Đề tài Nguyên tắc sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm máy tính bảng iPad của Apple

ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THẠC SĨ CNTTQM …………..o0o………….. BÁO CÁO THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: Nguyên tắc sáng tạo ứng dụng trong sản phẩm máy tính bảng iPad của Apple GVHD: GS.TSKH.Hồng Kiếm HVTH: Nguyễn Văn Chung MÃ SỐ: CH1101070 TP.Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2012 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 1 - LỜI MỞ ĐẦU Thực tiễn đã chứng minh nghiên cứu khoa học đã mang lại cho thế giới này nhiều sản phẩm trí tuệ, các thành tựu của khoa học hiện đại đã làm thay đổi bộ mặt thế giới và động lực thúc đẩy sự tiến bộ nhân loại. Cùng với nghiên cứu khoa học hiện đại, mọi người đang chú ý đến phương pháp nhận thức khoa học, coi đó là nhân tố quan trọng để phát triển khoa học. Ý định "khoa học hóa tư duy sáng tạo" có từ lâu. Nhà toán học Hy Lạp Pappos, sống vào thế kỷ III, gọi khoa học này là Ởistic (Heuristics). Theo quan niệm lúc bấy giờ, Ơristic là khoa học về các phương pháp và quy tắc làm sáng chế, phát minh trong mọi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệ thuật, chính trị, triết học, toán, quân sự... Do cách tiếp cận quá chung và không có nhu cầu xã hội cấp bách, Ơristic bị quên lãng cho đến thời gian gần đây. Cùng với cuộc cách mạng Khoa học kĩ thuật, số lượng bài toán phức tạp mà loài người cần giải quyết tăng nhanh, đồng thời yêu cầu thời gian phải giải được chúng rút ngắn lại. Trong khi đó không thể tăng mãi phương tiện và số lượng người tham gia giải bài toán. Thêm nữa, cho đến nay và trong tương lai khá xa sẽ không có công cụ nào thay thế được bộ óc tư duy sáng tạo. Ngưòi ta đã nhớ lại Ơristic và phát triển tiếp để tìm ra cách tổ chức hợp lý, nâng cao năng suất, hiệu quả quá trình tư duy sáng tạo - quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định trong mọi lĩnh vực không riêng gì khoa học kỹ thuật. Trong phạm vi của bài thu hoạch nhỏ này, chúng em sẽ trình bày một số vấn đề về phương pháp nghiên cứu khoa học trong ngành tin học. Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn thầy GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm, người đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tin học”. Chính những kiếm thức mà thấy truyền đạt nó sẽ thắp lên ngọn lửa đam mê khoa học trong người em. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 2 - MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 1 PHẦN I : ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ....................... 3 I. KHOA HỌC : .......................................................................................................... 3 II. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC : ................................................................................... 3 II.1. Phân loại theo chức năng nghiên cứu : ........................................................................................... 3 II.2. Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu : ........................................................................ 4 III. 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO: ................................................................................ 6 PHẦN II : MÁY TÍNH BẢNG iPAD .................................................................................. 11 I. Giới thiệu máy tính bảng: ........................................................................................ 11 I.1. Tiện ích: .........................................................................................................................................11 I.2. Nhược điểm: ...................................................................................................................................14 II. Lịch sử máy tính bảng ........................................................................................... 16 II.1. Dynabook (1986):..........................................................................................................................16 II.2. GRiDPad (1989):...........................................................................................................................17 II.3. Tandy Zoomer (1992) ....................................................................................................................17 II.4. Apple Newton MassagePad (1993) ................................................................................................18 II.5. Microsoft Tablet PC (2000) ...........................................................................................................19 II.6. Compad TC1000 (2003) ................................................................................................................20 II.7. Amazon Kindle (2007) ..................................................................................................................20 II.8. Apple iPad (2010) .........................................................................................................................21 II.9. Motorola Xoom (2011) ..................................................................................................................22 II.10. iPad 2 (2011) ...............................................................................................................................22 III. Máy tính bảng iPad: ............................................................................................ 23 III.1. iPad 2010 .....................................................................................................................................24 Nguyên tắc sáng tạo: ........................................................................................................................25 III.2. Apple iPad 2.................................................................................................................................25 Nguyên tắc sáng tạo: ........................................................................................................................27 III.3. The New iPad (3): ........................................................................................................................27 Nguyên tắc sáng tạo: ........................................................................................................................31 KẾT LUẬN ........................................................................................................................ 32 Tài liệu tham khảo ............................................................................................................. 33 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 3 - PHẦN I : ĐẠI CƯƠNG VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC I. KHOA HỌC : Khoa học được hiểu là “ hệ thống tri thức về mọi loại quy luât vật chất và sự vận động của vât chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, tư duy “. Hệ thống tri thức được nói ở đây là hệ thống tri thức khoa học, khác với tri thức kinh nghiệm. Tri thức kinh nghiệm là những hiểu biết được tích luỹ một cách ngẫu nhiên từ trong đời sống hàng ngày. Nhờ tri thức kinh nghiệm, con người có được những hình dung thực tế về các sự vật, biết cách phản ứng trước tự nhiên, biết ứng xử trong các quan hệ xã hội. tri thức kinh nghiệm ngày càng trở nên phong phú, chứa đựng những mặt đúng đắn, nhưng riêng biệt chưa thể đi sâu vào bản chất các sự vật, và do vậy tri thức kinh nghiệm chỉ giúp cho con người phát triển đến một khuôn khổ nhất định. Tuy nhiên, tri thức kinh nghiệm luôn là một cơ sở quan trọng cho sự hình thành các tri thức khoa học. Tri thức khoa học là những hiểu biết được tích lũy một cách hệ thống nhờ hoạt động nghiên cứu khoa học, là loại hoạt động được vạch sẳn theo một mục tiêu xác định và được tiến hành dựa trên những phương pháp khoa học. Tri thức khoa học không phải là sự kế tục giản đơn các tri thức kinh nghiệm, mà là sự tổng kết những tập hợp số liệu và sự kiện ngẫu nhiên, rời rạc để khái quát hóa thành cơ sở lý thuyết về các liên hệ bản chất. II. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC : Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm những điều mà khoa học chưa biết hoặc là phát hiện bản chất sư vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kỹ thuật mới để cải tạo thế giới. Có nhiều cách phân loại nghiên cứu khoa học. Ở đây ta đề cập đến phân loại theo chức năng nghiên cứu và theo tính chất của sản phẩmtri thức khoa học thu được nhờ kết quả nghiên cứu. II.1. Phân loại theo chức năng nghiên cứu :  Nghiên cứu mô tả, là những nghiên cứu nhằm đưa ra một hệ thống tri thức về nhân dạng sư vật, giúpcon người phân biệt được sự khác nhau, về bản chất giữa sự vật này với sự vật khác. Nội dung mô tả có thể bao gồm mô tả hình thái, động thái, tương tác; mô tả định tính tức là các đặc trưng về chất của sự vật; mô tả định lượng nhằm chỉ rõ các đặc trưng về lượng của sự vật.  Nghiên cứu giải thích, là những nghiên cứu nhằm làm rõ nguyên nhân dẫn đến sự hình thành và quy luật chi phối quá trình vận động của sự vật. Nội dung của giải thích có thể bao gồm giải thích nguồn gốc; động thái; cấu tr1uc; tương tác; hậu quả; quy luật chung chi phối quá trình vận động của sự vật. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 4 -  Nghiên cứu dự báo, là những nhiên cứu nhằm nhận dạng trạng thái của sự vật trong tương lai. Mọi dự báo đều phải chấp nhận những sai lệch, kể cả trong nghiên cứu tự nhiên và xã hội. Sự sai lệch trong kết quả dự báo có thể do nhiều nguyên nhân : sai lêch khách quan trong kết quả quan sát: sai lệch do những luận cứ bị biến dạng trong sự tác động của các sự khác; mội trường cũng luôn có thể biến động, …  Nghiên cứu sáng tạo, là nghiên cứu nhằm làm ra một sự vật mới chưa từng tồn tại. Khoa học không bao giờ dừng lại ở mô tả và dự báo mà luôn hướng vào sự sáng tạo các giải pháp cải tạo thế giới. II.2. Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu : Theo tính chất của sản phẩm, nghiên cúu được phân loại thành nghiên cứu cơ bản, nghiên cứu ứng dụng và ghiên cứu triển khai. Nghiên cứu cơ bản (Fundamental research) là những nghiên cứu nhằmphát hiện thuộc tính, cấu trúc, động thái các sự vật, tương tác trong nội bộ sự vật và mối liên hệ giữa sư vật với các sư vật khác. Sản phẩm nghiên cứu cơ bản có thể là các khám phá, phát hiện, phát minh, dẫn đến viêc hình thành một hệ thống lý thuyết có giá trị tổng quát, ảnh hưởng đến một hoặc nhiều lĩng vực khoa học, chẳng hạn Newton phát minh định luật hấp dẫn vũ trụ; Marx phát hiện quy luật giá trị thặng dư. Nghiên cứu cơ bản được phân thành hai loại : nghiên cứu cơ bản thuần túy và nghiên cứu cơ bản định hướng.  Nghiên cứu cơ bản thuần túy, cò được gọi là nghiên cứu cơ bản tự do hoặc nghiên cứu cơ bản không định hướng, là những nghiên cứu về bản chất sự vật để nâng cao nhận thức, chưa có hoặc chưa bàn đến ý nghĩa ứng dụng.  Nghiên cứu cơ bản định hướng, là những nghiên cứu cơ bản đã dự kiến trước mục đích ứng dụng. các hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên, kinh tế, xã hội, … đều có thể xem là nghiên cứu cơ bản định hướng. Nghiên cứu cơ bản định hướng được phân chia thành nghiên cứu nền tảng (background research) và nghiên cứu chuyên đề (thematic research).  Nghiên cứu nền tảng, là những nghiên cứu về quy luật tổng thể của một hệ thống sự vật. Hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên và các điều kiện thiên nhiên như địa chất, nghiên cứu đại dương, khí quyển, khí tượng; điều tra cơ bản về kinh tế, xã hội đều thuộc loại nghiên cứu nền tảng.  Nghiên cứu chuyên đề, là nghiên cứu về một hiên tượng đặc biệt của sự vật, ví dụ trạng thái plasma của sự vật, bức xạ vũ trụ, gien di truyền. Nghiên cứu chuyên đề vừa dẫn đến hình thành những cơ sở lý thuyết, mà còn dẫn đến những ứng dụng có ý nghĩa thực tiễn. Nghiên cứu ứng dụng (Applied research) : là sự vận dụng quy luật được phát hiện từ nghiên cứu cơ bản để giải thích một sự vật, tạo ra những nguyên lý mới về các giải pháp và áp dụng chúng vào sản xúât và đời sống. Giải pháp được hiểu theo nghĩa rộng có thể là một giải pháp về công nghệ, về vật liệu, về tổ chức và quản lý. Một số giải pháp công nghệ có thể trở thành sáng chế. Kết quả nghiên cứu ứng dụng thì chưa ứng dụng được, để có thể đưa kết quả PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 5 - nghiên cứu ứng dụng vào sử dụng thì còn phải tiến hành một loại hình nghiên cứu khác có tên gọi lả triển khai. Nghiên cứu triển khai (Development research) : còn gọi là nghiên cứu triển khai thực nghiệm hay triển khai thực nghiệm kỹ thuật, là sự vận dụng các quy luật (thu được từ nghiên cứu cơ bản) và các nguyên lý (thu được từ nghiên cứu ứng dụng) để đưa ra các hình mẫu với những tham số khả thi về kỹ thuật. Kết quả nghiên cứu triển khai thì chưa triển khai được: sản phẩm của triển khai chỉ mới là những hình mẫu khả thi về kỹ thuật, nghĩa là không còn rủi ro về mặt kỹ thuật, để áp dụng được còn phảitiến hành nghiên cứu những tính khả thi khác như khả thi tài chính, khả thi kinh tế, khả thi môi trường, khả thi xã hội. Hoạt động triển khai bao triển khai trong phòng thí nghiệm và triển khai bán đại trà.  Triển khai trong phòng thí nghiệm : là loại hình triển khai nhằm khẳng định kết quả sao cho ra được sản phẩm, chưa quan tâm đến quy mô áp dụng. trong những nghiên cứu về công nghệ, loại hình này được thực hiện trong các phòng thí nghiệm, labô công nghệ, nhà kính. Trên một quy mô lớn hơn, hoạt động triển khai cũng được tiến hành trong các xưởng thực nghiệm thuộc viện hoặc xí nghiệp sản xuất.  Triển khai bán đại trà : trong các nghiên cứu thuộc lĩnh vực khoa học kỹ thuật và khoa học công nghệ là một dạng triển khai nhằm kiểm chứng giả thuyết về hình mẫu trên một quy mô nhất định, thường là quy mô áp dụng bán đại trà, hay quy mô bán công nghiệp. Khái niệm triển khai được áp dụng cả trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật và xã hội; trong các nghiên cứu về khoa học kỹ thuật, hoạt động triển khai được áp dụng khi chế tạo một mẫu công nghệ mới hoặc sản phẩm mới; trong các nghiên cứu khoa học xã hội có thể lấy ví dụ về thử nghiệm một phương pháp giảng dạy ở các lớp thí điểm; chỉ đạo thí điểm một mô hình quản lý mới tại một cơ sở được lựa chọn. Toàn bộ các loại hình nghiên cứu và mối liên hệ giữa các loại hình nghiên cứu được trình bày trong sơ đồ bên dưới. Sự phân chia loại hình nghiên cứu như trên đây được áp dụng phổ biến trên thế giới. Phân chia là để nhận thức rõ bản chất của nghiên cứu khoa học, để có cơ sở lập kế hoạch nghiên cứu, cụ thể hóa các cam kết trong hợp đồng nghiên cứu giữa các đối tác. Tuy nhiên trên thực tế, trong một đề tài có thể tồn tại cả ba loại hình nghiên cứu, hoặc tồn tại hai trong ba loại hình nghiên cứu. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 6 - III. 40 NGUYÊN TẮC 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 đối tượng. 2. Nguyên tắc “tách khỏi” : Tách phần gây “phiền phức hay ngược lại tách phần duy nhất “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 đối với công việc. 4. Nguyên tắc phản đối xứng : Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thàng không đối xứng (nói chung 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. 6. Nguyên tắc vạn năng : Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. 7. Nguyên tắc “chứa trong” : - Môt đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân no1 lại chứa đối tượng thứ ba… - Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. 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 cách tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động … 9. Nguyên tắc 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 súât trước để khi làm việc sẽ dùng ứng súât ngược lại). 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ : - Thực hiên trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 7 - - 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 như yêu cầu bài toán, 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) thành đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động. 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá : - Chuyển những 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 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 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% 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. 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 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 hóa 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 của 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. - Sử dụng tần số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học. dùng các bộ rung áp điện. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 8 - - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ : - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có tác động theo chu ký, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiên tác động khác. 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích : - Thực hiên công viêc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượnng cần luôn luôn 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. 21. Nguyên tắc “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 tắc biến hại thành lợi : - Sử dụng những tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại của môi trường) 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 nh