Đề tài Những nguyên lý sáng tạo trong Hệ điều hành Android

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN TPHCM ________________ BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo trong Hệ điều hành Android GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Thực hiện: Nguyễn Phú Thịnh TP. HCM, năm 2012 MC LC I. GIỚI THIỆU ....................................................................................................................... 4 II. CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO CƠ BẢN ..................................................................... 4 II.1. Nguyên lý phân nhỏ ................................................................................................... 4 II.2. Nguyên lý tách khỏi đối tượng ................................................................................... 5 II.3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ ...................................................................................... 5 II.4. Nguyên lý phản đối xứng ........................................................................................... 5 II.5. Nguyên t ắc kết hợp..................................................................................................... 5 II.6. Nguyên lý vạn năng.................................................................................................... 6 II.7. Nguyên lý “chứa trong”.............................................................................................. 6 II.8. Nguyên lý phản trọng lượng....................................................................................... 6 II.9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ .................................................................................... 7 II.10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ ........................................................................................ 7 II.11. Nguyên lý dự phòng ................................................................................................. 7 II.12. Nguyên lý đẳng thế................................................................................................... 7 II.13. Nguyên lý đảo ngược ............................................................................................... 7 II.14. Nguyên lý tròn hoá ................................................................................................... 8 II.15. Nguyên lý linh động ................................................................................................. 8 II.16. Nguyên lý giải thiếu ho ặc thừa................................................................................ 8 II.17. Nguyên lý chuyển sang ch iều khác .......................................................................... 9 II.18. Sử dụng các dao động cơ học ................................................................................... 9 II.19. Nguyên lý tác động theo chu kỳ ............................................................................... 9 II.20. Nguyên lý liên t ục tác động có ích ........................................................................... 9 II.21. Nguyên lý vượt nhanh ............................................................................................ 10 II.22. Nguyên lý biến hại thành lợi .................................................................................. 10 II.23. Nguyên lý quan hệ phản hồ i................................................................................... 10 II.24. Nguyên lý sử dụng trung gian ................................................................................ 11 II.25. Nguyên lý tự ph ục vụ ............................................................................................. 11 II.26. Nguyên lý sao chép ................................................................................................ 11 II.27. Nguyên lý r ẻ thay cho đắt....................................................................................... 11 II.28. Thay thế sơ đồ cơ học............................................................................................. 11 II.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng ............................................................................. 12 II.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng .............................................................................. 12 II.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ ................................................................................. 