Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc
CH
NG 13. M T S LĨNH V C NGHIÊN C U
ƯƠ
Ứ
ệ ụ ọ
Ự Ộ Ố TRONG TIN H CỌ ứ ự ầ ớ
ộ ố ộ ậ ề ấ ớ ở ọ c n i dung, v i m c đích hoàn ch nh b c tranh t ng th ự ộ c h c sau này. Vì v y ậ ở ổ s l ả ơ ượ ụ ứ ộ ớ ỉ t kê m t s lĩnh v c nghiên c u chính trong Tin h c. Các lĩnh v c này đây là n i dung đây ể ứ đây, các nghiên c u ề ử ọ c bàn đ n . M c này li không hoàn toàn đ c l p v i nhau. Ph n l n nh ng v n đ nêu ữ các giáo trình chuyên ngành mà sinh viên s đ ẽ ượ chúng ta ch mô t ỉ đ ng. v Tin h c - ngành khoa h c v x lý thông tin t ự ộ Ở ọ ề liên quan đ n ph n c ng cũng không đ ế ượ ứ ế ầ
13.1. C U TRÚC D LI U VÀ GI I THU T Ữ Ệ Ấ Ả Ậ
ứ ự ụ ư ậ ả ữ ệ ứ ả ệ ữ ớ ch c d li u và các gi ữ ườ ế i pháp l p trình hi u qu . ả ớ i thu t phù h p v i nh ng l p ậ ợ c l p trình và cách ế ượ ậ i thu t. Lĩnh v c nghiên c u này có m c đích đ a ra các gi Ngoài vi c đ xu t cách t ổ ấ ề ệ bài toán c th , ng ụ ể đánh giá đ ph c t p c a gi ứ ạ ộ i ta còn quan tâm đ n nh ng chi n l ủ ả ậ
13.2. NGÔN NG L P TRÌNH, PH NG PHÁP L P TRÌNH VÀ CH Ữ Ậ ƯƠ Ậ ƯƠ NG TRÌNH D CHỊ
ộ ủ ấ ậ ậ ộ ỷ ỷ ế ữ ậ i ta quan tâm đ n kh năng và hi u qu c a các ngôn ng l p ầ ả ủ ế ả d li u, s giàu có v ch c năng. Đã có m t th i kỳ r t sôi đ ng trong su t th p k 60 và đ u th p k 70 c a th ờ ố k 20 khi ng ườ ỷ trình nh kh năng mô t ả ả ữ ệ ệ ứ ư ự ề
ộ ạ ượ c quan tâm nhi u h n là các ph ề ươ ơ ậ ậ ụ ậ ẫ ươ ậ ng pháp lu n trong l p trình ậ ậ ng, l p trình ng đ i t ậ ữ c th hi n trong nh ng ố ượ ể ệ ướ ượ M t khía c nh đ (ví d l p trình có c u trúc, l p trình logic, l p trình h ấ theo m u, l p trình tr c quan). Các ph ng pháp lu n đ ự ậ ngôn ng l p trình c th . ụ ể ữ ậ
ữ ậ ề ề ề ấ ặ ớ ấ ự ế ệ ị ươ v ng, sinh mã, t ng trình d ch . Song song v i v n đ ngôn ng l p trình là v n đ cài đ t, đi u này có liên quan ng trình d ch. Các phu ng pháp phân tích cú pháp, đ n vi c xây d ng các ch ơ i u mã là nh ng v n đ c a ch phân tích t ề ủ ố ư ừ ự ươ ữ ấ ị
13.3. H ĐI U HÀNH Ệ Ề
ươ ủ ế ng 10, chúng ta đã nói nhi u v h đi u hành và ti n tri n c a các h ề ệ ề ệ ề ể ổ ề ấ ệ ng ườ ậ ng giao ti p thu n ế ữ ả ử ụ ườ ấ ậ ặ ộ i s d ng và máy tính. Trong Ch ề đi u hành. Nh ng v n đ chung đ t ra cho h đi u hành ít thay đ i: tăng c ề hi u qu s d ng máy tính, tăng đ tin c y, cung c p môi tr ệ ti n gi a ng ữ ệ ườ ử ụ
13.4. C S D LI U (DATABASE) VÀ CÁC H QU N TR C S D LI U Ị Ơ Ở Ữ Ệ Ơ Ở Ữ Ệ Ả Ệ
