Đề tài Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ---------------  --------------- PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ĐỀ TÀI: Ứng Dụng Các Phương Pháp Luận Sáng Tạo Để Giải Quyết Các Vấn Đề Tin Học GVHD :GS-TSKH. Hoàng Văn Kiếm Thực hiện :Vưu Văn Tòng - CH1101146 Thành phố Hồ Chí Minh - Tháng 03 Năm 2012 Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 2 Vưu Văn Tòng – CH1101146 LỜI MỞ ĐẦU Hoạt động sáng tạo là hoạt động mang lại những điều mới và có ích cho cuộc sống, xã hội hay đơn thuần là cho cá nhân người thực hiện hoạt động. Hoạt động sáng tạo vốn đã gắn liền với sự tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Nó đã bắt đầu từ các hoạt động đơn giản như việc tìm ra lửa để nấu chín thức ăn đến những thứ phức tạp hơn như sử dụng năng lượng hạt nhân, chinh phục vũ trụ. Với khả năng sáng tạo vô tận của mình, con người đã tạo ra được những thành tựu vượt bậc, những phát minh vĩ đại làm thay đổi cả cuộc sống, thay đổi cả nền văn minh. Qua hàng ngàn năm lịch sử, đã có biết bao nhiêu phát minh, sáng chế được ra đời. Mặc dù mỗi phát minh sáng chế điều là cái mới, riêng biệt nhau nhưng chúng điều có một đặc điểm chung là áp dụng một trong 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản mà Alshuller G.S đã tổng hợp. Trong phạm vi đề tài này, em xin trình bày ngắn gọn về những nguyên tắc sáng tạo cơ bản của Alshuller mà em cho là thiết thực trong ngành công nghệ thông tin cũng như những ứng dụng của nó trong các sản phẩm tin học – các hệ điều hành dành cho di động (Android và iOS). Cũng thông qua bài thu hoạch này này, em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm, đã truyền đạt cho chúng em những kinh nghiệm, những bài học quý báu. Giúp em tiếp cận với khoa học sáng tạo và giúp tạo nên những bước đi đầu tiên trên con đường khoa học sáng tạo. Xin cám ơn thầy rất nhiều ! Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 3 Vưu Văn Tòng – CH1101146 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... ................................................................................................................... Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 4 Vưu Văn Tòng – CH1101146 NỘI DUNG 1. TÓM TẮT NHỮNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN VÀ QUAN TRỌNG .. 6 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ .......................................................................................... 6 1.2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng .......................................................................... 6 1.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ ............................................................................. 6 1.4. Nguyên tắc phản đối xứng .................................................................................. 6 1.5. Nguyên tắc kết hợp ............................................................................................. 7 1.6. Nguyên tắc vạn năng .......................................................................................... 7 1.7. Nguyên tắc chứa trong ........................................................................................ 7 1.8. Nguyên tắc dự phòng .......................................................................................... 7 1.9. Nguyên tắc đảo ngược ........................................................................................ 8 1.10. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa ............................................................................... 8 1.11. Nguyên tắc linh động ...................................................................................... 8 1.12. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác ................................................................ 9 1.13. Nguyên tắc vượt nhanh ................................................................................... 9 1.14. Nguyên tắc biến hại thành lợi .......................................................................... 9 1.15. Nguyên tắc quan hệ phản hồi........................................................................... 9 1.16. Nguyên tắc sao chép ...................................................................................... 10 1.17. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” ..................................................................... 10 1.18. Thay thế sơ đồ cơ học ................................................................................... 10 1.19. Nguyên tắc thay đổi màu sắc ......................................................................... 10 1.20. Nguyên tắc đồng nhất .................................................................................... 11 2. ỨNG DỤNG 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN HỌC ......................... 12 2.1. Android OS ...................................................................................................... 12 2.1.1. Lịch sử phát triển ....................................................................................... 12 2.1.2. Các phiên bản chính thức và sự cải tiến...................................................... 12 2.1.3. Sự áp dụng của 40 nguyên tắc sáng tạo vào Android OS ............................ 14 2.2. iOS (Apple) ...................................................................................................... 18 2.2.1. Lịch sử phát triển ....................................................................................... 18 Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 5 Vưu Văn Tòng – CH1101146 2.2.2. Các phiên bản và sự cải tiến ....................................................................... 19 2.2.3. Sự áp dụng 40 nguyên tắc sáng tạo vào iOS ............................................... 21 3. KẾT LUẬN ............................................................................................................ 23 4. TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 24 Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 6 Vưu Văn Tòng – CH1101146 1. TÓM TT NHNG NGUYÊN TC SÁNG TO C BN VÀ QUAN TRNG 1.1. Nguyên tắc phân nhỏ - Nội dung: o Chia đối tượng thành các thành phần độc lập nhau nếu đối tượng là ‘nguyên khối’ o Chia đối tượng thành các các thành phần có thể tháo lắp được để tạo thuận lợi trong việc chuyên chở. - Ví dụ: o Tàu thủy chia thành các ngăn độc lập để lỡ có thủng thì còn cách ly được o Các chương trình tin học phức tạp thường chia nhỏ thành các module: dễ viết, dễ kiểm tra và dễ bảo trì 1.2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng - Nội dung: o Tách bỏ những thành phần phiền phức ra khỏi đối tượng o Tách và giữ lại những thành phần ưu việt - Ví dụ: o Các loại giường niệm điều có trải ga hoặc áo niệm có thể được tách ra khỏi giường, niệm một cách dễ dàng để mang đi giặt. 1.