Bài thu hoạch Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC BÀI THU HOẠCH Học viên: Ngô Thanh Tuấn MSHV: CH1101054 GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm TP. HỒ CHÍ MINH Tháng 03/2012 Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 1 Mục lục 1 Khái quát 40 nguyên lý sáng tạo ................................................................................. 4 1.1 Nguyên lý phân nhỏ ............................................................................................... 4 1.2 Nguyên lý tách riêng .............................................................................................. 4 1.3 Nguyên lý phẩm chất cục bộ .................................................................................. 4 1.4 Nguyên lý phản đối xứng ....................................................................................... 4 1.5 Nguyên lý kết hợp .................................................................................................. 4 1.6 Nguyên lý vạn năng ............................................................................................... 4 1.7 Nguyên lý chứa trong ............................................................................................. 5 1.8 Nguyên lý phản trọng lượng .................................................................................. 5 1.9 Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ ................................................................................ 5 1.10 Nguyên lý thực hiện sơ bộ .................................................................................. 5 1.11 Nguyên lý dự phòng ........................................................................................... 5 1.12 Nguyên lý đẳng thế ............................................................................................. 5 1.13 Nguyên lý đảo ngược .......................................................................................... 6 1.14 Nguyên lý cầu (tròn) hóa .................................................................................... 6 1.15 Nguyên lý năng động .......................................................................................... 6 1.16 Nguyên lý tác động bộ phận và dư thừa ............................................................. 6 1.17 Nguyên lý chuyển sang chiều khác .................................................................... 6 1.18 Sự dao động cơ học ............................................................................................ 7 1.19 Nguyên lý tác động theo chu kỳ ......................................................................... 7 1.20 Nguyên lý tác động liên tục hữu hiệu ................................................................. 7 1.21 Nguyên lý vượt nhanh ........................................................................................ 7 1.22 Nguyên lý chuyển bại thành thắng ..................................................................... 7 1.23 Nguyên lý quan hệ phản hồi ............................................................................... 7 1.24 Nguyên lý sử dụng trung gian ............................................................................ 8 1.25 Nguyên lý tự phục vụ ......................................................................................... 8 1.26 Nguyên lý sao chép ............................................................................................. 8 1.27 Nguyên lý rẻ thay cho đắt ................................................................................... 8 1.28 Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học ........................................................................ 8 1.29 Nguyên lý sử dụng các kết cấu thủy và khí ........................................................ 8 Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 2 1.30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng .......................................................................... 9 1.31 Sử dụng vật liệu nhiều lỗ .................................................................................... 9 1.32 Nguyên lý đổi màu ............................................................................................. 9 1.33 Nguyên lý đồng nhất ........................................................................................... 9 1.34 Nguyên lý loại bỏ và tái sinh từng phần ............................................................. 