Đang tải... (xem toàn văn)
Tiểu luận phương pháp luận sáng tạo khoa học
December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh Đại Học Công Nghệ Thông Tin Khoa Khoa Học Máy Tính Lớp Kỹ Sư Tài Năng TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC (Giải toán vật lý điện chiều mơ hình mạng đối tượng tính tốn) Khoa : Khoa học máy tính Chun đề : Phương Pháp Luận STKH GV phụ trách : GS TSKH Hoàng Kiếm SV thực Châu Kim Hùng 06520186 : HCM, 12/ 2009 Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Lời cảm ơn Đầu tiên, em xin bày tỏ lịng biết ơn chân thành đến thầy Hồng Văn Kiếm, người tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành tốt chuyên đề Thầy định hướng cho em từ cách đặt vấn đề, phương pháp nghiên cứu khoa học, công việc cụ thể Em xin chân thành cảm ơn thầy Trịnh Quốc Sơn, thầy Nguyễn Tuấn Kiệt người giúp đỡ, tạo điều kiện tốt cho em trình học tập thực chuyên đề Xin gửi lời cảm ơn đến gia đình, cảm ơn anh chị, bạn bè, người sát cánh, động viên em bước đường học tập sống Xin chân thành biết ơn tận tình dạy dỗ giúp đỡ tất quý thầy cô trường Đại học Công Nghệ Thông Tin, đặc biệt thầy cô khoa Khoa học máy tính Tất kiến thức mà nhà trường quý thầy cô truyền đạt hành trang to lớn để em mang theo đường học tập, làm việc nghiên cứu trình hồn thiện nhân cách Trường ĐH Cơng Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Lời nói đầu Để có định hướng, mục tiêu mong muốn đường nghiên cứu khoa học, việc tìm hiểu nắm rõ “Phương pháp luận nghiên cứu Khoa học” điều cần thiết cho người nghiên cứu để nắm rõ nguyên tắc, phương pháp làm khoa học Phương pháp luận nghiên cứu Khoa học lý thuyết phương pháp nghiên cứu khoa học, lý thuyết đường nhận thức, khám phá cải tạo thực Phương pháp luận nghiên cứu khoa học kết trình khái quát lý thuyết thực tiễn nghiên cứu khoa học trở thành công cụ sắc bén để dẫn nhà khoa học, nhà quản lý công tác tổ chức, quản lý thực hành nghiên cứu khoa học cách sang tạo Nghiên cứu khoa học trình nhận thức chân lý khoa học, trình lao động trí tuệ phức tạp, gian khổ đầy hào hứng, đầy hứa hẹn triển vọng lớn lao việc nghiên cứu “những điểm trắng” khoa học Nắm vững phương pháp luận nghiên cứu khoa học nắm vững lý thuyết đường sáng tạo, giúp người nghiên cứu có cách tiếp cận việc thiết kế thi cơng cơng trình nghiên cứu khoa học, tìm chọn phương pháp nghiên cứu hợp lý để thực nhiệm vụ nghiên cứu đạt mục đích nghiên cứu Qua kiến thức định hướng khoa học, báo cáo chuyên đề “Phương pháp luận sáng tạo khoa học” vận dụng kiến thức phương pháp luận, phương pháp sáng tạo để giải vấn đề cụ thể tin học Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] MỤC LỤC Phần KHÁI NIỆM VỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.1 Khoa học 1.2 Nghiên cứu khoa học 1.3 Đề tài nghiên cứu khoa học 1.3.1 Khái niệm đề tài 1.3.2 Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu 1.3.3 Mục đích mục tiêu nghiên cứu Phần PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC 2.1 Phƣơng pháp trực tiếp 2.2 Phƣơng pháp gián tiếp 2.2.1 Phƣơng pháp thử sai 2.2.2 Phƣơng pháp Heuristic 10 2.2.3 Phƣơng pháp trí tuệ nhân tạo 10 Phần BÀI TOÁN VẬT LÝ ĐIỆN MỘT CHIỀU 12 3.1 Giới thiệu 12 3.2 Sơ lƣợc mạng tính tốn mạng đối tƣợng tính tốn 13 3.2.1 Mạng tính tốn 13 3.2.2 Mạng đối tƣợng tính tốn 13 3.3 Bài toán vật lý điện chiều 13 3.3.1 Mơ tả tốn 13 3.3.2 Tổ chức lƣu trữ tri thức 14 3.3.3 Mơ tả tri thức cho tốn 14 3.4 Mơ hình tổng qt cho đoạn mạch tổng hợp tri thức điện chiều 15 3.4.1 Quan hệ nối tiếp hai đoạn mạch 15 3.4.2 Quan hệ song song hai đoạn mạch 16 3.4.3 Tính tốn quan hệ nối tiếp song song 16 3.5 Phân tích ví dụ 17 Phần TỔNG KẾT 19 TÀI LIỆU THAM KHẢO 20 Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Phần KHÁI NIỆM VỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.1 Khoa học Khoa học trình nghiên cứu nhằm khám phá kiến thức mới, học thuyết mới,…về tự nhiên xã hội Những kiến thức hay học thuyết này, tốt hơn, thay dần cũ, khơng cịn phù hợp Thí dụ: Quan niệm thực vật vật thể khơng có cảm giác thay quan niệm thực vật có cảm nhận Như vậy, khoa học bao gồm hệ thống tri thức qui luật vật chất vận động vật chất, qui luật tự nhiên, xã hội, tư Hệ thống tri thức hình thành lịch sử không ngừng phát triển sở thực tiễn xã hội Phân biệt hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm tri thức khoa học 1.2 Nghiên cứu khoa học Nghiên cứu khoa học họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, thử nghiệm Dựa số liệu, tài liệu, kiến thức,… đạt từ thí nghiệm NCKH để phát chất vật, giới tự nhiên xã hội, để sáng tạo phương pháp phương tiện kỹ thuật cao hơn, giá trị Con người muốn làm NCKH phải có kiến thức định lĩnh vực nghiên cứu phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi ghế nhà trường Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] 1.3 Đề tài nghiên cứu khoa học 1.3.1 Khái niệm đề tài Đề tài hình thức tổ chức NCKH người nhóm người thực Một số hình thức tổ chức nghiên cứu khác khơng hồn tồn mang tính chất nghiên cứu khoa hoc, chẳng hạn như: Chương trình, dự án, đề án Sự khác biệt hình thức NCKH nầy sau: * Đề tài: thực để trả lời câu hỏi mang tính học thuật, chưa để ý đến việc ứng dụng hoạt động thực tế * Dự án: thực nhằm vào mục đích ứng dụng, có xác định cụ thể hiệu kinh tế xã hội Dự án có tính ứng dụng cao, có ràng buộc thời gian nguồn lực * Đề án: loại văn kiện, xây dựng để trình cấp quản lý cao hơn, gởi cho quan tài trợ để xin thực công việc như: thành lập tổ chức; tài trợ cho hoạt động xã hội, Sau đề án phê chuẩn, thành dự án, chương trình, đề tài theo yêu cầu đề án * Chương trình: nhóm đề tài dự án tập hợp theo mục đích xác định Giữa chúng có tính độc lập tương đối cao Tiến độ thực đề tài, dự án chương trình không thiết phải giống nhau, nội dung chương trình phải đồng 1.3.2 Đối tƣợng nghiên cứu phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: chất vật hay tượng cần xem xét làm rõ nhiệm vụ nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu: đối tượng nghiên cứu khảo sát trong phạm vi định mặt thời gian, không gian lĩnh vực nghiên cứu 1.3.3 Mục đích mục tiêu nghiên cứu Khi viết đề cương nghiên cứu, điều quan trọng thể mục tiêu mục đích nghiên cứu mà khơng có trùng lấp lẫn Vì vậy, cần thiết để phân biệt khác mục đích mục tiêu * Mục đích: hướng đến điều hay cơng việc nghiên cứu mà người nghiên cứu mong muốn để hoàn thành, thường mục Trường ĐH Cơng Nghệ Thơng Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] đích khó đo lường hay định lượng Nói cách khác, mục đích đặt cơng việc hay điều đưa nghiên cứu Mục đích trả lời câu hỏi “nhằm vào việc gì?”, “để phục vụ cho điều gì?” mang ý nghĩa thực tiển nghiên cứu, nhắm đến đối tượng phục vụ sản xuất, nghiên cứu * Mục tiêu: thực điều hoạt động cụ thể, rõ ràng mà người nghiên cứu hoàn thành theo kế hoạch đặt nghiên cứu Mục tiêu đo lường hay định lượng Nói cách khác, mục tiêu tảng hoạt động đề tài làm sở cho việc đánh giá kế hoạch nghiên cứu đưa ra, điều mà kết phải đạt Mục tiêu trả lời câu hỏi “làm gì?” Trường ĐH Cơng Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Phần PHƢƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC 2.1 Phƣơng pháp trực tiếp Đặc điểm cách giải vấn đề xác định trực tiếp lời giải qua thủ tục tính tốn (cơng thức, hệ thức, định luật,…) qua bước để có lời giải Đối với phương pháp này, việc giải vấn đề máy tính thao tác lập trình chuyển đổi lời giải từ ngơn ngữ bên ngồi sang ngơn ngữ sử dụng máy tính Tìm hiểu phương pháp tìm hiểu kỹ thuật lập trình máy tính Các nguyên lý áp dụng phương pháp trực tiếp : Nguyên lý 1: Chuyển đổi liệu tốn thành liệu chương trình, có nghĩa “Dữ liệu tóan biểu diễn lại dạng biến chương trình thông qua quy tắc xác định ngôn ngữ lập trình cụ thể” Nguyên lý 2: Chuyển đổi q trình tính tốn tốn thành cấu trúc chương trình, có nghĩa “Mọi q trình tính tốn mơ tả thực dựa ba cấu trúc : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh cấu trúc lặp” Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Nguyên lý 3: Biểu diễn tính tốn xác, có nghĩa “Chương trình tính tốn theo biểu thức xác khơng đồng với q trình tính tốn xác mặt hình thức” Nguyên lý 4: Biểu diễn tính tốn gần cấu trúc lặp, có nghĩa “Mọi q trình tính tốn gần dựa cấu trúc lặp với tham số xác định” Nguyên lý 5: Phân chi toán ban đầu thành tốn nhỏ hơn, có nghĩa “Mọi vấn đề-bài tốn giải cách phân chia thành vấn đề - toán nhỏ hơn” Nguyên lý 6: Biểu diễn tính tốn khơng tường minh đệ quy, có nghĩa “Q trình đệ quy máy tính khơng đơn giản biểu thức quy nạp toán học” 2.2 Phƣơng pháp gián tiếp Phương pháp sử dụng chưa tìm lời giải xác vần đề Đây cách tiếp cận chủ yếu loài người từ xưa đến Điểm khác đưa giải pháp mang đặc trưng máy tính, dựa vào sức mạnh tính tốn máy tính Tất nhiên, lời giải trự tiếp tốt hơn, lúc có 2.2.1 Phƣơng pháp thử sai Khi xây dựng lời giải toán theo phương pháp thử – sai, người ta thường dựa vào nguyên lý sau : Nguyên lý vét cạn: Đây nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tất trường hợp xảy Nguyên lý ngẫu nhiên: Dựa vào việc thử số khả chọn cách ngẫu nhiên Khả tìm lời giải phụ thuộc nhiều vào chiến lược chọn ngẫu nhiên Nguyên lý mê cung: Nguyên lý áp dụng khơng thể biết xác “hình dạng” lời giải mà phải xây dựng dần lời giải qua bước giống tìm đường mê cung Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Để thực tốt phương pháp thử - sai, nên áp dụng nguyên lý sau Ngun lý vét cạn tồn bộ: Muốn tìm kim đống rơm, rút cọng rơm rút kim Nguyên lý mắt lưới: Lưới bắt cá bắt cá có kích thước lớn kích thước mắt lưới Nguyên lý giảm độ phức tạp thử sai: Thu hẹp trường hợp trước duyệt, đồng thời đơn giản hóa tối đa điều kiện chấp nhận trường hợp Nguyên lý thu gọn khơng gian tìm kiếm: Loại bỏ trường hợp nhóm trường hợp chắn khơng dẫn đến lời giải Nguyên lý đánh giá nhánh cận: Nhánh có chứa phải nặng trọng lượng 2.2.2 Phƣơng pháp Heuristic Phương pháp Heuristic có đặc điểm đơn giản gần gủi với cách suy nghĩ người, cho lời giải đa số trường hợp áp dụng Các thuật giải Heuristic xây dựng dựa số nguyên lý đơn giản như: vét cạn thông minh, tối ưu cục (Greedy), Hướng đích, thứ tự …Để thực tốt phương pháp Heuristic, nên áp dụng nguyên lý sau: Nguyên lý leo núi: Muốn leo lên đến đỉnh bước sau phải “cao hơn” bước trước Nguyên lý chung : Chọn hướng triển vọng số hướng biết 2.2.3 Phƣơng pháp trí tuệ nhân tạo Phương pháp trí tuệ nhân tạo dựa trí thơng minh máy tính Phương pháp này, người ta đưa vào máy trí thơng minh nhân tạo giúp máy tính bắt chước phần khả suy luận người, máy tính dựa điều “học“ để tự đưa phương án giải vấn đề Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 10 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Sơ đồ mạng tính tốn để giải toán tam giác Trong lĩnh vực “máy học” , hình thức học phân chia sau : - Học vẹt - Học cách dẫn - Học qui nạp - Học tương tự - Học dựa giải thích - Học dựa tình - Khám phá hay học khơng giám sát Các kỹ thuật thường áp dụng “máy học” là: khai khoáng liệu, mạng nơ ron, thuật giải di truyền… Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 11 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Phần BÀI TOÁN ĐIỆN VẬT LÝ MỘT CHIỀU 3.1 Giới thiệu Một vấn đề quan tâm “Trí Tuệ Nhân Tạo” nghiên cứu phương pháp biểu diễn xử lý tri thức Trên sở tạo chương trình “thơng minh” mức độ để giải vấn đề người Trong nhiều lĩnh vực hàng ngày, thường gặp vấn đề có dạng sau: thực tính tốn hay suy diễn yếu tố từ yếu tố biết Có nhiều mơ hình biểu diễn tri thức đặt để giải vấn đề Một mơ hình sử dụng rộng rãi mơ hình “Mạng Tính Tốn” “Mạng Các Đối Tượng Tính Tốn” (cịn gọi Mạng Đối Tượng) Những mơ hình ứng dụng thành cơng để giải tốn giáo dục Để hiểu rõ mô hình biểu diễn tri thức, tìm hiểu ứng dụng cụ thể Phần trình bày ứng dụng mơ hình biểu diễn tri thức để giải toán Vật lý điện chiều, áp dụng cho đoạn mạch có điện trở khơng chứa nguồn Bài toán giải dựa phương pháp luận “phương pháp trí tuệ nhân tạo” nguyên tắc sáng tạo nghiên cứu - sáng tọa khoa học Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 12 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] 3.2 Sơ lƣợc mạng tính tốn mạng đối tƣợng tính tốn 3.2.1 Mạng tính tốn Mạng tính tốn dạng biểu diễn tri thức dùng để biểu diễn tri thức vấn đề tính tốn Mỗi mạng tính tốn mạng ngữ nghĩa chứa biến quan hệ cài đặt sử dụng cho việc tính tốn Nếu gọi M tập hợp biến F tập quan hệ M, ta mơ hình mạng tính tốn sau : M = x1,x2, ,xn, F = f1,f2, ,fm Đối với f F, ta ký hiệu M(f) tập biến có liên hệ quan hệ f Dĩ nhiên M(f) tập M: M(f) M Nếu viết f dạng: f : u(f) v(f) ta có M(f) = u(f) v(f) 3.2.2 Mạng đối tƣợng tính tốn Một mạng tính tốn xem đối tượng tính tốn Mạng đối tượng tính tốn bao gồm tập hợp đối tượng tính tốn: O = O1,O2, , On tập quan hệ đối tượng: F = f1,f2, , fm Trong Oi ký hiệu đối tượng mạng fi quan hệ biến đối tượng tính 3.3 Bài tốn vật lý điện chiều 3.3.1 Mơ tả tốn Ví dụ 1: Cho mạch điện hỗn hợp gồm điện trở R1 song song với điện trở R2, tổ hợp hai điện trở nối tiếp với R3 Cho giá trị R1 = 5, R2 = 2, I1 = 10 Tính hiệu điện U tồn mạch Chương trình giải tốn điện chiều (cho đoạn mạch khơng chứa nguồn có điện trở) mơ tả sau: Input: toán điện chiều A Output: chương trinh đưa lời giải, kết tốn B Trường ĐH Cơng Nghệ Thơng Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 13 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] 3.3.2 Tổ chức lƣu trữ tri thức Thông tin biến, tri thức quan hệ mạng tính tốn, tri thức tưng đối tượng mạch nối tiếp, song song lưu trữ file Text theo cấu trúc sau: object: TÊN_ĐỐI_TƯỢNG begin_variables //danh sách biến đối tượng có dạng: = giải I1 = "cuong dong dien I1" I2 = " cuong dong dien I2" U1 = "hieu dien the U1" U2 = "hieu dien the U2" v.v… end_variables begin_relations begin_relation //danh sách biến liên quan relation Mf ={I1, I2} //biểu thức quan hệ expf = `I1 = I2` end_relation v.v… end _relations Chương trình đọc liệu từ file để tạo danh sách biến M danh sách quan hệ biến F đối tượng 3.3.3 Mô tả tri thức cho toán Trước hết, ta xét đoạn mạch (đoạn mạch đơn) gồm điện trở Ta sử dụng mạng tính tốn để mơ hình hóa cho cho đoạn mạch Mạng tính tốn đoạn mạch biểu diễn thành mơ hình (M, F): M = { U, I, R, P, W, T } F = { U = I * R, P = U * I, W = U * I * T } U, I, R, P, W hiệu điện thế, cường độ dòng điện, điện trở, công suất điện mạch, T thời gian tính điện Đoạn mạch tổng quát đoạn mạch tồn tốn Một đoạn mạch tổng quát đoạn mạch đoạn mạch phức tạp thành lập từ nhiều đoạn mạch ghép nối tiếp hay song song với Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 14 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Đoạn mạch tổng quát biểu diễn dạng công thức Trong biểu diễn đoạn mạch toán tử quy tắc thành lập đoạn mạch phức tạp từ đoạn mạch Toán tử “*” biểu diễn quan hệ nối tiếp toán tử “+” biểu diễn quan hệ song song đoạn mạch Đoạn mạch ví dụ biểu diễn sau: [[M1 * M2] + M3] đó, M1, M2, M3 tương ứng với mạch đơn điện trở R1, R2, R3 Các dấu ngoặc vuông thể thứ tự ghép đoạn mạch thành phần toàn mạch Các đoạn mạch thành phần biểu diễn sau: M1 = [{U1, I1, R1, P1, W1, T1}, { U1 = I1 * R1, P1 = U1 * I1, W1 = U1 * I1 * T1}] đoạn mạch M2, M3 biểu diễn tương tự Từ phân tích trên, ta đưa mơ hình tổng qt cho tri thức điện chiều 3.4 Mơ hình tổng qt cho đoạn mạch tổng hợp tri thức điện chiều Bài toán điện chiều tổng quát giải dựa quan hệ nối tiếp song song hai mạch đơn Đoạn mạch tổng quát toán phân tách thành nhiều tổ hợp, tổ hợp quan hệ nối tiếp song song hai mạch đơn Nói cách khác, tổ hợp đoạn mạch bao gồm hai điện trở nối tiếp song song Trên sở phân tách đó, ta tiến hành tính tốn tổ hợp Nếu xem mạch đơn đối tượng tính tốn tổ hợp xem mạng đối tượng nhỏ với quan hệ nối tiếp song song 3.4.1 Quan hệ nối tiếp hai đoạn mạch Xét đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 nối tiếp Ta tiến hành phân tích tri thức cho đoạn mạch M = [M1 * M2] Ngoài tri thức riêng cho mạch, đoạn mạch nối tiếp cịn có tri thức sau: Cường độ dòng điện: fnt1: I = I1 = I2 Hiệu điện đoạn mạch: fnt2: U = U1 + U2 Điện trở đoạn mạch: fnt3: R = R1 + R2 Các công thức mạch đơn áp dụng cho đoạn mạch: fnt4: U = I * R, fnt5: P = U * I, fnt6: W = U * I * T Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 15 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] 3.4.2 Quan hệ song song hai đoạn mạch Đối với đoạn mạch gồm hai điện trở R1 R2 song song với nhau, ta phân tích tri thức cho đoạn mạch M = [M1 + M2] Ngoài tri thức riêng cho mạch, đoạn mạch song song cịn có tri thức sau: Cường độ dòng điện: fss1: I = I1 + I2 Hiệu điện đoạn mạch: fss2: U = U1 = U2 Điện trở đoạn mạch: fss3: R = (R1 * R2)/(R1 +R2) Các công thức mạch đơn áp dụng cho đoạn mạch: fss4: U = I * R, fss5: fss6: P = U * I, W=U*I*T 3.4.3 Tính tốn quan hệ nối tiếp song song Trước hết ta tính tốn mạch đơn mạng tính tốn Xuất phát từ giả thiết, ta áp dụng quan hệ để mở rộng dần tập biến có giá trị xác định Q trình lan truyền tính xác định tập biến đạt đến tập biến có chứa (những) biến cần tìm Sau ta tiến hành loại bỏ bước thừa để tìm lời giải tốt cho tốn Việc loại bỏ bước thừa thực cách truy ngược theo lời giải, ứng với bước giải mà kiện sinh khơng cần thiết loại bỏ Giả sử S = [f1, f2, …, fk ] tập luật tìm được, thuật tốn mơ tả cách loại bỏ bước thừa: for i:=k down if (fi không cần thiết) loại fi khỏi S Có thể biểu diễn mạch đơn thành sơ đồ mạng sau: U=I* R U P=U* I I W=U*I* T Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 16 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Tiếp theo, ta tiến hành tính tốn quan hệ nối tiếp hai điện trở Dựa vào thông số xác định giá trị, ta tiến hành tính tốn thơng qua quan hệ đối tượng Việc tính toán quan hệ nối tiếp sử dụng chế suy diễn để tìm tập luật, sau tiến hành loại bỏ luật không cần thiết Sơ đồ mạng mạch hai điện trở nối tiếp sau: U1 M1 I1 R1 M2 I2 fnt fnt I U R2 fnt3 U R M U, I, R, P, W, T fnt4, fnt5, fnt6 Tính tốn quan hệ song song hai điện trở thực tương tự quan hệ nối tiếp Như vậy, ta đưa toán tổng quát tốn tính tốn mạch nối tiếp, song song gồm hai đối tượng 3.5 Phân tích ví dụ Input: Công thức mạch: [[M1 * M2] + M3] giá trị ban đầu biến R1 = 5, I1 = 10, R2 = R1 R2 R3 Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 17 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Output: Hiệu điện toàn mạch B = {U123} Từ giả thiết toán, ta khởi tạo tất đối tượng mạch với biến xác định giá trị đối tượng: A = [["M1", I1 = 2, R1 = 10], ["M12"], ["M2", R2 = 3], ["M3"], ["M123"]] M12 mạch gồm hai điện trở R1 R2 ghép nối tiếp M12 = [M1 * M2], M123 tổ hợp ghép song song hai mạch M12 M3, M123 = [M12 * M3] Trước hết, ta phân tích mục tiêu cần tìm B thuộc mạch song song M123 Áp dụng phương pháp suy diễn thuật tốn tìm lời giải cho đối tượng (từng mạch đơn) mạch tổng (những mạch đơn có quan hệ nối tiếp song song), ta có lời giải cho tốn dãy quan hệ sau: fss2: fss2: U123 = U12 Từ quan hệ này, ta tìm U12 U12 = U3 Quan hệ khơng thể xác định U12 (vì chưa có đủ thơng tin để xác định U3) Do đó, ta tìm quan hệ khác để xác định U12 fnt2: U12 = U1 + U2 Ta tìm U1 U2 fnt4: U2 = I2 * R2 Tìm I2 để xác định U2 fnt5: fnt3: U1 = I1 * R1 Xác định U1 R12 = R1 + R2 fnt1: I12 = I1 fnt1: I1 = I2 Xác định I2 Có thể nhận thấy lời giải khơng phải lời giải tốt có tính bước thừa Do đó, ta tiến hành loại bỏ bước thừa Tập luật cuối tìm lời giải tốt toán: { fss2 , fnt2 , fnt4, fnt1, fnt5} tương ứng với tập công thức: {U123 = U12, U12 = U1 + U2, U2 = I2 * R2, I1 = I2, U1 = I1 * R1} Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 18 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Phần TỔNG KẾT Ngày nay, mơ hình biểu diễn tri thức ngày ứng dụng rộng rãi nhiều lĩnh vực đời sống Các mơ hình biểu diễn tri thức sở công cụ cho việc thiết kế sở tri thức, suy luận tự động giải toán hệ giải thơng minh Các hệ thống có hoạt động tư giải tốn tương tự người có khả cho lời giải tường minh, tự nhiên phù hợp với cách nghĩ, cách viết người Bài toán điện chiều giúp ta hiểu rõ ứng dụng mơ hình biểu diễn tri thức miền tri thức nhỏ thuộc lĩnh vực giáo dục Đây ví dụ sở để phát triển ứng dụng lớn Như ta thấy toán điện chiều giải phương pháp gián tiếp – phương pháp trí tuệ nhân tạo sử dụng số nguyên tắc như: nguyên tắc phân nhỏ (chia đoạn mạch tổng quát thành mạch nhỏ có quan hệ nối tiếp song song), ngun tắc thứ tự…Bài tốn khơng thể giải việc cài đặt thủ tục, thuật toán thơng thường; tốn có tính khát quát chung cho nhiều trường hợp việc cài đặt cho trường hợp cụ thể Vì cần nắm bắt mơ hình, ý tưởng chung tốn thơng qua phương pháp giải vấn đề - toán tin học cải tiến chúng phù hợp với mục tiêu cần giải Nắm vững phương pháp luận nghiên cứu khoa học nắm vững lý thuyết đường sáng tạo, giúp người nghiên cứu có cách tiếp cận việc thiết kế thi công công trình nghiên cứu khoa học, tìm chọn phương pháp nghiên cứu hợp lý để thực nhiệm vụ nghiên cứu đạt mục đích nghiên cứu Trường ĐH Cơng Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 19 December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Phƣơng pháp luận nghiên cứu khoa học – PGS.TS Lƣu Xuân Mới [2] Mạng tính tốn ứng dụng (1995) – GSTS Hồng Kiếm TS Đỗ Văn Nhơn [3] Trí tuệ nhân tạo, phƣơng pháp ứng dụng (1989) – Bạch Hƣng Khang Hồng Kiếm [4] Trí tuệ nhân tạo - GS.TSKH Hoàng Kiếm Ths Đinh Nguyễn Anh Dũng [5] Slide: phƣơng pháp nghiên cứu khoa học tin học (Research Methodology in Computer Science) - GS.TSKH Hồng Kiếm Trường ĐH Cơng Nghệ Thơng Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 20 ... thức phương pháp luận, phương pháp sáng tạo để giải vấn đề cụ thể tin học Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO... Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học December 21, 2009 [TIỂU LUẬN PHƢƠNG PHÁP LUẤN SÁNG TẠO KHOA HỌC] Phần KHÁI NIỆM VỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1.1 Khoa học Khoa học trình nghiên cứu... dựa phương pháp luận ? ?phương pháp trí tuệ nhân tạo? ?? nguyên tắc sáng tạo nghiên cứu - sáng tọa khoa học Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin | Phương pháp luận sáng tạo khoa học 12 December 21, 2009 [TIỂU