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ - Nội dung: o Chuyển các thành phần của đối tượng từ đồng nhất sang không đồng nhất o Làm cho các thành phần khác nhau của đối tượng có chức năng khác nhau nhằm phục vụ tốt cho chức năng chính hay mở rộng chức năng chính. - Ví dụ: o Máy nhà được lợp bằng tôn để che nắng, nhưng chỗ nào cần ánh sáng người ta có thể thay thế bằng tôn nhựa để lấy ánh sáng. o Các tờ lịch thì ngày nghỉ được in màu đỏ. 1.4. Nguyên tắc phản đối xứng - Nội dung: Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 7 Vưu Văn Tòng – CH1101146 o Chuyển các đối tượng có hình dạng đối xứng sang không đối xứng hoặc ít đối xứng hơn vì trong nhiều trường hợp, tính bất đối xứng sẽ giúp ta tiết kiệm được không gian hoặc đối tượng được vững vàng hơn. - Ví dụ: o Vỏ xe máy bánh trước và sau có các vết khía khác nhau. o Chân chống xe máy cho xe nghiêng về bên trái chứ không đứng thẳng giúp cho người lái nhanh chóng dựng xe và đỡ tốn sức lực nâng xe như chân chống ở giữa. 1.5. Nguyên tắc kết hợp - Nội dung: o Kết hợp các đối tượng để tạo ra đối tượng có tính chất mới o Kết hợp các đối tượng được sử dụng cho các hoạt động kế cận - Ví dụ: o Búa có một đầu để đóng, một đầu để nhổ đinh o Viết chì thường gắn tẩy trên đầu còn lại. 1.6. Nguyên tắc vạn năng - Nội dung: o Kết hợp các đối tượng về mặt chức năng o Là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp - Ví dụ: o Bút thử điện đồng thời là tuốc-nơ-vít o Smartphone vừa dùng làm điện thoại vừa dùng như máy vi tính 1.7. Nguyên tắc chứa trong - Nội dung: o Đặt đối tượng bên trong đối tượng khác nhằm tận dụng phần ‘thể tích’ bên trong đối tượng hoặc làm cho đối tượng bền hơn, an toàn hơn. - Ví dụ: o Phần dây đồng nên đặt trong vỏ bằng nhựa để tránh điện giật o Ăng-ten thu sóng có nhiều khớp có thể kéo dài ra, ngắn lại được. o Trước khi làm việc phải học và đào tạo o Nạp điện cho ac-quy trước khi sử dụng 1.8. Nguyên tắc dự phòng - Nội dung: Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 8 Vưu Văn Tòng – CH1101146 o Chuẩn bị trước các phương án dự phòng để bù vào độ tin cậy không lớn của đối tượng vì không có công việc nào là có độ tin cậy tuyệt đối. - Ví dụ: o Risk manager table trong việc phát triển các sản phẩm o Tàu thủy thường có xuồng, phao cứu sinh để dự phòng trong trường hợp bị đắm. 1.9. Nguyên tắc đảo ngược - Nội dung: o Việc gì cũng có hai mặt đối lập, nếu ta muốn có cái nhìn tổng quát thì phải xem xét cả hai mặt đối lập này. o Nội dung chính của nguyên tắc là hãy hành động ngược lại, suy xét ngược lại so với cách thông thường để thấy được những lợi ích của mặt ngược đó. - Ví dụ: o Bánh xe được đặt trên các trục lăn trong thử nghiệm o Thay vì người phải trèo lên các bậc thang để lên cao thì thang cuốn di chuyển đưa người lên cao. 1.10. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa - Nội dung: o Chuyển những thành phần phẳng của đối tượng thành dạng hình cầu, hình tròn, kết cấu cầu o Chuyển các chuyển động sang chuyển động quay, dùng lực ly tâm - Ví dụ: o Bàn có hình tròn hoặc xoay quanh trục để có thể dễ dàng gắp thức ăn mà không cần với tay. o Các điểm giao nhau trong giao thông có hình tròn để dễ dàng đi lại 1.11. Nguyên tắc linh động - Nội dung: o Thay đổi đặc trưng của đối tượng hay môi trường sao cho tối ưu với từng hoạt động, từng thời gian. - Ví dụ: o Ghế xếp có thể thay đổi được độ cao hay có thể xếp lại gọn gàng o Liếp xe đạp có nhiều tầng, nhiều tốc độ Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 9 Vưu Văn Tòng – CH1101146 1.12. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác - Nội dung: o Chuyển chuyển động của đối tượng từ một chiều thành hai chiều, từ mặt phẳng thành không gian, từ một tầng thành nhiều tầng - Ví dụ: o Nhà ở được xây nhiều tầng trên cùng diện tích đất o Chìa khóa có hai chiều nên tra vào ổ dễ dàng hơn, không phải mất thời gian xác định chiều của ổ khóa. 1.13. Nguyên tắc vượt nhanh - Nội dung: o Khi một tác động, một giai đoạn nào đó là có hại thì ta phải dùng ‘vận tốc’ lớn để vượt qua, nói cách khác, ta phải làm giảm thời gian của tác động hay giai đoạn đó xuống càng thấp để hạn chế tối đa thiệt hại. - Ví dụ: o Máy khoan răng có số vòng quay rất lớn để chỉ trong một thời gian ngắn là đạt đượt hiệu quả, giảm đau đớn cho bệnh nhân. 1.14. Nguyên tắc biến hại thành lợi - Nội dung: o Dùng các tác nhân có hại để tạo ra lợi ích o Kết hợp các tác nhân có hại với nhau để khắc phục tính có hại o Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn hại nữa - Ví dụ: o Biến sức mạnh của lũ lụt thành thủy điện o Ma túy nếu dùng quá liều rất có hại, tuy nhiên, bác sĩ lại có thể chỉ định dùng nó để giảm đau với liều lượng đúng. 1.15. Nguyên tắc quan hệ phản hồi - Nội dung: o Thiết lập quan hệ phản hồi giữa các đối tượng. Trong điều khiển học, quan hệ phản hồi là một tính chất rất cơ bản, cần phải biết tận dụng và tối ưu để tăng tính tự động hóa. o Nếu đã tồn tại quan hệ phản hồi, thay đổi nó để được kết quá tốt nhất - Ví dụ: o Các loại rờ-le điện, đóng ngắt dựa trên cường độ, điện thế, nhiệt độ của thiết bị điện. Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 10 Vưu Văn Tòng – CH1101146 o Quan hệ cung-cấu trong lĩnh vực kinh tế 1.16. Nguyên tắc sao chép - Nội dung: o Sử dụng các bản sao của đối tượng khi đối tượng quá đắt tiền, dễ vỡ hoặc chuyển đổi sang dạng bản sao khác sau cho kết quả tối ưu. o Nguyên tắc này cũng giống như việc mô hình hóa bài toán, thường làm cho bài toán dễ giải hơn. - Ví dụ: o Các phép mô hình hóa o Các hình ảnh chụp 1.17. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” - Nội dung: o Thay thế đối tượng đắt tiền bằng các đối tượng rẻ tiền với chất lượng kém hơn. Tận dụng các nguồn dự trữ có sẵn, tăng chất lượng, hạ giá thành sản phẩm. - Ví dụ: o Các loại ly giấy, dùng một lần rồi bỏ, khỏi mất công rửa o Các loại thí nghiệm thuốc thường dùng chuột thay cho người 1.18. Thay thế sơ đồ cơ học - Nội dung: o Thay thế các sơ đồ cơ học bằng quang, điện, âm... o Sử dụng điện trường, từ trường tương tác với đối tượng o Chuyển đổi các trường: đứng yên sang chuyển động, không đồng nhất sang đồng nhất... - Ví dụ: o Cần cẩu nam châm điện thay cho cần cẩu móc o Điều trị bệnh bằng các tia thay cho mổ 1.19. Nguyên tắc thay đổi màu sắc - Nội dung: o Thay đổi màu sắc, độ trong suốt... của đối tượng hay môi trường bên ngoài. Vì các tính chất này được dùng rất nhiều trong việc phân biệt và nhận diện. o Sử dụng các hình vẻ, ký hiệu hoặc hiệu ứng thích hợp để gây sự chú ý cho đối tượng. Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 11 Vưu Văn Tòng – CH1101146 - Ví dụ: o Các biển báo nguy hiểm thường có màu vàng với ký hiệu: chấm than, dấu X màu đỏ. o Sử dụng các lọ có màu khác nhau để chứa các chất khác nhau. 1.20. Nguyên tắc đồng nhất - Nội dung: o Những đối tượng kế cận hoặc tương tác với đối tượng trước cần được làm “đồng nhất” với đối tượng trước để đảm bảo sự tương hợp giữa các đối tượng. o Về thực tế, nguyên tắc này có thể tạo nên được những sự tương hợp đặc biệt: sự thống nhất giữa các mặt đối lập - Ví dụ: o Khi truyền máu thì phải cùng nhóm máu o Các loài động vật sống trong môi trường màu sắc thế nào thì màu lông thường thế ấy. Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 12 Vưu Văn Tòng – CH1101146 2. NG DNG 40 NGUYÊN TC SÁNG TO TRONG TIN HC 2.1. Android OS 2.1.1. Lịch sử phát triển Android hiện là nền tảng di động rất phổ biến, được nhiều nhà phát triển điện thoại di động sử dụng. Android được ra đời lần đầu tiên dưới tên gọi “Android Inc” vào tháng 10 năm 2003 tại Palo Alto, California bởi Andy Rubin, Rich Miners, Nick Sears and Chris White. Vào tháng 8 năm 2005, Google đã mua lại “Android Inc”. Tiếp đó, liên minh giữa các nhà sản xuất được thành lập vào tháng 11 năm 2007 với tên gọi “Open Handset Alliance”. Cũng trong tháng 11 năm 2007, gói phần mềm SDK (Software Development Kit) được phát minh dùng để phát triển phần mềm trên Android. Ngày 23 tháng 09 năm 2008 được đánh dấu là sự bắt đầu của Android OS khi phiên bản 1.0 của Android được phát hành trên chiếc điện thoại HTC Dream (mã: G1). Figure 1: Logo Android Tiếp sau đó, hàng loạt phiên bản Android OS được ra đời và trở nên phổ biến như ngày nay. Phiên bản Android mới nhất là Android 4.0.x với tên mã: Ice-Cream Sandwich được ra đời vào ngày 19 tháng 10 năm 2011 chạy trên Galaxy Nexus. 2.1.2. Các phiên bản chính thức và sự cải tiến 2.1.2.1. Android 1.0 o Tích hợp các dịch vụ của Google o Trình duyệt web có khả năng hiển thị và phóng to các trang web o Giao diện các trang web có dạng cửa sổ o Cho phép tải và cài đặt các ứng dụng từ Android Market o Hỗ trợ đa nhiệm, wifi, bluetooth 2.1.2.2. Android 1.5 (Cupcake) o Linux kernel được nâng lên version 2.6.27 Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 13 Vưu Văn Tòng – CH1101146 o Cải thiện tốc độ chụp ảnh cũng như tốc độ “khóa” các vệ tinh GPS o Hỗ trợ bàn phím ảo o Cho phép tải video và hình ảnh lên Youtube hoặc Picasa 2.1.2.3. Android 1.6 (Donut) o Linux kernel được nâng lên version 2.6.29 o Bổ sung chức năng tìm kiếm nhanh và tìm kiếm bằng giọng nói o Tích hợp khả năng quay phim, thư viện hình và khả năng chuyển đổi giữa chụp ảnh và quay phim trên một phần mềm o Hiển thị trạng thái của pin o Hỗ trợ mạng CMDA o Khả năng chuyển đổi văn bản thành giọng nói với đa ngôn ngữ 2.1.2.4. Android 2.0 (Eclair) o Cho phép đồng bộ danh bạ và email với nhiều tài khoản o Hỗ trợ Bluetooth lên version 2.1 o Trình duyệt web hỗ trợ HTML5 cùng với giao diện mới o Bổ sung các tính năng cho lịch làm việc (Calendar) 2.1.2.5. Android 2.2 (Froyo) o Bổ sung widget hướng dẫn sử dụng lên màn hình chính o Hỗ trợ nâng cao Microsoft Exchange o Hỗ trợ Adobe flash 10.1 o Bàn phím đa ngôn ngữ o Thêm tính năng wifi hotspot (điểm truy cập thông qua sóng điện thoại) 2.1.2.6. Android 2.3 (GingerBread) o Giao diện người dùng được tùy chỉnh cho đơn giản và nhanh hơn o Bàn phím mới giúp nhập liệu nhanh hơn o Hỗ trợ chọn từ và copy/paste o Tính năng NFC (Near Field Communication – Giao tiếp gần) được ra đời 2.1.2.7. Android 3.0 (HoneyComb) – dành cho máy tính bảng o Dành riêng cho máy tính bảng và các thiết bị màn hình lớn Ứng dụng các phương pháp luận sáng tạo để giải quyết các vấn đề tin học Trang 14 Vưu Văn Tòng – CH1101146 2.1.2.8. Android 4.0 (Icecream Sandwich - ICS ) o Giao diện người dùng hoàn toàn mới với tông màu xanh đen chủ đạo, góp phần giúp người dùng liên tưởng đến các thiết bị được dùng trong các bộ phim khoa học viễn tưởng o Các icon được đổi mới: rõ ràng và sắc nét hơn o Thanh cảnh báo thay đổi, cho phép xóa từng cảnh báo và chuyển được nhanh vào phần cài đặt chung o Quản lý đa nhiệm tốt hơn, cho phép xem trước các cửa sổ của từng chương trình cũng như hiển thì menu phụ khi nhấn biểu tượng chương trình o Bàn phím hỗ trợ chức năng multitouch dù giao diện vẫn không thay đổi so với các phiên bản trước o Tính năng mở khóa bằng khuôn mặt được ra đời trên ICS. o Ngoài ra, các chức năng như máy ảnh, gmail, lịch, cài đặt....cũng được thay đổi đáng kể: giao diện thân thiện hơn, tốc độ chụp ảnh nhanh hơn, độ trể cực thấp... o Chức năng mở khóa bằng vòng tròn, cho phép mở khóa theo nhiều hướng thay vì thanh ngang chỉ một hướng 2.1.3. Sự áp dụng của 40 nguyên tắc sáng tạo vào Android OS 2.1.3.1. Nguyên tắc tách khỏi  Giao diện xem hình Gallery của