
thực hiện thu thập (input), thao tác (xử lý), lưu trữ và kết xuất
(output) dữ liệu và thông tin, và cung cấp một phản ứng hiệu
chỉnh (cơ chế phản hồi: feedback mechanism) đạt được một
mục tiêu (objective)
Cơ chế phản hồi là thành phần giúp các tổ chức đạt được các
mục đích (goals), chẳng hạn như tăng lợi nhuận /cải thiện quan
hệ khách hàng Phản hồi là thành phần chủ chốt cho thành công
Trang 28Khái niệm hệ thống thông tin
Các khái niệm liên quan trong định nghĩa
Bộ vào (input): Hoạt động thu thập và đạt được dữ liệu thô Ví
dụ, (i) trước khi lập và in bảng lương, số giờ làm việc của mọi
nhân viên cần được thu thập; (ii) Trong hệ thống tín điểm đại
học, các giảng viên phải nộp đầy đủ kết quả thi mọi môn học
Xử lý (processing): Biến đổi hoặc chuyển dạng dữ liệu thành các
kết quả ra hữu ích Tính toán, so sánh dữ liệu, hoạt động khác,
và lưu trữ dữ liệu để dùng về sau Bằng tay, bằng máy tính
Bộ ra (output): Việc kết xuất ra các thông tin hữu dụng, thường
là văn bản hoặc báo cáo Bộ ra hệ thống này có thể bộ vào hệ
thống kế tiếp
Phản hồi (feedback): Các kết quả ra được sử dụng để thay đổi
input hoặc hành động xử lý
Hệ thống thông tin thủ công và dựa trên máy tính
Vẽ các sơ đồ, bảng biểu, đường xu hướng để ra quyết định
Hiện tại, hầu hết hệ thống dựa trên mày tính