Đại Học Quốc Gia TP HCM Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin 2012 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng trong Java Giảng viên: GS.TSKH. Hoàng Văn Kiếm HVTH: Nguyễn Hoàng Vũ MSHV: CH1101157 NỘI DUNG I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học 1. Giới thiệu phương pháp luận sáng tạo khoa học 2. Phương Pháp Luận Sáng Tạo Trong Tin Học 3. Giới thiệu 40 Nguyên tắc sáng tạo trong khoa học kỹ thuật II. Tổng quan về Java 1. Giới thiệu 2. Sơ lược về Java a. Nền tảng được thiết lập cho Java b. Ngôn ngữ lập trình Java c. Triết lý của Java d. Một số đặc điểm của Java e. Ứng dụng f. Một số khái niệm trên Java III. Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng trong Java 1. Nguyên tắc phân nhỏ 2. Nguyên tắc tách khỏi 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4. Nguyên tắc kết hợp 5. Nguyên tắc vạn năng 6. Nguyên tắc chứa trong 7. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 8. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 9. Nguyên tắc tự phục vụ 10. Nguyên tắc trung gian I. Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học 1. Giới Thiệu Phương Pháp Luận Sáng Tạo Khoa Học 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. 2. 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. 3. Giới thiệu 40 Nguyên tắc sáng tạo trong khoa học kỹ thuật (1) Nguyên tắc phân nhỏ - Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. (2) Nguyên tắc “tách khỏi” - 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. - 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 ). (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 phòng - 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 đẳng 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 cầu ( tròn ) hoá - Chuyển những phần thẳng của đối tượng 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. (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. (16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” - Nếu như khó nhận được 100% 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 chuyển 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 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 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 sử 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 tầng 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 theo chu kỳ - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. (20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích - 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 quay. (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 sử 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 hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư. (26) Nguyên tắc sao chép (copy) - Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. - Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến ( vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường ), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. (27) Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” - Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn ( thí dụ như về tuổi thọ). (28) Thay thế sơ đồ cơ học - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. - Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng . - Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định . - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. (29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng - Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. (30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng - Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. (31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ ( miếng đệm, tấm phủ ) - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. (32) Nguyên tắc thay đổi màu sắc - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. (33) Nguyên tắc đồng nhất - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu ( hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. (34) Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy ( hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. (35) Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. (36) Sử dụng chuyển pha - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng… (37) Sử dụng sự nở nhiệt - Sử dụng sự nở ( hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. (38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh - Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy. - Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy. - Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy. - Thay oxy giàu ozon ( hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon. (39) Thay đổi độ trơ - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. [...]... (server) Bộ phận hay được nhắc đến nhất của công nghệ này là công nghệ Servlet/JSP: sử dụng Java để làm các ứng dụng web J2ME (Java Micro Edition) Gồm các đặc tả, công cụ, API mở rộng để phát triển các ứng dụng Java chạy trên điện thoại di động, thẻ thông minh, thiết bị điện tử cầm tay, robo và những ứng dụng điện tử khác III Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng trong Java 1 Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung:... hay được nhắc đến nhất của công nghệ này là công nghệ Servlet/JSP: sử dụng Java để làm các ứng dụng web J2ME (Java Micro Edition) Gồm các đặc tả, công cụ, API mở rộng để phát triển các ứng dụng Java chạy trên điện thoại di động, thẻ thông minh, thiết bị điện tử cầm tay, robo và những ứng dụng điện tử khác f Một số khái niệm trên Java Ban đầu, Java chủ yếu dùng để phát triển các applet, các ứng dụng. .. (Java Standard Edition)Gồm các đặc tả, công cụ, API của nhân Java giúp phát triển các ứng dụng trên desktop và định nghĩa các phần thuộc nhân của Java: platform cho phát triển và thực thi các ứng dụng Java trên desktop và server, cũng như các thiết bị nhúng, và môi trường thời gian thực J2EE (Java Enterprise Edition) Gồm các đặc tả, công cụ, API mở rộng J2SE để phát triển các ứng dụng qui mô doanh nghiệp,... (Java Standard Edition)Gồm các đặc tả, công cụ, API của nhân Java giúp phát triển các ứng dụng trên desktop và định nghĩa các phần thuộc nhân của Java: platform cho phát triển và thực thi các ứng dụng Java trên desktop và server, cũng như các thiết bị nhúng, và môi trường thời gian thực J2EE (Java Enterprise Edition) Gồm các đặc tả, công cụ, API mở rộng J2SE để phát triển các ứng dụng qui mô doanh nghiệp,... từ kiến trúc Java Card, Embedded Java vf Personal Java của phiên bản Java 1.1 J2ME là nền tảng có tính chất nhỏ gọn nên có thể chạy được trên các hệ thống nhúng 4 Nguyên tắc kết hợp Nội dung: − Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kết cận − Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận Ứng dụng: Bộ JDK của Java có các công cụ hỗ trợ viết chương trình:... vấn đề nào đó Các package cũng hữu ích trong việc sử dụng những lớp có cùng tên nhưng khác chức năng − Inner class: là các lớp được khai báo bên trong một lớp khác Inner class thường được dùng như các lớp chuyển tiếp trong các interface Ưu điểm của sử dụng inner class là: thể hiện tính đóng gói và các inner class có thể truy xuất trực tiếp biến của lớp cha 7 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung: − Thực... và quản lý các thành phần đã được triển khai trong môi trường của nó Điều này có nghĩa là các nhà phát triển có thể tập trung vào các lôgic thương mại của các thành phần thay vì phải quan tâm đến cơ sở hạ tầng và các nhiệm vụ tích hợp khác J2ME (Java 2 Micro Edition) là một nền tảng Java được thiết kế cho những hệ thống nhúng (bao gồm các thiết bị mobile) J2ME được phát triển từ kiến trúc Java Card,... sau này cho chương trình phải được thực hiện trên tất cả các phiên bản trên các hệ điều hành Tuy nhiên đối với Java những khó khăn này đã được khắc phục Lập trình viên chỉ phải viết mã bằng ngôn ngữ Java, sử dụng những API, thư viện do Java cung cấp Mã nguồn sẽ được build thành những file class Các file class này có thể sử dụng trên bất kỳ hệ thống nào có sử dụng máy ảo Java Việc thông dịch ra mã máy... các ứng dụng Java Nó cung cấp các API, các kiến trúc chuẩn, các thư viện lớp và các công cụ cốt lõi nhất để xây các ứng dụng Java Mặc dù J2SE là nền tảng thiên về phát triển các sản phẩm chạy trên máy tính để bàn nhưng những tính năng của nó, bao gồm phần triển khai ngôn ngữ Java lớp gốc, các công nghệ nền như JDBC để truy vấn dữ liệu chính là chỗ dựa để Java tiếp tục mở rộng và hỗ trợ các thành phần... thể biên soạn phần mềm áp ứng tốt hơn, tương tác tốt hơn, và thực hiện theo thời gian thực Tính động (dynamic): Java động vì nó được thiết kế để áp ứng với môi trường tác nghiệp luôn trong tình trạng thay đổi Khi có yêu cầu mới xuất hiện trên thị trường, các loại đối tượng mới có thể được bổ sung vào ngay e Ứng dụng Ban đầu, Java chủ yếu dùng để phát triển các applet, các ứng dụng nhúng vào trình duyệt, . Tổng quan về phương pháp nghiên cứu khoa học 1. Giới thiệu phương pháp luận sáng tạo khoa học 2. Phương Pháp Luận Sáng Tạo Trong Tin Học 3. Giới thiệu 40 Nguyên tắc sáng tạo trong khoa học kỹ thuật II Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng trong Java 1. Nguyên tắc phân nhỏ 2. Nguyên tắc tách khỏi 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4. Nguyên tắc kết hợp 5. Nguyên tắc vạn năng 6. Nguyên tắc chứa trong 7 Đại Học Quốc Gia TP HCM Trường ĐH Công Nghệ Thông Tin 2012 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Các nguyên tắc sáng tạo được áp dụng trong Java Giảng viên: GS.TSKH.