12 II.32. Nguyên lý thay đổi màu sắc ................................................................................... 12 II.33. Nguyên lý đồng nhất .............................................................................................. 13 II.34. Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần ........................................................... 13 II.35. Thay đổi các thông số hoá lý của đố i tượng........................................................... 13 II.36. Sử dụng chuyển pha ............................................................................................... 14 II.37. Sử dụng sự nở nhiệt ................................................................................................ 14 II.38. Sử dụng các chất ôxy hoá mạnh ............................................................................. 14 II.39. Thay đổi độ trơ ....................................................................................................... 14 II.40. Sử dụng các vật liệu hợp thành .............................................................................. 14 III. SỰ VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO T RONG HĐH ANDROID......... 15 III.1. ANDROID là gì ? ................................................................................................... 15 III.2. Lịch sử phát triển Andro id ...................................................................................... 15 III.3. Các phiên bản Android ........................................................................................... 17 III.4. Một số đặc điểm nổi bậc của Android .................................................................... 17 III.5. Các nguyên lý sáng tạo được áp dụng trong Andro id............................................. 19 IV. TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 22 I. GIỚI THIỆU Xã hội ngày nay phát triển không ngừng, con người ngày càng đặt mục tiêu cao hơn trong tham vọng chinh phục thiên nhiên, làm chủ khoa học. Nhu cầu nhận thức ngày càng tăng và việc cải tạo thế giới luôn thôi thúc con người tự thân nghiên cứu khoa học và sáng tạo. Có khá nhiều phương pháp nghiên cứu khoa học và giải quyết vấn đề được rút trích từ trước đến nay. Trong số đó, phương pháp Thử - Sai có lẽ là gần gũi nhất được sử dụng nhiều nhất. Tuy nhiên độ phức tạp của phương pháp này tương đố i cao do không gian phép thử thường là lớn. Ðể khắc phục những nhược điểm của phương pháp thử và sai, ở thời kỳ phát triển ban đầu của khoa học sáng tạo, n gười ta cố gắng sưu tầm, thu thập kinh ngh iệm riêng, các mẹo vặt gọi chung là các thủ thuật suy nghĩ, nhằm mục đích giảm số lượng và rút ngắn thời gian lựa chọn các phương án thử. Người ta đã tìm được 40 thủ thuật dùng cho tư duy sáng tạo kỹ thuật. Trong phạm vi đề tài này, học viên xin trình bày h ai mảng nội dung chính như sau:  Trình bày một cách sơ lược, khái quát về 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản, đồng thời nêu một vài ví dụ cho mỗi nguyên tắc.  Phân tích sự vận dụng, áp dụng của các nguyên tắc này vào việc phát triển hệ điều hành trên thiết bị di động Andro id. Qua đây học viên xin gởi lời cám ơn tới GS.T SKH Hoàng Văn Kiếm đã giúp học viên có được kiến thức nền tảng về khoa học, về các phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học. Từ đó giúp học viên có được cở sở vững chắc để phục vụ cho việc nghiên cứu sau này. II. CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO CƠ BẢN II.1. Nguyên lý phân nhỏ Nội dung: - Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng Ví dụ: - Xe chở vật siêu trường siêu trọng, thay vì làm bánh xe ô tô cho thật lớn, người ta làm xe có rất nhiều dãy bánh kích thước bình thường. - Tàu thuỷ lớn chia hầm tàu thành các ngăn độc lập, nếu lỡ bị thủng thì dễ cô lập ngăn bị thủng, không làm chìm tàu. II.2. Nguyên lý tách khỏi đối tượng Nội dung: Tách phần gây "phiền phức" (t ính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần duy nhất "cần thiết" (t ính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng. Ví dụ: - Cà ph ê hòa tan, bột ngọt, đường. - Áo gố i, vỏ chăn bông…tách khỏi gối và chăn, nên khi bị bẩn không cần thiết phải giặt nguyên cả chăn hay gối. II.3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ Nội dung: - 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 có các chức năng khác nhau. - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của côn g việc. Ví dụ: - Trên