Đề tài Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong hệ điều hành Android

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN BÀI THU HOẠCH PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Đề tài: Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong hệ điều hành Android GVHD: GS.TSKH.Hoàng Kiếm HVTH: Phạm Ngọc Phú MSHV: 11 11 038 TP HCM, năm 2012 1/29 Mục lục Lời nói đầu ................................................................................................................. 3 I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo .................................... 4 1. Khái niệm khoa học ........................................................................................... 4 2. Ý nghĩa của khoa học ......................................................................................... 5 3. Nghiên cứu khoa học ......................................................................................... 5 II. 40 nguyên lý sáng tạo trong nghiên cứu khoa học .................................................... 6 1. Nguyên lý phân nhỏ ........................................................................................... 6 2. Nguyên lý “tách riêng” ....................................................................................... 6 3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ ............................................................................... 6 4. Nguyên lý phản đối xứng ................................................................................... 6 5. Nguyên lý kết hợp ............................................................................................. 6 6. Nguyên lý vạn năng ........................................................................................... 7 7. Nguyên lý “chứa trong” ...................................................................................... 7 8. Nguyên lý phản trọng lượng ............................................................................... 7 9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ ............................................................................. 7 10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ ............................................................................... 7 11. Nguyên lý ự ph ng ....................................................................................... 7 12. Nguyên lý đ ng thế ......................................................................................... 7 13. Nguyên lý đảo ngược ...................................................................................... 8 14. Nguyên lý cầu tr n hoá ................................................................................. 8 15. Nguyên lý linh động ....................................................................................... 8 16. Nguyên lý giải “thiếu” ho c “th a” .................................................................. 8 17. Nguyên lý chuy n sang chiều hác ................................................................... 8 18. Nguyên lý s ụng các ao động cơ học ........................................................... 9 19. Nguyên lý tác động th o chu ....................................................................... 9 20. Nguyên lý liên tục tác động có ch.................................................................... 9 21. Nguyên lý “vượt nhanh” ................................................................................. 9 22. Nguyên lý biến hại thành lợi ............................................................................ 9 23. Nguyên lý quan hệ phản hồi .......................................................................... 10 24. Nguyên lý s dụng trung gian ........................................................................ 10 2/29 25. Nguyên lý tự phục vụ.................................................................................... 10 26. Nguyên lý sao chép (copy) ............................................................................ 10 27. Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt” ....................................................................... 10 28. Thay thế sơ đồ cơ học ................................................................................... 10 29. S dụng các kết cấu khí và lỏng ..................................................................... 11 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng ...................................................................... 11 31. S dụng các vật liệu nhiều lỗ ......................................................................... 11 32. Nguyên lý thay đổi màu sắc ........................................................................... 11 33. Nguyên lý đồng nhất ..................................................................................... 