Đồ án NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ÁP DỤNG TRONG SỰ PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỂU HÀNH WINDOWS

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ĐỒ ÁN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO ÁP DỤNG TRONG SỰ PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỂU HÀNH WINDOWS GVHD: GS.TSKH. HOÀNG VĂN KIẾM HỌC VIÊN: NGUYỄN THỊ NGỌC CHI (1211006 – Cao học KHMT K22) Tháng 11/2012 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. .............................................................................................................................. ............................................................................................................................. .............................................................................................................................. MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... 1 Phần thứ nhất .................................................................................................... 1 Chương I: Vấn đề khoa học ............................................................................. 2 I. Khái niệm và phân loại ................................................................................... 2 II. Các tình huống vấn đề - Phương pháp phát hiện vấn đề khoa học ................ 3 Chương II: Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh... 6 I. Khoa học sáng tạo và phương pháp luận sáng tạo ......................................... 6 II. 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo ................................................................. 7 Phần thứ hai .................................................................................................... 15 Chương I. Tổng quan về hệ điều hành máy tính ......................................... 15 I. Hệ điều hành máy tính.................................................................................. 15 1. Hệ điều hành là gì? ................................................................................... 15 2. Hệ điều hành Windows ............................................................................. 15 II. Các thế hệ của hệ điều hành Windows ......................................................... 16 Chương II: Áp dụng một số nguyên tắc sáng tạo trong lịch sử phát triển của hệ điều hành Windows ......................................................................................... 24 I. Nguyên tắc phân nhỏ .................................................................................... 24 II. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ ...................................................................... 24 III. Nguyên tắc kết hợp ................................................................................... 25 IV. Nguyên tắc linh động ................................................................................ 26 V. Nguyên tắc thay đổi màu sắc ........................................................................ 26 VI. Thay đổi thông số lý hóa của đối tượng.................................................... 27 VII. Nguyên tắc thay đổi độ trơ ........................................................................ 28 Kết luận ............................................................................................................ 28 Tài liệu tham khảo .......................................................................................... 30 1 LỜI NÓI ĐẦU Thế giới đang trên đà phát triển mạnh mẽ của công nghệ tri thức. Công nghệ thông tin là lĩnh vực tiên phong trong đổi mới sáng tạo, bằng chứng là máy tính cùng với sự ra đời và phát triển của các thiết bị điện tử đã làm thay đổi lớn nền văn minh nhân loại. Như vậy có thể nói, “công nghệ thông tin” và “đổi mới sáng tạo” sẽ là những vấn đề then chốt trong tương lai và sự cạnh tranh của con người trong giai đoạn mới không phải là tiền bạc hay của cải vật chất mà là chất xám sáng tạo. Theo GS.TSKH PHAN DŨNG, giám đốc Trung tâm Sáng tạo Khoa học-kỹ thuật (TSK) thuộc ĐHQG TP.HCM “… sáng tạo là nguồn tài nguyên cơ bản của con người (a fundamental human resource), nguồn tài nguyên đặc biệt mà theo như nhà khoa học Mỹ George Koznetsky: bạn càng sử dụng nó nhiều thì bạn càng có nó nhiều hơn...”. Như vậy, đào tạo và học về phương pháp luận sáng tạo, dùng phương pháp luận sáng tạo để giải quyết tất cả các vấn đề khoa học không chỉ trong Tin học mà trong tất cả các lĩnh vực khác như kinh tế, chính trị, xã hội là một nhu cầu cần thiết. 