Tiểu luận Phương pháp sáng tạo khoa học ứng dụng trong phát triển điện thoại di động

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Bài tiểu luận môn Phương Pháp Luận Nghiên Cứu Khoa Học GVHD: GS. TSKH. Hoàng Kiếm SVTH: Ngô Đình Quốc Trung MSSV: 1211076 Tp Hồ Chí Minh 12/2012 Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 2 LỜI MỞ ĐẦU Sáng tạo là mấu chốt của sự phát triển. Từ xa xƣa con ngƣời đã không ngừng sáng tạo, cải tiến để tiến bộ hơn, thỏa mãn nhiều hơn các nhu cầu của mình. Sự sáng tạo của con ngƣời là vô hạn, nhờ vào sáng tạo, con ngƣời đã xây dựng đƣợc xã hội ngày càng phát triển hơn, tốt đẹp hơn. Cùng với sự phát triển khoa học, con ngƣời đang chú ý đến nghiên cứu những phƣơng pháp giúp nhận thức khoa học, và coi đó là nhân tố quan trọng để phát triển khoa học và kích thích sáng tạo. Phƣơng pháp luận sáng tạo đƣợc ra đời trong điều kiện nhƣ thế. Sáng tạo khoa học có thể đƣợc gặp ở bất kỳ nơi nào trong cuộc sống, những cải tiến, thay đổi mới làm cho cuộc sống con ngƣời tốt đẹp hơn đều có thể coi là sáng tạo khoa học. Chính vì vậy, trong bài luận này, em đã đề cập đến một khía cạnh của vận dụng sáng tạo khoa học trong một thiết bị đời sống quan trọng: điện thoại di động. Ngày nay điện thoại di động là một thiết bị tất yếu, đƣợc sợ hữu bởi hầu hết tất cả mọi ngƣời, do vậy để đáp ứng nhu cầu sử dụng ngày càng lớn đó, điện thoại cũng luôn đƣợc cải tiến, vậy sự phát triển của điện thoại di động ra sao và những phƣơng pháp nào đã đƣợc áp dụng để phát triển nó sẽ là chủ đề đƣợc trình bày trong bài này. Bài tiểu luận có các nội dung chính sau đây:  Giới thiệu sơ lƣợc về một số nguyên tắc trong 40 nguyên tắc sáng tạo khoa học  Giới thiệu tổng quan về lịch sử phát triển của điện thoại di động  Phân tích các nguyên tắc sáng tạo đã đƣợc vận dụng và tác động, ý nghĩa của chúng.  Tổng kết Đồng thời, em cũng xin chân thành cảm ơn thầy- GS.TSKH Hoàng Kiếm đã truyền đạt những kiến thức quý báu cho em về bộ môn “Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học” để em có thể hoàn thành bài thu hoạch này Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 3 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU ...................................................................................................................... 2 PHẦN 1 : GIỚI THIỆU MỘT SỐ NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC ................. 5 1.1 Nguyên tắc phân nhỏ .............................................................................................. 5 1.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tƣợng .............................................................................. 5 1.3 Nguyên tắc phản đối xứng ...................................................................................... 5 1.4 Nguyên tắc kết hợp ................................................................................................. 5 1.5 Nguyên tắc vạn năng ............................................................................................... 6 1.6 Nguyên tắc chứa trong ............................................................................................ 6 1.7 Nguyên tắc dự phòng .............................................................................................. 6 1.8 Nguyên tắc tròn hóa ................................................................................................ 6 1.9 Nguyên tắc linh động .............................................................................................. 7 1.10 Nguyên tắc dao động cơ học ............................................................................... 7 1.11 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ ........................................................................ 7 1.12 Nguyên tắc quan hệ phản hồi .............................................................................. 