quyển lịch, các ngày nghỉ được in mực đỏ. - Để bảo vệ sách tốt, bìa thường được làm dày hơn nhiều so với trang sách. Tiểu luận, báo cáo, … được đóng bìa kiếng bên ngoài. II.4. Nguyên lý phản đối xứng Nội dung: Chuyển đối tượng có hình dạng đố i xứng thành không đố i xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng) Ví dụ: - Các xe ô tô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả hai ph ía nhưng các x e lớn như xe buýt chỉ mở phía tay phải sát với lề đường. - Ở xe gắn máy, vỏ xe bánh trước và bánh sau có các vết khía khác nhau, không như xe đạp. II.5. Nguyên tắc kết hợp Nội dung: - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp về mặt t hời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận . Ví dụ: - Súng nhiều nòng. - Bàn ủi có bộ phận phun nước. II.6. Nguyên lý vạn năng Nội dung: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đố i tượng khác. Ví dụ: - Loại ổ cắm cho phép sử dụng được với cả hai loại phích cắm dẹt và phích cắm tròn. - Bút thử điện đồng thời là tuốc-nơ-vít. II.7. Nguyên lý “chứa trong” Nội dung: - Một đối tượng được đặt bên trong đố i 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: - Tủ đặt trong tường nhà. - Vận chuyển vật liệu tron g các đường ống. II.8. Nguyên lý phản trọng lượng Nội dung: - 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 tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, kh í động... Ví dụ: - Nhảy dù, hãm máy bay bằng dù. - Mỏ neo giữ tàu khỏ i trôi. II.9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ Nội dung: Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đố i tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại). Ví dụ: - Loại đồ chơi phải lên dây cót trước. - Trước khi phẫu thuật phải gây tê, gây mê nạn nhân, gây tê cục bộ. II.10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ Nội dung: - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đố i với đố i 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. Ví dụ: - Tem, biên lai đã tạo lỗ trước, k i cần xé ra dễ dàng, nhanh chóng. - Thực phẩm làm sẵn, mua về là có thể nấu ngay được. II.11. Nguyên lý dự phòng Nội dung: Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Ví dụ: - Các phương tiện báo cháy, phòng cháy, chữa cháy. - Các phao, xuồng cấp cứu trên các tàu thủy. II.12. Nguyên lý đẳng thế Nội dung: Thay đổi điều kiện làm việc để không phải n âng lên hay hạ xuống các đối tượng. Ví dụ: - Các loại đồ dùng, vật dụng có gắn bánh xe như: t úi vali, ghế, t ủ,… - Đường lên núi làm theo kiểu xoáy trôn ốc để đường dốc thoai thoải, dễ leo. II.13. Nguyên lý đảo ngược Nội dung: - Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hãy h ành động ngược - Làm phần chuyển động của đố i tượng thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. - Lật ngược đố i tượng Ví dụ: - Chữa cơm sống bằng cách lật ngược nồi trên bếp lửa hoặc gắp than đổ để trên nắp vung nồi. II.14. Nguyên lý tròn hoá Nội dung: - Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành con g, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu h ình cầu. - Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. - Chuyển sang chuyển động quay , sử dụng lực ly tâm. Ví dụ: - Thước dây chuyển thành thước cuộn. - Dây may so bếp điện, dây gắn ống nghe điện thoại có dạng lò xo xoắn II.15. Nguyên lý linh động Nội dung: - 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. Ví dụ: - Các loại bàn, ghế, giường x ếp hoặc thay đổi được độ cao, độ ngh iêng. - Líp xe đạp có thể quay ngược mà không ảnh hưởng đến chuyển động của xe, líp xe nhiều tầng, x e có nhiều số tốc độ. II.16. Nguyên lý giải thiếu hoặc thừa Nội dung: - 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. Ví dụ - Thắt lưng, dây đồng hồ đục thừa nhiều lỗ để những người sử dụng khác nhau đều dùng được. - Các tròng kính đeo mắt cũng được làm sẵn, sau đó theo yêu cầu của khách, của gọng kính mà cắt lại cho phù hợp và lắp vào. II.17. Nguyên lý chuyển sang chiều khác Nội dung: - Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đặt đối tượng nằm n ghiêng. - Sử dụng mặt sau của diện t ích cho trước. - Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. Ví dụ - Các loại quần áo mặc được cả hai mặt. - Nhà ở nh iều tầng, xe buýt hai tầng, máy bay hai tầng. II.18. Sử dụng các dao động cơ học Nội dung: - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao. - Sử dụng tầng số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. Ví dụ - Quả chuông, ghế xích đu, võng, cầu bập bênh.. cho trẻ em chơi. - Các loại đồ dùng massage tron g