ộ ộ ư ậ ụ ộ ộ ượ ơ ở ữ ệ ả ớ ợ ổ ự ứ ụ ấ ủ ấ ế ch c theo b n ch t c a chúng ch ứ ụ ể ụ ứ ả ư ậ ủ ề ầ ệ ữ ệ ứ ầ ổ C s d li u (CSDL) là m t b s u t p d li u trong m t lĩnh v c ng d ng nào ữ ệ ộ ậ c qu n lý m t cách nh t quán và đ c l p v i các ng d ng. Tính đ c l p đó đ ấ ộ ậ ứ v i ng d ng mu n nói, các d li u đu c t ữ ệ ụ ố ớ ứ không ph i vì đ gi i quy t nh ng bài toán c th . Nh v y v n đ c n nghiên ữ ể ả ả ch c d li u. M c tiêu c a công vi c này là xây c u đ u tiên là các mô hình t ứ d ng các mô hình sao cho: ự
• Có c ch tìm ki m d li u hi u qu (các gi i pháp t ữ ệ ế ế ệ ả ả ổ ế ch c và tìm ki m ứ ơ thông tin)
• Đ m b o tính nh t quán và không d th a thông tin (đ c nghiên c u qua ư ừ ả ả ấ ượ ứ các c ch chu n hoá) ế ẩ ơ
116
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc
ả ả ầ ứ ệ ả ị ọ ng ti n cho phép Ph n m m đ m b o các ch c năng qu n tr c s d li u g i là h qu n tr CSDL. H qu n tr CSDL ph i cung c p các ph ị ả ả ả ề ệ ị ơ ở ữ ệ ệ ươ
ạ ậ ế
ậ ữ ệ ữ ệ ử ậ ớ
ữ ỏ ữ ệ ế
ữ ệ ữ ệ ủ ẹ ả ả ấ ợ
ấ • T o l p CSDL (v m t ki n trúc) ề ặ • C p nh t d li u (thêm b t, s a d li u) • Tìm ki m d li u (qua các ngôn ng h i - query language) • Đ m b o tính toàn v n d li u (tính h p lý, nh t quán c a d li u) • Kh năng dùng chung d li u đ ng th i (ví d qu n lý các giao d ch - ữ ệ ụ ả ả ồ ờ ị transaction)
• Đ m b o an toàn d li u ữ ệ ả ả
ể ờ ượ ấ ự ữ ệ ế ạ ấ ấ ữ ệ ế ộ ậ ướ ươ ư ể ố ng, mô hình CSDL suy di n, mô hình CSDL phân tán, ...) Các mô hình CSDL đ c xây d ng trong th i gian qua có th chia làm hai nhóm: nhóm liên quan đ n c u trúc d li u (nh mô hình phân c p, mô hình m ng, mô ư hình quan h ) và m t nhóm không nh ng liên quan đ n c u trúc d li u mà còn ữ ệ c ph ố ng đ i ng pháp lu n trong phát tri n h th ng (nh mô hình CSDL h ệ ả t ượ ễ
13.5. M NG MÁY TÍNH VÀ TRUY N THÔNG Ạ Ề
ể ụ ề ế ứ ả ạ ng 11, chúng ta đã nói nhi u v m ng máy tính. Có th nói, m ng Trong Ch ạ ề ươ máy tính, đ c bi t là Internet đã làm bi n đ i h n hình nh ng d ng máy tính ặ ổ ẳ trong m t th p k qua. ậ ộ ệ ỷ
ấ ấ ạ ố ớ ề ề ặ ể ậ ố ứ ứ ự ộ Tuy nhiên còn r t nhi u v n đ đ t ra đ i v i ngành m ng máy tính và truy n ề ề ng v t lý đ truy n tin t c đ cao, các giao th c truy n thông nh các môi tr ề ộ ư ườ ụ thông t c đ cao, truy n thông không dây, m ng di đ ng, xây d ng các ng d ng ộ ạ ề trên m ng, qu n tr m ng, an ninh trên m ng. ạ ị ạ ố ạ ả
