Tài liệu Phương pháp sáng tạo và ứng dụng trong một số lĩnh vực công nghệ thông tin

TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN TP.HCM ---------- BÀI TIỂU LUẬN VỀ PHƯƠNG PHÁP SÁNG TẠO & ỨNG DỤNG TRONG MỘT SỐ LĨNH VỰC CNTT Giáo viên hướng dẫn:  GS.TSKH Hoàng Kiếm Học viên thực hiện:  Trần Trịnh Khôi Nguyên  MSHV: 1211051  Chuyên ngành: KHMT  Khóa: K22 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo Mục lục LỜI NÓI ĐẦU .................................................................................................................. 4 PHẦN MỘT: KHÁI NIỆM VỀ KHOA HỌC, NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .................................................................................. 5 1. 2. 3. KHOA HỌC ............................................................................................................. 5 NGHIÊN CỨU KHOA HỌC .......................................................................................... 5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC.................................................................... 6 A. Đặt vấn đề, mục đích, hoặc câu hỏi nghiên cứu: ................................................ 6 B.Những giả định ..................................................................................................... 6 C. Danh mục tài liệu: ............................................................................................... 6 PHẦN HAI: BỐN MƯƠI THỦ THUẬT TRONG KHOA HỌC VỀ PHÁT MINH SÁNG CHẾ................................................................................................................................. 8 1. NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ .............................................................................................. 8 2. NGUYÊN TẮC “TÁCH KHỎI” ........................................................................................... 8 3. NGUYÊN TẮC PHẨM CHẤT CỤC BỘ ................................................................................ 8 4. NGUYÊN TẮC PHẢN ĐỐI XỨNG ...................................................................................... 8 5. NGUYÊN TẮC KẾT HỢP ................................................................................................ 8 6. NGUYÊN TẮC VẠN NĂNG .............................................................................................. 9 7. NGUYÊN TẮC “CHỨA TRONG” ....................................................................................... 9 8. NGUYÊN TẮC PHẢN TRỌNG LƯỢNG .............................................................................. 9 9. NGUYÊN TẮC GÂY ỨNG SUẤT SƠ BỘ ............................................................................. 9 10. NGUYÊN TẮC THỰC HIỆN SƠ BỘ ................................................................................. 9 11. NGUYÊN TẮC DỰ PHÒNG ........................................................................................... 9 12. NGUYÊN TẮC ĐẲNG THẾ .......................................................................................... 10 13. NGUYÊN TẮC ĐẢO NGƯỢC ....................................................................................... 10 14. NGUYÊN TẮC CẦU (TRÒN) HÓA................................................................................. 10 15. NGUYÊN TẮC LINH ĐỘNG ......................................................................................... 10 16. NGUYÊN TẮC GIẢI “THIẾU” HOẶC “THỪA” ................................................................... 10 17. NGUYÊN TẮC CHUYỂN SANG CHIỀU KHÁC .................................................................. 11 18. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG CÁC DAO ĐỘNG CƠ HỌC ........................................................ 11 19. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG THEO CHU KỲ...................................................................... 11 20. NGUYÊN TẮC LIÊN TỤC TÁC ĐỘNG CÓ ÍCH ................................................................. 11 21. NGUYÊN TẮC “VƯỢT NHANH” ................................................................................... 