TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
CHƯƠNG TRÌNH ĐÀO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG

BÀI THU HOẠCH
PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC



ỨNG DỤNG CÁC PHƯƠNG PHÁP, NGUYÊN TẮC SÁNG
TẠO ĐỂ GIẢI QUYẾT CÁC VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG
TIN HỌC
Học viên thực hiện:
Giảng viên : GS.TSKH. HOÀNG KIẾM
Học viên : TRỊNH QUỐC HÙNG
Mã học viên : CH1101088 Mục lục
LỜI MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 5
I. KHOA HỌC LÀ GÌ? 5
LỜI MỞ ĐẦU

Nghiên cứu khoa học (NCKH) là một hoạt động then chốt hàng đầu trong những ngành
khoa học. Kết quả từ NCKH là những phát hiện mới về kiến thức, về bản chất sự vật, phát
triển nhận thức khoa học về thế giới, sáng tạo phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới có
giá trị cao.
Ngày nay khi mà với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật làm thế giới trở nên bình đẳng
hơn, các biên giới quốc gia chỉ còn giá trị về địa lý thì cơ hội thành công là rất rõ rệt với tất
cả mọi người. Do đó việc nắm vững phương pháp, nguyên lý sáng tạo có thể coi như là
chìa khoá để mở cánh cửa thành công. Chỉ cẩn giải quyết được một vấn đề nào đó cũng có
thể làm nên cuộc cách mạng công nghệ mới.
Em xin chân thành cám ơn GS. TSKH thầy Hoàng Kiếm, đã cho em một kiến thức thật
bổ ích qua môn học này, đã làm thay đổi, mở mang tư duy của em trong mọi vấn đề.
Không chỉ là những vấn đề trong tin học mà còn tất cả những vấn đề trong mọi lĩnh vực,
đời sống hằng ngày.

CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
I. KHOA HỌC LÀ GÌ?
1.1 Khoa học
- Khoa học là hệ thống tri thức về mọi loại qui luật của vật chất và sự vận động của
vật chất, những qui luật của tự nhiên, xã hội và tư duy (Pierre Auger –Tendences actuelles
de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961).
- Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thiết
mới…về tự nhiên và xã hội. Những kiến thức hay học thiết mới này tốt hơn, có thể thay thế
cái củ không còn phù hợp.
- Hệ thống tri thức này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở
thực tiển xã hội. Phân biệt ra hai hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa
học.

y học…)

Phân loại ARISTOTE(384-322 trước công nguyên)

Khoa học lý
thuyết

Khoa học sáng tạo
Khoa học thực
hành

Mục đích

Tìm hiểu thực
tại
Sáng tạo tác phẩm
Hướng dẫn đời
sống

- Siêu hình
học
- vật lý học

- Từ từ học
- Thi pháp
- Biện chứng pháp

- Đạo đức học
- Kinh tế học
- Chính trị học


Tính cụ thể và phức tạp tăng dần
Phân loại Marx (1818 - 1883)
Marx chia khoa học ra làm nhóm:
- Khoa học tự nhiên có đối tượng là các dạng vật chất và hình thức vận động của các
dạng vật chất đó được thể hhiện trong giới tự nhiên cũng như mối liên hệ và quy luật của
chúng: cơ học, vật lý học, hóa học, sinh vật học, toán học,…
- Khoa học xã hội hay khoa học về con người có đối tượng là những sinh họat của
con người, những quan hệ xã hội… cùng các quy luật và những động lực của sự phát triển
xã hội: sử học, kinh tế học, chính trị học đạo đức học, mỹ học,… bao trùm tất cả các khoa
học vừa kể chính là chủ nghĩa duy vật lịch sử.
II. KỸ THUẬT VÀ CÔNG NGHỆ LÀ GÌ?
2.1 Công nghệ
Công nghệ: technoware + infoware + humanware + organware
2.2 Kỹ thuật
Kiến thức kinh nghiệm, kỹ năng có tính chất hệ thống, Phương pháp trình tự tác
nghiệp, phương tiện
2.3 Phân biệt khoa học, kỹ thuật và công nghệ
TT

KHOA HỌC

CÔNG NGHỆ

1

Nghiên cứu khoa học mang tính xác suất

Điều hành công nghệ mang tính xác định


7

Phát minh khoa học tồn tại mãi mãi với thời Sáng chế công nghệ tồn tại nhất thời và bị tiêu
gian

vong theo lịch sử tiến bộ kỹ thuật III. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC LÀ GÌ
Nghiên cứu khoa học là một họat động tìm kiếm, xem xét, điều tra, hoặc thử nghiệm. Dựa
trên những số liệu, tài liệu, kiến thức…đạt được từ các thí nghiệm nghiên cứu khoa học để
phát hiện ra những cái mới về bản chất sự vật, về thế giới tự nhiên và xã hội, và để sáng tạo
phương pháp và phương tiện kỹ thuật mới cao hơn, giá trị hơn.
3.1 Chức năng cơ bản của nghiên cứu khoa học
- Mô tả (định tính, định lượng)
- Giải thích (thuộc tính, nguồn gốc, quan hệ…)
- Dự đoán
- Sáng tạo (các giải pháp cải tạo thế giới)
3.2 Các đặc điểm của nghiên cứu khoa học
- Tính mới
- Tính tin cậy
- Tính thông tin
- Tính khách quan
- Tính rủi ro
- Tính thừa kế
- Tính cá nhân
- Tính phi kinh tế
3.3 Các loại hình nghiên cứu khoa học
- Nghiên cứu cơ bản (phát hiện bản chất, qui luật…)
+ Thuần túy (tự do)

- Lựa chọn và nghiên cứu thông tin:
o Thu thập và xử lý thông tin
o Nghiên cứu tư liệu
o Thâm nhập thực tế
o Tiếp xúc cá nhân
Nghiên c
ứ
u cơ b
ả
n

Nghiên c
ứ
u

ứ
ng d
ụ
ng

Tri
ể
n khai

Nghiên c
ứ
u cơ b
ả
n


ả
ng

Nghiên c
ứ
u

chuyên đ
ề

Tri
ể
n khai

bán đ
ạ
i trà

Quan hệ giữa các loại hình nghiên cứu
o Xử lý thông tin
- Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp và lập kế hoạch:
o Xây dựng giả thuyết.
o Xác định phương pháp luận nghiên cứu
o Lập kế hoạch
- Hoàn tất nghiên cứu:
o Đề xuất và xử lý thông tin
o Xây dựng kết luận và khuyến nghị
- Viết báo cáo hòan tất công trình:
o Sắp xếp tư liệu
o Viết báo cáo

Có sáu phương pháp:
1) Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới
2) Tìm những bất đồng
3) Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường
4) Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn
Có vấn đề
Có nghiên cứu
Không có
v
ấ
n đ
ề

Không có
nghiên c
ứ
u

Giả vấn đề
Không có vấn
đ
ề

Không có
Nghiên c
ứ
u

Nảy sinh vấn
đ

Tuy nhiên, một hệ thống ban đầu chưa hẳn đã có một chuẩn Vepol đủ 3 yếu tố trên, hoặc
đã đủ thì có thể phát triển gì thêm trên Vepol đó. 2.1 Năm phương pháp
- Dựng Vepol đầy đủ
- Chuyển sang Fepol
- Phá vở Vepol
- Xích Vepol
- Liên trường

2.2 Bốn mươi thủ thuật
1. Nguyên lý phân nhỏ
2. Nguyên lý “tách riêng”
3. Nguyên lý phẩm chất cục bộ
4. Nguyên lý phản đối xứng
5. Nguyên lý kết hợp
6. Nguyên lý vạn năng
7. Nguyên lý chứa trong
8. Nguyên lý phản trọng lượng
9. Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ
10. Nguyên lý thực hiện sơ bộ
11. Nguyên lý dự phòng
12. Nguyên lý đẳng thế
13. Nguyên lý đảo ngược
14. Nguyên lý cầu (tròn) hóa
15. Nguyên lý năng động
16. Nguyên lý tác động bộ phận và dư thừa
17. Nguyên lý chuyển sang chiều khác
18. Sự dao động cơ học

Phân tích
Phân chia Phân cp Phân tích
Phân loi
3.2 Các phương pháp phân tích vấn đề
a) Phân chia vấn đề:
Ví dụ: tìm cặp điểm gần nhau nhất trong tập n điểm

b) Phân loại vấn đề:
C
i
(P) = U C
i
(P)
C
i
(P) : p P ,T(P) (class có thể phủ nhau)
(class, classure)
Ví dụ: nhận dạng chữ in
Loại 2 chân : I
Loại 3 chân : A, L, V,
…
c) Phân công vấn đề:
Là một biến thể của nguyên lý
phân nhỏ vấn đề

