Tài liệu 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 QUA MẠNG ________________ BÀI THU HOẠCH MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Học viên thực hiện: TRẦN THỊ TƯỜNG VI TP. HCM, năm 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Mở đầu Khoa học và công nghệ đã trở thành yếu tố cốt tử của sự phát triển, ảnh hưởng trực tiếp đến nền kinh tế toàn cầu. Điều này được phản ánh rõ trong việc hoạch định các chính sách và chiến lược phát triển khoa học, công nghệ và kinh tế của nhiều nước trên thế giới. Nghiên cứu khoa học ngày càng được quan tâm hơn cùng với việc đầu tư của các quốc gia. Trong bài thu hoạch này em muốn tóm tắt lại một số kiến thức về phương pháp nghiên cứu khoa học, đồng thời cũng liên hệ với thực tế công việc đang làm là phát triển và bảo trì một trang web ứng dụng tại công ty, nhằm cố gắng đưa những kiến thức quý báo học được vào thực tiễn. Qua đây, em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành đến Giáo sư - Tiến sỹ Khoa Học Hoàng Văn Kiếm, người không những tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tin học” mà còn kích thích tư duy, tăng khả năng nghiên cứu tìm tòi trong mỗi cá nhân. Cũng xin gởi lời cảm ơn đến các bạn bè học viên trong lớp, những người bạn luôn sẵng sàng chia sẻ kiến thức thu nhận được với nhau. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -1- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG MỤC LỤC Mở đầu ................................................................................................................................ 1 PHẦN I : LÝ THUYẾT ........................................................................................................ 3 I. KHOA HỌC ........................................................................................................... 3 I.1. Khái niệm ...................................................................................................................................... 3 I.2. Phân loại........................................................................................................................................ 4 I.3. Khoa học và công nghệ................................................................................................................ 5 II. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .................................................................................... 5 II.1. Khái niệm ..................................................................................................................................... 5 II.2. Các loại hình nghiên cứu ............................................................................................................ 5 II.3. Các bước nghiên cứu .................................................................................................................. 6 III. VẤN ĐỀ KHOA HỌC ............................................................................................ 7 III.1. Khái niệm .................................................................................................................................... 7 III.2. Phân loại ..................................................................................................................................... 7 III.3. Các tình huống............................................................................................................................ 8 III.4. Phương pháp phát hiện .............................................................................................................. 8 III.5. Phương pháp giải quyết ............................................................................................................. 8 IV. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ ................................................................. 9 IV.1. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế ............................................. 9 IV.2. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tổng quát..............................................................15 IV.3. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học ................................................................. 15 PHẦN II : ÁP DỤNG CÁC 40 THỦ THUẬT CHO ỨNG DỤNG WEB ......................... 16 I. NÊU VẤN ĐỀ....................................................................................................... 16 I.1. Giới thiệu ......................................................................................................................................16 I.2. Vài ví dụ........................................................................................................................................16 I.3. Vấn đề cần quan tâm ..................................................................................................................16 II. HƯỚNG GIẢI QUYẾT .......................................................................................... 17 II.1. Áp dụng các thủ thuật ................................................................................................................17 II.2. Nhận xét ......................................................................................................................................20 Tài liệu tham khảo .................................................................................................... 21 MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -2- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG PHẦN I : LÝ THUYẾT I. KHOA HỌC I.1. Khái niệm - - - Khoa học là quá trình nghiên cứu nhằm khám phá ra những kiến thức mới, học thuyết mới về tự nhiên và xã hội. Những kiến thức hay học thuyết mới này, tốt hơn, có thể thay thế dần những cái cũ không còn phù hợp. Thí dụ: Quan niệm thực vật là vật thể không có cảm giác được thay thế bằng quan niệm thực vật có cảm nhận Khoa học là một hệ thống tri thức về mọi loại qui luật của tự nhiên, xã hội và tư duy. Hệ thống này hình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn xã hội. Phân biệt ra 2 hệ thống tri thức: tri thức kinh nghiệm và tri thức khoa học. o Tri thức kinh nghiệm: là những hiểu biết được tích lũy qua hoạt động sống hàng ngày trong mối quan hệ giữa con người với con người và giữa con người với thiên nhiên. Quá trình này giúp con người hiểu biết về sự vật, về cách quản lý thiên nhiên và hình thành mối quan hệ giữa những con người trong xã hội. Tri thức kinh nghiệm được con người không ngừng sử dụng và phát triển trong hoạt động thực tế. Tuy nhiên tri thức kinh nghiệm chưa thật sự đi sâu vào bản chất, chưa thấy được hết các thuộc tính của sự vật và mối quan hệ bên trong giữa sự vật và con người. Vì vậy, tri thức kinh nghiệm chỉ phát triển đến một hiểu biết giới hạn nhất định, nhưng tri thức kinh nghiệm là cơ sở cho sự hình thành tri thức khoa học. o Tri thức khoa học: là những hiểu biết được tích lũy một cách có hệ thống nhờ hoạt động NCKH, các họat động nầy có mục tiêu xác định và sử dụng phương pháp khoa học. Không giống như tri thức kinh nghiệm, tri thức khoa học dựa trên kết quả quan sát, thu thập được qua những thí nghiệm và qua các sự kiện xảy ra ngẫu nhiên trong hoạt động xã hội, trong tự nhiên. Tri thức khoa học được tổ chức trong khuôn khổ các ngành và bộ môn khoa học (discipline) như: triết học, sử học, kinh tế học, toán học, sinh học,… Các tiêu chí nhận biết một bộ môn khoa học o Có đối tượng nghiên cứu? o Có hệ thống lý thuyết? o Có hệ thống phương pháp luận? o Có mục đích sử dụng? MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -3- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG I.2. Phân loại - - Phân loại ARISTOTE (384-322 trước công nguyên) Loại Khoa học lý thuyết Khoa học sáng tạo Mục đích Tìm hiểu thực tại Sáng tạo tác phẩm Khoa học thực hành Hướng dẫn đời sống Thí dụ Siêu hình học, vật lý học Từ từ học, thi pháp, biện chứng pháp Đạo đức học, kinh tế học, chính trị học Phân loại COMTE (1798-1857) Toán học >> Tính cụ thể và phức tạp tăng dần >> Thiên văn Vật lý học Hóa học Sinh vật học Xã hội học học << Tính trừu tượng và phổ quát tăng dần << - Phân loại Marx (1818 - 1883) Marx chia khoa học ra làm nhóm: o 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,… o 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. - Phân loại theo Engels Thế kỷ XIX, Engels đã đưa nguyên tắc phân loại khoa học theo biện chứng của quá trình phát triển của khách thể. Tùy mục đích sử dụng mà người ta đưa ra những cách tiếp cận phân loại khác nhau o Nguồn gốc: lý thuyết, thực nghiệm, thực chứng, thực nạp, diễn dịch. o Mục đích ứng dụng: mô tả, phân tích, tổng hợp, ứng dụng, hành động, sáng tạo. o Mức độ khái quát: Cụ thể, trừu tượng, tổng quát, đặc thù. o Tính tương liên: Liên ngành, đa ngành. o Kết quả hoạt động chủ quan: ký ức, tư duy, suy luận, tưởng tượng. o Cơ cấu hệ thống tri thức: Cơ sở, cơ bản, chuyên môn. o Đối tượng nghiên cứu: Tự nhiên, kỹ thuật, xã hội nhân văn, công nghệ, nông nghiệp, y học. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -4- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG I.3. Khoa học và công nghệ No. Khoa học 1 Nghiên cứu khoa học mang tính xác suất 2 Hoạt động khoa học luôn đổi mới, không lặp lại 3 Sản phẩm khó được định hình trước 4 Sản phẩm mang đặc trưng thông tin 5 Lao động linh họat và tính sáng tạo cao 6 Có thể mang mục đích tự thân 7 Phát minh khoa học tồn tại mãi mãi với thời gian Công nghệ Điều hành công nghệ mang tính xác định Hoạt động công nghệ được lặp lại theo chu kỳ Sản phẩm được định hình theo thiêt kế Đặc trưng sản phẩm tùy thuộc đầu vào Lao động bị định khuôn theo qui định Có thể không mang mục đích tự thân Sáng chế công nghệ tồn tại nhất thời và bị tiêu vong theo lịch sử tiến bộ kỹ thuật II. NGHIÊN CỨU KHOA HỌC II.1. Khái niệm - - 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 NCKH 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. Con người muốn làm NCKH phải có kiến thức nhất định về lãnh vực nghiên cứu và cái chính là phải rèn luyện cách làm việc tự lực, có phương pháp từ lúc ngồi trên ghế nhà trường. II.2. Các loại hình nghiên cứu Nghiên cứu cơ bản thuần túy Nghiên cứu cơ bản Nghiên cứu cơ bản định hướng Nghiên cứu ứng dụng Nghiên cứu nền tảng Nghiên cứu chuyên đề Triển khai trong phòng thí nghiệm Triển khai Triển khai bán đại trà Quan hệ giữa các loại hình nghiên cứu MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -5- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG II.3. Các bước nghiên cứu 1. Xác lập vấn đề nghiên cứu: Vấn đề nghiên cứu là những điều chưa biết hoặc chưa biết thấu đáo về bản chất sự vật hoặc hiện tượng, cần được làm rõ trong quá trình nghiên cứu. Khi vấn đề nghiên cứu được chọn và cụ thể hóa thành 1 đề tài nghiên cứu, người nghiên cứu cần xác định cơ sở lý thuyết cho nghiên cứu và tìm hiểu lịch sử vấn đề. 2. Chuẩn bị nghiên cứu: Xây dựng đề cương nghiên cứu (lý do chọn đề tài, xác định đối tượng và phạm vi nghiên cứu, xác định mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu, đặt tên đề tài,..) xây dựng kế hoạch nghiên cứu (tiến độ, nhân lực, dự toán,…) chuẩn bị phương tiện nghiên cứu, lập danh mục tư liệu,.... 3. 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,.. 4. Nghiên cứu: Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu, nghiên cứu và kiểm chứng giả thuyết. 5. Hoàn tất nghiên cứu: Đề xuất và xử lý thông tin, xây dựng kết luận và khuyến nghị, viết báo cáo hoàn tất, hoàn tất và áp dụng kết quả. 6. Viết báo cáo hòan tất công trình: Sắp xếp tư liệu, viết báo cáo. 7. Giai đoạn kết thúc: Hoàn tất công tác, áp dụng kết quả. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -6- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG III. VẤN ĐỀ KHOA HỌC III.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 đó ở trình độ cao hơn. - Các chức năng cơ bản o Mô tả (định tính, định lượng) o Giải thích (thuộc tính, nguồn gốc, quan hệ …) o Dự đoán o Sáng tạo (giải giải pháp cải tạo thế giới) - Các đặc điểm o Tính mới o Tính tin cậy o Tính thông tin o Tính khách quan o Tính rủi ro o Tính thừa kế o Tính cá nhân o Tính phi kinh tế III.2. Phân loại Nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai vấn đề: - 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 những vấn đề thuộc lớp thứ nhất. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -7- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG III.3. Các tình huống Có vấn đề Không có vấn đề Có nghiên cứu Không có nghiên cứu Không có Không có vấn đề nghiên cứu Giả vấn đề Có vấn đề khác Nghiên cứu theo hướng khác Các tình huống c ủa v ấn đề khoa học III.4. Phương pháp phát hiện 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 5) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn 6) Cảm hứng : những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó. III.5. Phương pháp giải quyết Có 3 hướng để giải quyết vấn đề dựa theo loại bài toán. - Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế - Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tổng quát - Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tin học Phần này sẽ được trình bày chi tiết hơn ở chương kế. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC -8- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG IV. PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ IV.1. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán phát minh sáng chế Theo Vepol, bất cứ hệ thống kỹ thuật nào ít nhất cũng phải có hai thành phần vật chất tác động tương hổ và một loại trường hay năng lượng. Mô hình Vepol gồm 3 yếu tố: một Trường T và trong T có hai vật chất 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. Có 5 phương pháp dựa trên hệ thống này 1) Dựng Vepol đầy đủ 2) Chuyển sang Fepol 3) Phá vở Vepol 4) Xích Vepol 5) Liên trường Theo TRIZ của Genrich S. Altshuller có 5 mức sáng tạo: 1) Vấn đề được giả quyết bằng các phương pháp trong chuyên ngành. Không cần sáng tạo. Khoảng 32% giải pháp thuộc loại này 2) Cải tiến chút ít hệ thống đã có bằng cách phương pháp đã biết trong ngành công nghiệp và thường có một vài thỏa hiệp. Khoảng 45% giải pháp thuộc loại này 3) Cải tiến cơ bản hệ thống đã có bằng phương pháp đã biết ngoài ngành công nghiệp. Khoảng 18% giải pháp thuộc loại này 4) Một thế hệ mới sử dụng một nguyên lí mới để thực hiện những chức năng cơ bản của hệ. Giải pháp tìm thấy mang tính khoa học nhiều hơn công nghệ. Khoảng 4% giải pháp thuộc loại này 5) Một phát hiện khoa học hiếm hoi hay một phát minh tiên phong về một hệ hoàn toàn mới. Khoảng 1% giải pháp thuộc loại này 1 2 3 Mức Độ sáng tạo % giải pháp Giải pháp đã có 32 Cải tiến chút ít 45 Cải tiến nhiều 18 4 Khái niệm mới 4 5 Phát minh 1 No. Nguồn kiến thức Kiến thức cá nhân Kiến thức công ty Kiến thức trong ngành công nghiệp Kiến thức ngoài ngành công nghiệp Tất cả kiến thức của loài người MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Số giải pháp được nghiện cứu 101 102 103 105 106 -9- ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG Từ việc nghiên cứu tỉ mỉ các sáng chế nhằm tìm ra quy luật chung, Atshuler đã đưa ra một hệ thống gồm 40 nguyên tắc sáng tạo dưới đây. 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 hay ngược lại tách phần duy nhất “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 thàng không đối xứng (nói chung giảm bậc 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” - Môt đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân no1 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 cách tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động … 9) Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 10 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG - Gây ứng suất trước đối với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng súât trước để khi làm việc sẽ dùng ứng súât ngược lại). 10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ - Thực hiên 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 đặc 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 hóa khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 11 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG - 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 tần số dao động. - Sử dụng tần 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 ký, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiên tác động khác. 20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích - Thực hiên công viêc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượnng 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 (ví 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, chất thải, năng lương dư. 26) Nguyên tắc sao chép (copy) MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 12 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG - 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 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 đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (ví dụ như 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 diện trường, từ trừơng 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 dẽo và màng mỏng - Sử dụng các vỏ dẽo và mành mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẽo và màng mỏng. 31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết 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 đối tượng hay mội trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh 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 tậo đối tượng cho trước. 34) Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 13 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiêm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hòa tan, bay hơi,…) hoặc phải biến dạng. Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hối 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 dộ dẻo. - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. 36) Sử dụng chuyển pha - Sử dụng các hiện tượng nảy sinh, trong các quá trình chuyển pha như thay đổi thể tích, tỏa 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 ôxy hóa mạnh - Thay không khí thường bằng không khí giàu ôxy. - Thay không khí giàu ôxy bằng chính ôxy. - Dùng các bức xạ iôn hóa tác động lên không khí hoặc ôxy. - Thay ôxy giàu iôn (hoặc ôxy bị iôn hóa) bằng chính ôxy. 39) Thay đổi độ trơ - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hòa. - Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất, phụ gia trung hòa. - Thực hiện quá trình trong chân không. 40) 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 loại vật liệu mới MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 14 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG IV.2. Phương pháp giải quyết vấn đề - bài toán tổng quát 1) Các phương pháp phân tích vấn đề - Phân chia vấn đề 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 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 Phân chia nhỏ vấn đề để có hướng giải quyết từng phần nhằm tìm ra một phương pháp chung để giải quyết cùng một lúc nhiều yêu cầu khác nhau. - Phân cấp bài toán Chia bài toán thành những vấn đề - bài toán nhỏ hơn - Phân tích Tiến hàng Phân tích trước, 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. 2) - Các phương pháp tổng hợp vấn đề Tổ hợp Kết hợp Đối hợp Tích hợp Tổng hợp theo không gian và thời gian IV.3. 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 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. 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. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 15 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG PHẦN II : ÁP DỤNG CÁC 40 THỦ THUẬT CHO ỨNG DỤNG WEB I. NÊU VẤN ĐỀ I.1. Giới thiệu - - - Hiện nay hầu hết các doanh nghiệp lớn đều có riêng một trang web của họ để giới thiệu về công ty, cập nhật thông tin cho người xem cũng như những thông tin về tuyển dụng,… Các ứng dụng hỗ trợ công việc hằng ngày cho nhân viên cũng dần chuyển sang web. Những công ty lớn hơn, đặc biệt là các công ty có nhiều chi nhánh hoặc toàn cầu thì người ta thường đặt nhiều máy chủ nhiều nơi và đồng bộ dữ liệu giữa chúng. Vì vậy ở mỗi công ty vừa và lớn luôn có một đội ngũ kỹ sư đảm trách việc xây dựng, phát triển cũng như bảo trì những trang web này. Một số câu hỏi thường đặt ra cho các nhóm này o Có cách nào để làm công việc này hiệu quả hơn không? o Có cách nào để giảm lỗi gặp phải trong quá trình bảo trì? o Có cách nào để tăng chất lượng cho trang web? I.2. Vài ví dụ - - Khi một lỗi được phát hiện từ phía người dùng, hiệu xuất làm việc của họ sẽ giảm vì phải đợi đến khi lỗi đó được sửa hoặc buộc họ phải làm bằng một cách khác chậm hơn, dở hơn trong khi chờ. Trong khi đó người phát triển chương trình phải tốn thời gian cho việc tìm lỗi, công ty thì tốn tài nguyên cho việc quản lý lỗi. Nó còn nghiêm trọng hơn nếu người dùng là khách hàng, thông tin sai, thiếu hoặc chậm có thể ảnh hưởng đến hợp đồng kế tiếp. Khi một trang web quá chậm, bạn sẽ bị tổn thất khá nhiều, cứ tưởng tượng nếu công ty bạn có 100 người đang dùng trang web đó, và mỗi người làm 36 thao tác trên đó mỗi ngày, mỗi thao tác chiếm khoảng 4s. Như vậy mỗi ngày bạn mất 100x36x4s = 4 hours để chờ đợi, tương ứng với việc mất đi ½ kỹ sư (resource). Đây chỉ là một ví dụ cho dễ hiểu, thực tế bạn sẽ tốn nhiều thời gian hơn. I.3. Vấn đề cần quan tâm Một số yếu tố cần quan tâm khi phát triển và bảo trì cho một web ứng dụng - Cần thận trọng trong lúc nâng cấp hệ thống vì có thể thiếu sót. - Tăng tốc độ của chương trình. - Giảm số lỗi trên code. - Code phải rõ ràng, gọn nhẹ để dễ nâng cấp, bảo trì. - Hỗ trợ làm tự động. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 16 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG II. HƯỚNG GIẢI QUYẾT II.1. Áp dụng các thủ thuật 1) Trong thiết kế & phát triển - Áp dụng nguyên tắc Phân chia nhỏ o Nên tiếp cận việc thiết kế ứng dụng theo hướng OOP (lập trình hướng đối tượng), các đối tượng nên độc lập với những thuộc tính và chức năng của nó. o Những chức năng lớn và đủ độc lập nên thiết kế thành một khối riêng biệt (gọi là module), nó giúp ta dể dàng thêm vào hoặc bớt ra. o Chia nhỏ sẽ giúp bạn dễ quản lý hơn, có thể tái sử dụng ở chỗ khác. o Hiện nay có nhiều kiểu kinh doanh web site như bán hoặc cho (free) một web site với các tính năng cơ bản, sau đó bán thêm các module mà khách hàng yêu cầu. - Áp dụng nguyên tắc Chất lượng cục bộ o Để đảm bảo chất lượng của toàn bộ hệ thống thì mỗi đối tượng, chức năng phải hoạt động ổn định, người ta phải viết và chạy unit test trước. o Bước kiểm tra code nên làm kỹ lưỡng để tránh những lỗi không đáng có - Áp dụng nguyên tắc Kết hợp o Kết hợp với với các hệ thống khác trong công ty như mail server, trình quản lý file, quản lý tác vụ, hệ thống xác thực người dùng chung LDAP, và các hệ thống khác để tận dụng tài nguyên, tính năng sẵn có. o Kết hợp các ngôn ngữ lập trình để tăng hiểu quả, như cshell cho lệnh bên dưới hệ thống Linux, PHP cho việc sử lý với cơ sở dữ liệu và hiển thị thông tin. o Kết hợp với các trang web khác để cập nhật thông tin qua RSS, hoặc tổng hợp các thông tin đó làm dữ liệu để phân tích, đưa ra những báo cáo hoặc đề xuất. o Trong khi tự động hóa một thao tác gồm nhiều bước, có thể tận dụng kết quả từ bước trước để làm đầu vào cho các bước sau, để giảm bớt sự can thiệp của người dùng. - Áp dụng nguyên tắc Đối trọng o Khi thêm hình ảnh, icon cho trang web có thể sẽ làm chậm nó, nên cần cân nhắc hoặc phải cải thiện thêm tốc độ, hiệu ứng để bù trừ. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 17 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG - Áp dụng nguyên tắc Đề phòng o Khi viết một hàm, mặc dầu tại thời điểm dùng đó ta luôn truyền giá trị hợp lệ cho nó nhưng để đảm bảo an toàn thì mỗi hàm nên kiểm tra lại một cách độc lập tất cả các trường hợp có thể xảy ra của giá trị đầu vào. o Những thứ khác thường cần đưa về bình thường, làm cho chúng đồng bộ với nhau, hạn chế ngoại lệ nhằm đề phòng những lỗi thiếu sót do phải nhớ quá nhiều trường hợp đặc biệt. Thí dụ: nên thống nhất cách đặt tên cho đường dẫn, lớp, hàm,… - Áp dụng nguyên tắc Linh động o Khi đồng bộ file giữa 2 máy chủ, thỉnh thoảng network sẽ bị treo nếu những file này quá lớn và chiếm hết băng thông. Nên trước khi đồng bộ cần tính toán kích thước các files và chỉ lấy 1 lượng vừa đủ cho mỗi lần đồng bô hoặc có thể cắt file nếu nó quá lớn. o Khi viết thư viện dưới dạng module sẽ giúp ta dễ dàng sử dụng hơn, linh hoạt hơn. Ứng dụng nào cần module nào thì chỉ cần dùng đúng nó, tránh việc dư thừa. 2) Nâng cấp - Áp dụng nguyên tắc Hành động một phần hoặc quá mức o Khi muốn cải tiến tốc độ của 1 trang web, có thể bạn sẽ mất khá nhiều thời gian để làm triệt để nhưng chưa chắc đã đạt được hiệu quả tốt nhất. Bạn nên tìm những phần chậm nhất và cải thiện nó trước. - Áp dụng nguyên tắc Thực hiện liên tục các họat động có hiệu quả cao o Xem xét lại việc lấy thông tin từ cơ sở dữ liệu, đổ ra đối tượng rồi mới thao tác trên đối tượng đó. Có thể việc đổ ra đối tượng là không cần thiết và làm chậm chương trình. 3) Bảo trì - Áp dụng nguyên tắc Hành động tuần hoàn o Xem xét lại những script chạy định thời, coi việc định thời của nó đã hợp lý chưa và cập nhật lại. Nếu chạy nhiều script có thể làm máy chủ chậm đi. - Áp dung nguyên tắc Sao chép o Sao chép source code gốc qua môi trường tương tự để để tìm lỗi khi được báo để tránh việc có thể ảnh hưởng tới người dùng. o Sao chép ý tưởng từ môi trường này sang môi trường khác như hỗ trợ những tính năng có trên môi trường ứng dụng sang môi trường web. Thí dụ: khi muốn copy một file có thể di chuyển và thả nó từ nguồn sang đích, rê và giữ chuột để chọn nhiều đối tượng. o Cho phép người dùng sao chép các đối tượng trên ứng dụng để giảm thời gian tạo, họ chỉ cần chỉnh sửa lại đối tượng đã sao chép. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 18 - ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH CHƯƠNG TRÌNH ĐẠO TẠO THẠC SĨ CNTT QUA MẠNG 4) Đưa ra cho người dùng - Áp dụng nguyên tắc Thực hiện một số thao tác trước o Khi nâng cấp lên 1 version mới thường trình duyệt phải tải lại file js, css mới nên có thể gây cảm giác chậm cho người dùng. Nên có thể cho tìm cách cho người dùng lấy dần những file này trước thời điểm release. o Để tăng tốc độ xử lý, ứng dụng nên dự đoán và làm trước một số thao tác người dùng sắp làm, nhờ vậy thời gian phản hồi cho hành động kế tiếp sẽ rất nhanh. - Áp dụng nguyên tắc Vượt nhanh o Giai đoạn nâng cấp, nếu cần phải làm trong thời gian làm việc, việc chuyển từ version cũ sang mới cần phải thực hiện rất nhanh để không ảnh hưởng tới hệ thống. Nên mọi thứ cần phải chuẩn bị rất sẵn sàng trước khi chuyển. Nếu quá nhiều thao tác lúc chuyển thì nên viết script. 5) Khác - Áp dung nguyên tắc Đảo ngược o Lâu lâu có thể lật ngược logo trên web site để tạo một cảm giác mới cho người dùng. o Khi thao tác trên các dữ liệu quan trọng cần phải có cơ chế quay ngược (roll back) nếu hành động cuối không thực hiện thành công. - Áp dụng nguyên tắc Chuyển động tròn o Khi coi một danh sách các đối tượng có nút ‘kế tiếp’ có thể cho trở về đối tượng đầu khi nhấp ‘kế tiếp’ ở đối tượng cuối cùng. o Một số dạng thường gặp là phần ‘xem hình’ hoặc khi bảng dữ liệu khá lớn người dùng phải coi từng phần một. - Áp dụng nguyên tắc Thông tin phản hồi o Cần cập nhật thông tin cho người dùng, như đã chạy xong chưa, nếu lỗi thì phải báo. o Những thông tin này cần chính xác và dễ hiểu. Trong các hệ thống chạy các tác vụ với dữ liệu từ người dùng nhập vào thì thông tin này rất quan trọng với họ, nó sẽ giúp sửa lại dữ liệu đúng hơn để có thể lấy được kết quả từ các tác vụ. - Áp dụng nguyên tắc Dùng vật môi giới o Dùng biến tạm khi muốn gán đổi giá trị 2 biến với nhau. o Dùng biến trung gian để lưu các thông tin hay truy xuất nhằm tăng tốc độ xử lý. MÔN HỌC : PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC - 19 -