11 34. Nguyên lý phân hủy ho c tái sinh các phần ..................................................... 11 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng ..................................................... 12 36. S dụng chuy n pha ..................................................................................... 12 37. S dụng sự nở nhiệt ...................................................................................... 12 38. S dụng các chất oxy hoá mạnh ..................................................................... 12 39. Thay đổi độ trơ ............................................................................................ 12 40. S dụng các vật liệu hợp thành (composite) .................................................... 12 III. Lịch s quá trình phát tri n hệ điều hành Android ............................................... 12 1. Tổng quan....................................................................................................... 12 2. Quá trình phát tri n hệ điều hành Android .......................................................... 13 IV. Phân tích các nguyên lý sáng tạo được áp dụng trong hệ điều hành Android. ......... 25 1. Nguyên lý sao chép .......................................................................................... 25 2. Nguyên lý kết hợp ........................................................................................... 25 3. Nguyên lý “chứa trong” .................................................................................... 26 4. Nguyên lý dự phòng ........................................................................................ 26 5. Nguyên lý quan hệ phản hồi.............................................................................. 26 6. Nguyên lý vạn năng ......................................................................................... 26 7. Nguyên lý thay đổi màu sắc .............................................................................. 26 8. Nguyên lý chuy n sang chiều khác .................................................................... 27 9. Nguyên lý vượt nhanh ...................................................................................... 27 V. Kết luận ............................................................................................................ 27 VI. Tài liệu tham khảo ........................................................................................... 27 3/29 Lời nói đầu Ngày nay, khoa học công nghệ đóng một vai trò rất lớn và quan trọng trong tất cả các hoạt động kinh tế cũng như cuộc sống. Các thành tựu khoa học góp phần không nhỏ trong việc thay đổi bộ m t thế giới, tạo nên môi trường sống hiện đại và tiện nghi hơn. Khoa học công nghệ thật sự đã trở thành động lực chủ yếu cho sự phát tri n của nhân loại. Cùng với những kinh nghiệm khoa học đúc ết được t thực tế, việc nghiên cứu khoa học đ cho ra đời nhứng phát minh mới cũng đang rất được chú trọng. Đó là lý o tại sao chúng ta cần phải nghiên cứu khoa học một cách có hệ thống và phương pháp đ đạt được sự sáng tạo và những phát minh hữu dụng, giúp ích cho cộng đồng và góp phần vào sự phát tri n chung của nhân loại. Trong nội dung bài thu hoạch nhỏ này, em xin trình bày khái quát về phương pháp nghiên cứu khoa học, cũng như cách giải quyết, xu hướng phát tri n của điện thoại i động, phân tích các nguyên lý sáng tạo đã được áp dụng trong quá trình hình thành và phát tri n đó. Em xin chân thành cám ơn thầy GS.TSKH Hoàng Kiếm, người đã truyền đạt những kiến thức quý báu về bộ môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học” đ em có th hoàn thành bài thu hoạch này. 4/29 I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học và sáng tạo 1. Khái niệm khoa học Là quá trình nghiên cứu nhằm hám phá ra những iến thức mới, học thuyết mới,… về tự nhiên và xã hội. Những iến thức hay học thuyết mới này, tốt hơn, có th thay thế ần những cái cũ, hông c n phù hợp. Ví ụ: Quan niệm thực vật là vật th hông có cảm giác được thay thế bằng quan niệm thực vật có cảm nhận. Như vậy, hoa học bao gồm một hệ thống tri thức về quy luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những quy luật của tự nhiên, xã hội, và tư uy. Hệ thống tri thức này hình thành trong lịch s và hông ng ng phát tri n trên cơ sở thực tiễn xã hội. Phân biệt ra 2 hệ thống tri thức: tri thức inh nghiệm và tri thức hoa học.  Tri thức kinh nghiệm: là những hi u biết được t ch lũy qua hoạt động sống hàng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người và giữa con người với thiên nhiên. Quá trình nầy giúp con người hi u biết về sự vật, về cách quản lý thiên nhiên và hình thành mối quan hệ giữa những con người trong xã hội. Tri thức inh nghiệm được con người hông ng ng s ụng và phát tri n trong hoạt động thực tế. Tuy nhiên, tri thức inh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy được hết các thuộc t nh của sự vật và mối quan hệ bên trong giữa sự vật và con người. Vì vậy, tri thức inh nghiệm chỉ phát tri n đến một hi u biết giới hạn nhất định, nhưng tri thức inh nghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức hoa học.  