PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TPHCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TINKHOA MẠNG MÁY TÍNH và TRUYỀN THÔNG

-o0o -Báo cáo đề tài:

ỨNG DỤNG

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG TIN HỌC

Bộ môn: Phương pháp luận sáng tạo khoa học

LỜI CÁM ƠN

Đầu tiên, em xin chân thành cám ơn thầy Hoàng Kiếm đã truyền đạt cho chúng em những kiến thức quý báu trong môn Phương pháp luận sáng tạo khoa học để chúng

em hoàn thành đề tài này.

Chúng em cũng xin gửi lời cám ơn chân thành đến các thầy cô trong trường ĐH Công Nghệ Thông Tin đã tận tình giúp đỡ chúng em trong thời gian học vừa qua.

Do kiến thức có hạn, nên bài làm của chúng em không tránh khỏi thiếu sót Chúng em rất mong nhận được sự đóng góp quí báu của các thầy cô.

TpHCM, ngày 4 tháng 1 năm 2010Lớp MMT-TT01

Sinh viên thực hiệnĐinh Xuân Thắng

Nhận xét của giáo viên hướng dẫn

Lời nói đầu

-Trong mọi lĩnh vực, từ việc nghiên cứu cho đến thực thi những vấn đề liên quan, chúng ta đều cần phải biết tư duy và sáng tạo Hoạt động ấy nhằm giúp chúng ta dễ dàng

Nội dung của bài báo cáo bao gồm các phần chính sau:

LỜI CÁM ƠN 2

Giới thiệu phương pháp luận sáng tạo khoa học 5

Phương pháp luận sáng tạo trong tin học 7

Các nguyên tắc và thủ thuật trong tin học 7

Nguyên tắc chứa trong 11

Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 12

Nguyên tắc dự phòng 13

Nguyên tắc cầu (tròn)hóa 14

Nguyên tắc linh động 14

Nguyên tắc quan hệ phản hồi 15

Nguyên tắc sử dụng trung gian 16

Nguyên tắc tự phục vụ 17

Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 17

Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa 19

Nguyên tắc chuyển hướng theo chiều khác 19

Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 20

Nguyên tắc sao chép(Copy) 21

Nguyên tắc thay đổi màu sắc 21

Ứng dụng các nguyên tắc phương pháp luận sáng tạo vào ứng dụng cụ thể

Nguyên tắc chứa trong 23

Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 24

Nguyên tắc dự phòng 24

Nguyên tắc linh động 24

Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 25

Nguyên tắc sao chép 25

Nguyên tắc thay đổi màu sắc 25

Giới thiệu phương pháp luận sáng tạo khoa học

PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO LÀ GÌ ?

-Nói một cách ngắn gọn, "PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO" (Creativity

Methodologies) là bộ môn khoa học có mục đích xây dựng và trang bị cho mọi người hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành tiên tiến về suy nghĩ để giải quyết vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy -"PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO" là phần ứng dụng của khoa học rộng lớn hơn, mới hình thành và phát triển trong thời gian gần đây : KHOA HỌC SÁNG TẠO (Creatology).

-Theo các nhà nghiên cứu sau nông nghiệp, công nghiệp và tin học Làn sóng ứng với Creatology (hay còn gọi là thời đại hậu tin học) chính là sự nhấn mạnh vai trò chủ thể tư duy sáng tạo của loài người trong thế kỷ XXI.

-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 Tóm lại, bạn làm được gì mới, khác và có ích lợi, đấy là sáng tạo Sự sáng tạo nảy sinh ở mọi tầng lớp và mọi giai đoạn trong cuộc sống của chúng ta.

-Ðối với một công ty hay tổ chức, tài nguyên quan trọng nhất chính là nguồn nhân lực, tức là những người làm việc cho công ty, tổ chức Họ gồm các thợ bảo trì, những người bán hàng, các công nhân trong dây chuyền sản xuất, những người đánh máy và các cán bộ quản lý mọi cấp bậc Nguồn nhân lực của công ty làm cho các tài nguyên khác hoạt động, mang lại hiệu quả cao Thiếu nhân sự tốt, một công ty, tổ chức, dù được trang bị máy móc hoàn hảo nhất, được tài trợ tốt nhất, sẽ hoạt động kém hiệu quả.

-Vì vậy, mỗi người trong mỗi cơ cấu tổ chức cần học phương pháp luận (các thủ thuật cơ bản, các phương pháp, lý thuyết) về tư duy sáng tạo Ðiều này làm cho cơ cấu tổ chức của bạn mạnh lên rất nhiều Trong mỗi cơ cấu tổ chức, càng nhiều người học phương pháp luận về tư duy sáng tạo, tổ chức hoạt động càng có hiệu quả.

Phương pháp luận sáng tạo trong tin học

-Tin học là một ngành hiện đại, từ khi có tin học cuộc sống của con nguời ngày càng được nâng cao, thế giới biến đổi nhanh “chóng mặt” Ngành học đòi hỏi sự đầu tư tư duy, chất xám, một sản phẩm tin học được đánh giá cao là sản phẩm có “hàm lượng” tư duy và chất xám cao Một công ty thuộc lĩnh vực tin học không cần phải có diện tích to lớn, cơ sở hạ tầng hoành tráng, nguồn nhân lực đông đảo, mà cần chủ yếu là tư duy và chất xám, cần sự sáng tạo ra cái mới, cái khác hữu dụng, tốt hơn sản phẩm cũ Các sản phẩm tin học không cần đầu tư nhiều thiết bị cho sản phẩm, thay vào đó đầu tư về chất xám càng nhiều thì sản phẩm càng được người dùng đón tiếp, sử dụng trên thị trường.

Các nguyên tắc và thủ thuật trong tin học

Nguyên tắc phân nhỏ:Nội dung:

-Chia đối tượng thành các phần độc lập

-Làm đối tượng trở nên tháo lắp được

-Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng

Dữ liệu có thể quá lớn,được lưu trữ trong một đĩa có thể lưu trữ trong nhiều đĩa

Khi lưu trữ dữ liệu trong nhiều đĩa thì khả năng truy vấn dữ liệu được thực hiện nhanh hơn

-Trong lập trình chúng ta cũng chia nhỏ chức năng ra thành các hàm,mỗi hàm đảm nhiệm một chức năng.Do đó chúng ta có thể dễ dàng sửa lỗi ,tìm lỗi ,chương trình có cái nhìn chi tiết hơn

-Tách phần gây phiền phức hay ngược lại ,tách phần duy nhất cần thiết ra khỏi đối tượng

Ví dụ:

-Trong phần âm thanh,chúng ta có thể tách những phần không cần thiết ra khỏi ,chúng ta sẽ có âm thanh mà chúng ta cần.ví dụ như âm thanh đó bao gồm nhiều âm thanh tạp ,chúng ta có thể loại bỏ những phần không cần thiết

-Trong lập trình chúng ta cũng thấy các lập trình viên hay sử dụng phương pháp này.Khi thuộc tính của đối tượng phức tạp hay chúng ta muốn tách thuộc tính đó của đối tượng ra để dễ xử lý

Nguyên tắc phản (bất )đối xứngNội dung:

-Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng –phản đối xứng (nói chung làm giảm bậc đối xứng của đối tượng)

-Nếu đối tượng phản đối xứng,tăng mức độ phản đối xứng(giảm bậc đối xứng)

Ví dụ:

-Trong tìm kiếm nhị phân, thì tìm kiếm nhị phân đơn giản không hiệu hiệu quả bằng các phương pháp tìm kiếm nhị phân khác vì tìm kiếm nhị phân đơn giản bắt đầu tìm kiếm ở giữa.Trong khi đó chúng ta có thể tìm hiệu quả hơn bằng cách tìm kiếm tại một điểm hiệu quả hơn.

-Có thể thấy ứng dụng về nguyên tắc kết hợp rõ nét nhất là multi-tasking trong hệ điều hành hay các multi-thread trong các ứng dụng

-Trong lập trình,từ một đối tượng chúng ta có thể tách các chức năng của chúng thành các hàm khác nhau bằng phương pháp phân nhỏ.Sau đó,có thể kết hợp các chức năng này lại với nhau theo từng trường hợp cụ thể.Ví dụ như khi chúng ta chia nhỏ các chức năng ra thành các hàm khác nhau.Sau đó,trong một hàm nào đó chúng ta có thể kết hợp hai chức năng này lại với nhau

Nguyên tắc vạn năngNội dung:

-Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau,do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác

Ví dụ:

-Trong một phần mềm ứng dụng tin học(Ví dụ như Norton Commander )vừa có chức năng quản lý file ,giải nén, đồng bộ file Vì thế người dùng không cần phải dùng nhiều công cụ để quản lý nhiều tác vụ,chỉ cần một ứng dụng có thể làm được nhiều tác vụ.

-Chúng ta có thể thấy rõ được chức năng của nguyên tắc này

Nguyên tắc chứa trongNội dung:

-Một đối tượng chứa bên trong nó một đối tượng khác và đối tượng khác đó lại chứa đối tượng thứ 3

-Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên đối tượng khác.

Ví dụ:

-Trong lập trình,ta có thể thấy khái niệm mảng 2 chiều và mảng môt chiều.Và mảng 2 chiều chính là đối tượng thể hiện nguyên tắc chứa trong.Tức là mảng của mảng.Mảng này nằm trong mảng cha

-Ví dụ:int [a] Đây là mảng một chiều

Int [a][b].Đây là mảng của mảng.Tức là mảng 2 chiều chứa các mảng một chiều hay nói cách khác mảng một chiều chứa trong mảng 2 chiều.

-Trong lập trình hướng đối tượng,các đối tượng có thể kế thừa từ đối tượng khác.Ví dụ đối tượng sinh viên được kế thừa từ đối tượng là người.Ta có thể nói đối tượng sinh viên chứa trong đối tượng người.Đối tượng sinh viên chứa tất cả các đặc điểm của đối tượng người

-Hay trong quản lý thư mục ,một thư mục cha có thể có nhiều con hoặc nhiều file khác ,và thư mục con cũng có thể chứa thư mục con hoặc nhiều file khác nhau

Nguyên tắc thực hiện sơ bộNội dung:

-Thực hiện trước sự thay đổi, tác động cần có,hoàn toàn hoặc từng phần đối với đối tượng

-Cần sắp xếp các đối tượng trước,sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất và không mất thời gian dịch chuyển

Ví dụ:

-Khi sao chép một tập tin vào một ổ đĩa ,ví dụ như ổ đĩa không có đủ dung lượng để chứa hết các tập tin.Trong trường hợp này sao chép sẽ tiến hành một nữa và sau đó sẽ ngắt quãng vì không đủ dung lượng.Vì vậy,hầu hết các chương trình sao chép đều kiểm tra dung lượng ổ đĩa trước khi ghi vào ổ đĩa Đây chính là ví dụ về nguyên tắc thực hiện sơ bộ

Nguyên tắc dự phòngNội dung:

-Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động ,ứng cứu,an toàn

Ví dụ:

-Đây có thể nói là nguyên tắc được áp dụng rất nhiều trong công nghệ thông tin.Ta có thể nêu ra một ví dụ đơn giản được áp dụng trong windows là chương trình back up của winhdow.

-Trong hệ điều hành windows,ta còn có thể thấy thùng rác cũng như một nguyên tắc dự phòng.Khi người dùng xóa file thì file sẽ được lưu trong recycle bin.Người dùng có thể khôi phục lại file nếu cần thiết.

-Ngoài ra,trong các thiết bị mạng ta cũng có thể thấy các thiết bị hiện giờ cũng luôn có các nguyên tắc dự phòng.Ví dụ như trong thiết bị router của cisco ta có thể thấy có nguyên tắc dự phòng là SPT(spaning tree).Khi một đường mạng nào đó bị

đứt hay bị hỏng thì luôn có một đường dự phòng khác làm cho hệ thống mạng luôn chạy ổn định và mang tính liên tục.

Có thể nói đây là một nguyên tắc rất quan trọng và được áp dụng rộng rãi trong lĩnh vực công nghệ thông tin cũng như các lĩnh vực khác trong đời sống.

Nguyên tắc cầu (tròn)hóaNội dung:

-Chuyển những thành phần thẳng của đối tượng thành cong,mặt phẳng thành mặt cầu,kết cấu hình hộp các loại thành hình cầu

-Sử dụng các con lăn ,viên bi,vòng xoắn

-Chuyển từ chuyển động thẳng sang chuyển động quay,sử dụng lực ly tâm

Ví dụ:

-Trong tìm kiếm,chúng ta có thể thay thế tìm kiếm tuyến tính với một tìm kiếm phức tạp hơn đó là tìm kiếm nhị phân

-Trong điều khiển máy in,chúng ta có thể thay thế việc kết nối từ PC tới máy in bằng kết nối từ máy in đến server Bằng các h này chúng ta có thể kiếm soát được các điều khiển trên máy in

Nguyên tắc linh độngNội dung:

-Cần thay đổi các đặc 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 đối với nhau

-Nếu đối tượng nhìn chung bất động,làm nó di động được

Ví dụ:

-Dynamic DNS

-Khi bạn có một địa chỉ IP tĩnh ,địa chỉ là ánh xạ tên miền trong các máy chủ DNS.Nhưng nếu máy chủ của bạn được kết nối thông qua dial-up (Có nghĩa là bạn có một địa chỉ ip động).Vậy thì bạn làm thế nào để gán tên miền?Đó là vấn đề giải quyết bằng tính năng động của DNS

-Trong DNS,các máy chủ (Có địa chỉ IP động )liên lạc với nhà cung cấp dịch vụ DNS mỗi lần thay đổi địa chỉ IP của nó.Sau đó được cập nhật ở máy chủ DNS.Và kết quả là máy chủ có địa chỉ IP động dễ dàng tiếp cận bởi người dùng

Nguyên tắc quan hệ phản hồiNội dung:

-Thiết lập quan hệ phản hồi

-Nếu đã có quan hệ phản hồi hãy thay đổi (hoàn thiện)nó

Ví dụ:

-Ví dụ để thấy rõ nét nhất nguyên tắc quan hệ phản hồi là quá trình bắt tay 3 bước trong quá trình giao tiếp trên mạng.Trong quá trình bắt tay luôn có gói tin phản hồi ACK.Gói tin này cho biết bên kia đã nhận được gói tin mà gói tin bên kia.Hình vẽ minh họa

Nguyên tắc sử dụng trung gianNội dung:

-Sử dụng đối tượng trung gian,chuyển tiếp để mang,truyền tác động

-Tạm thời gắn đối tượng cho trước với đối tượng khác,dễ tách rời sau đó

Ví dụ:

-Trong lập trình ,nguyên tắc này được sử dụng rất nhiều.Chúng ta có thể lấy một ví dụ về sử dụng nguyên tắc này trong việc hoán đổi vị tri của hai số

Function swap(int a,int b)

Int temp;

-Đối tượng phải tự phục vụ bằng các thao tác (hoạt động)phụ trợ,sửa chữa

-Sử dụng phế liệu,chất thải,năng lượng dư

Ví dụ:

-Trong lập trình C căn bản,khi khai báo các đối tượng và các đối tượng sẽ được cấp phát bộ nhớ.Thường dùng hàm malloc() với hàm calloc().Sau đó,để hủy bỏ bộ nhớ chúng ta phải dùng hàm free().

-Còn trong C++,có hàm new() và delete()

-Chính việc này đã làm ảnh hưởng ít nhiều đến lập trình viên.Vì thế các ngôn ngữ sau này (C#,java )các đối tượng sau khi được khai báo ,nếu không dùng nữa có thể tự hủy bỏ bộ nhớ đã dùng.Đây chính là khả năng tự phục vụ của đối tượng

Nguyên tắc rẻ thay cho đắtNội dung:

-Thay các đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có phẩm chất kém hơn(ví dụ như về tuổi thọ)

Ví dụ:

-Trong mô hình mail-Exchange Server gồm các thành phần:Mailbox server role,client acess server role,Hub transport server role,Edge transport server

role,Unifield Mesaging Server role.

-Trong đó,Hub transport server role có nhiệm vụ vận chuyển mail trong nội bộ,hay từ trong nội bộ ra ngoài Internet cũng như từ bên ngoài Internet vào trong nội bộ.Vì thế,Hub transport server role sẽ nhận được rất nhiều mail chuyển đến từ

Interner.Và dĩ nhiên Spam mail có rất nhiều.Vì thế dễ dàng bị hacker tấn công và có thể làm hư Hub transport Server role.Hệ thống mail trong cơ quan sẽ hoàn toàn bị tê liệt.

-Để giải quyết vấn đề này ,chúng ta có thể để Edge transport server role vào vùng DMZ.Edge Server giống như mail gateway.Sau này,khi các mail từ bên ngoài vào bên trong nội bộ đều thông qua Edge Server,và sau đó Edge Server sẽ chuyển tới Hub Transport Server.

-Sau này khi các hacker muốn tấn công vào hệ thống mạng thì đầu tiên hệ thống mạng của chỉ bị tê liệt Edge Server.Và hệ thống Edge server dễ dàng khôi phục lại mà không ảnh hưởng nhiều đến toàn bộ hệ thống.Đây là biện pháp thể hiện

nguyên tắc rẻ thay cho đắt Hình vẽ minh họa:

Nguyên tắc giải thiếu hoặc thừa.Nội dung:

-Nếu khó chấp nhận được 100% hiệu ứng ,kết quả cần thiết,nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn một chút.Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản và dễ dãi hơn một

-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 trên mặt phẳng (hai chiều),tương tự,những bài toán liên quan đến chuyển động(hay sắp xếp)các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa 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

Ví dụ: