Đề tài Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ~~~~~ Tên đề tài thu hoạch PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Học Viên: Tăng Phú MSHV: 1112022 TP. HỒ CHÍ MINH – Năm 2012 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ~~~~~ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Tên đề tài thu hoạch: PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Học Viên: Tăng Phú MSHV: 1112022 TP. HỒ CHÍ MINH – Năm 2012 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 2 Mục lục Chương I: Giới thiệu .................................................................................................. 4 Chương II: 40 nguyên tắc sáng tạo ............................................................................ 5 1. Nguyên tắc phân nhỏ ........................................................................................ 5 2. Nguyên tắc “tách khỏi” .................................................................................... 5 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ ........................................................................... 5 4. Nguyên tắc phản đối xứng ................................................................................ 6 5. Nguyên tắc kết hợp ........................................................................................... 6 6. Nguyên tắc vạn năng ........................................................................................ 6 7. Nguyên tắc “chứa trong” .................................................................................. 7 8. Nguyên tắc phản trọng lượng ........................................................................... 7 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ ......................................................................... 7 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ........................................................................... 8 11. Nguyên tắc ự ph ng .................................................................................... 8 12. Nguyên tắc đ ng thế ...................................................................................... 8 13. Nguyên tắc đảo ngược ................................................................................... 8 14. Nguyên tắc c u tr n hoá ............................................................................. 9 15. Nguyên tắc linh động .................................................................................... 9 16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “th a” ............................................................. 9 17. Nguyên tắc chuy n sang chi u khác ...........................................................10 18. Nguyên tắc s ụng các ao động cơ học ...................................................10 19. Nguyên tắc tác động th o chu k ................................................................10 20. Nguyên tắc liên tục tác động c ch ............................................................11 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” ............................................................................11 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi ......................................................................11 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi ......................................................................12 24. Nguyên tắc s dụng trung gian....................................................................12 25. Nguyên tắc tự phục vụ .................................................................................12 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 3 26. Nguyên tắc sao chép (copy) ........................................................................12 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” ...................................................................13 28. Thay thế sơ đồ cơ học..................................................................................13 29. S dụng các kết cấu khí và lỏng ..................................................................14 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng ...................................................................14 31. S dụng các vật liệu nhi u lỗ ......................................................................14 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc .......................................................................14 33. Nguyên tắc đồng nhất ..................................................................................15 34. Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n ..............................................15 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng................................................15 36. S dụng chuy n pha ....................................................................................16 37. S dụng sự nở nhiệt .....................................................................................16 38. S dụng các chất oxy hoá mạnh ..................................................................16 39. Thay đổi độ trơ ............................................................................................16 40. S dụng các vật liệu hợp thành (composite) ...............................................17 Chương III: Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây ....................................18 1. Giới thiệu v điện toán đám mây....................................................................18 2. Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây ..............................................19 Chương IV: Kết luận ................................................................................................24 Tài liệu tham khảo ....................................................................................................25 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 4 Chương I: Giơ i thiệ u Trong cuộc đời con người phải đối m t với nhi u vấn đ c n phải giải quyết và phải đưa ra quyết định. Chúng ta phải suy nghĩ đ x m làm gì đ giải quyết và làm như thế nào. Khi đ con người n n t ch lũy được vốn kiến thức cho bản thân, hay c n gọi là kinh nghiệm. Vậy khi x lý vấn đ bạn đã ựa vào cơ sở nào đ phân t ch, khám phá ra giá trị cuối cùng? Trước khi trả lời câu hỏi này, chúng ta sẽ x m xét thế nào là phương pháp luận sáng tạo. “Phương pháp luận sáng tạo là hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy.” Với 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản c th n i n đã tổng quát được h u như hàng triệu phát minh cải tiến trong cuộc sống con người trong thời gian qua. Và lĩnh vực công nghệ thông tin cũng không phải là ngoại lệ. Trong bài luận này sẽ trình bày 40 nguyên tắc sáng tạo và những v ụ trong công nghệ thông tin với t ng nguyên tắc. Tiếp th o chúng ta hãy xem xét việc áp ụng nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây. Các từ dùng tiếng anh: Clou Computing: điện toán đám mây Gri Computing: điện toán lưới Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 5 Chương II: 40 nguyệ n tắ c sắ ng tắ o 1. Nguyên tắc phân nhỏ Nội ung: - Chia đối tượng thành các ph n độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. V ụ: Cách tiếp cận top- own trong thiết kế hệ thống, chia hệ thống thành nhi u ph n nhỏ hơn. Bằng cách đ , chia hệ thống phức tạp thành nhi u m ul s t phức tạp hơn. Quá trình này c th được thực hiện lại cho t ng mo ul s cho đến khi các modules không c n bất cứ sự phức tạp nào nữa. 2. Nguyên tắc “tách khỏi” Nội ung: - Tách ph n gây “phi n phức” t nh chất “phi n phức” hay ngược lại tách ph n uy nhất “c n thiết” t nh chất “c n thiết” ra khỏi đối tượng. V ụ: Lưu trữ ữ liệu thông tin lên trên ịch vụ đám mây, thay vì lưu trữ trên ữ liệu trên máy t nh cá nhân. Tránh mất ữ liệu khi hỏng ph n ổ cứng. 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội ung: - Chuy n đối tượng hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài c cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các ph n khác nhau của đối tượng phải c các chức năng khác nhau. - Mỗi ph n của đối tượng phải ở trong những đi u kiện th ch hợp nhất đối với công việc. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 6 V ụ: Màu sắc class, biến … trong công cụ lập trình như Visual Stu io, RubyMin c màu khác với font chữ bình thường đ chúng ta ễ àng nhận biết. 4. Nguyên tắc phản đối xứng Nội ung: - Chuy n đối tượng c hình ạng đối xứng thành không đối xứng n i chung giảm bật đối xứng . V ụ: Chuẩn của sắp xếp nhanh thường lấy ph n t giữa làm ph n t chốt. Bằng cách s ụng ph n t trung vị trong ba ph n t đứng đ u, đứng giữa và đứng cuối làm ph n t chốt thường sẽ đạt được hiệu suất tốt hơn. 5. Nguyên tắc kết hợp Nội ung: - Kết hợp các đối tượng đồng nhất ho c các đối tượng ùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp v m t thời gian các hoạt động đồng nhất ho c kế cận. V ụ: Một tập đĩa RAID-5 phân chia một tập tin qua nhi u đĩa c th truy xuất đ lấy hay lưu trữ tập tin đ nhanh hơn vì n được lấy/lưu trữ đồng thời. 6. Nguyên tắc vạn năng Nội ung: - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, o đ không c n sự tham gia của các đối tượng khác. V ụ: Các trình uyệt w b như IE, Fir fox hay Googl Chrom thì trong ph n khung mà đ ta nhập địa chỉ w b vào thì ta cũng c th nhập các t kh a tìm kiếm vào đ đ tìm kiếm thay vì truy cập các trang w b tìm kiếm. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 7 7. Nguyên tắc “chứa trong” Nội ung: - Một đối tượng được đ t bên trong đối tượng khác và bản thân n lại chứa đối tượng thứ ba ... - Một đối tượng chuy n động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. V ụ: Cấu trúc ữ liệu như anh sách liên kết, cây. Các thuật toán đệ quy như: sắp xếp nhanh, backtracking, … 8. Nguyên tắc phản trọng lượng Nội ung: - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn n với các đối tượng khác c lực nâng. - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như s ụng các lực thủy động, kh động... V ụ: Trong các hàm băm, ta phân bổ các đối tượng vào một tập các bộ chứa trong khi giữ số lượng của các đối tượng trong một bộ chứa xấp xỉ bằng nhau. 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ Nội ung: - Gây ứng suất trước với đối tượng đ chống lại ứng suất không cho phép ho c không mong muốn khi đối tượng làm việc ho c gây ứng suất trước đ khi làm việc sẽ ùng ứng suất ngược lại . V ụ: Khi một ứng ụng bắt đ u đọc t một cơ sở ữ liệu, ta c th tải loa các bảng quan trọng hay các chỉ mục trước. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 8 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội ung: - Thực hiện trước sự thay đổi c n c , hoàn toàn ho c t ng ph n, đối với đối tượng. - C n sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng c th hoạt động t vị tr thuận lợi nhất, không mất thời gian ịch chuy n. V ụ: Đọc cach ổ đĩa trước chuẩn bị cho việc đọc đĩa thực sự. 11. Nguyên tắc dự ph ng Nội ung: - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. V ụ: Hệ đi u hành sao lưu ữ liệu các tập tin quan trọng của n trước khi được s ụng. Nếu xảy ra lỗi c th khôi phục lại mà không phải cài lại. 12. Nguyên tắc đ ng thế Nội ung: - Thay đổi đi u kiện làm việc đ không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. V ụ: Giữ các kết quả trung gian mà phải mất khá nhi u thời gian đ t nh toán. 13. Nguyên tắc đảo ngược Nội ung: - Thay vì hành động như yêu c u bài toán, hành động ngược lại v ụ, không làm n ng mà làm lạnh đối tượng - Làm ph n chuy n động của đối tượng hay môi trường bên ngoài thành đứng yên và ngược lại, ph n đứng yên thành chuy n động. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 9 V ụ: Các hệ thống backtracking 14. Nguyên tắc c u tr n hoá Nội ung: - Chuy n những ph n th ng của đối tượng thành cong, m t ph ng thành m t c u, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình c u. - S ụng các con lăn, viên bi, v ng xoắn. - Chuy n sang chuy n độg quay, s ung lực ly tâm. V ụ: Thay tìm kiếm tuyến t nh bằng tìm kiếm phức tạp hơn như tìm kiếm nhị phân. 15. Nguyên tắc linh động Nội ung: - C n thay đổi các đ c 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 ph n, c khả năng ịch chuy n với nhau. V ụ: Thay đổi chế độ nhìn trong một ứng ụng như Pow rPoint. Chỉnh s a văn bản trong chế độ outlin thì sẽ àng và nhìn tổng quan hơn trong chế độ trình bày. 16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “thừa” Nội ung: - Nếu như kh nhận được 00 hiệu quả c n thiết, nên nhận t hơn ho c nhi u hơn “một chút”. Lúc đ bài toán c th trở nên đơn giản hơn và ễ giải hơn. V ụ: Đ nâng cao độ tin cậy của tàu vũ trụ, nhi u bộ x lý khác nhau t nh toán cùng đ u vào với nhi u thuật toán khác nhau. Nếu kết quả nào giống nhau nhi u nhất thì đ là kết quả đúng. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 10 17. Nguyên tắc chuy n sang chi u khác Nội ung: - Những kh khăn o chuy n động hay sắp xếp đối tượng th o đường một chi u sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng i chuy n trên m t ph ng hai chi u . 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 khi chuy n sang không gian ba chi u). - Chuy n các đối tượng c kết cấu một t ng thành nhi u t ng. - Đ t đối tượng nằm nghiêng. - S ụng m t sau của iện t ch cho trước. - S ụng các luồng ánh sáng tới iện t ch bên cạnh ho c tới m t sau của iện t ch cho trước. V ụ: S ụng ký hiệu thập lục phân cho các giá trị c th làm cho các thao tác với bit trở nên ễ hi u hơn. 18. Nguyên tắc s dụng các dao động cơ học Nội ung: - Làm đối tượng ao động. Nếu đã c ao động, tăng t ng số ao động đến t ng số siêu âm . - S ụng t ng số cộng hưởng. - Thay vì ùng các bộ rung cơ học, ùng các bộ rung áp điện. - S ụng siêu âm kết hợp với trường điện t . V ụ: Thuật toán roun robin đọc luân phiên t các hàng đợi. 19. Nguyên tắc tác động th o chu k Nội ung: - Chuy n tác động liên tục thành tác động th o chu k xung . Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 11 - Nếu đã c tác động th o chu k , hãy thay đổi chu k . - S ụng các khoảng thời gian giữa các xung đ thực hiện tác động khác. V ụ: Bộ thu gom rác trong hệ đi u hành chỉ thực hiện khi rác trên một ngưỡng nhất định. 20. Nguyên tắc liên tục tác động c ch Nội ung: - Thực hiện công việc một cách liên tục tất cả các ph n của đối tượng c n luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải . - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuy n chuy n động tịnh tiến qua lại thành chuy n động qua. V ụ: Trong hệ đi u hành đa nhiệm, các tác vụ c th chạy n n như quét vi-rút, in ấn, … 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” Nội ung: - Vượt qua các giai đoạn c hại ho c nguy hi m với vận tốc lớn. - Vượt nhanh đ c được hiệu ứng c n thiết. V ụ: Tắt kết nối tới cơ sở ữ liệu trong khi sao lưu. Sao lưu c th thực hiện nhanh hơn và sau khi sao lưu mọi người c th s ụng cơ sở ữ liệu. 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội ung: - S ụng những tác nhân c hại th ụ tác động c hại của môi trường đ thu được hiệu ứng c lợi. - Khắc phục tác nhân c hại bằng cách kết hợp n với tác nhân c hại khác. - Tăng cường tác nhân c hại đến mức n không c n c hại nữa. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 12 V ụ: Việc s ụng những công cụ chạy ng m đ đánh chỉ mục, tuy c làm ảnh hưởng một chút đến hệ thống nhưng n mang lại hiệu suất đáng k . 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội ung: - Thiết lập quan hệ phản hồi. - Nếu đã c quan hệ phản hồi, hãy thay đổi n . V ụ: C một thành ph n giám sát trong bất k ph n m m nào đ mà giám sát sự thực hiện, hiệu suất bộ nhớ và c hành động khắc phục. 24. Nguyên tắc s dụng trung gian Nội ung: - S ụng đối tượng trung gian, chuy n tiếp. V ụ: S ụng trực tiếp thẻ t nh ụng trên các w bsit s thương mại, o đ nên s ụng các ịch vụ trung gian như PayPal đ thanh toán chi ph an toàn. 25. Nguyên tắc tự phục vụ Nội ung: - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, s a chữa. - S ụng phế liệu, chát thải, năng lượng ư. V ụ: Tự động chuy n r qu st tới một s rv r khác nếu s rv r ch nh bị quá tải. 26. Nguyên tắc sao chép copy Nội ung: - Thay vì s ụng những cái không được phép, phức tạp, đắt ti n, không tiện lợi ho c ễ vỡ, s ụng bản sao. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 13 - Thay thế đối tượng ho c hệ các đối tượng bằng bản sao quang học ảnh, hình vẽ với các tỷ lệ c n thiết. - Nếu không th s ụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường , chuy n sang s ụng các bản sao hồng ngoại ho c t ngoại. V ụ: Sao chép một fil trong máy t nh cá nhân sang thiết bị lưu trữ khác. 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Nội ung: - Thay thế đối tượng đắt ti n bằng bộ các đối tượng rẻ c chất lượng kém hơn th ụ như v tuổi thọ . V ụ: S ụng những sản phẩm nguồn mở thay thế cho các hệ thống đắt ti n nhưng vẫn mang lại hiệu quả. 28. Thay thế sơ đồ cơ học Nội ung: - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm ho c mùi vị. - S 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 c cấu trúc nhất định. - S ụng các trường kết hợp với các hạt sắt t . V ụ: Chuy n đổi văn bản thành giọng n i t xt-to-sp ch hay giọng n i thành văn bản sp ch-to-text). Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 14 29. S dụng các kết cấu kh và lỏng Nội ung: - Thay cho các ph n của đối tượng ở th rắn, s ụng các chất kh và lỏng: nạp kh , nạp chất lỏng, đệm không kh , thủy tĩnh, thủy phản lực. V ụ: S ụng hằng số thay vì ùng chuỗi ở nhi u nơi, ễ àng thay đổi. 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng Nội ung: - S ụng các vỏ ẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ ẻo và màng mỏng. V ụ: Các lớp được định nghĩa với các int rfac c th thay đổi nội ung các int rfac bên trong lớp. 31. S dụng các vật liệu nhi u lỗ Nội ung: - Làm đối tượng c nhi u lỗ ho c s ụng thêm những chi tiết c nhi u lỗ miếng đệm, tấm phủ… - Nếu đối tượng đã c nhi u lỗ, sơ bộ tẩm n bằng chất nào đ . V ụ: WCF trong fram work C# c th đưa ra nhi u cách giao tiếp, c th cho phép kết nối t những ngôn ngữ lập trình cũ trước đ . 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc Nội ung: - 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 c th quan sát được những đối tượng ho c những quá trình, s ụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 15 - Nếu các chất phụ gia đ đã được s ụng, ùng các nguyên t đánh ấu. - S ụng các hình vẽ, ký hiệu th ch hợp. V ụ: Hiệu ứng đổi màu trở nên trong suốt và mất h n, khác đẹp trong các ứng ụng. 33. Nguyên tắc đồng nhất Nội ung: - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm t cùng một vật liệu ho c t vật liệu g n v các t nh chất với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. V ụ: S ụng trình biên ịch đ biên ịch ch nh n . 34. Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n Nội ung: - Ph n đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ ho c trở nên không càn thiết phải tự phân hủy hoà tan, bay hơi.. ho c phải biến ạng. - Các ph n mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. V ụ: Giải ph ng bộ nhớ không c n s ụng nữa bởi bộ thu gom rác như trong Java. 35. Tha