Lĩnh v c m ng máy tính và truy n thông còn đang phát tri n m nh. ự ề ể ạ ạ
13.6. TRÍ TU NHÂN T O (ARTIFICIAL INTELLIGENCE) Ạ Ệ
c nh con ng ỏ ể ọ ấ ể ườ ấ ọ ở ọ ữ ứ ụ ệ ả ằ ậ ữ ệ ầ ấ ị ư ạ ầ ươ ở i nh ng ni m tin ban đ u v kh năng tìm ki m gi ữ ề ế ầ ề ả ắ ầ ườ ứ ữ ệ ộ c th c hi n t ệ ạ ạ ọ ệ ậ ả ượ ự ệ ế ạ ự ả i không luôn luôn ám nh Câu h i máy tính có th thông minh đ ư ượ i ta b t đ u th y v n đ có tri n v ng khi Mc nh ng nhà làm toán và tin h c. Ng ề ắ ầ ườ ữ Carthy H c vi n Công ngh Massachuset (MIT) sáng t o ra ngôn ng LISP ạ ệ (1960) cho phép tính không ph i b ng s mà tính toán hình th c trên ký hi u ví ệ ố d tính tích phân b t đ nh. Thu t ng trí tu nhân t o l n đ u tiên đ c Marvin ượ ng trình ch i c đ u tiên MIT) đ a ra vào năm 1961. Các ch Minsky (cũng ơ ờ ầ (1964) đã mang l i pháp thông ả ạ i ta đã b t đ u xây d ng các h chuyên gia, minh c a máy tính. Năm 1970 ng ệ ự ủ ẩ là các h có mang tri th c chuyên gia. M t trong nh ng h nh th là h ch n ư ế ệ ư đoán b nh MYCIN đ i đ i h c Stanford. Năm 1981 Nh t b n đ a ra d án ch t o máy tính th h th 5 - máy tính thông minh, ch n Prolog làm ế ệ ứ ọ ngôn ng làm vi c. T đó ngành trí tu nhân t o đã th c s kh i s c. ệ ở ắ ữ ừ ự ự ệ ạ
c quan tâm đ n trong trí tu nhân t o là : ế ệ ạ Nh ng v n đ đ ấ
c tìm ki m l i gi ả ế ặ ờ ả i, i pháp ho c tri th c (các chi n l ứ ng pháp phát hi n tri th c trong m t t p d li u h n đ n). ữ ề ượ • C ch tìm ki m gi ế ơ các ph ươ ế ượ ữ ệ ế ộ ộ ậ ứ ỗ
ế ậ ứ ứ ệ ậ ơ
ệ • C ch l p lu n và ch ng minh ( các h logic hình th c). • C ch nh n th c, h c máy (m ng neuron, nh n d ng, x lý nh). ạ ứ ử ế ậ ậ ạ ả ơ ọ
117
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc
nhiên (hi u ngôn ng t ữ ự ữ ự ể ợ nhiên, nh n d ng ti ng nói, t ng h p ế ậ ạ ổ • Tính b t đ nh và logic m . ờ ấ ị • Ngôn ng t ti ng nói). ế
• H chuyên gia (các h th ng có tri th c chuyên gia và có th cho các gi ệ ố ứ ệ ể ả i pháp gi ng nh các chuyên gia). ư ố
• Ng i máy. ườ
c nh mong mu n. Có ế ư ố Nh ng k t qu đ t đ ượ nh ng khó khăn r t khó v ượ t đ ph c t p trong tính toán. ả ạ ấ ữ ữ c trong lĩnh v c này ch a đ ư ự t qua, đ c bi ứ ạ ượ ệ ộ ặ
13.7. T NG TÁC NG I MÁY (HUMAN COMPUTER INTERACTION- HCI) ƯƠ ƯỜ
i máy là lĩnh v c nghiên c u các quá trình, ph ườ t k và cài đ t giao ti p gi a ng ươ ứ ng tác ng ế ế ứ ườ ng pháp, nh n ậ ươ ệ ố i và máy tính cũng nh các h th ng ư ữ ặ ự ế T th c, thi có dùng máy tính.
ng tác ng ặ ượ ề ươ ấ ụ c đ t ra đ i v i b t kỳ m t h th ng nào có s ả ề ữ ự ử ấ ự ả ự ệ ề ấ ạ ế c đây nay đã tr thành hi n th c ví d giao ti p tr c ti p b ng ngôn ng ộ ệ ố ủ ứ ạ ứ ề ằ ộ ề ộ ễ ướ ấ ệ ụ ự ế ế ở ị ử i máy đ V n đ t ố ớ ấ ườ d ng máy tính, đ c bi t trong tình hình hi n nay khi kh năng c a máy tính và ệ ệ ặ truy n thông đã đ m nh cho phép th c hi n nh ng x lý r t ph c t p trong giao ệ ủ ạ ả ti p m t cách tr c ti p (online) và trong th i gian th c (real time) t c là đ m b o ế ờ ế c v đ tr . HCI có liên quan r t nhi u đ n trí tu nhân t o. Nhi u v n đ khó đ ề ượ ữ khăn tr ự nhiên (thông qua âm thanh ho c hình nh), giao ti p qua th giác máy tính, sinh t ế ả ự tr c h c (xác th c qua vân tay, gi ng nói, võng m c). ắ ặ ọ ự ạ ọ
ặ ạ ườ ề ứ ươ xa, th t là v i m ng Internet và các ớ ụ i-máy có nh ng c h i m i. R t nhi u ng d ng ớ ạ ng m i ủ ng tác ng ế ừ ệ ơ ộ ư ươ ng tác Agent. , đi u khi n t tr có t V i s xu t hi n c a các m ng máy tính đ c bi ớ ự ệ ấ m ng di đ ng, t ạ ộ d a trên các giao ti p t ự đi n t ệ ử ạ ấ ữ xa qua m ng Internet nh đào t o t ạ ừ xa, c ch t ơ ạ ế ự ị ể ừ ươ ề
ng tác ng ớ ươ ứ ấ ọ i máy là ơ ườ ứ ế ị Có m t lĩnh v c nghiên c u khác cũng r t quan tr ng v i t ự ộ các h h tr quy t đ nh (Decision Support System - DSS), nghiên c u các c ệ ỗ ợ ch ra quy t đ nh. ế ị ế
13.8. K NGH PH N M M (SOFTWARE ENGINEERING) Ầ Ỹ Ệ Ề
ầ ề ụ ấ ự ề ấ ượ ề ậ ầ ộ ề ồ ệ ề ỹ ầ ể ề ầ ầ Th c ti n phát tri n ph n m m cho th y, đ đ t đ c m c đích phát tri n ph n ể ạ ượ ể ễ ể m m có ch t l ng thì k năng l p trình ch là m t khâu trong c m t ti n trình ộ ỉ ỹ ả ộ ế t ng th nhi u khâu. K ngh ph n m m nghiên c u toàn b các v n đ có liên ề ấ ứ ể ổ quan đ n phát tri n ph n m m bao g m: quy trình làm ph n m m, ph ng pháp ế ươ làm ph n m m và công c làm ph n m m. ầ ầ ụ ề ề
K ngh ph n m m quan tâm t i các v n đ sau: ệ ề ầ ỹ ớ ề ấ
ị ả ả ậ ầ ự ị ế ả ộ ị ề ng, qu n tr c u hình, qu n tr chi phí, qu n lý r i ro, ...) ị ả ạ ả ủ
t k h th ng ế ế ệ ố
ử ệ ố ể
ệ ố
ươ ả ị ứ i ta g i là đ c t • Qu n tr các d án ph n m m (l p k ho ch, qu n tr ti n đ , qu n tr ch t ấ ế l ượ ả ị ấ • Phân tích và thi • Ki m th h th ng • Mô hình hoá h th ng • Các ph ph n m m mà ng ề ng pháp hình th c (các mô hình toán h c đ xác đ nh s n ph m ầ ể ấ ủ hình th c, ki m tra các tính ch t c a ặ ả ọ ể ườ ứ ầ ọ
118
Ch¬ng 13 - Mét sè lÜnh vùc nghiªn cøu trong tin häc
ầ ươ ng ư ạ ậ ọ ượ ầ ể ề ạ ả c g i là ki m ch ng hình th c) ứ ơ ứ
ệ ể ề ầ ọ ng ệ ướ ề ng, công ngh client-server, công ngh WEB, công ngh ph n m m ầ ệ ệ ệ ph n m m mà không c n ph i ch y chu ng trình, th m chí ch a có ch trình ch y đ • Các công ngh quan tr ng trong phát tri n ph n m m: công ngh h đ i t ố ượ v i s h tr c a máy tính CASE. ớ ự ỗ ợ ủ
Câu h i và bài t p ỏ ậ
1. Anh/Ch đã đang ng d ng Công ngh Thông tin vào nh ng công vi c gì? ứ ụ ữ ệ ệ ị
2. Hãy nêu các lĩnh v c ng d ng Công ngh Thông tin. ự ứ ụ ệ
3. Hãy lý gi ả ạ i vì sao nói Công ngh Thông tin đang làm m t cu c cách m ng ệ ộ ộ l n trong lĩnh v c giáo d c và đào t o. ớ ự ụ ạ
4. Hãy nêu 5 lĩnh v c nghiên c u c a Công ngh Thông tin mà Anh/Ch cho ứ ủ ệ ị là quan tr ng nh t. Vì sao? ọ ự ấ