7 1.13 Nguyên tắc sử dụng trung gian ............................................................................ 7 1.14 Nguyên tắc tự phục vụ ......................................................................................... 8 1.15 Nguyên tắc sao chép ............................................................................................ 8 1.16 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt .................................................................................. 8 1.17 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng ........................................................ 8 1.18 Nguyên tắc thay đổi màu sắc ............................................................................... 8 1.19 Nguyên tắc đồng nhất .......................................................................................... 9 1.20 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành ......................................................... 9 PHẦN 2 : TỔNG QUAN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG 10 2.1 Điện thoại di động ................................................................................................. 10 2.2 10 mốc phát triển đáng nhớ của điện thoại di động .............................................. 11 1. RA/Ericsson MTA (Mobile Telephong System A), ra đời: 1956 ......................... 11 2. Motorola DynaTAC 8000X, ra đời 1983 .............................................................. 11 3. Nokia Mobira Talkman, ra đời: 1984 ................................................................... 12 4. Motorola MicroTAC, ra đời: 1989 ....................................................................... 12 5. Motorola 2900 Bag Phone, ra đời: 1984 ............................................................... 13 Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 4 6. Motorola StarTAC ................................................................................................ 13 7. Nokia 9000i Communicator .................................................................................. 14 8. Nokia 8810, ra đời: 1998 ...................................................................................... 14 9. RIM BlackBerry 5810, ra đời: 2002 ..................................................................... 15 10. Apple iPhone, ra đời: 2007 ................................................................................ 16 2.3 Tóm tắt lịch sử phát triển của điện thoại di động. ................................................ 16 PHẦN 3 : PHÂN TÍCH CÁC PHƢƠNG PHÁP SÁNG TẠO ĐƢỢC VẬN DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG ..................................... 19 3.1 Nguyên tắc phân nhỏ ............................................................................................ 19 3.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tƣợng ............................................................................ 19 3.3 Nguyên tắc kết hợp ............................................................................................... 20 3.4 Nguyên tắc vạn năng ............................................................................................. 20 3.5 Nguyên tắc linh động ............................................................................................ 21 3.6 Nguyên tắc dự phòng ............................................................................................ 21 3.7 Nguyên tắc dao động cơ học ................................................................................. 22 3.8 Nguyên tắc quan hệ phản hồi ................................................................................ 23 3.9 Nguyên tắc tự phục vụ .......................................................................................... 23 3.10 Nguyên tắc sao chép .......................................................................................... 23 3.11 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt ................................................................................ 23 3.12 Nguyên tắc thay đổi màu sắc ............................................................................. 24 3.13 Nguyên tắc đồng nhất ........................................................................................ 24 Tổng kết .............................................................................................................................. 25 Tài liệu tham khảo: ............................................................................................................. 26 Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 5 PHẦN 1 : GIỚI THIỆU MỘT SỐ NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC Có tất cả 40 nguyên tắc sáng tạo khoa học đã đƣợc xây dựng và chấp nhận nhƣ những chuẩn mực cơ bản nhất, tuy nhiên trong nội dung bài tiểu luận, em xin rút trích và trình bày những phƣơng pháp thƣờng đƣợc sử dụng và sẽ đƣợc nhắc đến trong sự phân tích phát triển của điện thoại di động các chƣơng sau, đây là những nguyên tắc đã đƣợc em tìm hiểu và vận dụng khá thành thạo cũng nhƣ thƣờng xuyên trong quá trình học tập, nghiên cứu 1.1 Nguyên tắc phân nhỏ - Chia đối tƣợng thành các phần độc lập. - Làm đối tƣợng trở nên tháo lắp đƣợc. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tƣợng. Ví dụ: - Các chi tiết trong đồng hồ đƣợc chia thành các bánh răng, chi tiết nhỏ. - Các chi tiết trong điện thoại đƣợc chia ra thành nhiều phần. 1.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng - Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngƣợc lại, tách phần duy nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tƣợng. Ví dụ: - Tách bàn phím ra khỏi điện thoại cảm ứng. 1.3 Nguyên tắc phản đối xứng - Chuyển đối tƣợng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng). Ví dụ: - Các xe ô tô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả hai phía nhƣng các xe, chỉ mở phía tay phải sát với lề đƣờng. 1.4 Nguyên tắc kết hợp - ết hợp các đối tƣợng đồng nhất hoặc các đối tƣợng dùng cho các hoạt động kế cận. - ết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. Ví dụ: Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 6 - Bản thân thanh ram không hoàn toàn là các ô nhớ, nó còn chứa các chip điều khiển để thông báo lƣu lƣợng, độ trễ của ram, thời gian truy xuất. 1.5 Nguyên tắc vạn năng - Đối tƣợng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tƣợng khác. Ví dụ - Máy điện thoại vừa nghe gọi, nhắn tin, chụp ảnh, nghe nhạc. - Xẻng công binh dùng trong quân đội vừa có thể dùng trong quân đội vừa có thể dùng nhƣ xẻng, vừa có thể dùng nhƣ cuốc 1.6 Nguyên tắc chứa trong - Một đối tƣợng đƣợc đặt bên trong đối tƣợng khác và bản thân nó lại chứa đối tƣợng thứ ba - Một đối tƣợng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tƣợng khác. Ví dụ: - Các loại dây điện có lõi chứa trong vỏ nhựa. - Các loại máy tình để bàn có phần cứng chứa trong thùng máy(case). 1.7 Nguyên tắc dự phòng - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tƣợng bằng cách chuẩn bị trƣớc các phƣơng tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Ví dụ : - Các phƣơng tiện báo cháy, phòng cháy, chữa cháy. - Các phao, xuồng cấp cứu trên các tàu thủy. 1.8 Nguyên tắc tròn hóa - Chuyển những phần thẳng của đối tƣợng thành cong, mặt phẳng 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. Ví dụ: - Bàn có hình tròn hoặc xoay quanh trục để có thể dễ dàng gắp thức ăn mà không cần với tay. - Các điểm giao nhau trong giao thông có hình tròn để dễ dàng đi lại Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 7 1.9 Nguyên tắc linh động - Cần thay đổi các đặt trƣng của đối tƣợng hay môi trƣờng bên ngoài sao cho chúng tối ƣu trong từng giai đoạn làm việc. - Phân chia đối tƣợng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. Ví dụ: - Các loại bàn, ghế, giƣờng xếp hoặc thay đổi đƣợc độ cao, độ nghiêng. - Líp xe đạp có thể quay ngƣợc mà không ảnh hƣởng đến chuyển động của xe, líp xe nhiều tầng, xe có nhiều số tốc độ. 1.10 Nguyên tắc dao động cơ học - Làm đối tƣợng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao. - Sử dụng tầng số cộng hƣởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trƣờng điện từ. Ví dụ - Cơ chế rung của điện thoại. 1.11 Nguyên tắc tác động theo chu kỳ - Chuyển tác động liên tục 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 khác. Ví dụ - Các loại âm thanh báo hiệu nhƣ còi xe cấp cứu, cứu hoả, báo hiệu xe lùi, báo đổ chuông, máy bận của điện thoại. - Trong điện tử có bộ môn: kỹ thuật xung. 1.12 Nguyên tắc quan hệ phản hồi - Thiết lập quan hệ 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; tùy theo nhiệt độ, cƣờng độ dòng điện, mực nƣớc, áp suất, độ ẩm. - Rung phản ứng trên các thiết bị di động khi tƣơng tác , va chạm. 1.13 Nguyên tắc sử dụng trung gian - Sử dụng đối tƣợng trung gian, chuyển tiếp. Ví dụ: Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 8 - Ổ cắm điện chuyển đổi từ dẹt sang tròn và ngƣợc lại, các loại ổ cắm chuyển 3 chân thành 2 chân - Dùng các phần mềm của hãng thứ 3 thay vì dùng phần mềm chính hãng. 1.14 Nguyên tắc tự phục vụ - Đối tƣợng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lƣợng dƣ. Ví dụ: - Các dịch vụ tự phục vụ của ngƣời dùng khi sử dụng điện thoại. 1.15 Nguyên tắc sao chép - Thay vì sử dụng những cái không đƣợc phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. - Thay thế đối tƣợng hoặc hệ các đối tƣợng 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 tƣơng tự hoá. 1.16 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt - Thay thế đối tƣợng đắt tiền bằng bộ các đối tƣợng rẻ có chất lƣợng kém hơn. Ví dụ - hăn 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 kiện rửa hoặc cần phải tiết kiệm thời gian. - Các loại điện thoại sử dụng công nghệ mới, vật liệu mới làm giảm giá thành sản phẩm. 1.17 Nguyên tắc sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng - Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tƣợng với môi trƣờng bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. Ví dụ - Các loại bao bì, túi nylong, áo đi mƣa, khăn trải bàn nilong. - Lớp vỏ bên ngoài bảo vệ các chi tiết trong điện thoại. 1.18 Nguyên tắc thay đổi màu sắc - Thay đổi màu sắc của đối tƣợng hay môi trƣờng bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt của của đối tƣợng hay môi trƣờng bên ngoài. Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 9 - Để có thể quan sát đƣợc những đối tƣợng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã đƣợc sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. Ví dụ - Các dán trang trí cho điện thoại, miếng dán cảm ứng vừa bảo vệ điện thoại nhƣng vẫn sử dụng đƣợc. 1.19 Nguyên tắc đồng nhất - Những đối tƣợng, tƣơng tác với đối tƣợng cho trƣớc, phải đƣợc làm từ cùng một vật liệu với vật liệu chế tạo đối tƣợng cho trƣớc. Ví dụ: - Các loại keo làm từ cao su để dán cao su, tƣơng tự nhƣ vậy, nhựa để hàn nhựa. - Các phần mềm làm cho điện thoại phải tƣơng thích với hệ điều hành. 1.20 Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành. Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới. Ví dụ: - Vật liệu trên còn làm gậy trƣợt tuyết vì bền và nhẹ hơn so với gậy nhôm, gậy trúc. - Sử dụng các loại silicom mới làm các bán dẫn trong thiết bị vừa nhỏ vừa hoạt động mạnh hơn các transitor cũ. Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 10 PHẦN 2 : TỔNG QUAN VÀ LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA ĐIỆN THOẠI DI ĐỘNG 2.1 Điện thoại di động Điện thoại di động hay còn gọi là điện thoại cầm tay là một thiết bị viễn thông liên lạc giúp con ngƣời có thể kết nối với nhau ở bất kỳ đâu. Việc phát minh ra điện thoại nói chung và điện thoại di động nói riêng là một trong những phát minh vĩ đại, thúc đẩy sự phát triển của công nghệ thông tin và xóa bỏ khoảng cách giữa các vùng miên địa lý, mở rộng quan hệ quốc tế và liên kết cộng đồng. Hình ảnh một số loại điện thoại di động Ngày nay không ai có thể phủ nhận tầm quan trọng của điện thoại di động, và nó đang dần trở thành một công cụ đắc lực- thậm chí là không thể thiếu – trong cuộc sóng và hoạt động hàng ngày của con ngƣời. Chúng ta đang dùng điện thoại di động hàng giờ và hàng ngày. Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 11 Từ một chức năng cơ bản là nghe –gọi, ngày nay điện thoại di động đã đƣợc tích hợp rất nhiều chức năng khác phục vụ cho cuộc sống và nhu cầu ngƣời sử dụng nhƣ: nhắn tin, quay phim, chụp ảnh, nghe nhạc, …Với sự phát triển khoa học không ngừng, công nghệ ngày càng tiến bộ và đổi mới, điện thoại cũng có những bƣớc phát triển to lớn, liên tục với tốc độ chóng mặt. Chúng ta có thể nhận thấy rất nhiều các nguyên lý sáng tạo đƣợc vận dụng trong quá trình phát triển điện thoại di động. 2.2 10 mốc phát triển đáng nhớ của điện thoại di động 1. RA/Ericsson MTA (Mobile Telephong System A), ra đời: 1956 Chiếc điện thoại di động đầu tiên Điện thoại MTA nặng 40kg , tiêu biểu cho kích cỡ và cân nặng của các hệ thống điện thoại di động thuở ban đầu từ thời kỳ trƣớc khi có các mạch tích hợp. Hầu hết chúng đều nặng nề, ngốn nhiều điện và đều phải đƣợc cài đặt cố định trên ô tô hoặc các phƣơng tiện đi lại khác. Tính năng nổi bật: là hệ thống điện thoại di động tự động đầu tiên (không cần đến ngƣời trực tổng đài kết nối ngƣời sử dụng đến một đƣờng điện thoại bên ngoài). 2. Motorola DynaTAC 8000X, ra đời 1983 DynaTAC 8000X là chiếc DTDĐ cầm tay đầu tiên Mặc dù Motorola đã công bố chiếc điện thoại di động cầm tay đầu tiên trên thế giới vào năm 1973, song phải mất đến 10 năm sau nó mới xuất hiện đƣợc trên thị trƣờng, đó là Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 12 chính chiếc DynaTAC 8000X. Sau khi đƣợc phát hành, ngay lập tức DynaTAC 8000X đã trở thành một biểu tƣợng văn hóa, một tài sản dành cho những ngƣời giàu có (vì giá bán lẻ của nó rất đắt) đồng thời cũng là chiếc điện thoại thần kỳ nhất mà có thể sử dụng ở bất kì chỗ nào. Tính năng nổi bât: kích cỡ nhỏ, nhẹ hơn và là chiếc điện thoại di động cầm tay đầu tiên 3. Nokia Mobira Talkman, ra đời: 1984 Chiếc điện thoại di động cầm tay DynaTAC là một bƣớc đột phá kinh ngạc, nhƣng trên thực tế kích cỡ của nó bị hạn chế do công nghệ pin của thời kì này. Tính năng nổi bật: Điện thoại di động có thời gian đàm thoại tƣơng đối dài đầu tiên. 4. Motorola MicroTAC, ra đời: 1989 Điện thoại với ý tưởng gập – mở đầu tiên MicroTAC có một ý tƣởng tiết kiệm không gian rất mới lạ: các kĩ sƣ của Motorola đã thiết kế một phần của thiết bị với khớp nối để có thể gập ra, gập vào khi cần thiết, do đó kích thƣớc của điện thoại khi không đƣợc sử dụng giảm đi đáng kể. Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học Ngô Đình Quốc Trung 13 Tính năng nổi bật: là điện thoại gập-mở và có thể bỏ túi đầu tiên đồng thời là chiếc điện thoại di động nhỏ và nhẹ nhất trong thời điểm phát hành của nó 5. Motorola 2900 Bag Phone, ra đời: 1984 Thời gian đàm thoại và phạm vi sử dụng vẫn là một lợi thế của những chiếc điện thoại túi xách trong các thập kỉ 1980 và 1990 Nó có một chiếc túi chứa pin và máy thu phát, ngƣời sử dụng chỉ phải dùng một thiết bị nghe nhẹ hơn nối với cái túi. Ngƣời sở hữu có thể mang chiếc túi trên vai họ nhƣng phần lớn thì chúng đều đƣợc sử dụng hạn chế trong những chiếc ô tô. Nhờ có pin khỏe, loại điện thoại này đủ sức truyền tín hiệu đi xa hơn, cho phép điện thoại đƣợc sử dụng xa các trạm thu phát tín hiệu hơn. Điều này đặc biệt quan trọng trong thời kì khi mà sự phủ sóng di động chƣa đƣợc phổ biến nhƣ bây giờ. Tính năng nổi bật: thời gian đàm thoại