Vấn đề A  { A1, A2,…, An}
P  { P1, P2,…, Pn}

d) Phân cấp bài toán:
Bài toán P  cấu trúc lại bài toán P’

Để thực hiện tốt phương pháp trực tiếp, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau :
- Nguyên lý 1 : Chuyển đổi dữ liệu bài toán thành dữ liệu của chương trình, có nghĩa
là “Dữ liệu của bài toán sẽ được biểu diễn lại dưới dạng các biến của chương trình
thông qua các quy tắc xác định của ngôn ngữ lập trình cụ thể “.
- Nguyên lý 2 : Chuyển đổi quá trình tính toán của bài toán thành các cấu trúc của
chương trình, có nghĩa là “Mọi quá trình tính toán đều có thể mô tả và thực hiện
dựa trên ba cấu trúc cơ bản : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh và cấu trúc lặp ”.
- Nguyên lý 3 : Biểu diễn các tính toán chính xác, có nghĩa là “Chương trình tính
toán theo các biểu thức chính xác không đồng nhất với quá trình tính toán chính xác về
mặt hình thức ”.
- Nguyên lý 4 : Biểu diễn các tính toán gần đúng bằng cấu trúc lặp, có nghĩa là “Mọi
quá trình tính toán gần đúng đều dựa trên các cấu trúc lặp với tham số xác định ”.
- Nguyên lý 5 : Phân chia bài toán ban đầu thành những bài toán nhỏ hơn, có nghĩa là
“Mọi vấn đề - bài toán đều có thể giải quyết bằng cách phân chia thành những vấn đề -
bài toán nhỏ hơn ”.
- Nguyên lý 6 : Biểu diễn các tính toán không tường minh bằng đệ quy, có nghĩa là
“Quá trình đệ quy trong máy tính không đơn giản như các biểu thức quy nạp trong toán
học ”.
4.2 Phương pháp gián tiếp:
Phương pháp này được sử dụng khi chưa tìm ra lời giải chính xác của vấn đề. Đây
cũng chính là cách tiếp cận chủ yếu của loài người từ xưa đến nay. Điểm khác ở đây là
chúng ta đưa ra những giải pháp mang đặc trưng của máy tính, dựa vào sức mạnh tính toán
của máy tính. Tất nhiên, một lời giải trực tiếp bao giờ cũng tốt hơn, nhưng không phải lúc
nào cũng có.
Chúng ta có thể áp dụng các phương pháp gián tiếp như sau :
Phương pháp thử – sai :
Khi xây dựng lời giải bài toán theo phương pháp thử – sai, người ta thường dựa
vào 3 nguyên lý sau :
- Nguyên lý vét cạn: Đây là nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tất cả các trường
hợp có thể xảy ra.

trước.
- Nguyên lý chung : Chọn hướng đi triển vọng nhất trong số những hướng đi đã
biết.
Phương pháp trí tuệ nhân tạo :
Phương pháp thử – sai và Heuristic, nói chung đều dựa trên một điểm cơ bản là
trí thông minh của chính con người để giải bài toán, máy tính chỉ đóng vai trò thực
thi mà thôi. Còn các phương pháp trí tuệ nhân tạo lại dựa trên trí thông minh của
máy tính. Trong những phương pháp này, người ta sẽ đưa vào máy tính trí thông
minh nhân tạo giúp máy tính bắt chước một phần khả năng suy luận như con người.
Từ đó, khi gặp một vấn đề, máy tính sẽ dựa trên những điều nó đã được “học“ để tự
đưa ra phương án giải quyết vấn đề.
Trong lĩnh vực “máy học”, các hình thức học có thể phân chia như sau :
- Học vẹt.
- Học bằng cách chỉ dẫn.
- Học bằng qui nạp.
- Học bằng tương tự.
- Học dựa trên giải thích.
- Học dựa trên tình huống.
- Khám phá hay học không giám sát.
Các kỹ thuật thường được áp dụng trong “máy học” là:
- Khai khoáng dữ liệu.
- Mạng nơ ron.
- Thuật giải di truyền.
- …

Một số ví dụ áp dụng các phương pháp giải quyết vấn đề trong lĩnh vực tin học:

Sơ lượt lịch sử phát triển của tablet
Kể từ khi Apple giới thiệu iPad, thuật ngữ "máy tính bảng" (tablet) đã trở nên quen thuộc
và thông dụng hơn. Nhưng thực ra, máy tính bảng đã xuất hiện từ khá lâu, nhưng lại không