2 Phần thứ nhất Chương I: Vấn đề khoa học I. Khái niệm và phân loại 1. Khái niệm Vấn đề khoa học (Scientific Problem) cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu (Research Problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn. 2. Phân loại Nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai vấn đề: - Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm - Vấn đề về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn như những vấn đề thuộc lớp thứ nhất. Nhìn chung, “vấn đề” được thể hiện trong 3 loại câu hỏi như sau: 1) Câu hỏi thuộc loại thực nghiệm: là những câu hỏi có liên quan tới các sự kiện đã xảy ra hoặc các quá trình có mối quan hệ nhân-quả về thế giới của chúng ta. Để trả lời câu hỏi loại nầy, chúng ta cần phải tiến hành quan sát hoặc làm thí nghiệm; Hoặc hỏi các chuyên gia, hay nhờ người làm chuyên môn giúp đở. Câu hỏi thuộc loại nầy có trong các lãnh vực như sinh học, vật lý, hóa học, kinh tế, lịch sử, … Thí dụ: Cây lúa cần bao nhiêu phân N để phát triển tốt? Một số câu hỏi có thể không có câu trả lời nếu như không tiến hành thực nghiệm. Thí dụ, loài người có tiến hóa từ các động vật khác hay không? Câu hỏi này có thể được trả lời từ các NCKH nhưng phải hết sức cẩn thận, và chúng ta không có đủ cơ sở và hiểu biết để trả lời câu hỏi nầy. Tất cả các kết luận phải dựa trên độ tin cậy của số liệu thu thập trong quan sát và thí nghiệm. Những suy nghĩ đơn giản, nhận thức không thể trả lời câu hỏi thuộc loại thực nghiệm nầy mà chỉ trả lời cho các câu hỏi thuộc về loại quan niệm. 3 2) Câu hỏi thuộc loại quan niệm hay nhận thức: Loại câu hỏi này có thể được trả lời bằng những nhận thức một cách logic, hoặc chỉ là những suy nghĩ đơn giản cũng đủ để trả lời mà không cần tiến hành thực nghiệm hay quan sát. Thí dụ “Tại sao cây trồng cần ánh sáng?”. Suy nghĩ đơn giản ở đây được hiểu là có sự phân tích nhận thức và lý lẽ hay lý do, nghĩa là sử dụng các nguyên tắc, qui luật, pháp lý trong xã hội và những cơ sở khoa học có trước. Cần chú ý sử dụng các qui luật, luật lệ trong xã hội đã được áp dụng một cách ổn định và phù hợp với “vấn đề” nghiên cứu. 3) Câu hỏi thuộc lọai đánh giá: là câu hỏi thể hiện giá trị và tiêu chuẩn. Câu hỏi này có liên quan tới việc đánh giá các giá trị về đạo đức hoặc giá trị thẩm mỹ. Để trả lời các câu hỏi loại nầy, cần hiểu biết nét đặc trưng giữa giá trị thực chất và giá trị sử dụng. Giá trị thực chất là giá trị hiện hữu riêng của sự vật mà không lệ thuộc vào cách sử dụng. Giá trị sử dụng là sự vật chỉ có giá trị khi nó đáp ứng được nhu cầu sử dụng và nó bị đánh giá không còn giá trị khi nó không còn đáp ứng được nhu cầu sử dụng nữa. Thí dụ: “Thế nào là hạt gạo có chất lượng cao?”. II. Các tình huống vấn đề - Phương pháp phát hiện vấn đề khoa học 1. Các tình huống vấn đề Có ba tình huống: có vấn đề, không có vấn đề, giả vấn đề được cho trong hình dưới đây: 4 2. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học Tìm những kẻ hở, phát hiện vấn đề mới: Quá trình nghiên cứu, đọc và thu thập tài liệu nghiên cứu giúp cho nhà khoa học phát hiện hoặc nhận ra các “vấn đề” và đặt ra nhiều câu hỏi cần nghiên cứu (phát triển “vấn đề” rộng hơn để nghiên cứu). Đôi khi người nghiên cứu thấy một điều gì đó chưa rõ trong những nghiên cứu trước và muốn chứng minh lại. Đây là tình huống quan trọng nhất để xác định “vấn đề” nghiên cứu. Tìm những bất đồng: trong các hội nghị chuyên đề, báo cáo khoa học, kỹ thuật, … đôi khi có những bất đồng, tranh cải và tranh luận khoa học đã giúp cho các nhà khoa học nhận thấy được những mặt yếu, mặt hạn chế của “vấn đề” tranh cải và từ đó người nghiên cứu nhận định, phân tích lại và chọn lọc rút ra “vấn đề” cần nghiên cứu. Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường, tính tò mò của nhà khoa học về điều gì đó cũng đặt ra các câu hỏi hay “vấn đề” nghiên cứu. Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn: Trong mối quan hệ giữa con người với con người, con người với tự nhiên, qua hoạt động thực tế lao động sản xuất, yêu cầu kỹ thuật, mối quan hệ trong xã hội, cư xử, … làm cho con người không ngừng tìm tòi, sáng tạo ra những sản phẩm tốt hơn nhằm phục vụ cho nhu cầu đời 5 sống con người trong xã hội. Những hoạt động thực tế này đã đặt ra cho người nghiên cứu các câu hỏi hay người nghiên cứu phát hiện ra các “vấn đề” cần nghiên cứu. Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn: “Vấn đề” nghiên cứu cũng được hình thành qua những thông tin bức xúc, lời nói phàn nàn nghe được qua các cuộc nói chuyện từ những người xung quanh mà chưa giải thích, giải quyết được “vấn đề” nào đó. Cảm hứng: những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó, các nhà nghiên cứu qua tình cờ quan sát các hiện tượng của tự nhiên, các hoạt động xảy ra trong xã hội hàng ngày. 6 Chương II: Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế I. Khoa học sáng tạo và phương pháp luận sáng tạo 1. Khái niệm Vào thế kỷ 3, ở thành phố Alexandria thuộc Hy Lạp cổ, nhà toán học Pappos đã đặt nền móng khởi đầu cho khoa học nghiên cứu tư duy sáng tạo để xây dựng các phương pháp, quy tắc làm sáng chế và phát minh trong mọi lĩnh vực. Ông đặt tên cho khoa học này là Heuristics (lấy nguồn gốc từ Eureka – tìm ra rồi). Căn cứ vào đối tượng và mục đích của nó, Heuristic có thể dịch sang tiếng Việt là khoa học sáng tạo. Sau Pappos, mặc dù có nhiều khoa học (đặc biệt phải kể đến Descartes, Leibniz, Bolzano và Poincare) cố gắng xây dựng và phát triển tiếp Heuristics. Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới (viết tắt là PPLSTVĐM, tiếng Anh là Creativity and Innovation Methodologies) là phần ứng dụng của Khoa học về sáng tạo (Sáng tạo học, tên cổ điển – Heuristics, tên hiện đại – Creatology), gồm hệ thống các phương pháp và các kỹ năng cụ thể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo (quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định) của người sử dụng. "Phương pháp luận sáng tạo" là bộ môn khoa học có mục đích trang bị cho người học 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. Cùng với cuộc cách mạng khoa học – kỹ thuật sau chiến tranh thế giới lần thứ hai, ở những nước công nghiệp đã bắt đầu xuất hiện nhu cầu xã hội phải giải quyết nhanh và hiệu quả cao các vấn đề nảy sinh trên con đường phát triển. Nhu cầu xã hội nói trên có xuất từ thách thức: tốc độ phát triển cao hơn trước, tính cạnh tranh, tính phức tạp, tính đa dạng ngày càng tăng. Nhờ vậy, khoa học sáng tạo chuyển sang thời kì phát triển mới cả về chiều rộng và chiều sâu. 7 2. Tư duy sáng tạo – Tiềm năng sáng tạo của mỗi người Mỗi người làm việc, không thể không suy nghĩ và đòi hỏi cải tiến công việc phải là cơ sở cho mọi suy nghĩ của chúng ta. Nói cách khác, mỗi người chúng ta đều cần suy nghĩ để sáng tạo. Tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của mỗi con người. Chúng ta cần sáng tạo vì chúng ta cảm thấy rằng, mọi việc cần được thực hiện theo cách đơn giản hơn và tốt hơn. Dù chúng ta tài giỏi như thế nào, chúng ta vẫn luôn mong muốn tốt hơn nữa. Sáng tạo gắn liền với sự thay đổi, đưa ra cái mới (đổi mới), sáng chế, các ý tưởng mới, các phương án lựa chọn mới. Sự sáng tạo thuộc về năng lực ra quyết định, thuộc về sự kết hợp độc đáo hoặc liên tưởng, phát ra các ý tưởng đạt được kết quả mới và ích lợi. Mọi người có thể dùng tính sáng tạo của mình để đặt vấn đề một cách bao quát, phát triển các phương án lựa chọn, làm phong phú các khả năng và tưởng tượng các hậu quả có thể nảy sinh. II. 40 nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo 1. Nguyên tắc phân nhỏ - Chia nhỏ đối tượng thành các phần độc lập, nhờ đó có thể giải quyết từng phần một cách dễ dàng. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng, làm giảm sự phức tạp của đối tượng. 2. Nguyên tắc “tách riêng” - Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “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. 8 - 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 thành không đối xứng (nói chung giãm bật 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” - Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó 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 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 với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại). 9 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối 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. 11. Nguyên tắc dự ph ng - 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 đ ng 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 c u tr n hoá - Chuyển những phần th ng của đối tượng thành cong, mặt ph ng 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 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. 10 16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “th a” - Nếu như khó nhận được 00 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 chuy n 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 ph ng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt ph ng sẽ được đơn giản hoá 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 s dụng các dao động cơ học - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (đến tầng số siêu âm). - Sử dụng tần 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. 19. Nguyên tắc tác động th o chu k - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu k (xung). - Nếu đã có tác động theo chu k , hãy thay đổi chu k . - Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 11 20. Nguyên tắc liên tục tác động c 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 không tải và trung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua lại. 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 (thí 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 nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi - Thiết lập quan hệ phản hồi - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. 24. Nguyên tắc s dụng trung gian - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. 25. Nguyên tắc tự phục vụ - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hi