12 22. NGUYÊN TẮC BIẾN HẠI THÀNH LỢI ............................................................................ 12 23. NGUYÊN TẮC QUAN HỆ PHẢN HỒI ............................................................................. 12 24. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG TRUNG GIAN ......................................................................... 12 25. NGUYÊN TẮC TỰ PHỤC VỤ ....................................................................................... 12 26. NGUYÊN TẮC SAO CHÉP (COPY) .............................................................................. 12 27. NGUYÊN TẮC “RẺ” THAY CHO “ĐẮT” .......................................................................... 13 28. THAY THẾ SƠ ĐỒ CƠ HỌC ........................................................................................ 13 29. SỬ DỤNG CÁC KẾT CẤU KHÍ VÀ LỎNG ........................................................................ 13 30. SỬ DỤNG VỎ DẺO VÀ MÀNG MỎNG ........................................................................... 13 GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 2 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 31. SỬ DỤNG CÁC VẬT LIỆU NHIỀU LỖ ............................................................................ 13 32. NGUYÊN TẮC THAY ĐỔI MÀU SẮC .............................................................................. 14 33. NGUYÊN TẮC ĐỒNG NHẤT ........................................................................................ 14 34. NGUYÊN TẮC PHÂN HỦY HOẶC TÁI SINH CÁC PHẦN ..................................................... 14 35. THAY ĐỔI CÁC THÔNG SỐ LÝ HÓA CỦA ĐỐI TƯỢNG ..................................................... 14 36. SỬ DỤNG CHUYỂN PHA ........................................................................................... 14 37. SỬ DỤNG SỰ NỞ NHIỆT ........................................................................................... 15 38. SỬ DỤNG CÁC CHẤT OXY HÓA MẠNH......................................................................... 15 39. THAY ĐỔI ĐỘ TRƠ ................................................................................................... 15 40. SỬ DỤNG CÁC VẬT LIỆU HỢP THÀNH (COMPOSITE) ..................................................... 15 PHẦN BA: CÁC VÍ DỤ TRONG LĨNH VỰC CNTT ỨNG DỤNG CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO ................................................................................................................... 16 1. NGUYÊN TẮT GIẢI “THIẾU” HOẶC “THỪA” ..................................................................... 16 2. NGUYÊN TẮC KẾT HỢP .............................................................................................. 16 3. NGUYÊN TẮT CHUYỂN SANG CHIỀU KHÁC .................................................................... 16 4. NGUYÊN TẮC DỰ PHÒNG ........................................................................................... 16 5. NGUYÊN TẮC TÁC ĐỘNG THEO CHU KỲ........................................................................ 16 6. NGUYÊN TẮC SAO CHÉP ............................................................................................ 17 7. NGUYÊN TẮC RẺ THAY ĐẮT ........................................................................................ 17 8. NGUYÊN TẮC THAY ĐỔI MÀU SẮC ................................................................................ 17 9. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG TRUNG GIAN ........................................................................... 17 10. NGUYÊN TẮC PHÂN NHỎ .......................................................................................... 17 11. NGUYÊN TẮC SỬ DỤNG KẾT CẤU KHÍ VÀ LỎNG........................................................... 17 12. NGUYÊN TẮC QUAN HỆ PHẢN HỒI ............................................................................. 18 13. NGUYÊN TẮC “CHỨA TRONG” ................................................................................... 18 14. THAY THẾ SƠ ĐỒ CƠ HỌC ........................................................................................ 18 15. NGUYÊN TẮT ĐỒNG NHẤT ........................................................................................ 18 16. NGUYÊN TẮT PHÂN HỦY HOẶC TÁI SINH TỪNG PHẦN ................................................... 18 17. NGUYÊN TẮC VƯỢT NHANH ..................................................................................... 19 PHẦN 4 : SỰ PHÁT TRIỂN CỦA NGÔN NGỮ LẬP TRÌNH VÀ ỨNG DỤNG THỦ THUẬT SÁNG TẠO ...................................................................................................... 19 1. LỊCH SỬ CỦA CÁC PHƯƠNG PHÁP LẬP TRÌNH MÁY TÍNH ............................................. 19 1.1 Lập trình tuyến tính ........................................................................................ 19 1.2 Lập trình cấu trúc ........................................................................................... 20 A. Sơ lược ...................................................................................................... 20 B. Các thủ thuật sáng tạo: .............................................................................. 21 1.3 Lập trình hướng đối tượng OOP .................................................................... 23 A. Sơ lược ...................................................................................................... 23 B. Các thủ thuật sáng tạo: .............................................................................. 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................ 25 GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 3 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo LỜI NÓI ĐẦU Phương Pháp Luận Sáng Tạo (Creativity Methodologies) là bộ môn khoa học có mục đích xây dựng và trang bị cho mọi người hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành tiên tiến về suy nghĩ để giải quyết vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy. Theo các nhà nghiên cứu, khoa học này ứng với "làn sóng thứ tư" trong quá trình phát triển của loài người, sau nông nghiệp, công nghiệp và tin học. Làn sóng thứ tư ứng với Creatology (hay còn gọi là thời đại hậu tin học) chính là sự nhấn mạnh vai trò chủ thể tư duy sáng tạo của loài người trong thế kỷ XXI. Tuy nhiên, mỗi người cần chọn cho mình những phương pháp, kỹ thuật phù hợp với đặc điểm bản thân cũng như hoàn cảnh ứng dụng cụ thể để đạt được mục tiêu nghiên cứu. Công nghệ thông tin là một trong những ngành mũi nhọn trong lĩnh vực khoa học công nghệ mà Đảng và Nhà nước đã xác định và cũng là mãnh đất màu mỡ của hạt giống sáng tạo. Vì thế việc ứng dụng phương pháp luận sáng tạo vào công nghệ thông tin để làm nảy mầm các hạt giống ấy có ý rất lớn trong việc đưa Việt Nam trở thành nước mạnh về công nghệ thông tin trong tương lai gần. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 4 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo Phần Một: Khái Niệm Về Khoa Học, Nghiên Cứu Khoa Học Và Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 1. Khoa học Khoa học là các nỗ lực thực hiện phát minh, và tăng lượng tri thức hiểu biết của con người về cách thức hoạt động của thế giới vật chất xung quanh. Thông qua các phương pháp kiểm soát, nhà khoa học sử dụng cách quan sát các dấu hiệu biểu hiện mang tính vật chất và bất thường của tự nhiên nhằm thu thập dữ liệu, phân tích thông tin để giải thích cách thức hoạt động, tồn tại của sự vật hiện tượng. Một trong những cách thức đó là phương pháp thử nghiệm nhằm mô phỏng hiện tượng tự nhiên dưới điều kiện kiểm soát được và các ý tưởng thử nghiệm. Tri thức trong khoa học là toàn bộ lượng thông tin mà các nghiên cứu đã tích lũy được. Định nghĩa về khoa học được chấp nhận phổ biến rằng khoa học là tri thức tích cực đã được hệ thống hóa. 2. Nghiên cứu khoa học 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 lĩnh 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. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 5 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 3. Phương pháp nghiên cứu khoa học Phương pháp nghiên cứu khoa học nói chung là một trình tự gồm sáu bước sau. Các bước cơ bản là: A. Đặt vấn đề, mục đích, hoặc câu hỏi nghiên cứu: Đặt vấn đề hay câu hỏi nghiên cứu là phần quan trọng nhất của phương pháp nghiên cứu khoa học. Mỗi một phần dự án của bạn được thực hiện để trả lời câu hỏi này. Các câu hỏi nghiên cứu đôi khi được hình thành như là một tuyên bố và được gọi là “Vấn đề” hoặc "Báo cáo vấn đề." mục tiêu hay những ý tưởng mà bạn đang cố gắng để kiểm chứng là gì? câu hỏi khoa học mà bạn đang cố gắng trả lời là gì? B. Những giả định Giả định là một dạng dự báo, được hình thành như một tuyên bố mà bạn đề nghị để dẫn tới câu trả lời cho câu hỏi nghiên cứu. Giải thích một cách thuyết phục các dự án mà bạn sử dụng để chứng minh cho mục đích của mình. Bạn nên cố gắng trình bày kỹ về các kết luận có được thông qua đo lường. Không phải lúc nào kết luận của bạn cũng phù hợp với giả thuyết của bạn. C. Danh mục tài liệu: Danh sách tất cả các vật tư thiết bị được sử dụng trong nghiên cứu hoặc thử nghiệm. Danh sách các tài liệu của bạn phải bao gồm các trình tự thao tác. D. Trình tự: Là mô tả chi tiết, từng bước về cách bạn thực hiện thử nghiệm. Hãy mô tả rõ ràng cách mà bạn khống chế các biến số cũng như từng bước làm thế nào bạn lấy được kết quả cuối cùng thông qua đo lường để chứng minh hay bác bỏ giả thuyết của mình. Các tiến trình mà bạn thực hiện nên được đúc kết theo một phương pháp mà theo đó một người khác dễ dàng nên có thể thực hiện lại. Hình ảnh mô tả các thao tác được hiện rõ trên bảng hiển thị của bạn. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 6 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo E. Tầm quan sát, dữ liệu, Kết quả: Các kết quả thường là dưới hình thức một tuyên bố để giải thích hoặc diễn giải dữ liệu. Kết quả thu được ở dạng dữ liệu thô, đồ thị, kết luận rút ra từ những dữ liệu bạn có. Hình ảnh cũng có thể được sử dụng ở đây. F. Kết luận: Kết luận là một bản tóm tắt các nghiên cứu và các kết quả của thử nghiệm. Đây là nơi bạn trả lời các vấn đề của bạn hay câu hỏi nghiên cứu. Bạn đưa ra một tuyên bố cho dù dữ liệu của bạn có hỗ trợ giả thuyết của bạn hay không. Bạn phải có đủ dữ liệu để chứng minh một phần hoặc phản bác toàn bộ giả thuyết của mình. Trong trường hợp này, bạn có thể giải thích tại sao có các kết quả khác nhau.Các phương pháp khoa học không phải là đúc bằng bê tông mà nó là một hệ thống, minh bạch và khá dễ để học hỏi và sử dụng mà không nhà khoa học nào có thể sử dụng nó cho lợi ích riêng. Và thật thú vị, có những khám phá khoa học một cách tình cờ, bởi nhận được kết quả tình cờ do nhà khoa học vô tình đặt câu hỏi ngoài lề. Một ngày nào đó bạn sẽ thực hiện được những khám phá lịch sử. Hãy thử nghiệm bản thân và gặt hái thành công. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 7 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo Phần Hai: Bốn Mươi Thủ Thuật Trong Khoa Học Về Phát Minh Sáng Chế 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  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 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. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 8 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 6. Nguyên tắc vạn năng  Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó là không cần sự tham gia của 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 trù trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với 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 đối 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.  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 các phuơng tiện báo động, ứng cứu, an toàn. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 9 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 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 của 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) hóa  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 đối 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. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 10 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 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 có 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 đơn giản hóa 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 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 (đến tần số siêu âm). 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 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 quay. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 11 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 21. Nguyên tắc “vượt nhanh”  Vượt qua những 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 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 tỉ lệ cần thiết. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 12 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo  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 về 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 điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác đối 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 ngoài bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ  Làm cho 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. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 13 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 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 môi 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 các 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 phân hủy hoặc tái sinh các phần  Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi…) hoặc phải biến dạng.  Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. 35. Thay đổi các thông số lý hóa của đối tượng     Thay đổi trạng thái của đối tượng. Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. Thay đổi độ 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 … GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 14 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 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 oxy hóa mạnh     Thay không khí thường bằng không khí giàu Oxy. Thay không khí giàu Oxy bằng chính Oxy. Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc oxy. Thay oxy giàu Ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn. 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 các vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung, sử dụng các loại vật liệu mới. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 15 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo Phần Ba: Các Ví Dụ Trong Lĩnh Vực CNTT Ứng Dụng Các Thủ Thuật Sáng Tạo 1. Nguyên tắt giải “thiếu” hoặc “thừa”  Trong thuật giải di truyền, thay vì đi tìm lời giải tối ưu (tốn chi phí rất cao hoặc không thể), giải thuật đi tìm lời giải gần tối ưu nhất có thể. 2. Nguyên tắc kết hợp  Ứng dựng mô hình mạng Neural nhân tạo và lý thuyết Fuzzy trong việc điều khiển nhiệt độ lò nung Tuynel. 3. Nguyên tắt chuyển sang chiều khác  Trong lĩnh vực trí tuệ nhân tạo, không ít các bài toán thực tế do lượng dữ liệu đầu vào quá lớn hoặc phức tạp nên chúng được chuyển từ không gian dữ liệu nhiều chiều sang một chiều và ngược lại để giải quyết. 4. Nguyên tắc dự phòng  Trong các hệ quản trị cơ sở dữ liệu như SQL Server, Oracle, … hệ thống thường tự động backup dữ liệu đình kỳ nhằm hạn chế những sự cố bất ngờ. 5. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ  Thay vì đưa ra một sản phẩm “hoàn hảo” ngay từ đầu, các công ty phát triển các hệ điều hành như Microsoft, Google, Apple, … thường đưa ra sản phẩm khi đã đạt một chuẩn nào đó. Sau đó, các phiên bản cập nhật được phát hành định kỳ cho sản phẩm của mình. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 16 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 6. Nguyên tắc sao chép  Kiểu truyền tham số theo giá trị (Passing by value) trong chương trình con (subprogram) thực hiện sao chép tham số được truyền vào vùng nhớ stack và sử dụng tham số được sao chép đó cho việc tính toán trong subprogram đó. 7. Nguyên tắc rẻ thay đắt  Máy tính bảng siêu rẻ Askash của một công ty Ấn Độ khi so giá thành với các máy tính bảng như Ipad là một bằng chứng sinh động cho nguyên tắt này. 8. Nguyên tắc thay đổi màu sắc  Trong phần mềm lái xe tự động, một trong những kỹ thuật phân tích hình ảnh là đổi màu các vùng không phải đường xe chạy thành một màu duy nhất (ví dụ màu trắng). 9. Nguyên tắc sử dụng trung gian  Trong công nghệ Java, mã lệnh của chương trình được chuyển thành một dạng trung gian gọi là Bytecode, sau đó tập tin này được chạy trên các máy ảo Java ở bất cứ hệ điều hành nào. 10. Nguyên tắc phân nhỏ  Mô hình Model – View – Control giúp phân chia công việc cho các thành phần độc lập. Qua đó, làm cho chương trình tăng khả năng mở rộng, sửa lỗi, khả phân, … 11. Nguyên tắc sử dụng kết cấu khí và lỏng  Trong bộ phận tản nhiệt CPU, hiện nay có những sản phẩm tản nhiệt bằng nước hoặc khí lạnh. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 17 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 12. Nguyên tắc quan hệ phản hồi  Một số sản phẩm phần mềm hiện nay, khi người dùng tiến hành gỡ bỏ phần mềm đang sử dụng, hệ thống thường xuất hiện cửa sổ để lấy ý kiến của người dùng về phần mềm cũng như nguyên nhân gỡ bỏ chương trình. 13. Nguyên tắc “chứa trong”  Trong các lập trình hướng đối tượng, đối tượng A được quyền chứa đối tượng B, đối tượng B được quyền chứa đối tượng C, …  Ví dụ: Đối tượng Xe Hơi có chứa đối tượng Thân Xe, trong đối tượng Thân Xe có chứa đối tượng Ghế Xe, … 14. Thay thế sơ đồ cơ học  Thay vì phân lớp theo cách thông thường, thuật toán Dynamic Time Warping quan tâm đến thời gian, tốc độ của hai chuỗi (sequences) để tính toán độ khác nhau của chúng. 15. Nguyên tắt đồng nhất  Lớp con kế thừa lớp cha sẽ có những thành phần kế thừa từ lớp cha. Các lớp con có cùng cha sẽ có chung các thành phần được kế thừa từ lớp cha. 16. Nguyên tắt phân hủy hoặc tái sinh từng phần  Trong một số ngôn ngữ lập trình như Java, C#, … có bộ thu hồi rác (Garbage collector) có chức năng tự động giải phóng vùng nhớ không còn dùng đến. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 18 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 17. Nguyên tắc vượt nhanh  Trong các bộ phận phần cứng của máy tính có sử dụng bộ nhớ, người ta thường tạo ra một vùng nhớ truy xuất nhanh được gọi là Cache. Vù nhớ này có tốc độ truy xuất nhanh hơn hẳn so với vùng nhớ chiếm đa số trong bộ phận đó nhưng nó lại có dung lượng nhỏ vì giá thành tạo ra chúng cao hơn. Phần 4 : Sự Phát Triển Của Ngôn Ngữ Lập Trình Và Ứng Dụng Thủ Thuật Sáng Tạo 1. Lịch sử của các phương pháp lập trình máy tính 1.1 Lập trình tuyến tính a. Đặc trưng  Đơn giản: chương trình được tiến hành đơn giản theo lối tuần tự, không phức tạp.  Đơn luồng: chỉ có một luồng công việc duy nhất, và các công việc được thực hiện tuần tự trong luồng đó. b. Nhận xét  Ưu điểm:  Do tính đơn giản, lập trình tuyến tính được ứng dụng cho các chương trình đơn giản và có ưu điểm dễ hiểu.  Nhược điểm:  Với các ứng dụng phức tạp, người ta không thể dùng lập trình tuyến tính để giải quyết.  Ngày nay, lập trình tuyến tính chỉ tồn tại trong phạm vi các module nhỏ nhất của các phương pháp lập trình khác. Ví dụ trong một chương trình con của lập trình cấu trúc, các lệnh cũng được thực hiện theo tuần tự từ đầu đến cuối chương trình con. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 19 Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học – Bài Tiểu Luận Về Các Thủ Thuật Sáng Tạo 1.2 Lập trình cấu trúc A. Sơ lược  Trong lập trình hướng cấu trúc, chương trình chính được chia nhỏ thành các chương trình con và mỗi chương trình con thực hiện một công việc xác định. Chương trình chính sẽ gọi đến chương trình con theo một giải thuật, hoặc một cấu trúc được xác định trong chương trình chính.  Các ngôn ngữ lập trình cấu trúc phổ biến là Pascal, C và C++. Riêng C++ ngoài việc có đặc trưng của lập trình cấu trúc do kế thừa từ C, còn có đặc trưng của lập trình hướng đối tượng. Cho nên C++ còn được gọi là ngôn ngữ lập trình nửa cấu trúc, nửa hướng đối tượng. a. Đặc trưng  Đặc trưng cơ bản nhất của lập trình cấu trúc thể hiện ở mối quan hệ: o Chương trình = Cấu trúc dữ liệu + Giải thuật  Trong đó: o Cấu trúc dữ liệu là cách tổ chức dữ liệu cho việc xử lý bởi một hay nhiều chương trình nào đó. o Giải thuật là một quy trình để thực hiện một công việc xác định. o Trong chương trình, giải thuật có quan hệ phụ thuộc vào cấu trúc dữ liệu:  Một cấu trúc dữ liệu chỉ phù hợp với một số hạn chế các giải thuật.  Nếu thay đổi cấu trúc dữ liệu thì phải thay đổi giải thuật cho phù hợp.  Một giải thuật thường phải đi kèm với một cấu trúc dữ liệu nhất định. b. Nhận xét  Mỗi chương trình con có thể được gọi thực hiện nhiều lần trong một chương trình chính. GVHD: GS.TSKH Hoàng Kiếm SVTH: Trần Trịnh Khôi Nguyên – 1211051 – KHMT – K22 Trang 20