9 1.35 Đổi các thông số hóa lý của đối tượng ............................................................... 9 1.36 Sử dụng chuyển pha.......................................................................................... 10 1.37 Sử dụng nở nhiệt ............................................................................................... 10 1.38 Sử dụng các chất oxy hóa ................................................................................. 10 1.39 Sử dụng môi trường trơ .................................................................................... 10 1.40 Sử dụng vật liệu tổng hợp (composit) .............................................................. 10 2 Một số sản phẩm công nghệ thông tin: ...................................................................... 10 2.1 Mạng riêng ảo (VPN) ........................................................................................... 10 2.1.1 Nội dung VPN: .............................................................................................. 10 2.1.2 Các nguyên lý sáng tạo: ................................................................................ 13 2.2 Sản phẩm SOC (system on chip) ......................................................................... 14 2.2.1 TI OMAP 4460.............................................................................................. 14 2.2.2 Các nguyên lý sáng tạo: ................................................................................ 14 3 Kết luận ...................................................................................................................... 15 4 Tham khảo: ................................................................................................................ 16 Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 3 Lời nói đầu Khoa học công nghệ ngày nay đã mang đến cho con người những tiện nghi, thuận lợi nhất định trong cuộc sống hằng ngày, công việc, vui chơi, giải trí … Để đạt được những điều đó thì quá trình tìm tòi, khám phá, sáng tạo của con người không ngừng đem lại cuộc sống tiện lợi cho cuộc sống mình. Trong quá trình sáng tạo ấy, con người tạo ra các sản phẩm của mình chứa nhiều nguyên lý sáng tạo, mà có thể chúng ta không nhận ra những thay đổi ấy là sự sáng tạo, vì các sản phẩm tạo ra chứa trong mình tính mới và tính lợi. Các nguyên lý sáng tạo cơ bản đã được GS.TS. Phan Dũng đề cập trong chương 4 cuốn Phương Pháp Luận Sáng Tạo Khoa Học – Kỹ Thuật. Các nguyên lý sáng tạo không phải là phương thuốc chữa bách bệnh mà mỗi phương pháp có phạm vi áp dụng nhất định và nó có hiệu quả tốt trong phạm vi ấy. Cùng hòa với sự phát triển của xã hội, thì công nghệ thông tin cũng ngày càng phát triển để đáp ứng nhu cầu của hiểu biết, của cuộc sống con người. Trong bài thu hoạch này ngoài việc khái quát 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản, bài viết còn phân tích hai sản phẩm được dùng trong các sản phẩm công nghệ thông tin; đồng thời, nêu ra các đặc trưng sản phẩm mà nó mang trong mình những nguyên lý sáng tạo. Hai sản phẩm ấy là: VPN - kỹ thuật hỗ trợ kết nối từ xa, hiệu quả, an toàn; và một sản phẩm bộ vi xử lý cho điện thoại. Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 4 1 Khái quát 40 nguyên lý sáng tạo 1.1 Nguyên lý phân nhỏ Mọi đối tượng đều có thể chia ra làm các phần nhỏ hơn, để giải quyết vấn đề hoặc sử dụng lợi ích của việc phân nhỏ. Bằng cách chia đối tượng thành các phần nhỏ hơn, làm đối tượng trở nên tháo lắp được, tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. Ví dụ Một phần mềm thường được chia thành nhiều module chức năng để dễ dàng khi phát triển phần mềm và duy trì nó. 1.2 Nguyên lý tách riêng Tách tính chất phiền phức hay phần cần thiết ra khỏi đối tượng. Ví dụ Vỏ gối tách rời gối, nên khi giặt gối chỉ cần giặt áo gối. 1.3 Nguyên lý phẩm chất cục bộ - Chuyển đối tượng có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các thành phần khác nhau của đối tượng phải có chức năng khác nhau. - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất cho công việc. Ví dụ Mái nhà thường được lợp bằng tôn tráng kẽm, nhưng những nơi chúng ta cần ánh sáng, ta thay bằng tôn nhựa trong để lấy ánh sáng. 1.4 Nguyên lý phản đối xứng Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng. Ví dụ Vỏ xe máy, xe ô tô bánh trước và bánh sau có các vết khía khác nhau. 1.5 Nguyên lý kết hợp - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hay các đối tượng dùng cho hoạt động kế cận. - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất và kế cận. Ví dụ Bút bi kết hợp nhiều ruột với các màu sắc khác nhau. 1.6 Nguyên lý vạn năng Một đối tượng có thể thực hiện nhiều chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. Ví dụ: Điện thoại có thể làm máy nghe nhạc nên chúng ta không cần có máy nghe nhạc. Điện thoại có chức năng la bàn, chúng ta không cần có 1 la bàn rời để định hướng. Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 5 1.7 Nguyên lý 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: Vận chuyển dầu khí trong các đường ống đưa từ biển vào đất liền. 1.8 Nguyên lý phản trọng lượng - Bù trừ đối trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với đối tượng khác, có lực nâng. - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động … Ví dụ: Chương trình quảng cáo ít người thích xem, do đó nó thường được chiếu trong lúc xem phim, chương trình ca nhạc … 1.9 Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ Gây ứng suất trước đối 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). Ví dụ: Để có thể làm việc tốt, một người lao động cần được học tập và đào tạo trước. 1.10 Nguyên lý thực hiện sơ bộ - Thực hiện trước các sự thay đổi cần có đối với đối tượng, thực hiện từng phần, hay hoàn toàn. - Cần phải sắp xếp các đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển. Ví dụ: Các phiếu khảo sát thông tin về nhu cầu của khách hàng với một sản phẩm thường được chuẩn bị sẵn những chỗ trống, hay câu hỏi có lựa chọn trả lời bên dưới. Nên người trả lời chỉ việc điền vào chỗ trống, và đánh dấu câu trả lời, do đó tiết kiệm thời gian. 1.11 Nguyên lý dự phòng Bù đắp độ tin cậy không cao của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Ví dụ: Các loại kính thường được thiết kế để vỡ thành những mảnh tròn nhỏ thay vì những mảnh lớn, sắc nhọn vì lý do an toàn. 1.12 Nguyên lý đẳng thế Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. Ví dụ: Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 6 Tại một số ga tàu điện ngầm, người ta thiết kế sân ga bằng chiều cao của sàn tàu. Mục đích để hành khách ra vào các toa tàu dễ dàng. 1.13 Nguyên lý đảo ngược - Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy hành động ngược lại. - Làm phần chuyển động của đối tượng ( hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. - Lật ngược lại đối tượng. Ví dụ: Thay vì muốn di chuyển chúng ta phải leo cầu thang, thì chúng ta đứng trên các thang cuốn, thang máy sẽ đưa chúng ta đến nơi, không cần phải di chuyển. 1.14 Nguyên lý cầu (tròn) hóa - Chuyển phần thẳng 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 dộng quay, sử dụng lực ly tâm. Ví dụ: Các điểm nút giao thông giao nhau dùng vòng xoay để giải quyết các luồn xe đổ về điểm giao nhau. 1.15 Nguyên lý năng động - Cần thay đối các đặc trưng của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) sao 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: Các loại ghế có thể thay đổi được độ cao, thay đổi được góc dựa của lưng ghế, thay đổi được độ cao của 2 giá đỡ tay. 1.16 Nguyên lý tác động bộ phận và dư thừa Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả như yêu cầu, 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: Để có thu hoạch được trái cây lớn, người ta phải tỉa cành, cắt bỏ bớt quả non. Cây sẽ nuôi ít trái hơn, do đó trái cây sẽ lớn hơn. 1.17 Nguyên lý chuyển sang chiều khác - Những khó khăn do chuyển động (sắp xếp) đối tượng theo đường ( một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên một mặt phẳng hai chiều hay chuyển từ mặt phẳng 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. Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 7 - Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. Ví dụ: Nhà ở nhiều tầng, xe bus có 2 tầng. 1.18 Sự dao động cơ học - Làm đối tượng dao động. Nếu đã giao động tăng tần số dao động ( lên đến tần số siêu âm ) - Sử dụng tần số cộng hưởng. - Thay thế bộ rung cơ học, bằng các bộ rung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. Ví dụ: Các loại ghế massage, gối massage dùng các bộ rung tạo ra các dao động cơ học. 1.19 Nguyên lý tác động theo chu kỳ - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện động tác khác. Ví dụ: Các loại âm thanh báo hiệu như còi xe cấp cứu, cứu hỏa, báo hiệu xe lùi … 1.20 Nguyên lý tác động liên tục hữu hiệu - Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của dối tượng cần luôn luông làm việc ở chế độ đủ tải) - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. Ví dụ: Ô tô tải chuyến đi, chuyến về đều nên chở hàng, tránh chạy không tải. 1.21 Nguyên lý vượt nhanh - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được các hiệu ứng cần thiết. Ví dụ: Ghế ngồi của phi công bật ra khỏi buồng lái rất nhanh khi máy bay khi có sự cố xảy ra. 1.22 Nguyên lý chuyển bại thành thắng Sử dụng các tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi. Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. Ví dụ: Tiêm vi trùng yếu (vacxin) để tạo hệ thống miễn dịch cho cơ thể. 1.23 Nguyên lý quan hệ phản hồi - Thiết lập quan hệ phản hồi. Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 8 - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. Ví dụ: Động vật máu nóng, cơ thể có cơ chế tụ động điều chỉnh để duy trì thân nhiệt ở một nhiệt độ nhất định. 1.24 Nguyên lý sử dụng trung gian Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. Ví dụ: Khi trình bày một vấn đề chuyên môn, phức tạp, dùng những kiến thức hàng ngày, gần gũi để minh họa làm cho vấn đề chuyên môn dễ hiểu hơn. 1.25 Nguyên lý tự phục vụ - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sữa chữa. - Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư. Ví dụ: Các cửa hàng tự phục thức ăn tự phục vụ. 1.26 Nguyên lý sao chép - Thay vì sử dụng những các không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi, hay dễ vỡ, hãy sử dụng bản sao. - Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quan học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng nhìn thấy được, chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hay tử ngoại. Ví dụ: Các loại hình mô phỏng, hay bản đồ. 1.27 Nguyên lý rẻ thay cho đắt Thay thế các đối tượng đắt tiền bằng các bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn. Ví dụ: Khăn lau tay, lau mặt dùng một lần. 1.28 Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hay mùi vị. - Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng. - Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định thành các trường thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. Ví dụ: Đồng hồ lên giây cót cơ học được chuyển sang đồng hồ điện tử. 1.29 Nguyên lý sử dụng các kết cấu thủy và khí Thay các phần của đối tượng ở thể rắn bằng cách sử dụ các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. Ví dụ: Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 9 Các loại ghế hơi, nệm hơi, gối hơi thay vì ruột bằng mút, bằng bong người ta thay bằng hơi. 1.30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng - Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. Ví dụ: Bìa sách, lịch treo tường có phủ lớp nhựa mỏng để bảo vệ tăng độ bền. 1.31 Sử dụng vật liệu nhiều lỗ - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ. - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. - Ví dụ: - Các loại bao bì, phương tiện đóng gói từ vật liệu xốp. 1.32 Nguyên lý đổi màu - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hay những quá trình, người ta sử dụng các chất phụ gia có màu, huỳnh quang. - Nếu các chất phụ gia đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. Ví dụ: Các vật dụng trong suốt, có thể nhìn thấy chất dựng bên trong. 1.33 Nguyên lý đồng nhất Những đối tượng tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo của đối tượng cho trước. Ví dụ: Các loại xe cần có thời gian chạy rôđa để các chi tiết mòn đều, khớp lại với nhau. 1.34 Nguyên lý loại bỏ và tái sinh từng phần - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. Ví dụ: Tên lửa được chế tạo thành nhiều tầng, dùng xong phần nào, vứt bỏ phần ấy. 1.35 Đổi các thông số hóa lý của đối tượng - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo. Ví dụ: Để giữ thực phẩm được lâu: người ta làm đông lạnh chúng, hay phơi khô chúng. Bài thu hoạch Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 10 1.36 Sử dụng chuyển pha Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lượng … Ví dụ: Người ta thường cho nước đá vào các đồ uống giải khát để làm mát chúng (xảy ra hiện tượng hấp thu nhiệt lượng khi nước chuyển trạng thái từ rắn sang lỏng) 1.37 Sử dụng nở nhiệt - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với các vật liệu có sự hệ số nở nhiệt khác nhau. Ví dụ: Khinh khí cầu bay lên nhờ sự đốt nóng không khí bên trong quả cầu. 1.38 Sử dụng các chất oxy hóa - Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy. - Thay không khí giàu oxy bằng oxy. - Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc oxy. - Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hóa) bằng chính ozon. Ví dụ: Các bình nén chứa oxy dùng cho cắt hay hàn kim loại, hoặc dù