Đề tài Các nguyên lý sáng tạo trong bài toán phát minh, sáng chế và vận dụng trong sự phát triển của hệ điều hành Android

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ------------------------------------ BÀI THU HOẠCH MÔN: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG BÀI TOÁN PHÁT MINH, SÁNG CHẾ VÀ VẬN DỤNG TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID Giảng viên hướng dẫn : GS. TSKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện : Phạm Đoàn Vương Phi MSHV : CH1212028 TP HCM, tháng 12 năm 2012 Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 2 LỜI NÓI ĐẦU ---------- Các nguyên lý sáng t ạo trong bài toán phát minh sáng chế là kết quả của quá trình khái quát lý thuy ết và thực tiễn nghiên cứu khoa học lâu dài và đã trở thành công cụ sắc bén để chỉ dẫn các nhà khoa học, các nhà quản lý trong công tác tổ chức, quản lý và thực hành nghiên cứu khoa học một cách hiệu quả. Nắm vững các nguyên lý sáng tạo sẽ giúp người nghiên cứu có cách tiếp cận hiệu quả trong việc thiết kế và thực hiện công trình nghiên cứu khoa học. Trong phạm vi bài thu hoạch này, em sẽ trình bày về các nguyên lý sáng t ạo trong bài toán phát minh, sáng chế. Và chỉ ra những nguyên lý sáng tạo được áp dụng trong quá trình phát triển của hệ điều hành Android. Qua đây em cũng xin gửi lời cảm ơn đến GS-TSKH Hoàng Kiếm đã tận tình truyền đạt những kiến thức nền tảng cho chúng em trong bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học”. Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 3 Mục Lục I. CÁC NGUYÊN LÝ S ÁNG TẠO TRONG BÀI T OÁN PHÁT MINH, SÁNG CHẾ .......................5 1. Ngu yên lý phân nhỏ ............................................................................................................5 2. Ngu yên lý “tách khỏi” ..........................................................................................................5 3. Ngu yên lý phẩm chất cụ c bộ ..............................................................................................5 4. Ngu yên lý phản đối xứng ....................................................................................................5 5. Ngu yên lý kết hợp ...............................................................................................................5 6. Ngu yên lý vạn năng ............................................................................................................5 7. Ngu yên lý “chứa trong” .......................................................................................................6 8. Ngu yên lý phản trọn g lượng ...............................................................................................6 9. Ngu yên lý gâ y ứng suất sơ bộ ............................................................................................6 10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ ..............................................................................................6 11. Nguyên tắ c dự ph òng ......................................................................................................6 12. Nguyên tắ c đẳng thế .......................................................................................................6 13. Ng uyên tắ c đảo ngược....................................................................................................6 14. Nguyên tắ c cầu (t ròn ) hoá ...............................................................................................7 15. Nguyên tắ c linh động.......................................................................................................7 16. Nguyên tắ c giải “thiếu” hoặc “thừa” ................................................................................7 17. Nguyên tắ c chuyển sang chiều khá c ..............................................................................7 18. Nguyên tắ c sử dụng các dao động cơ họ c.....................................................................7 19. Nguyên tắ c tác động theo ch u kỳ ....................................................................................8 20. Nguyên tắ c liên tục tác đ ộng có ích ................................................................................8 21. Nguyên lý “vượt nhanh” ..................................................................................................8 22. Nguyên lý biến hại thành lợi............................................................................................8 23. Nguyên lý quan hệ phản hồi ...........................................................................................8 24. Nguyên lý sử dụng trung gian .........................................................................................8 25. Nguyên lý tự phục vụ ......................................................................................................9 26. Nguyên lý sao ché p (cop y)..............................................................................................9 27. Nguyên lý “rẻ ” tha y cho “đắt”...........................................................................................9 28. Thay thế sơ đồ cơ học ....................................................................................................9 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng .....................................................................................9 30. Sử dụng vỏ dẻo và m àng mỏng......................................................................................9 31. Sử dụng các vật l iệu nhiều lỗ........................................................................................10 32. Nguyên lý tha y đổi m àu sắc ..........................................................................................10 Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 4 33. Nguyên lý đồng nhất .....................................................................................................10 34. Nguyên lý phân hủy h oặc tái sinh các p hần .................................................................10 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng .................................................................10 36. Sử dụng chu yển pha .....................................................................................................11 37. Sử dụng sự n ở nhiệt .....................................................................................................11 38. Sử dụng các chất oxy hoá mạnh ..................................................................................11 39. Thay đổi độ trơ ..............................................................................................................11 40. Sử dụng các vật l iệu hợp thành (com po site)................................................................11 II. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID.........................................................................11 1. Android là gì? ....................................................................................................................11 2. Lịch sử phát triển ..............................................................................................................12 3. Tình hình phát t riển hiện tại ..............................................................................................13 III. ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁ NG TẠO T RÊN HỆ ĐIỀU HÀNH A NDROID ..................14 1. Ngu yên lý phân nhỏ ..........................................................................................................15 2. Ngu yên lý “tách khỏi” ........................................................................................................15 3. Ngu yên lý kết hợp .............................................................................................................16 4. Ngu yên lý ..........................................................................................................................16 5. vạn năng............................................................................................................................16 6. Ngu yên lý th ực hiện sơ bộ ................................................................................................16 7. Ngu yên lý dự phòng..........................................................................................................16 8. Ngu yên lý sao chép ..........................................................................................................17 9. Ngu yên lý “chứa trong” .....................................................................................................17 10. Nguyên lý quan hệ phản hồi .........................................................................................17 11. Nguyên lý tha y đổi m àu sắc ..........................................................................................17 12. Nguyên lý phân hủy h oặc tái sinh các p hần .................................................................17 13. Nguyên lý đồng nhất .....................................................................................................18 14. Nguyên lý linh động.......................................................................................................18 IV. Tài Liệu Tham Khảo .............................................................................................................19 Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 5 I. CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG BÀI TOÁN PHÁT MINH, SÁNG CHẾ 1. Nguyên lý phân nhỏ - Chia đối tượng t hành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. 2. Nguyên lý “tách khỏi” - 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 lý 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 đối với công việc. 4. Nguyên lý phản đối xứng - Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung giãm bật đối xứng). 5. Nguyên lý 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. 6. Nguyên lý vạn năng - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 6 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 chuy ển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. 8. Nguyên lý 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 t ác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động... 9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ - Gây ứng suất trước 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 lý 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. 12.Nguyên tắc đẳng thế - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. 13.Nguyên tắc đảo ngược - Thay vì hành động n hư yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 7 - Làm phần ch uyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên v à ngược lại, phần đứng y ên thành chuyển động. 14.Nguyên tắc cầu (tròn) hoá - Chuy ển những p hần 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, vi ên bi, vòng xoắn. - Chuy ển sang chuyển độg quay, sử du ng lực ly tâm. 15.Nguyên tắc linh động - Cần thay đổi các đặt 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. 16.Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” - Nếu như khó nhận được 100% hi ệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhi ều hơn “một chút”. Lúc đó bài to án có thể tr ở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. 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 trên mặt ph ẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên m ặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuy ển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đặt đối tượn g nằm nghiêng. - Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. - Sử dụng các l uồng ánh sáng t ới diện t ích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho t rước. 18.Nguyên tắc sử dụng các dao động c ơ học - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng t ầng số dao động ( đến tầng số siêu âm). Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 8 - Sử dụng tầng số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ r ung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19.Nguyên tắc tác động theo chu kỳ -Chuy ển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). -Nếu đã có tác độ ng theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. -Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để t hực hiện tác động khác. 20.Nguyên tắc liên tục tác động có ích - Thực hiện cô ng việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn lu ôn l àm việc ở chế độ đủ tải). - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuy ển chuy ển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua. 21.Nguyên lý “vượt nhanh” - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. 22.Nguyên lý biến hại thành lợi - Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ t ác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. - Khắc phục t ác 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. 23.Nguyên lý quan hệ phản hồi - Thiết lập quan hệ phản hồi - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. 24.Nguyên lý sử dụng trung gi an - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 9 25.Nguyên lý tự phục vụ - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao t ác phụ trợ, sửa chữa - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. 26.Nguyên lý sao chép (copy) - Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. - Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. 27.Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt” - Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (th í dụ như về tuổi thọ). 28.Thay thế sơ đồ cơ học - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc 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 sang thay đổi theo t hời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định . - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. 29.Sử dụng các kết cấu khí và lỏng - Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. 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. Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 10 31.Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ…) - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. 32.Nguyên lý thay đổi màu sắc - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. 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 đối tượng cho trước. 34.Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi..) hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. 35.Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 11 36.Sử dụng chuyển pha - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng... 37.Sử dụng sự nở nhiệt - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. 38.Sử dụng các chất oxy hoá mạnh - Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy. - Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy. - Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy . - Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon. 39.Thay đổi độ trơ - Thay môi trường thông t hường bằng môi trường trung hoà. - Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà. - Thực hiện quá trình trong chân không. 40.Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung sử dụng các vật liệu mới. II. TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH ANDROID 1. Android là gì? - Android là hệ điều hảnh dành cho các thiết bị di động smartphone(phone, tablet) được phát triển bởi Goolge dựa trên nền tảng Linux. Hiện nay, Android còn hỗ trợ cả một số đầu phát HD, HD Player, Tivi. - Android là hệ điều hành mã nguồn mở được phát hành dựa theo 2 giấy phép: Bài thu hoạch bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học” 12  Apache License v2.0: hầu hết source code của Android được phát hành theo giấy phép Apache License v2.0, cho phép các nhà cung cấp/sản xuất điện thoại chỉnh sửa/thêm các tính năng mở rộng với mục đích thương mại mà không cần phải chuy ển chúng thành mã nguồn mở.  GNU General Public License(GPL) v2.0: giấy phép này được áp dụng cho phần nhân Linux của Android. Theo đó, nếu các nhà sản xuất điện thoại chỉnh sửa phần source code này thì phải chuyển chúng thành mã nguồn mở. - Ngôn ngữ lập trình chính của Android là Java, tuy nhiên các nhà phát triển ứng dụng có thể sử dụng C/C++ hay cả C/C++ và Java để viết ứng dụng. 2. Lịch sử phát triển - Tháng 10/2003, Android Inc, một công ty nhỏ được thành lập bởi Andy Rubin (đồng sáng lập công ty Danger), Rich Miner (đồng sáng lập công ty Wildfire Communications), Nick Sears (từng là phó chủ tịch của T -Mobile), và Chris Whit e (trưởng nhóm thiết kế và phát triển giao diện t