Tri thức khoa học: là những hi u biết được t ch lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động NCKH, các họat động nầy có mục tiêu xác định và s ụng phương pháp hoa học. Không giống như tri thức inh nghiệm, tri thức hoa học ựa trên ết quả quan sát, thu thập được qua những th nghiệm và qua các sự iện xảy ra ngẫu nhiên trong hoạt động xã hội, trong tự nhiên. Tri thức hoa học được tổ chức trong huôn hổ các ngành và bộ môn hoa học isciplin như: triết học, s học, inh tế học, toán học, sinh học,… 5/29 2. Ý nghĩa của khoa học Khoa học ch nh là động lực thúc đẩy sự phát tri n của xã hội, làm cho con người ngày càng văn minh hơn, nhân ái hơn, sống tốt hơn và vững tin hơn vào bản thân mình trong cuộc sống. Cụ th là:  Con người hi u được tự nhiên, nắm được các quy luật biến đổi, chuy n hóa vật chất, chinh phục tự nhiên th o quy luật của nó.  Con người nắm được các quy luật vận động của xã hội mình đang sống và vận ụng chúng đ thúc đẩy xã hội phát tri n nhanh chóng hơn.  Con người ngày càng có ý thức, càng thận trọng hơn trong việc nhận thức hoa học: hông vội vã, hông ngộ nhận, hông chủ quan, tiến vững chắc đến chân lý của tự nhiên.  Khoa học chân ch nh chống lại những quan đi m sai trái mê t n ị đoan, phân biệt chủng tộc…  Khoa học làm giảm nhẹ lao động của con người, cải thiện chất lượng cuộc sống. 3. Nghiên cứu khoa học Nghiên cứu là một công việc mang t nh chất tìm t i, x m xét c n ẽ một vấn đề nào đó. Nếu đối tượng của công việc là một vấn đề hoa học thì công việc ấy gọi là nghiên cứu hoa học. Nếu con người làm việc, tìm iếm, truy xét một vấn đề nào đó một cách có phương pháp thì cũng có th gọi là nghiên cứu hoa học. Nghiên cứu hoa học là sự tìm t i, hám phá bản chất các sự vật tự nhiên, xã hội, con người , nhằm thỏa mãn nhu cầu nhận thức, đồng thời sáng tạo các giải pháp tác động trở lại sự vật, biến đổi sự vật th o mục đ ch s ụng. Nghiên cứu hoa học là một hoạt động xã hội, với chức năng tìm iếm những điều mà hoa học chưa biết, ho c phát hiện bản chất sự vật, phát tri n nhận thức hoa học về thế giới; ho c là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện ỹ thuật đ cải tạo thế giới. 6/29 II. 40 nguyên lý sáng tạo trong nghiên cứu khoa học 1. Nguyên lý phân nhỏ - Chia nhỏ đối tượng thành các phần độc lập, nhờ đó có th giải quyết t ng phần một cách ễ àng. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng, làm giảm sự phức tạp của đối tượng. - Nguyên lý phân nhỏ thường được s ụng ết hợp với nguyên tắc “2_nguyên lý tách riêng”, “3_phẩm chất cục bộ”, “5_ ết hợp”,”6_vạn năng”,… 2. Nguyên lý “tách riêng” - Tách phần gây “phiền phức” t nh chất “phiền phức” hay ngược lại tách phần uy nhất “cần thiết” t nh chất “cần thiết” ra hỏi đối tượng. 3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ - Chuy n đối tượng hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài có cấu trúc đồng nhất thành hông đồng nhất. - Các phần hác nhau của đối tượng phải có các chức năng hác nhau. - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều iện th ch hợp nhất đối với công việc. - Nguyên lý phẩm chất cục bộ phản ánh nguyên tắc t đơn giản đến phức tạp, t đơn điệu sang đa ạng. 4. Nguyên lý phản đối xứng - Chuy n đối tượng có hình ạng đối xứng thành hông đối xứng nói chung giãm bật đối xứng). 5. Nguyên lý kết hợp - Kết hợp các đối tượng đồng nhất ho c các đối tượng ùng cho các hoạt động ế cận. - Kết hợp về m t thời gian các hoạt động đồng nhất ho c ế cận. 7/29 6. Nguyên lý vạn năng - Đối tượng thực hiện một số chức năng hác nhau, o đó hông cần sự tham gia của các đối tượng hác. 7. Nguyên lý “chứa trong” - Một đối tượng được đ t bên trong đối tượng hác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba. - Một đối tượng chuy n động xuyên suốt bên trong đối tượng hác. 8. Nguyên lý phản trọng lượng - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng hác có lực nâng. - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như s ụng các lực thủy động, h động... 9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ - Gây ứng suất trước với đối tượng đ chống lại ứng suất hông cho phép ho c hông mong muốn hi đối tượng làm việc ho c gây ứng suất trước đ hi làm việc sẽ ùng ứng suất ngược lại . 10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn ho c t ng phần, đối với đối tượng. - Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có th hoạt động t vị tr thuận lợi nhất, hông mất thời gian ịch chuy n. 11. Nguyên lý ự ph ng - Bù đắp độ tin cậy hông lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. 12. Nguyên lý đ ng thế - Thay đổi điều iện làm việc đ hông phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. 8/29 13. Nguyên lý đảo ngược - Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại v ụ, hông làm nóng mà làm lạnh đối tượng). - Làm phần chuy n động của đối tượng hay môi trường bên ngoài thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuy n động. 14. Nguyên lý cầu tr n hoá - Chuy n những phần th ng của đối tượng thành cong, m t ph ng thành m t cầu, ết cấu hình hộp thành ết cấu hình cầu. - ụng các con lăn, viên bi, v ng xoắn. - Chuy n sang chuy n độg quay, s ung lực ly tâm. 15. Nguyên lý linh động - Cần thay đổi các đ t trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong t ng giai đoạn làm việc. - Phân chia đối tượng thành t ng phần, có hả năng ịch chuy n với nhau. 16. Nguyên lý giải “thiếu” ho c “th a” - Nếu như hó nhận được hiệu quả cần thiết, nên nhận t hơn ho c nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có th trở nên đơn giản hơn và ễ giải hơn. 17. Nguyên lý chuy n sang chiều khác - Những hó hăn o chuy n động hay sắp xếp đối tượng th o đường một chiều sẽ được hắc phục nếu cho đối tượng hả năng i chuy n trên m t ph ng hai chiều . Tương tự, những bài toán liên quan đến chuy n động hay sắp xếp các đối tượng trên m t ph ng sẽ được đơn giản hoá hi chuy n sang hông gian ba chiều). - Chuy n các đối tượng có ết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đ t đối tượng nằm nghiêng. - ụng m t sau của iện t ch cho trước. 9/29 - ụng các luồng ánh sáng tới iện t ch bên cạnh ho c tới m t sau của iện t ch cho trước. 18. Nguyên lý s ụng các ao động cơ học - Làm đối tượng ao động. Nếu đã có ao động, tăng tầng số ao động đến tầng số siêu âm). - ụng tầng số cộng hưởng. - Thay vì ùng các bộ rung cơ học, ùng các bộ rung áp điện. - ụng siêu âm ết hợp với trường điện t . 19. Nguyên lý tác động th o chu k - Chuy n tác động liên tục thành tác động th o chu (xung). - Nếu đã có tác động th o chu , hãy thay đổi chu . - ụng các hoảng thời gian giữa các xung đ thực hiện tác động hác. 20. Nguyên lý liên tục tác động có ch - Thực hiện công việc một cách liên tục tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). - Khắc phục vận hành hông tải và trung gian. - Chuy n chuy n động tịnh tiến qua lại thành chuy n động qua. 21. Nguyên lý “vượt nhanh” - Vượt qua các giai đoạn có hại ho c nguy hi m với vận tốc lớn. - Vượt nhanh đ có được hiệu ứng cần thiết. 22. Nguyên lý biến hại thành lợi - ụng những tác nhân có hại th ụ tác động có hại của môi trường đ thu được hiệu ứng có lợi. - Khắc phục tác nhân có hại bằng cách ết hợp nó với tác nhân có hại khác. - Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó hông c n có hại nữa. 10/29 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 s dụng trung gian - ụng đối tượng trung gian, chuy n tiếp. 25. Nguyên lý tự phục vụ - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, s a chữa. - ụng phế liệu, chát thải, năng lượng ư. 26. Nguyên lý sao chép (copy) - Thay vì s ụng những cái hông được phép, phức tạp, đắt tiền, hông tiện lợi ho c ễ vỡ, s ụng bản sao. - Thay thế đối tượng ho c hệ các đối tượng bằng bản sao quang học ảnh, hình vẽ với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu hông th s ụng bản sao quang học ở vùng biẻu iến vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường , chuy n sang s ụng các bản sao hồng ngoại ho c t ngoại. 27. Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt” - Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng ém hơn th ụ như về tuổi thọ . 28. Thay thế sơ đồ cơ học - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm ho c mùi vị. - ụng điện trường, t trường và điện t trường trong tương tác với đối tượng. - Chuy n các trường đứng yên sang chuy n động, các trường cố định sang thay đổi th o thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. - ụng các trường ết hợp với các hạt sắt t . 11/29 29. S dụng các kết cấu khí và lỏng - Thay cho các phần của đối tượng ở th rắn, s ụng các chất h và lỏng: nạp h , nạp chất lỏng, đệm hông h , thủy tĩnh, thủy phản lực. 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng - ụng các vỏ ẻo và màng mỏng thay cho các ết cấu hối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ ẻo và màng mỏng. 31. S dụng các vật liệu nhiều lỗ - Làm đối tượng có nhiều lỗ ho c s ụng 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. - Đ có th quan sát được những đối tượng ho c những quá trình, s ụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được s ụng, ùng các nguyên t đánh ấu. - ụng các hình vẽ, ý hiệu th ch hợp. 33. Nguyên lý đồng nhất - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm t cùng một vật liệu ho c t vật liệu gần về các t nh chất với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. 34. Nguyên lý phân hủy ho c tái sinh các phần - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ ho c trở nên hông càn thiết phải tự phân hủy hoà tan, bay hơi.. ho c phải biến ạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp t