BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
TIỂU LUẬN
Môn học: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
Đề tài:
PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO
TRONG TIN HỌC VÀ LIÊN HỆ
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH
GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN:
GS. TSKH. HOÀNG KIẾM
HỌC VIÊN THỰC HIỆN:
VŨ SƠN LÂM
MSHV: 12 12 020
LỚP: K22 – HTTT - KHTN
TP. HỒ CHÍ MINH – 12/2012
i
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
……………………………………………………………………………
sáng tạo, tìm tòi trong mỗi con người nói chung, và trong chính bản thân em
nói riêng.
Em xin kính chúc thầy nhiều sức khỏe, và tiếp tục đào tạo nên những thế
hệ học sinh giỏi, góp phần cho sự nghiệp kiến thiết con người, kiến thiết đất
nước.
Học viên thực hiện
Vũ Sơn Lâm
Tp.HCM, Ngày 15 tháng 12 năm 2012
iii
MỤC LỤC
MỤC LỤC iii
Chương 1 GIỚI THIỆU 1
1.1 Dẫn nhập 1
1.2 Nội dung tiểu luận 2
Chương 2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN HỌC 3
2.1 Nguyên tắc phân nhỏ 3
2.2 Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 3
2.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 4
2.4 Nguyên tắc phản đối xứng 5
2.5 Nguyên tắc kết hợp 5
2.6 Nguyên tắc vạn năng 6
2.7 Nguyên tắc chứa trong 7
2.8 Nguyên tắc phản trọng lượng 8
2.9 Nguyên tắc gây ứng xuất sơ bộ 8
2.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 8
2.11 Nguyên tắc dự phòng 9
2.12 Nguyên tắc đẳng thế 10
3.1 Trackball 28
3.2 Con chuột đầu tiên 28
v
3.3 Chuột bi đầu tiên 29
3.4 Chuột quang 33
3.5 Chuột có phím cuộn 34
3.6 Chuột không dây đầu tiên 34
3.7 Chuột laser 35
3.8 Chuột không cần bàn di đầu tiên 36
3.9 Chuột 3D 37
3.10 Mouseless 38
Chương 4 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CHUỘT MÁY TÍNH DƯỚI
GÓC NHÌN CỦA CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO 40
4.1 Nguyên tắc phân nhỏ 40
4.2 Nguyên tắc tách khỏi 40
4.3 Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 41
4.4 Nguyên tắc phản đối xứng 41
4.5 Nguyên tắc vạn năng 41
4.6 Nguyên tắc chứa trong 41
4.7 Nguyên tắc phản trọng lượng 42
4.8 Nguyên tắc dự phòng 42
4.9 Nguyên tắc đẳng thế 42
4.10 Nguyên tắc đảo ngược 43
4.11 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 44
4.12 Nguyên tắc linh động 44
4.13 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 44
4.14 Nguyên tắc quan hệ phản hồi 45
4.15 Nguyên tắc tự phục vụ 45
vi
4.16 Nguyên tắc rẻ thay cho đắt 45
bên trong các nguyên tắc này, sẽ giúp chúng ta nhanh chóng tìm ra con đường
ngắn nhất để sáng tạo, tìm cái mới, cũng như giải quyết vấn đề.
Chính vì vậy, đề tài: “Phân tích các nguyên tắc sáng tạo trong tin học và
liên hệ lịch sử phát triển của chuột máy tính” đã được chọn làm nội dung cho
bài tiểu luận này. 2
1.2 Nội dung tiểu luận
Nội dung bài tiểu luận này trình bày theo các chương như sau:
Chương 2: Các nguyên tắc sáng tạo trong tin học. Chương này mô tả các
nguyên tắc sáng tạo khoa học và lấy các ví dụ trong tin học để minh họa.
Chương 3: Lịch sử phát triển của chuột máy tính. Chương này trình bày
lịch sử phát triển của chuột máy tính, từ con chuột đầu tiên đến những phiên
bản hiện đại.
Chương 4: Lịch sử phát triển của chuột máy tính dưới góc nhìn của
nguyên tắc sáng tạo khoa học.
Chương 5: Thế hệ chuột tương lai. Áp dụng những nguyên tắc sáng tạo, dự
đoán phiên bản chuột máy tính trong tương lai.
Chương 6: Kết luận. 3
Chương 2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG TIN
HỌC
2.1 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 của đối tượng.
- 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 có các chức năng khác nhau.
- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất
của công việc.
Ví dụ trong tin học:
a. Trong thiết kế web, trên một trang web thì banner, header có màu sắc,
kiểu dáng, kích thước thường khác so với các dòng chữ thông thường để
tăng tính dễ đọc và hấp dẫn với người xem.
b. Bộ nhớ cache của CPU được thiết kế để hoạt động với tốc độ cao hơn
nhiều (so với bộ nhớ RAM, ổ cứng) nhằm làm giảm thời gian truy xuất
dữ liệu, đồng thời tương ứng với tốc độ xử lý của CPU (tránh hiện tượng
nghẽn cổ chai)
c. Xét trong một hệ thống ứng dụng server-client thì các máy server cần
phải được đầu tư với cấu hình mạnh, nhiều RAM hơn, tốc độ CPU cao
hơn, đặt trong phòng máy lạnh để tản nhiệt tốt nhất…
d. Một ví dụ khá thú vị và rất tự nhiên trong đời thường, đó là khi ta chọn
mua một máy tính. Chẳng hạn ta có nhu cầu chơi game, thì ta cần chọn
máy có card đồ họa mạnh, nếu ta chỉ có nhu cầu lập trình, thì ta chọn
máy có CPU, RAM cấu hình tốt (không cần card đồ họa mạnh), hoặc ta
5
chỉ có nhu cầu đánh văn bản, soạn thảo hợp đồng và hay đi lại công tác,
thì nên chọn máy cấu hình không cần cao nhưng phải nhỏ gọn, nhẹ. Như
vậy, đối với cấu trúc của một máy tính, không nhất thiết mọi bộ phận
phải có phẩm chất đồng đều.
2.4 Nguyên tắc phản đối xứng
Nội dung:
- Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói
chung làm giảm bậc đối xứng)
Ví dụ trong tin học:
a. Điện thoại có chức năng báo thức.
b. Sự kết hợp của chức năng điện thoại và chức năng giải trí, đã cho ra đời
các thế hệ Smartphone, như iPhone, Samsung Smartphone…
c. Một trang web học tiếng Anh trực tiếp ở Việt Nam đang rất phát triển
hiện nay, đó là trang www.hellochao.vn. Điểm đặc biệt ở trang này, là
sự kết hợp của việc học, giải trí, tán gẫu (chat) và viết blog chia sẻ.
d. Smart cover của iPad vừa có chức năng bảo vệ màn hình, vừa có thể
dùng làm giá đỡ, kê iPad lên để sử dụng thuận tiện hơn.
7
Smart cover của iPad với chức năng bảo vệ màn hình Smart cover của iPad với chức năng làm giá đỡ
2.7 Nguyên tắc chứa trong
Nội dung:
- 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.
Ví dụ trong tin học:
a. Điện thoại nắp trượt: giấu bàn phím bên trong nó.
8
b. Các file cần gửi qua mạng thường được nén thành một file zip.
2.8 Nguyên tắc phản trọng lượng
Nội dung:
- Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng
khác, có lực nâng.
Ví dụ trong tin học:
a. Dữ liệu là rất quan trọng, ở các công ty, dữ liệu thường phải được
backup hàng ngày, hàng tuần, hàng tháng… để đề phòng bất trắc.
b. Chúng ta cũng thường upload dữ liệu của mình lên các Servers như
Mediafire, Google drive, Mega upload… để phòng máy tính cá nhân của
mình bị trục trặc hay mất mát. Thậm chí có khi không yên tâm, còn
upload lên nhiều Server của các công ty khác nhau.
c. Công nghệ RAID trong ổ cứng, dữ liệu được lưu trên nhiều ổ cùng một
lúc, nhằm tăng độ an toàn của dữ liệu.
RAID 1 có khả năng đảm bảo an toàn dữ liệu
10
d. Hiện nay (2012) Google có 8 trung tâm dữ liệu trên toàn thế giới (sáu ở
Mỹ, một ở Phần Lan, một ở Bỉ) và sắp tới sẽ xây dựng thêm 5 trung tâm
dữ liệu ở Chile, Hong Kong, Singapore và Đài Loan
Trung tâm dữ liệu của Google
2.12 Nguyên tắc đẳng thế
Nội dung:
- Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các
đối tượng.
Ví dụ trong tin học:
a. Hiểu theo nghĩa rộng, tinh thần chung của nguyên lý này là phải đạt
được kết quả cần thiết với năng lượng và chi phí thấp nhất. Một ví dụ
khá thú vị đó là luật dóng hàng trong việc cấp phát bộ nhớ chương trình.
Luật này phát biểu rằng: địa chỉ của một biến có kiểu dữ liệu cơ sở phải
là bội số của kích thước mà biến đó yêu cầu. Chẳng hạn, biến int có 4
bytes, thì nó phải được cấp phát tại địa chỉ là bội của 4.
Luật dóng hàng giúp giảm bớt chi phí truy xuất bộ nhớ lấy dữ liệu. Để
Bàn phím ảo trên Smartphone
c. Trong một số game, thay vì cho nhân vật di chuyển, ta có thể cho cảnh
thay đổi để tạo hiệu ứng di chuyển.
13
d. Chứng minh phản chứng trong lý thuyết đồ thị. Ví dụ thay vì chứng
minh đồ thị liên thông, ta giả sử đồ thị không liên thông và đi tìm điều
vô lý.
2.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa
Nội dung:
- 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.
Ví dụ trong tin học:
a. Thiết bị lưu trữ dữ liệu trước đây là băng từ. Với băng từ, rất khó để di
chuyển đến một đoạn dữ liệu mong muốn, vì là cơ chế đọc tuần tự. Tuy
nhiên, với đĩa từ (quy tắc tròn hóa) thì vấn đề trên được giải quyết tốt.
Băng từ và đĩa từ
b. Con chuột máy tính (Mouse) được phát minh đầu tiên bởi Douglas
Engelbart. Ở phiên bản này, hai bánh xe đặt vuông góc với nhau được
sử dụng để tạo di chuyển cho chuột. Ở các thế hệ tiếp theo, một viên bi
(quy tắc cầu hóa) đã được sử dụng thay thế.
14
Viên bi được sử dụng thay thế cho hai bánh xe
2.15 Nguyên tắc cầu linh động
có thể tháo lắp dễ dàng.
Bàn phím Touch cover của Microsoft Surface có thể tháo ráp linh hoạt
16
2.16 Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”
Nội dung:
- 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
Ví dụ trong tin học:
a. Trong lập trình web, nếu việc xử lý ajax phức tạp, tốn nhiều thời gian, ta
có thể xử lý postback (load toàn bộ trang) như bình thường. Mặc dù
không hoàn hảo, tốt bằng ajax nhưng trong những hoàn cảnh nhất định,
việc load toàn bộ trang có thể chấp nhận được.
b. Nếu chưa có điều kiện về tài chính, ta có thể đầu tư mua 1 hoặc 2 server
trước, rồi sau đó sẽ nâng cấp bổ sung dần dần.
2.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác
Nội dung:
- 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
- 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
Ví dụ trong tin học:
a. Hệ điều hành đa nhiệm, cùng lúc chạy nhiều chương trình.
b. Xử lý song song, đa luồng.
c. Trong quản lý dự án CNTT, cần luân chuyển người giữa các dự án, để
giảm thời gian nghỉ trong trường hợp dự án ít việc (tuy nhiên cần chú ý
không nên khai thác sức lao động quá mức, cần đảm bảo sức khỏe cho
nhân viên)
2.21 Nguyên tắc “vượt nhanh”
Nội dung:
- Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn.
- Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết.
2.22 Nguyên tắc biến hại thành lợi
Nội dung:
- Sử dụng những tác nhân có hại 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.
Copyright: Tài liệu đại học ©