Tài liệu Phân tích phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT KHÓA 6  BÀI THU HOẠCH MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Giáo viên hướng dẫn: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM Học viên thực hiện: VƯƠNG THỊ NGỌC ẨN MSHV: CH1101063 TP. HCM, năm 2012 LỜI MỞ ĐẦU Trong thời đại ngày nay Khoa học và công nghệ luôn là mối quan tâm hàng đầu, nghiên cứu khoa học đã trở thành hoạt động sôi nổi và rộng khắp trên thế giới. Các thành tựu khoa học hiện đại đã làm thay đổi rất lớn đến bộ mặt thế giới. Khoa học và công nghệ đã trở thành động lực thúc đẩy sự tiến bộ xã hội. Chặn đường 25 năm phát triển của hệ điều hành Windows: Từ phiên bản Windows 1.0 đến Windows 7 là một quá trình phát triển, cải tiến không ngừng và còn tiếp tục phát triển trong tương lai, hứa hẹn một Windows 8 ra đời. Vậy trong khoảng thời gian 25 năm phát triển hệ điều hành Windows có sự cải tiến như thế nào và vai trò của 40 nguyên tắc sang tạo trong sự cải tiến này là gì, chúng ta cùng tìm hiểu qua bài thu hoạch sau đây. Qua đây Em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH. Hoàng Kiếm đã hướng dẫn em hoàn thành bài thu hoạch này. MHV: CH1101063 Trang 1 PHỤ LỤC A. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC........................... 1 I. Khoa học là gì? ................................................................................................................... 1 II. Kỹ thuật và công nghệ là gì? ............................................................................................ 1 III. Nghiên cứu khoa học là gì? ............................................................................................. 1 B. VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT ......................................... 3 I. Vấn đề khoa học ................................................................................................................. 3 II. Phương pháp giải quyết vấn đề- bài toán phát minh, sáng chế ...................................... 4 a. b. Có 5 phương pháp : ............................................................................................................................................ 5 40 Nguyên tắc sáng tạo: ...................................................................................................................................... 5 III. Phương pháp giải quyết vấn đề bài toán tổng quát ..................................................... 11 1. 2. 3. Mô hình thông tin ban đầu : .............................................................................................................................. 11 Các phương pháp phân tích vấn đề : ................................................................................................................. 11 Các phương pháp tổng hợp vấn đề : .................................................................................................................. 12 IV. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học:....................................................... 12 1. 2. Phương pháp trực tiếp : .................................................................................................................................... 12 Phương pháp gián tiếp : .................................................................................................................................... 13 C. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH WINDOWS – NHỮNG TÍNH NĂNG NỔI BẬT CỦA WINDOWS 7 ........................................................................................................ 16 I. Lịch sử phát triển của hệ điều hành Windows ................................................................ 16 * Hệ điều hành windows đã dùng các nguyên tắc sau: ................................................................................................. 21 II. Những tính năng nổi bật của Windows 7 ....................................................................... 22 * Những nguyên tắc sang tạo đã sử dụng trong hệ điều hành Windows 7:.................................................................... 23 D. KẾT LUẬN: ................................................................................................................... 27 TAI LIỆU THAM KHẢO: ..................................................................................................... 27 MHV: CH1101063 Trang 2 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM A. KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC I. Khoa học là gì? - 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 UNESCO-PARIS). - Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học: 1. Có một đối tượng nghiên cứu 2. Có một hệ thống lý thuyết 3. Có một hệ thống phương pháp luận 4. Có mục đích sử dụng - Phân loại: Các quan điểm tiếp cận phân loại khoa học: Theo nguồn gốc: Khoa học thuần túy (sciences pures), lý thuyết (sciences theorique), thực nghiệm (sciences experimentales), thực chứng (sciences positives)…. Theo mục đích ứng dụng: Khoa học mô tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo…. Theo mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát… Theo tính tương liên giữa các khoa học: Liên ngành, đa ngành… Theo cơ cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, cơ bản, chuyên ngành… Theo đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học… II. Kỹ thuật và công nghệ là gì? Kỹ thuật: Kiến thức, kinh nghiệm, kỹ năng có tính chất hệ thống, phương pháp trình tự tác nghiệp, phương tiện. Công nghệ: technoware + infoware + humanware +organware III. Nghiên cứu khoa học là gì? 1. Là nhu cầu nhận thức và cải tạo thế giới 2. Các chức năng cơ bản - Mô tả (định tính, định lượng) - Giải thích ( thuộc tính, nguồn gốc, quan hệ …) MHV: CH1101063 Trang 1 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học - Dự đoán - Sáng tạo ( giải giải pháp cải tạo thế giới) GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM 3. Các đặc điểm - Tính mới - Tính tin cậy - Tính thông tin - Tính khách quan - Tính rủi ro - Tính thừa kế - Tính cá nhân - Tính phi kinh tế 4. Các loại hình nghiên cứu khoa học - Nghiên cứu cơ bản ( phát hiện bản chất, qui luật…) + Thuần túy (tự do) + Định hướng Nền tảng : dịch tể học, điều tra cơ bản… Chuyên đề : plasma, Gen di truyền  Phát minh - Nghiên cứu ứng dụng Là sự vận động các quy luật từ nghiên cứu cơ bản đến các nguyên ký về giải pháp ( cộng nghệ, vật liệu, tổ chức, quản lý…) Sáng chế : Giải pháp kỹ thuật có tính mới và áp dụng được - Nghiên cứu triển khai (R & D) Các hình mẩu mang tính khả thi về kỹ thuật 3 mức độ triển khai 5. Các bước nghiên cứu - Xác lập vấn đề nghiên cứu: + Chọn và cụ thể hóa đề tài + Xác định cơ sở cho lý thuyết + Nghiên cứu lịch sử vấn đề - Giai đoạn chuẩn bị nghiên cứu : MHV: CH1101063 Trang 2 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM + Chuẩn bị điều kiện nghiên cứu + Thiết lập danh mục tư liệu - Lựa chọn và nghiên cứu thông tin: + Thu thập và xử lý thông tin + Nghiên cứu tư liệu + Thâm nhập thực tế + Tiếp xúc cá nhân + Xử lý thông tin - Xây dựng giải thuyết, lựa chọn phương pháp và lập kế hoạch : + Xây dựng giải thuyết + Xác định phương pháp luận nghiên cứu + Lập kế hoạch - Hoàn tất nghiên cứu: + Đề xuất và xử lý thông tin + xây dựng kết luận và khuyến nghị - Viết báo cáo hoàn tất công trình: + Sắp xếp tư liệu + Viết báo cáo - Giai đoạn kết thúc + Hoàn tất cộng tác + Áp dụng kết quả B. VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT I. Vấn đề khoa học 1 . Khái niệm Vấn đề khoa học (Scientific Problem) cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu (research problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức ở cấp độ cao hơn. 2. Phân loại Nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai vấn đề : MHV: CH1101063 Trang 3 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM + Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm + Vấn đề về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn như những vấn đề thuộc lớp thứ nhất. 3. Các tình huống vấn đề : Có ba tình huống : Có vấn đề, không có vấn đề, giả vấn đề được cho trong hình dưới đây: Có vấn đề Không có vấn đề Có nghiên cứu Không có nghiên cứu Không có nghiên cứu Không có vấn đề Giả vấn đề Nảy sinh vấn đề khác Nghiên cứu theo một hướng khác 4. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học Có 6 phương pháp: a) Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mớI b) Tìm những bất đồng c) Nghĩ ngược lại những quan niệm thông thường d) Quan sát những vướt mắc thực tế e) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn f) Cảm hứng : những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó. II. Phương pháp giải quyết vấn đề- bài toán phát minh, sáng chế Vepol - Bất cứ hệ thống kỹ thuật nào cũng có ít nhất 2 thành phần vật chất tác động tương hổ và một loại trường hay năng lượng. MHV: CH1101063 Trang 4 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM - Từ đó có một thuật ngữ về tam giác kỹ thuật gọi là tam giác Vepol. Vepol là mô hình hệ thống kỹ thuật. vepol đưa ra cốt chỉ để phản ánh một tính chất vật chất của hệ thống nhưng là chủ yếu nhất với bài toán đã cho. Ví dụ xét bài toán nâng cao tốc độ tàu phá băng thì băng đóng vai trò vật phẩm, tàu phá băng đóng vai trò công cụ, và trường cơ lực đặc vào tàu để tác động tương hổ với băng. Việc phân loại các chuẩn để giải quyết các bài toán sáng chế dựa vào phân tích vepol. Mô hình Vepol gồm 3 yếu tố: Một trường T và trong T có 2 vật chất V1,V2. T V1 V2 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. a. Có 5 phương pháp : + Dựng Vepol đầy đủ + Chuyển sang Fepol + Phá vở Vepol + Xích vepol + Liên trường b. 40 Nguyên t c sáng t o: 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: MHV: CH1101063 Trang 5 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM - 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. MHV: CH1101063 Trang 6 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học - GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM 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 độg quay, sử dung 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). MHV: CH1101063 Trang 7 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM - 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 qua. 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 MHV: CH1101063 Trang 8 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học - GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM 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, chất thải, năng lượng dư. 26. Nguyên tắc sao chép (copy): - Thay vì sử dụng cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. - Thay thế đối tượng hay 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 biểu 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. 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: MHV: CH1101063 Trang 9 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học - GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM Làm cho 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 hay 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 các vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. 34. Nguyên tắc loại bỏ và tái sinh từng phần: - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự loại bỏ, phân hủy (hoà tan, bay hơi..) - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. 35. Nguyên tắc 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. Nguyên tắc 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. Nguyên tắc sử dụng 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. Nguyên tắc sử dụng các chất oxy hoá mạnh: MHV: CH1101063 Trang 10 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM - 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. Nguyên tắc sử dụng môi trường trơ: - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. - Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất phụ gia trung hoà. - Thực hiện quá trình trong chân không. 40. Nguyên tắc sử dụng các vật liệu hợp thành (composite): - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung sử dụng các vật liệu mới. III. Phương pháp giải quyết vấn đề bài toán tổng quát 1. Mô hình thông tin ban đầu : Phân tích Phân chia Phân loại Phân cấp Phân tích 2. Các phương pháp phân tích vấn đề : Phân chia vấn đề : Có những vấn đề cần giải quyết trong một môi trường nào đó nếu ta biết phân chia thành từng vùng nhỏ để xem xét sẽ giúp cho cho việc giải quyết nhanh hơn và triệt để hơn. Phân loại vấn đề : Trong các bài toán để có thể rút ngắn việc giải quyết các vấn đề bằng cách xác định chính xác các loại vấn đề và tập trung giải quyết triệt để. Các vấn đề có cùng loại sẽ được nhận biết và chuyển sang giải quyết chung. Phân công vấn đề : MHV: CH1101063 Trang 11 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM Trong khoa học đôi khi để tìm ra một phương pháp chung để giải quyết cùng một lúc nhiều yêu cầu khác nhau là việc làm hết sức khó khăn do đó phải biết phân chia nhỏ vấn đề để có hướng giải quyết từng phần. Phân cấp bài toán : Mọi vấn đề - bài toán đều có thể giải quyết bằng cách phân chia thành những vấn đề bài toán nhỏ hơn. Phân tích : Mọi việc đều bắt đầu từ thao tác phân tích, có phân tích đầy đủ, chính xác, có nhận định mọi vấn đề một cách chặt chẻ thì những vấn đề - bài toán đều có thể được giải quyết một cách triệt để và thuận lợi. 3. Các phương pháp tổng hợp vấn đề : Tổ hợp (combination) Kết hợp (Associate) Tổng hợp Đối hợp (Convolution) Tích hợp (Integration) Tổng hợp theo không gian và thời gian Để giải quyết vấn đề khoa học, ngược lại với phương pháp phân tích là phương tổng hợp. Tổng hợp ở đây bao gồm cả tổ hợp, kết hợp, đối hợp và tích hợp. Tùy thuộc vấn đề, yêu cầu của bài toán, ta có thể áp dụng việc tổ hợp hay kết hợp hay đối hợp hay tích hợp. Các thông tin thu nhận được sẽ được tổng hợp theo không gian hay thời gian hay kết hợp cả hai để được một thông tin mới gíup cho việc giải quyết các vấn đề của bài toán. IV. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học: 1. Phương pháp trực tiếp : Đặc điểm của cách giải quyết vấn đề này là đều xác định trực tiếp được lời giải qua một thủ tục tính toán (công thức, hệ thức, định luật,…) hoặc qua các bước căn bản để có MHV: CH1101063 Trang 12 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM được lời giải. Đối với phương pháp này, việc giải quyết vấn đề trên máy tính chỉ là thao tác lập trình hay là sự chuyển đổi lời giải từ ngôn ngữ bên ngoài sang các ngôn ngữ được sử dụng trong máy tính. Tìm hiểu về phương pháp này chính là tìm hiểu về kỹ thuật lập trình trên máy tính. 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 ”. 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 : MHV: CH1101063 Trang 13 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM * 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. - Nguyên lý ngẫu nhiên : Dựa vào việc thử một số khả năng được chọn một cách ngẫu nhiên. Khả năng tìm ra lời giải đúng phụ thuộc rất nhiều vào chiến lược chọn ngẫu nhiên. - Nguyên lý mê cung : Nguyên lý này được áp dụng khi chúng ta không thể biết được chính xác “hình dạng” lời giải mà phải xây dựng dần lời giải qua từng bước một giống như tìm đường đi trong mê cung. Để thực hiện tốt phương pháp thử - sai, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau : - Nguyên lý vét cạn toàn bộ : Muốn tìm được cây kim trong đống rơm, hãy lần lượt rút ra từng cọng rơm cho đến khi rút được cây kim - Nguyên lý mắt lưới : Lưới bắt cá chỉ bắt được những con cá có kích thước lớn hơn kích thước mắt lưới. - Nguyên lý giảm độ phức tạp của thử và sai : Thu hẹp trường hợp trước và trong khi duyệt, đồng thời đơn giản hóa tối đa điều kiện chấp nhận một trường hợp. - Nguyên lý thu gọn không gian tìm kiếm : Loại bỏ những trường hợp hoặc nhóm trường hợp chắc chắn không dẫn đến lời giải. - Nguyên lý đánh giá nhánh cận : Nhánh có chứa quả phải nặng hơn trọng lượng của quả. * Phương pháp Heuristic : Phương pháp thử – sai khi giải quyết vấn đề bằng cách dùng một số lượng phép thử quá lớn, thời gian để có được kết quả có khi khá lâu không chấp nhận được. Phương pháp Heuristic có đặc điểm là đơn giản và gần gủi với cách suy nghĩ của con người, cho ra được những lời giải đúng trong đa số các trường hợp áp dụng. Các thuật giải Heuristic được xây dựng dựa trên một số nguyên lý rất đơn giản như “vét cạn thông MHV: CH1101063 Trang 14 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM minh”, “tối ưu cục bộ” (Greedy), “hướng đích”, “sắp thứ tự”,... Đây là một số thuật giải khá thú vị và có rất nhiều ứng dụng trong thực tiễn. Để thực hiện tốt phương pháp Heuristic, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau : - Nguyên lý leo núi : Muốn leo lên đến đỉnh thì bước sau phải “cao hơn” bước 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. -… MHV: CH1101063 Trang 15 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM C. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN CỦA HỆ ĐIỀU HÀNH WINDOWS – NHỮNG TÍNH NĂNG NỔI BẬT CỦA WINDOWS 7 I. Lịch sử phát triển của hệ điều hành Windows Windows 1.0 Ra mắt vào năm 1985, Windows 1.0 là hệ điều hành có giao diện đồ hoạ đầu tiên của Microsoft, và chạy trên nền 16 bit. Mặc dù có khả năng thực hiện nhiều tác vụ cùng lúc, hơn hẳn MS-DOS vốn cực kì phổ biến trước đó. Windows 1.0 hoạt động trên nền MS-DOS 2.0, yêu cầu 256kb bộ nhớ và có thể chạy trên ổ cứng hoặc 2 đĩa mềm chạy cùng lúc. Windows 1.0 chứa khá nhiều phần mềm mà ngày nay chúng ta vẫn còn sử dụng như Notepad, calendar và Paint. Windows 1.0 vẫn chưa cho phép các cửa sổ ứng dụng nằm chồng lên nhau mà tính năng này chỉ xuất hiện ở bản 2.0. Windows 2.0 Cải tiến đáng kể nhất của Windows 2.0, ra mắt 1987, về mặt đồ hoạ là cho phép các cửa sổ nằm chồng lên nhau, thay vì chỉ đặt cạnh nhau như Windows 1.0. Người dùng Windows 2.0 phải có bộ nhớ 512kb và yêu cầu DOS 3.0. Phiên bản cập nhật cuối cùng của hệ điều hành này là 2.11 cũng đòi hỏi người dùng phải sử dụng ổ cứng, không cho dùng đĩa mềm. Windows 2.0 bắt đầu xuất hiện nhiều phần mềm trên nền tảng Windows hơn thay vì DOS trước đó, chẳng hạn như Excel hay Word, đồng thời, đây cũng là phiên bản đầu tiên có các nút “maximize” và “minimize” trên thanh tác vụ, cũng như xuất hiện phím Alt trên bàn phím. Mặc dù vậy, các hãng phần mềm hỗ trợ Windows vẫn rất hạn chế, và thị phần của Windows 2.0 cũng chỉ lớn hơn chút ít so với phiên bản 1.0 MHV: CH1101063 Trang 16 Môn Phương pháp NCKH trong Tin học GVHD: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM Windows 3.0 Chào đời ngày 22/5/1990, Windows 3.0 là thành công lớn đầu tiên của HDH Windows, và là đối thủ lớn nhất của Macintosh của Apple, cũng như Commodore Amiga - một hệ điều hành nổi tiếng vào thời điểm đó. Thành công của Windows 3.0, cũng như phiên bản 3.1 tiếp sau đến từ cơ chế quản lý bộ nhớ tiên tiến và tích hợp thành công với MS-DOS. Tất cả biểu tượng của Windows 3.0 được thiết kế lại để sử dụng tiêu chuẩn VGA với 16 bit màu. Windows 3.0 tăng cường khả năng quản lý bộ nhớ, tăng khả năng truy xuất và cho phép các chương trình DOS chạy trên những máy ảo độc lập. Đây cũng là phiên bản ra mắt tính năng swap cho phép sử dụng ổ cứng làm nơi tráo đổi file trong trường hợp bộ nhớ RAM bị hết. Windows 3.0 cũng là lần đầu tiên các chương trình DOS có thể chạy đa nhiệm trên những cửa sổ riêng biệt có thể thay đổi kích thước được. Trước đó, DOS bắt buộc phải chạy ở chế độ toàn màn hình. Do hỗ trợ những tính năng đa phương tiện như ở CD-ROM mà yêu cầu RAM tối thiểu của phiên bản Windows 3.0 là 640kb và thêm 256kb bộ nhớ mở rộng. Sau này, Microsoft hỗ trợ các font TrueType trong bản Windows 3.1 cho phép xem font và in chất lượng hơn. Bản Windows 3.11 hỗ trợ sử dụng tiêu chuẩn mạng của thời điểm đó là NetWare. Windows NT MHV: CH1101063 Trang 17