Đề tài Tìm hiểu sự vận dụng của các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính

Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin    TIỂU LUẬN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đề tài: TÌM HIỂU SỰ VẬN DỤNG CỦA CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG SẢN PHẨM MÁY VI TÍNH GVHD: GS.TS. HOÀNG KIẾM Học viên: DAI NGUYÊN THIỆN Lớp: Cao học khóa 6 Mã số: CH1101043 TP.HCM - 2012 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 2 MỤC LỤC I. GIỚI THIỆU ........................................................................................................... 3 II. PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CỦA CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG SẢN PHẨM MÁY VI TÍNH ................................................................................................... 3 1. Nguyên tắc phân nhỏ ............................................................................................... 3 2. Nguyên tắc tách khỏi ............................................................................................... 4 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ .................................................................................. 4 4. Nguyên tắc phản đối xứng ....................................................................................... 5 5. Nguyên tắc kết hợp .................................................................................................. 5 6. Nguyên tắc vạn năng ............................................................................................... 6 7. Nguyên tắc chứa trong ............................................................................................. 6 8. Nguyên tắc phản trọng lượng ................................................................................... 6 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ................................................................................. 6 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ .................................................................................... 7 11. Nguyên tắc dự phòng ............................................................................................. 7 12. Nguyên tắc đẳng thế .............................................................................................. 8 13. Nguyên tắc đảo ngược ........................................................................................... 8 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa ...................................................................................... 9 15. Nguyên tắc linh động ............................................................................................. 9 16. Nguyên tắc giải "thiếu" hoặc "thừa" ....................................................................... 9 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác ....................................................................... 9 18. Sử dụng các dao động cơ học ............................................................................... 10 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ ......................................................................... 10 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích ...................................................................... 10 21. Nguyên tắc "vượt nhanh" ..................................................................................... 10 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi ............................................................................... 10 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi ............................................................................... 10 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian ............................................................................. 11 25. Nguyên tắc tự phục vụ ......................................................................................... 11 26. Nguyên tắc sao chép (copy) ................................................................................. 11 27. Nguyên tắc "rẻ" thay cho "đắt" ............................................................................ 12 28. Nguyên tắc thay thế sơ đồ cơ học ......................................................................... 12 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng ........................................................................... 12 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng ............................................................................ 12 31. Sử dụng vật liệu nhiều lỗ ..................................................................................... 12 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc................................................................................ 12 33. Nguyên tắc đồng nhất .......................................................................................... 13 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần ........................................................ 13 35. Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng ......................................................... 13 36. Sử dụng chuyển pha ............................................................................................. 13 37. Sử dụng sự nở nhiệt ............................................................................................. 13 38. Sử dụng chất oxy hóa mạnh ................................................................................. 13 39. Thay đổi độ trơ .................................................................................................... 13 40. Sử dụng vật liệu hợp thành composit ................................................................... 13 III. KẾT LUẬN ....................................................................................................... 13 Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 3 I. GIỚI THIỆU Trong lịch sử phát triển, con người luôn thể hiện tính sáng tạo và luôn tìm tòi để sáng tạo ra những cái mới, những sản phẩm mới phục vụ lại cho mình và giúp cho cuộc sống con người ngày càng tiện nghi hơn. Sáng tạo là một thuộc tính trong hoạt động của con người. Tuy nhiên, có người có tính sáng tạo nhiều, có người ít. Số người có nhiều tính sáng tạo lại rất ít. Nếu để sự sáng tạo ở mỗi người diễn ra một cách tự phát theo năng khiếu bẩm sinh thì có thể trong hàng ngàn, hàng vạn người mới có vài nhà phát minh. Khi đó xã hội loài người có thể tiến rất chậm. Ý thức được điều này, các nước tiên tiến đã cố gắng tổng kết, xây dựng khoa học sáng tạo và đưa vào giảng dạy với mong muốn là tư duy sáng tạo qua giáo dục sẽ hình thành và phát triển và qua rèn luyện có phương pháp sẽ tạo ra nhiều nhà phát minh sáng chế góp phần làm cho xã hội phát triển nhanh hơn. Điều này cũng giống như các vận động viên nếu chỉ dựa vào năng khiếu bẩm sinh thì rất khó phát triển tới trình độ cao nếu không được huấn luyện bài bản, có phương pháp khoa học. Qua tìm hiểu môn học Phương Pháp Nghiên cứu Khoa học và Phương pháp luận sáng tạo, trong phạm vi bài tiểu luận này, em cố gắng liên hệ, phân tích các phương pháp sáng tạo đã được vận dụng như thế nào trong một sản phẩm thực tế. Máy vi tính hay máy tính cá nhân là một sản phẩm thể hiện rất nhiều và rât rõ các nguyên tắc sáng tạo. Chúng ta thử phân tích các nguyên tắc này đã được ứng dụng trong sản phẩm này như thế nào. II. PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CỦA CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG SẢN PHẨM MÁY VI TÍNH 1. Nguyên tắc phân nhỏ  Một máy tính được chế tạo gồm nhiều bộ phận có chức năng riêng: màn hình, bàn phím, chuột, CPU, RAM, ổ đĩa cứng, ổ CDRom, card màn hình, card mạng, ….Điều này có nhiều ích lợi như mỗi loại bộ phận trên do nhiều nhà sản xuất chế tạo  có sự cạnh tranh nên người dùng có nhiều Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 4 lựa chọn để chọn sản phẩm tốt nhất hay giá cả phù hợp và khi hư hỏng có thể dể dàng thay thế hay sửa chữa với kinh phí hợp lý  Máy tính gồm phần cứng và phần mềm, phần mềm trên máy tính cũng rất phong phú, đa dạng  trên một chủng loại máy tính có thể cài đăt nhiều hệ điều hành khác nhau và rất nhiều phần mềm khác nhau theo nhu cầu cúa người sử dụng  Thông tin trên máy tính được lưu trữ trên nhiều file và nhiều folder giúp cho việc quản lý, xử lý và tìm kiếm thông tin dể dàng 2. Nguyên tắc tách khỏi  Trong các máy tính xách tay, máy tính bảng đời mới,… nguồn cấp điện gồm bộ pin và bộ sạc điện nên bộ sạc được chế tạo rời để làm nhẹ và tăng tính cơ động cho máy tính khi nó chỉ dùng pin. Điều này còn một lợi ích khác là làm giảm nguyên nhân gây hư hỏng (vì bộ nguồn là nơi có xác suất hư hỏng cao nhất trong các thiết bị điện tử)  Ngày nay, một số thiết bị trong máy tính được chế tạo theo xu hướng công nghệ di động (ổ cứng di động, ổ CD/DVD di động, ổ USB Flash, …) nhằm giảm nhẹ khối lượng của máy tính và giảm công suất tiêu thụ  tăng thời gian sử dụng và tính cơ động (nhất là các sản phẩm thuộc dòng sản phẩm dành cho các doanh nhân như laptop siêu nhẹ, tablet như Ipad, Galaxy Tab, …)  Một số thiết bị ngoại vi chuyển từ kết nối dây sang không dây (loại bỏ các dây nối phiền phức) như mouse, keyboard, headphone, card mạng, … 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ  Trên bàn phím máy tính có 2 phím đặc biệt gọi là Home Key là F và J. Nguyên tắc gõ phím là trước khi gõ 1 phím bất kỳ vị trí 2 bàn tay phải được đặt sao cho 2 ngón trỏ đặt trên 2 phím này. 2 phím này có gờ nhỏ trên mặt phím giúp ngón tay người dùng cảm nhận được là đã trở về đúng vị trí của chúng khi sau khi đã gõ một phím khác Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 5  Các thiết bị lưu trữ dựa trên nguyên lý từ hoá như băng từ, đĩa cứng, đĩa mềm, …được chế tạo bằng cách phủ một lớp vật liệu từ hoá mỏng trên nến nhựa của băng từ hay đĩa mềm hoặc trên đĩa bằng hợp kim nhôm của đĩa cứng  Đĩa CD, đĩa DVD, … được chế tạo bằng cách phủ một lớp (có khi nhiều lớp) rất mỏng vật liệu đặc biệt lên một/hai mặt của đĩa làm bằng chất liệu nhựa. mặt còn lại có thể được sơn hoặc trang trí  Thành phần quan trọng nhất trong máy tính là các linh kiện như vi mạch (IC), transistor, … Cấu tạo cơ bản của chúng thực chất là các tiếp xúc P-N (P: chất bán dẫn loại P có được bằng cách khuếch tán một lượng rất nhỏ chất nhận aceptor (các nguyên tố thuộc nhóm III trong bảng phân loại tuần hoàn như Boron B, Nhôm Al) vào một chất nền bằng Silic (Si), N: chất bán dẫn loại N có được bằng cách khuếch tán một lượng rất nhỏ chất cho donor (các nguyên tố thuộc nhóm V trong bảng phân loại tuần hoàn như Phosphor P, Arsen As) vào một chất nền bằng Silic (Si)). Các linh kiện bán dẫn (transistor, IC, …) được chế tạo bằng cách khuếch tán một lượng rất nhỏ chất cho (As) và chất nhận (B) qua một mặt nạ vào một đế bằng Si để tạo ra các mối nối P-N tại nhũng vùng thích hợp. Các mối nối P-N này là những đơn vị transistor, các transistor này tạo thành một chíp vi mạch IC với mật độ có thể lên tới vài triệu đơn vị transistor trên 1 cm2. 4. Nguyên tắc phản đối xứng  Một số connector trong máy tính có dạng bất đối xứng (các đầu nối cấp nhiếu loại nguồn một chiều, đầu nối dây tín hiệu màn hình, đầu nối cáp máy in, …) để tránh trường hợp người dùng cắm lộn làm nối các dây tín hiệu hoặc dây nguồn bị sai có thể làm hư máy 5. Nguyên tắc kết hợp  Máy tính ngày nay là một thiết bị đa năng, nó kết hợp được nhiều tính năng của các loại thiết bị khác như máy nghe nhạc, máy chiếu phim, TV, Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 6 máy ghi âm, máy quay phim, điện thoại, máy đánh chữ, định vị toàn cầu, ….  Một số Access Point không dây vừa là một switch Ethernet 6. Nguyên tắc vạn năng  Màn hình laptop cũng là nắp đậy laptop  Lổ cắm USB trên máy tính đôi khi được dùng để cấp nguồn cho một số thiết bị nhỏ 7. Nguyên tắc chứa trong  Bàn phím, màn hình laptop được gắn trong laptop  Các ứng dụng nhỏ như Notepad, Paint,… là một phần của hệ điều hành Windows 8. Nguyên tắc phản trọng lượng  Một số linh kiện trong máy tính khi hoạt động sinh rất nhiều nhiệt  nóng và có thể dể hư hay làm máy hoạt động không ổn định. Để khắc phục, người ta dùng quạt làm mát các linh kiện này  Các phần mềm, game hiện nay rất tinh vi và phức tạp. Để giúp người dùng có thể sử dụng được, các nhà sản xuất phải viết phần trợ giúp chi tiết và kỹ lưởng  Một số người không sử dụng một thời gian khá dài mà vẫn để máy tính hoạt động. Để hạn chế sự tốn kém năng lượng không cần thiết và không làm giảm tuổi thọ của máy, người ta tạo ra các phần mềm screen saver hay thiết kế phần cứng sao cho tự động tắt hay đưa một số bộ phận của máy vào chế độ chờ standby 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ  Các phần mềm phải được cài đặt vào máy tính trước khi sử dụng chúng  Các chức năng phần mềm được lập trình sẵn giúp người dùng sử dụng được thuận tiện Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 7  Pin laptop được nạp trước khi dùng  Muốn in một trang, dữ liệu trang in phải được nạp trước vào bộ nhớ đệm của máy in  Khi xem phim, nghe nhạc qua Internet, để tránh hiện tượng hình bị đứng, giật, tiếng bị ngắt quảng, … các phần mềm được lập trình sao cho luồng dữ liệu phim, nhạc được tải trước vào bộ đệm buffer rồi mới phát ra 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ  Khi khởi động máy, phần mềm POST trong RomBIOS kiểm tra và bảo đảm tất cả các thiết bị phần cứng của máy không bị trục trặc rồi mới cho nạp hệ điều hành vào bộ nhớ  Khi khởi động máy, hệ điều hành phải được khởi động trước để các dịch vụ của nó sẳn sàng phục vụ cho các ứng dụng khác  Khi giải một bài toán trên máy tính, viết một chương trình, làm một phần mềm ứng dụng, các lập trình viên phải tiến hành trước các công việc như khảo sát, thu thập thông tin, dữ liệu, phân tích bài toán, các vấn đề thực tế liên quan, lên thiết kế sơ bộ, chia nhỏ bài toán, vấn đề thành các mô đun, xây dựng giải thuật hoàn chỉnh lên kế hoạch rồi lập trình 11. Nguyên tắc dự phòng  Dữ liệu trên máy tính cần thường xuyên được backup, chép sao lưu vào các thiết bị lưu trữ khác để phòng trường hợp máy tính bị hư hay bị phá hoại bởi virus  Có một phần mềm giám sát nhiệt độ của CPU sao cho khi nhiệt độ CPU tăng tới một mức định trước thì nó sẽ cảnh báo người dùng và tự động tắt máy để tránh hư hỏng  Phần mềm giám sát dung lượng pin laptop sẽ cảnh báo người dùng và tự động tắt máy để hạn chế việc hư, mất dữ liệu khi tắt máy đột ngột  Cài phần mềm virus để giúp bảo vệ dữ liệu trên máy Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 8  Tiện ích On-Screen Keyboard tạo một bàn phím ảo giúp chúng ta nhập liệu trong trường hợp keyboard thật bị hư một vài phím mà ta chưa kịp thay  Một số tính năng phần mềm có tổ hợp phím tắt giúp ta thao tác trong trường hợp chuột bị hư đột ngột 12. Nguyên tắc đẳng thế  Khi truyền dữ liệu qua mạng, nếu máy tính truyền và máy nhận ở cùng lớp mạng thì dữ liệu sẽ truyền nhanh hơn so với khi chúng ở khác lớp mạng vì khi khác lớp mạng, dữ liệu có thể phải truyền ở khoảng cách xa hơn và phải qua một hay nhiều thiết bị mạng khác như các thiết bị đầu cuối, các bộ định tuyến (router), modem, …  Tốc độ trao đổi dữ liệu giữa CPU và RAM nhanh hơn rất nhiều so với giữa CPU và đĩa cứng  nếu mở quá nhiều ứng dụng cùng lúc, bộ nhớ RAM không đủ đáp ứng  hệ điều hành sẽ dùng một phần đĩa cứng làm bộ nhớ ảo (virtual memory) để hoán chuyển (swap) giữa các ứng dụng đang chạy  máy sẽ chạy chậm hơn  nên tăng dung lượng RAM có thể làm máy chạy nhanh hơn khi mở nhiều ứng dụng chiếm bộ nhớ nhiều. 13. Nguyên tắc đảo ngược  Các CPU sản xuất các thế hệ càng về sau càng mạnh hơn, nhanh hơn, phức tạp hơn (mật độ transistor cao hơn) nhưng kích thước không lớn hơn vì các CPU mới được chế tạo theo công nghệ mới cho phép tăng mật độ transistor lên gấp nhiều lần (chẳng hạn công nghệ nano)  Áp dụng công nghệ mới, các máy tính, các thiết bị máy tính càng về sau càng nhỏ gọn, nhưng càng mạnh, nhiều tính năng hơn, càng tiện lợi và giá thành cũng hợp lý  Trước đây, kết nối Internet dùng công nghệ cũ modem biến đổi dữ liệu trên máy tính thành tín hiệu có tần số âm thanh và truyền cùng dãy tần với tín hiệu điện thoại trên đường dây điện thoại nên có nhiều khuyết điểm: Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 9 tốc độ truyền thấp (<56 Kbps), trên đường dây không sử dụng đồng thời kết nối cuộc gọi và kết nối Internet. Ngày nay, với nhiều công nghệ mới như ADSL, XDSL, … cũng trên đường truyền bằng dây điện thoại như trước nhưng tốc độ kết nối Internet đã tăng lên rất nhiều (download ~ 8 Mbps, upload ~ 2 Mbps) và có thể sử dụng đồng thời kết nối cuộc gọi và kết nối Internet. Công nghệ này cho phép mã hoá / giải mã tín hiệu máy tính ở tần số cao hơn và tín hiệu này được truyền cùng đường dây với tín hiệu thoại nhưng ở một dãy tần (kênh) khác nên cho phép đồng thời kết nối cuộc gọi và kết nối Internet. 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 15. Nguyên tắc linh động  Máy tính đa số chế tạo dựa trên cấu trúc mở, được tạo thành từ nhiều thành phần. Mỗi thành phần có thể được lắp ráp hoặc thay thế bằng các sản phẩm tương đương của nhiều hãng khác nhau  người dùng có thể đặt hàng hay lựa chọn cấu hình theo nhu cầu hoặc có thể nâng cấp nếu muốn. Ví dụ có thể lựa chọn mua một bộ máy tính theo nhu cầu và tuỳ vào túi tiền như chọn CPU, mainboard, RAM, HDD, ổ CD/DVD, card màn hình, card mạng, loa, màn hình, …  Có thể chọn cài đặt hệ điều hành, phần mềm nào theo nhu cầu sử dụng 16. Nguyên tắc giải "thiếu" hoặc "thừa"  Do máy tính dựa trên cấu trúc mở nên khi hư hỏng dù chỉ một phần của bộ phận nào chỉ cần thay thế cả bộ phận đó một cách nhanh chóng để tiết kiệm thời gian 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác  Trên bàn phím, mỗi chữ cái chỉ có một phím tương ứng. Để gõ chữ thường và chữ hoa chỉ cần kết hợp với phím Caps Lock hoặc phím Shift Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 10 18. Sử dụng các dao động cơ học  Trong máy tính sử dụng rất nhiều mạch dao động làm tín hiệu xung nhịp cho hoạt động của nhiều bộ phận như CPU, mainboard, RAM, các mạch truyền dữ liệu, … 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ  Đèn tín hiệu HDD Led chớp tắt cho biết đĩa cứng đang hoạt động (đọc hay ghi dữ liệu) 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích 21. Nguyên tắc "vượt nhanh"  Để khử từ cho các màn hình màu loại CRT, người ta tạo ra một xung dòng điện cho chạy qua cuộn dây khử từ bao quanh màn hình để tạo một từ trường mạnh biến đổi nhanh  Tốc độ xử lý của CPU và các thành phần khác luôn được cải tiến để máy tính xử lý ngày càng nhanh hơn 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi  Các máy tính bảng tablet hiện nay với công nghệ màn hình cảm ứng có xu hướng không dùng bàn phím và chuột  khó nhập liệu nhưng làm chúng gọn nhẹ đi rất nhiều 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi  Các nhà sản xuất thường thu thập ý kiến khách hàng để phát hiện và có biện pháp khắc phục các nhược điểm của sản phẩm hoặc rút kinh nghiệm để làm ra sản phẩm mới tránh được các nhược điểm đó  Các tiện ích giám sát CPU, mức nguồn cung cấp sẽ tự động tắt máy khi nhiệt độ CPU tăng lên hay điện áp nguồn cung cấp giảm tới một ngưỡng nào đó  Khi người dùng tạm ngưng sử dụng máy trong một khoảng thời gian nào đó mà không tắt máy thì một số tiện ích sẽ tự động chuyển máy tính sang Vận dụng các nguyên tắc sáng tạo trong sản phẩm máy vi tính Page 11 chế độ chờ standby và có thể tắt bớt một số bộ phận như đĩa cứng, màn hình ,… để tiết kiệm điện và hạn chế việc giảm tuổi thọ của các bộ phận này 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian  Khi copy, các đoạn văn bản, đối tượng cần copy được copy vào clipboard. Sau đó, mới dán (paste) từ clipboard vào nơi cần thiết  có thể dán nhiều lần hoặc dán sang cả các ứng dụng khác  Khi xem phim, nghe nhạc từ Internet, luồng dữ liệu phim, nhạc được tải vào một bộ đệm – buffer – trước rồi mới phát ra  Việc trao đổi dữ liệu giữa 2 máy tính trên Internet được thực hiện qua