gia đình như gối massage, ghế massage, giường massage. II.19. Nguyên lý tác động theo chu kỳ Nội dung: - Chuyển tác động liên t ục thành tác động theo chu kỳ - Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ - Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động kh ác. Ví dụ - Các loại âm thanh báo hiệu như còi xe c ấp cứu, cứu hoả, báo hiệu xe lùi, báo đổ chuông, máy bận của điện thoại. - Trong điện tử có bộ môn: kỹ thuật xung. II.20. Nguyên lý liên tục tác động có í ch Nội dung: - Thực hiện công việc một cách liên tục. - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. Ví dụ - Ô tô vận tải, chuyến đi, chuyến về phải chở hàng, t ránh chạy không. - Ắc-quy phát điện lúc xe, tàu không hoạt động để thắp sáng hay dùng khởi động xe và tích điện bù lại khi động cơ làm việc. II.21. Nguyên lý vượt nhanh Nội dung: - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. Ví dụ - Máy khoan răng có tần số vòng quay lớn. - Do yêu cầu công việc, người ta chế tạo các loại sơn, keo dán, xi măng... mau khô. II.22. Nguyên lý biến hại thành lợi Nội dung: - Sử dụng những tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi. - Khắc phục tác nhân có h ại bằng cách k ết hợp nó với tác nhân có hại khác. - Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. Ví dụ - Người ta biến sức tàn phá của lũ lụt thành điện năng bằng cách xây dựng các hồ chứa nước và nhà máy thuỷ điện. - Dùng con đĩa để hút máu độc. II.23. Nguyên lý quan hệ phản hồi Nội dung: - Thiết lập quan h ệ phản hồi - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. Ví dụ - Các loại rờle đóng ngắt tự động cho máy làm việc hay ngừng; t ùy theo nhiệt độ, cường độ dòng điện, mực nước, áp suất, độ ẩm. - Kính đeo mắt thay đổi độ trong suốt tùy theo cường độ ánh nắng mặt trời. II.24. Nguyên lý sử dụng trung gian Nội dung: - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. Ví dụ: - Ổ cắm điện chuyển đổi từ dẹt sang tròn và ngược lại. - Các loại biến thế điện. II.25. Nguyên lý tự phục vụ Nội dung: - Đối tượng ph ải tự ph ục vụ bằng cách thực h iện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. Ví dụ: - Sử dụng phân, rác làm khí đốt. II.26. Nguyên lý sao chép Nội dung: - 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 đố i tượng bằng bản sao quang học với các tỷ lệ cần thiết. Ví dụ: - Các loại bản đồ, sơ đồ, hình vẽ, ảnh chụp, đồ thị. - Các phép tương tự hoá. II.27. Nguyên lý rẻ thay cho đắt Nội dung: - Thay thế đối tượng đắt t iền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn. Ví dụ - Khăn lau tay, lau mặt dùng một lần rồi bỏ. - Ly chén diã bằng giấy hoặc nhựa rẻ tiền, dùng một lần, đảm bảo vệ sinh, dùng tại những nơi không có điều k iện rửa hoặc cần phải tiết kiệm thời gian. II.28. Thay thế sơ đồ cơ học Nội dung: - 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 đố i tượng. - Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. Ví dụ - Cần cẩu dùng móc và cần cẩu dùng nam châm điện. II.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng Nội dung: - Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không kh í, thủy tĩnh, thủy phản lực. Ví dụ - Dây cung, dây nỏ chuyển sang sử dụng bơm nén, súng hơi. - Các con thú đồ chơi, thay vì nhồi bông, rơm...người ta làm loại thú đồ chơi chỉ cần thổi lên. II.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng Nội dung: - 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 - Các loại bao bì, t úi nylong, áo đi mưa, khăn trải bàn nilong. - Ống nhựa dẻo các loại. II.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ Nội dung: - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi t iết 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 làm từ vật liệu xốp. - Các vách ngăn dùng cách âm, cách nhiệt. II.32. Nguyên lý thay đổi màu sắc Nội dung: - 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 nh ững đố i 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. Ví dụ - Băng keo trong suốt, dán trang sách bị rách mà vẫn đọc được. - Các vật chứa trong suốt có thể nhìn thấy chất đựng bên trong. II.33. Nguyên lý đồng nhất Nội dung: - Những đố i tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. Ví dụ: - Các loại keo làm từ cao su để dán cao su, tương tự như vậy, nhựa để hàn nhựa. - Phải chọn cùng nhóm máu mới truyền được. II.34. Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần Nội dung: - Phần đố i tượng đã hoàn thành nhiệm v ụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự ph ân hủy hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá t rình làm việc. Ví dụ: