ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
---------------  ---------------
BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC
PHƢƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO KHOA HỌC

ĐỀ TÀI:

CÁI NHÌN VỀ THUẬT TOÁN TRÊN QUAN ĐIỂM CÁC NGUYÊN
TẮC SÁNG TẠO KHOA HỌC GVHD :GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm

SV :Nguyễn Lâm Tú –06520525

Niên khóa : 2006 - 2010

Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 2
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525 LỜI NÓI ĐẦU

Nhƣ Lê-Nin từng nói:”học, học nữa, học mãi” – có lẽ sự học là một quá trình lâu
dài và gắn liền với mỗi con ngƣời. Xung quanh chúng ta còn rất nhiều điều cần tìm hiểu,
còn nhiều thứ đang đợi ta khám phá. Những phát minh, sáng chế của con ngƣời đã thay


NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN

...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
...................................................................................................................................
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 4
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525
TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Bài giảng môn học “Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học” .
Giảng viên : GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm
[2] Giải một bài toán trên máy tính nhƣ thế nào(1,2,3)
- GS.TSKH. Hoàng Kiếm
[3] http://vi.wikipedia.org/wiki/Quay_lui_(khoa_học_máy_tính)

MỤC LỤC

I. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC – NHỮNG KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU ..................................................6
1. Phân loại theo chức năng nghiên cứu : ......................................................................................6
2. Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu : ....................................................................6
II. LÀM THẾ NÀO ĐỂ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠT HIỆU QUẢ ............................................8
1. Trình tự các bƣớc cần tiến hành trong nghiên cứu khoa học ........................................................8
2. Các khó khăn thƣờng gặp phải và cách khắc phục....................................................................11
3. Những điều nên và không nên làm trong nghiên cứu khoa học..................................................13
III. VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA CÁ NHÂN.........................................................16
1. Giới thiệu..............................................................................................................................16
2. Các bƣớc giải quyết một vấn đề bài toán và áp dụng nguyên lý .................................................16
3. Khái quát về các thuật toán, thuật giải, cấu trúc dữ liệu ............................................................17
3.1. Phƣơng pháp trực tiếp.....................................................................................................17
3.2. Phƣơng pháp thử sai .......................................................................................................25
3. 3 Phƣơng pháp Heuristic ...................................................................................................30
3.4 Phƣơng pháp trí tuệ nhân tạo ...........................................................................................36
IV. KẾT LUẬN ..........................................................................................................................49

tại. Khoa học không bao giờ dừng lại ở mô tả và dự báo mà luôn hƣớng vào sự sáng
tạo các giải pháp cải tạo thế giới.
2. Phân loại theo tính chất của sản phẩm nghiên cứu :
Theo tính chất của sản phẩm, nghiên cúu đƣợc phân loại thành nghiên cứu cơ bản,
nghiên cứu ứng dụng và ghiên cứu triển khai.
Nghiên cứu cơ bản (Fundamental research) là những nghiên cứu nhằmphát hiện
thuộc tính, cấu trúc, động thái các sự vật, tƣơng tác trong nội bộ sự vật và mối liên hệ
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 7
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

giữa sƣ vật với các sƣ vật khác. Sản phẩm nghiên cứu cơ bản có thể là các khám phá,
phát hiện, phát minh, dẫn đến viêc hình thành một hệ thống lý thuyết có giá trị tổng
quát, ảnh hƣởng đến một hoặc nhiều lĩng vực khoa học, chẳng hạn Newton phát minh
định luật hấp dẫn vũ trụ; Marx phát hiện quy luật giá trị thặng dƣ. Nghiên cứu cơ bản
đƣợc phân thành hai loại : nghiên cứu cơ bản thuần túy và nghiên cứu cơ bản định
hƣớng.
 Nghiên cứu cơ bản thuần túy, cò đƣợc gọi là nghiên cứu cơ bản tự do hoặc
nghiên cứu cơ bản không định hƣớng, là những nghiên cứu về bản chất sự vật để
nâng cao nhận thức, chƣa có hoặc chƣa bàn đến ý nghĩa ứng dụng.
 Nghiên cứu cơ bản định hƣớng, là những nghiên cứu cơ bản đã dự kiến
trƣớc mục đích ứng dụng. các hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên, kinh tế, xã
hội, … đều có thể xem là nghiên cứu cơ bản định hƣớng. Nghiên cứu cơ bản định
hƣớng đƣợc phân chia thành nghiên cứu nền tảng (background research) và nghiên
cứu chuyên đề (thematic research).
 Nghiên cứu nền tảng, là những nghiên cứu về quy luật tổng thể của một hệ
thống sự vật. Hoạt động điều tra cơ bản tài nguyên và các điều kiện thiên nhiên
nhƣ địa chất, nghiên cứu đại dƣơng, khí quyển, khí tƣợng; điều tra cơ bản về kinh
tế, xã hội đều thuộc loại nghiên cứu nền tảng.
 Nghiên cứu chuyên đề, là nghiên cứu về một hiên tƣợng đặc biệt của sự vật,
ví dụ trạng thái plasma của sự vật, bức xạ vũ trụ, gien di truyền. Nghiên cứu

thuật và khoa học công nghệ là một dạng triển khai nhằm kiểm chứng giả thuyết
về hình mẫu trên một quy mô nhất định, thƣờng là quy mô áp dụng bán đại trà,
hay quy mô bán công nghiệp.
Khái niệm triển khai đƣợc áp dụng cả trong nghiên cứu khoa học kỹ thuật và xã
hội; trong các nghiên cứu về khoa học kỹ thuật, hoạt động triển khai đƣợc áp dụng khi
chế tạo một mẫu công nghệ mới hoặc sản phẩm mới; trong các nghiên cứu khoa học xã
hội có thể lấy ví dụ về thử nghiệm một phƣơng pháp giảng dạy ở các lớp thí điểm; chỉ
đạo thí điểm một mô hình quản lý mới tại một cơ sở đƣợc lựa chọn.
Toàn bộ các loại hình nghiên cứu và mối liên hệ giữa các loại hình nghiên cứu đƣợc
trình bày trong sơ đồ bên dƣới. Sự phân chia loại hình nghiên cứu nhƣ trên đây đƣợc áp
dụng phổ biến trên thế giới. Phân chia là để nhận thức rõ bản chất của nghiên cứu khoa
học, để có cơ sở lập kế hoạch nghiên cứu, cụ thể hóa các cam kết trong hợp đồng nghiên
cứu giữa các đối tác. Tuy nhiên trên thực tế, trong một đề tài có thể tồn tại cả ba loại hình
nghiên cứu, hoặc tồn tại hai trong ba loại hình nghiên cứu. II. LÀM THẾ NÀO ĐỂ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐẠT HIỆU QUẢ

1. Trình tự các bƣớc cần tiến hành trong nghiên cứu khoa
học

Rất nhiều nghiên cứu viên gặp khó khăn trong giai đoạn đầu nghiên cứu vì không
biết làm gì trƣớc, làm gì sau. Do vậy họ thƣờng bố trí công việc nghiên cứu lôn xộn,
không có tổ chức. Điều này trái ngƣợc hoàn toàn với yêu cầu của nghiên cứu khoa
học là phải đƣợc tổ chức một cách khoa học, bài bản. Dẫu rằng tùy từng nghiên cứu
cụ thể mà sẽ có các bƣớc tiến hành cụ thể, nhƣng tác giả cho rằng ngƣời nghiên cứu
nên tiến hành một số bƣớc bắt buộc theo trình tự thể hiện trên hình :

Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 9
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

Bƣớc 4: Phƣơng pháp nghiên cứu

Đây là phần chỉ ra hƣớng nghiên cứu mà nghiên cứu viên muốn tiến hành để đạt
đƣợc mục tiêu đề ra trong bƣớc 3. Thông thƣờng, các phƣơng pháp thu thập dữ
liệu hay thí nghiệm và phân tích chúng phải đƣợc thể hiện rõ. Ngoài ra, các giả
thuyết và phạm vi nghiên cứu, kinh phí và thời gian cần thiết, các đề xuất dự định,
… cũng cần phải đƣợc chỉ ra một cách rõ ràng.

Bƣớc 5: Dữ liệu thực tế hoặc giả định cụ thể

Dữ liệu là phần rất quan trọng trong nghiên cứu khoa học. Chúng có thể đƣợc thu
thập qua quá trình điều tra tại hiện trƣờng hoặc là dữ liệu giả định thu đƣợc từ thí
nghiệm, mô phỏng. Những dữ liệu này có thể chỉ ra những phát triển của thực tế
trong quá khứ và hiện tại, qua đó có thể dự đoán tƣơng lai, so sánh với lý
thuyết,… Thông thƣờng, giai đoạn thu thập dữ liệu tiêu tốn rất nhiều thời gian và
tiền bạc của ngƣời nghiên cứu và sự chính xác của dữ liệu sẽ ảnh hƣởng lớn đến
kết quả cuối cùng của nghiên cứu.

Bƣớc 6: Phân tích dữ liệu hoặc chạy chƣơng trình

Đến đây nghiên cứu khoa học sẽ có 2 hƣớng đi. Một là phân tích các dữ liệu thu
thập đƣợc để có các kết luận cho những điều đã và đang xẩy ra trong thực tế, từ đó
có các đề xuất cho tƣơng lai. Một cách khác là lập ra các chƣơng trình máy tính để
mô phỏng, tính toán lý thuyết dựa vào hoặc so sánh với các dữ liệu thực tế. Phần
này thƣờng liên quan tới các chuyên môn sâu nên chỉ có những ngƣời có cùng lĩnh
vực nghiên cứu mới hiểu và quan tâm đến, còn độc giả thông thƣờng nói chung
không chú ý đến.

Bƣớc 7: Phát hiện hoặc đề xuất cái mới


Thông thƣờng, mọi nghiên cứu đều có khó khăn trong quá trình thực hiện do nhiều
nguyên nhân và ngƣời nghiên cứu phải nỗ lực giải quyết chúng để có đƣợc thành công
cuối cùng. Tác giả thống kê lại một số khó khăn điển hình trong nghiên cứu khoa học.

Mối quan hệ với thầy giáo hƣớng dẫn

Các giáo sƣ hƣớng dẫn thì mỗi ngƣời một tính, ngƣời thì khắt khe, ngƣời thì dễ dàng,
ngƣời thì chẳng để tâm đến sinh viên,… Nói chung họ là những ngƣời cá tính và nhiều
khi gây khó chịu cho sinh viên trong cuộc sống hàng ngày cũng nhƣ trong nghiên cứu.

Các giáo sƣ thì cũng là con ngƣời và có các tính cách khác nhau, nhƣng nói chung là họ
luôn thƣơng sinh viên, chỉ có cách dạy bảo là khác nhau thôi. Khi vƣợt qua đƣợc rào cản
trong các yêu cầu và tính cách của giáo sƣ hƣớng dẫn cũng chính là lúc ta đã học đƣợc
trƣờng phái nghiên cứu của họ.

Khó khăn trong thu thập dữ liệu thực tế

Các dữ liệu thực tế trong quá khứ và hiện tại thƣờng rất khó xin đƣợc, đặc biệt là các số
liệu nhạy cảm, có liên quan tới các cơ quan khác.

Để vƣợt qua khó khăn này, việc đầu tiên là phải nghĩ đến điều này ngay trong giai đoạn
thiết kế cách thu thập dữ liệu để tránh các dữ liệu không thể có đƣợc. Nghĩa là nghiên
cứu chỉ tập trung đến các dữ liệu có sẵn hoặc có thể thu thập đƣợc. Ngoài ra, nguồn dữ
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 12
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

liệu có sẵn không chỉ một nơi mà thƣờng có ở nhiều nơi khác nhau. Vì vậy ngƣời nghiên
cứu cần đa dạng cách thu thập dữ liệu, tập trung vào nhiều nguồn khác nhau.

Không xác định đƣợc hƣớng nghiên cứu


Nên tìm kiếm những ngƣời nói tiếng Anh gốc để giúp chỉnh sửa bài viết. Một cách
nữa là lựa chọn những đoạn viết trong các sách báo đã đăng để đƣa vào bài viết của mình,
nhƣng sử dụng cho hợp lý với hoàn cảnh và chủ đề nghiên cứu. Một lời khuyên nữa là
câu văn cần đơn giản vì trong nghiên cứu khoa học một đoạn viết chỉ có mục đích truyền
đi ý nghĩa nghiên cứu. Không nên để một câu văn là tập hợp của vài câu văn, nghĩa là chỉ
nên có 1 chủ ngữ - vị ngữ và không nên dài quá 3 dòng viết.

Bị áp lực, quá lo lắng, mất ngủ trong giai đoạn đầu nghiên cứu
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 13
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525 Nhiều ngƣời nghiên cứu thƣờng bị áp lực trong nghiên cứu và ảnh hƣởng tới cuộc
sống hàng ngày nhƣ mất ngủ, lo lắng ra mặt, trầm cảm,… Những điều này nếu xảy ra
trong thời gian dài và lặp lại nhiều lần dễ gây ra các bệnh về thần kinh hoặc tâm lý.

Lời khuyên là dù có lo lắng thêm nữa thì việc nghiên cứu cũng không thể tiến triển
thêm đƣợc. Vì vậy khi có biểu hiện của áp lực nghĩa là nghiên cứu đang đi vào hƣớng bế
tắc. Lúc này nên dừng nghiên cứu trong một thời gian ngắn để nghỉ ngơi, chơi thể thao,
dành thời gian cho gia đình và bạn bè,… để có thể tạm thời quên đi các khó khăn hiện tại.
Khi đã vƣợt qua giai đoạn áp lực này thì dành thời gian kiểm tra tổng thể nghiên cứu để
xác định lại hƣớng đi cho đúng hơn và có thể xin ý kiến của giáo sƣ hƣớng dẫn.

3. Những điều nên và không nên làm trong nghiên cứu khoa
học

Khi tiến hành nghiên cứu khoa học, việc định hƣớng ban đầu và chỉnh sửa hƣớng đi là
rất quan trọng cho thành công cuối cùng. Có nhiều điều nên làm nhƣng cũng có nhiều
điều không nên làm. Tác giả đề xuất các điểm quan trọng về việc cần làm gì và không

tham vọng vƣợt quá khả năng, thời gian và nguồn tài chính cho phép. Tác giả đã thấy
nhiều ngƣời chọn đề tài mà kết quả chỉ có thể áp dụng sau 20-50 năm nữa do hạn chế về
kinh tế, xã hội và kỹ thuật. Có nghiên cứu lại đề xuất các ý tƣởng mới với các yêu cầu
thực hiện tốn kém hơn nhiều lần so với giải pháp đã có hiện tại. Nhiều nghiên cứu sinh
lại thực hiện đề tài quá tham vọng, dẫn đến việc không hoàn thành đúng hạn và phải gia
hạn, tốn kém thời gian và tiền bạc.

Thời gian nghiên cứu

Hiện vẫn còn chƣa rõ ràng về việc tiêu tốn thời gian thế nào là hợp lý trong nghiên
cứu khoa học. Nhiều ngƣời dành quá nhiều thời gian cho nghiên cứu do vậy phải giảm
thời gian nghỉ ngơi. Ngƣợc lại, có nhiều ngƣời dành rất ít thời gian cho nghiên cứu.
Trƣớc tiên, tác giả cho rằng một nghiên cứu cần phải đƣợc tiến hành liên tục và không có
nhiều gián đoạn dài để tránh tốn thời gian cho việc tái khởi động và xem xét lại các phần
đã làm. Dẫu rằng chƣa có nghiên cứu chính thức nào trong nghiên cứu, nhƣng có thể coi
nhƣ giống thời gian làm việc của ngƣời lao động và đã đƣợc kiểm chứng qua nhiều thời
đại. Thời gian nghiên cứu thì khoảng 8-10 tiếng 1 ngày và 5 ngày 1 tuần là hợp lý. Ngoài
ra, ngƣời nghiên cứu còn cần thời gian cho ngủ 8 tiếng, các sinh hoạt cá nhân và giải trí 8
tiếng.

Tránh hao phí thời gian vô ích

Quãng đời nghiên cứu rất ngắn nên tránh hao phí thời gian nghiên cứu (8 tiếng 1
ngày) vào những việc vô ích. Nhiều ngƣời tốn quá nhiều thời gian trên phòng nghiên cứu
cho các việc vô bổ nhƣ chat, xem phim, ngủ, nghe nhạc, tán chuyện, … dẫu rằng những
việc đó có thể làm vào 16 tiếng còn lại trong ngày. Một số ngƣời khác lại hay bị gián
đoạn nghiên cứu do phải ra ngoài để làm thêm, hoạt động xã hội, du lịch,… Những thời
gian vô ích đấy cần phải tránh trong thời gian 8 tiếng nghiên cứu. Cần nhớ rằng bạn là
ngƣời nghiên cứu nên mục đích đầu tiên và quan trọng nhất là nghiên cứu, các hoạt động
khác chỉ là phụ mà thôi. Ngoài ra, ngƣời nghiên cứu đã có 16 tiếng 1 ngày và 2 ngày cuối

Khi nghiên cứu chƣa hoàn thành và chƣa đƣợc công bố, ngƣời nghiên cứu nên có
những biện pháp cần thiết để bảo vệ những thông tin nhạy cảm hoặc những kết quả có thể
bị sử dụng bởi ngƣời khác. Điều này là cần thiết để tránh những điều đáng tiếc sau này có
thể dẫn đến tranh chấp không cần thiết. Ngoài ra, việc lƣu giữ số liệu cần đƣợc làm theo
định kỳ và cất giữ ở ít nhất 2 nơi để tránh việc mất dữ liệu trong máy tính hoặc các bản in
ra. Việc xuất bản, ấn hành hay đăng báo cũng là cách tốt để đỡ mất công trong việc bảo
vệ dữ liệu hoặc các kết quả nghiên cứu.

Dịch tài liệu nƣớc ngoài

Nhiều ngƣời nghiên cứu chỉ đơn thuần dịch tài liệu nƣớc ngoài, sửa đổi chút ít và coi
nhƣ đấy là nghiên cứu của chính họ. Vậy câu hỏi đặt ra là đấy có phải các nghiên cứu
khoa học không hay chỉ là những sự cóp nhặt, ăn cắp của ngƣời khác? Theo tác giả thì
đấy không phải là các nghiên cứu khoa học vì những ngƣời đó không hề có nghiên cứu,
không có mục tiêu rõ ràng và cũng không giải quyết đƣợc khó khăn của thực tế. Những
bài dịch đấy chỉ có tác dụng phổ biến kiến thức và hƣớng vào những độc giả kém
hiểu biết hơn. Tác giả thấy ngạc nhiên là nhiều ngƣời có học hàm học vị tƣơng đối cao
nhƣ giáo sƣ, phó giáo sƣ hay tiến sỹ lại hay làm những việc này. Những “việc nhỏ” đấy
nên để cho những ngƣời “tuổi nhỏ” làm. Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 16
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

III. VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA CÁ NHÂN

1.Giới thiệu

giải không minh bạch?
Chúng đa đƣa ra một tiến trình để giải quyết các vấn đề nói chung nhƣ sau:
Bƣớc 1: Xác định vấn đề - bài toán.
Bƣớc 2: Lựa chọn phƣơng pháp giải.
Bƣớc 3: Xây dựng thuật toán hoặc thuật giải.
A → B
giả thiết giải pháp mục tiêu
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 17
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

Bƣớc 4: Cài đặt chƣơng trình.
Bƣớc 5: Hiệu chỉnh & Thực hiện chƣơng trình.
Bƣớc 6: Lƣu trữ, Bảo trì.

3. Khái quát về các thuật toán, thuật giải, cấu trúc dữ liệu

Trong tin học chúng ta có thể chia các phƣơng pháp giải quyết bài toán thành hai mảng
lớn: phƣơng pháp trực tiếp và phƣơng pháp gián tiếp

Phƣơng pháp
trí tuệ nhân tạo
Phương pháp luận sáng tạo khoa học Trang 18
Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin – Sinh Viên: Nguyễn Lâm Tú 06520525

Phƣơng pháp này chủ yếu tận dụng khả năng tính toán của máy tính, giải quyết bài toán
bàng cách đƣa dữ liệu vào, còn những thao tác thực thi hoàn toàn do máy tính thực hiện.

a) Chính xác

Giải phƣơng trình bậc nhất một ẩn: y = ax+b
Phƣơng trình trên đƣợc giải quyết theo toán học nhƣ sau:
TH1: a = 0
Nếu y = b: phƣơng trình có vô số nghiệm
Nếu y<>b: phƣơng trình vô nghiệm
TH2: a<>0
Phƣơng trình có nghiệm duy nhất x = (y-b)/a
Việc giải quyết bài toán chỉ là việc thực hiện lại một cách trƣc tiếp các chỉ dẫn toán
học trên
Cài đặt cụ thể: code

b) Gần đúng

Các bài toán dạng này thƣờng là các bài toán đã biết khoảng kết quả sẵn, chúng ta
dùng một thủ thuật nào đó để đi gần đến kết quả nhất có thể.

Bài toán tìm nghiệm của phƣơng trình f(x) trong khoảng (a;b)
 Xác định vấn đề bài toán:
Lấy f(x) = 2x^2 +3 x -2
Tìm một giá trị của x làm cho f(x) = 0;


c) Đệ quy

Đệ quy là một trong những thủ thuật nổi tiếng nhất trong tin học thuật toán.
Chúng ta chắc đã đôi lần “chạm chán ” với bài toán tháp Hà Nội hay tìm giai thừa,
dãy Fibonaci, chúng đều đƣợc giải dƣới dạng đệ quy.
Bài toán giai thừa:
long GT(int n) {

// finished condition
if(n==0||n==1)
return 1;