Tiểu luận: Ứng dụng phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong công nghệ thông tin

Chia sẻ: Sdfcdxgvf Sdfcdxgvf | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:40

Thêm vào BST

Báo xấu

381
lượt xem 36
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Đề tài Ứng dụng phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong công nghệ thông tin trình bày 40 nguyên lý sáng tạo cơ bản. Ứng dụng phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong công nghệ thông tin, bài toán dự đoán giá cổ phiếu, các phương pháp dự đoán giá cổ phiếu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Tiểu luận: Ứng dụng phương pháp luận sáng tạo và đổi mới trong công nghệ thông tin

TRƯỜ NG ĐẠI HỌ C KHOA HỌC TỰ NH IÊN KHOA CÔ NG NGH Ệ THÔNG TIN BỘ MÔ N KHOA HỌC MÁ Y TÍNH - - - -  - - - - PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC Đ Ề TÀI: ỨNG D ỤN G PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁN G TẠO VÀ ĐỔI MỚ I TRONG CÔNG NGHỆ THÔNG TIN GIẢNG VIÊN : GS. TS KH.HOÀNG KIẾM HỌC VIÊN : BÀNH TR Í THÀNH– 1211069 TP. HCM, THÁ NG 12/20 12
LỜI CẢM ƠN Trước tiên, em xin chân thành cảm ơn thầy GS.TSKH. Hoàng Kiếm, người đã truyền cảm hứng cho em trong các buổi giảng trên lớp, cũng như cung cấp các thông tin, tư liệu quý giá để hoàn thành đề tài này. Em xin cảm ơn quí Thầy Cô Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên, những người đã tận tình giảng dạy, trang bị cho em những kiến th ức và kinh nghiệm quí báu trong suốt thời gian học tập tại trường. Cuối cùng, em xin gửi lời cảm ơn chân thành đến những người bạn đã chia sẻ và giúp đỡ em trong thời gian học tập và nghiên cứu. TP. HCM, tháng 12 năm 2012 Học viên thự c hiện Bành Trí Thành i
Mục lục LỜI M Ở ĐẦU Ch ương 1 TỔNG Q UAN...................................................................................................... 1 1.1 Khoa học .........................................................................................................................................................................................1 1.2 Nghiên cứu kho a họ c .................................................................................................................................................................2 1.3 Phương pháp luận s áng tạo khoa học...................................................................................................................................2 1.4 Ích lợi của Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới .........................................................................................................3 Ch ương 2 CÁC NGUYÊ N T ẮC SÁNG TẠO CƠ B ẢN ........................................................ 7 2.1 Nguyên tắc ph ân nhỏ..................................................................................................................................................................7 2.2 Nguyên tắc “tách khỏi” .............................................................................................................................................................7 2.3 Nguyên tắc ph ẩm ch ất cục bộ .................................................................................................................................................8 2.4 Nguyên tắc ph ản (bất) đối xứng .............................................................................................................................................9 2.5 Nguyên tắc kết hợp .....................................................................................................................................................................9 2.6 Nguyên tắc vạn năng................................................................................................................................................................10 2.7 Nguyên tắc “chứa trong” ........................................................................................................................................................10 2.8 Nguyên tắc ph ản trọng lượng ................................................................................................................................................11 2.9 Nguyên tắc gây ứng su ất (ph ản tác động) sơ bộ ............................................................................................................12 2.10 Nguyên tắc th ực hi ện sơ bộ .................................................................................................................................................13 2.11 Nguyên tắc dự phòng.............................................................................................................................................................13 2.12 Nguyên tắc đẳng thế...............................................................................................................................................................14 2.13 Nguyên tắc đảo ng ược...........................................................................................................................................................15 2.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa....................................................................................................................................................15 2.15 Nguyên tắc linh động .............................................................................................................................................................16 2.16 Nguyên tắc gi ải (tá c động) “ thiếu” hoặc “ thừa”..........................................................................................................16 2.17 Nguyên tắc chuyển sang chiều khác................................................................................................................................17 2.18 Sử dụng các dao động cơ họ c.............................................................................................................................................17 2.19 Nguyên tắc t ác động theo chu kỳ ......................................................................................................................................18 2.20 Nguyên tắc liên tục các tác động có ích .........................................................................................................................18 2.21 Nguyên tắc “ vượt nhanh” ....................................................................................................................................................19 2.22 Nguyên tắc bi ến hại thành l ợi.............................................................................................................................................19 2.23 Nguyên tắc qu an h ệ ph ản hồi .............................................................................................................................................20 2.24 Nguyên tắc s ử dụng trung gian ..........................................................................................................................................20 ii
2.25 Nguyên tắc t ự phục vụ ..........................................................................................................................................................20 2.26 Nguyên tắc s ao chép (copy )................................................................................................................................................21 2.27 Nguyên tắc “ rẻ” th ay cho “ đắt” .........................................................................................................................................21 2.28 Thay thế sơ đồ (k ết cấu) cơ học .........................................................................................................................................22 2.29 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng ........................................................................................................................................22 2.30 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng .........................................................................................................................................23 2.31 Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ .............................................................................................................................................23 2.32 Nguyên tắc th ay đổi màu sắc..............................................................................................................................................23 2.33 Nguyên tắc đồng nhất ............................................................................................................................................................24 2.34 Nguyên tắc ph ân hủy hoặc tái sinh các phần ................................................................................................................24 2.35 Thay đổi các thông số hóa lý củ a đối tượng .................................................................................................................25 2.36 Sử dụng chuy ển ph a...............................................................................................................................................................25 2.37 Sử dụng sự nở nhiệt ...............................................................................................................................................................25 2.38 Sử dụng các ch ất o xy hóa mạnh ........................................................................................................................................26 2.39 Thay đổi độ trơ.........................................................................................................................................................................26 2.40 Sử dụng các vật liệu hợp thành (Co mposite) ...............................................................................................................27 Ch ương 3 ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC S ÁNG T ẠO ĐỂ GIẢI Q UYẾT VẤN ĐỀ .... 28 3.1 Bài to án dự đoán giá cổ phiếu ..............................................................................................................................................28 3.2 Các phương ph áp dự đo án giá cổ phiếu............................................................................................................................30 3.2.1 Phương pháp d ự đoán gi á cổ phiếu t ruyền t hống ............................................................ 30 3.2.2 Phương pháp d ự đoán gi á cổ phiếu bằng các kỹ thuật máy học ....................................... 31 KẾT L UẬN........................................................................................................................... 34 TÀI LIỆU THAM KHẢO..................................................................................................... 35 iii
LỜI MỞ Đ ẦU Hiện nay, Nghiên Cứu Khoa Học ngày càng được quan tâm trong mọi lĩnh vực vì tầm quan trọng của nó trong sự p hát triển, tiến bộ của con người và xã h ội. Tùy theo lĩnh vực mà có những đặc thù nghiên cứu khác nhau, và dù ở lĩnh vực nào thì sự tìm tòi, học hỏi, tư duy sáng tạo vẫn không ngừng đưa ra những điều mới, điều hay phục v ụ cho đời sống con người ngày một hoàn mỹ hơn.Tu y nhiên các nghiên cứu cho thấy, phần lớn mọi người còn suy nghĩ một cách tự nhiên, ít khi suy nghĩ về chính su y nghĩ của mình xe m nó hoạt động ra sao để cải tiến, làm suy nghĩ của mình trở nên tốt hơn. Cách suy nghĩ tự nhiên nói trên có năng suất, hiệu quả rất thấp và nhiều khi phải trả giá đắt cho các quyết định sai. Xuất phát từ mong muốn hoàn thiện chính mình, phải điều khiển được tư duy sáng tạo của chính mình , con người bắt đầu nghiên cứu và đưa ra những phương pháp luận trong sáng tạo.Ấn tượng sâu sắc do những lợi ích từ Phương pháp luận sáng tạo và đổi mới đem lại cho cá nhân mình, cùng với sự khuyến khích của GS. Alts huller, GS. Phan Dũng đã cho ra đ ời bộ sách “Sáng tạo và đổi mới” nói về việc ứng dụng của Khoa học về sáng tạo, về hệ thống các phương pháp và các kỹ năng cụ th ể giúp nâng cao năng suất và hiệu quả, về lâu dài tiến tới điều khiển tư duy sáng tạo của người sử dụng. Nhận thấy tầm quan trọng của các nguyên tắc sáng tạo và đổi mới là rất hữu ích trên mọi lĩnh vực. Trong phạm vi đề tài này, em sẽ trình bày cái nh ìn tổng quan về Phương pháp Nghiên Cứu KhoaHọc, phần tiếp theo là tóm tắt nội dung các nguyên tắc s áng tạo và các ví dụ ứng dụng của từng nguyên tắc. Cuối cùng là phân tích các nguyên tắc sáng tạo đã được áp dụng như thế nào cho một bài toán cụ thể của Công Nghệ Thông Tin trên Thị trường Chứng khoán. Mặc dù đã cố gắng rất nhiều trong quá trình thực hiện đề tài nhưng chắc chắn không thể tránh khỏi những thiếu sót. Em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp và tận tình chỉ bảo của Thầy. iv
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN 1.1 Khoa học Lịch sử phát triển khoa học từ xưa đến nay đã có nhiều quan niệm khác nhau về khoa học:  Aristote cho rằng: “Chỉ có cái tổng quát mới đáng gọi là khoa học”.  Cuvrie: “Khoa học là hệ thống những nhận thức và nghiên cứu có phương pháp nhằm mục đích khám phá ra những qui luật tổng quát về các hiện tượng”.  “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, tư duy” (Pierre Auger: Tendences actuelles de la recherche scientifique, UNESCO, Paris, 1961, tr 17- 19).  Nguyễn Sinh Huy – Trần Trọng Thủy: “Khoa học là toàn bộ hệ thống kiến thức mà nhân loại đã tích lũy được về những qui luật trong sự phát triển của thiên nhiên, của xã hội và tư duy, về những biện pháp tác động có kế hoạch đến thế giới xung quanh đến sự nhận thức và làm biến đổi thế giới đó nhằm phục vụ lợi ích cho con người”[2]. Trên cơ sở các khái niệm khoa học được liệt kê, chúng ta cùng thống nhất khái niệm về nội dung của khoa học mà tác giả Phạm Viết Vượng đã trình bày như sau:  Những tài liệu về thế giới do quan sát, điều tra, thí nghiệm mà có.  Những nguyên lí được rút ra dựa trên những sự kiện đã được thực nghiệm chứng minh.  Những qui luật, những học thuyết được khái quát bằng tư duy lí luận.  Những phương pháp nhận thức sáng tạo khoa học.  Những qui trình vận dụng lí thuyết khoa học vào sản xuất và đời sống xã hội. 1
1.2 Nghiên cứu k hoa học Theo Phạm Viết Vượng: “Bản chất của nghiên cứu khoa học là hoạt động sáng tạo của các nhà khoa học nhằm nhận thức thế giới, tạo ra hệ thống tri thức có giá trị để sử dụng vào cải tạo thế giới”[3]. Theo Vũ Cao Đà m: “ Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiế m những điều mà khoa học chưa biết, hoặc là phát hiện bản chất s ự vật, phát triển nhận thức khoa học về thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kĩ thuật mới để cải tạo th ế giới”[6]. Từ quan niệm về Nghiên Cứu Khoa Học (NCKH) của Vũ Cao Đàm và quan niệm về nội dung khoa học của Phạm Viết Vượng đã nêu ở trên, cho thấy NCKH có phạm vi vô cùng rộng lớn trong nhận thức và cải tạo thế giới. Nhưng điều đó không phải chỉ dành cho những nhà NCKH chu yên môn. 1.3 Phương pháp luận sáng tạo khoa học Bill Gates là người giàu nhất và quyền lực nhất trong làng công nghệ. Trong 3 thập kỷ qua, ông đã có rất nhiều diễn văn, bình luận về kinh doanh, y tế toàn cầu và sự tiến hóa của ngành công nghiệp máy tính… Trong đó ông đã từng nói: “Tôi nghĩ sẽ không ngoa khi nói rằng máy tính cá nhân là công cụ mạnh nhất mà con người từng tạo ra. Chúng là công cụ thông tin liên lạc, là cô ng cụ sáng tạo và có th ể cho người dùng mặc sức tùy biến”. (Phát biểu tại Đại học Illinois, 2/2004). Hoạt động sáng tạo gắn liền với lịch sử tồn tại và phát triển của xã hội loài người. Từ việc tìm ra lửa, chế tạo công cụ bằng đá thô sơ… đến việc sử dụng năng lượng nguyên tử, chinh phục vũ trụ…, hoạt động s áng tạo của loài người không ngừng được thúc đẩy. Sáng tạo không thể tách rời khỏi tư duy – hoạt động bộ não của con người. Chính quá trình tư duy sáng tạo với chủ thể là con người đã tạo ra các giá trị vật chất, tinh thần, các thành tựu vĩ đại về mọi mặt trong cuộc sống và tạo ra nên văn minh nhân loại. 2
Ý định “khoa học hóa tư duy sáng tạo” có từ lâu. Nhà toán học Hy Lạp Pappos, sống vào thế kỷ III, gọi khoa học này là Heuristics. Theo quan niệm lúc bấy giờ, Heuristics là khoa học về các phương pháp và quy tắc làm sáng chế, phát minh trong mọi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật, văn học, nghệ thuật, chính trị, triết học, toán, quân sự… Do cách tiếp cận quá chung và không có nhu cầu xã hội cấp bách, Heuristics bị quên lãng cho đến thời gian gần đây. Cùng với cuộc cách mạng Khoa học Kỹ thuật, số lượng bài toán phức tạp mà loài người cần giải quyết tăng nhanh, đồng thời yêu cầu thời gian giải quyết phải được rút ngắn lại. Trong khi đó phương tiện và số lượng người tham gia giải quyết bài toán không đáp ứng kịp tốc độ đó. Thêm nữa, ch o đến nay và trong tương lai khá xa sẽ không có công cụ nào thay thế được bộ óc tư duy sáng tạo của con người. Người ta đã nhớ lại Heuristics và phát triển tiếp để tìm ra cách tổ chức hợp lý, nhằm nâng cao năng suất, hiệu quả quá trình tư duy sáng tạo, quá trình suy nghĩ giải quyết vấn đề và ra quyết định trong mọi lĩnh vực khôn g riêng gì Khoa học Kỹ thuật. Nói một cách ngắn gọn, “Phương pháp luận sáng tạo và đổi mớ i” 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. 1.4 Ích lợi c ủa Phương pháp luận sáng tạo v à đổi mới Từ nửa sau thế kỷ 19 bắt đầu xuất hiện những nghiên cứu về tâm lý học sáng tạo khoa học và kỹ thuật, tâm lý học giải quyết vấn đề và ra quyết định. Cũng từ đó, tâm lý học tư duy sáng tạo được coi là cơ sở, hạt nhân của Sáng tạo học. Các nghiên cứu về tâm lý học sáng tạo được thực hiện theo nhiều hướng. Ở thời kỳ đầu, các nghiên cứu phần lớn tập trung vào những cá nhân có nhiều thành tích sáng tạo để xe m họ có những điểm gì đặc biệt hơn những người khác v ề bẩm sinh, di truyền, các thó i quen, các kinh nghiệm… Ví dụ, có nghiên cứu cho thấy mối liên quan giữa một số bệnh tâm lý và các loại hình tài năng, thành phần máu 3
đặc biệt của một số người, các thói quen chủ quan tạo cảm hứng sáng tạo như: Puskin và Balzac rất thích uống cà phê đen. Descartes thích tư duy sáng tạo trong chăn. Trái lại, Buffon chỉ suy nghĩ được một cách rõ ràng sau khi mặc quần áo nghiêm chỉnh và cài nút cẩn thận… Chỉ trong thế kỷ 20, qua các kết quả khoa học, các nhà nghiên cứu mới tin rằng những năng khiếu sáng tạo có ở hầu hết, nếu như không nói là tất cả những người bình thường. Hướng nghiên cứu khác của tâm lý h ọc s áng tạo là nghiên cứu thực nghiệm: nghiên cứu quá trình su y nghĩ sáng tạo giải quyết vấn đề trong các điều kiện phòng thí nghiệm. Các nhà tâm lý làm thí nghiệm với những bài toán và người giải. Họ phát hiện ra rằng những người tham gia thí nghiệm đã giải chúng bằng cách lựa chọn các phương án (phương pháp thử và sai). Quá trình giải phụ thuộc nhiều vào kinh nghiệm trước đó của người giải. Mỗi phương án sai giúp người giải thay đổi cách xem xét bài toán, hiểu bài toán đúng hơn để cuối cùng đưa ra phương án là lời giải thực sự của bài toán. Các bài toán dùng trong các thí nghiệm tâm lý là n hững bài toán đơn giản, số các phương án thử không nhiều, thời gian dùng để g iải bài toán ngắn. Cách tiếp cận như vậy đối với tư duy sáng tạo gặp phải những khó khăn thực tế không vượt qua được. Quá trình sáng tạo thường kéo dài về mặt thời gian. Chính Edison công nhận, trung bình một sáng chế lớn của ông phải làm mất bảy năm. Vậy nhà tâm lý có đủ kiên trì trong suốt 10 năm th eo dõi người giải bài toán và tin chắc rằng năm thứ 11 (chứ không phải 12, 13…) anh ta sẽ giải được. Chưa kể, để càng biết chính xác quá trình suy nghĩ của người giải, nhà tâm lý càng phải đặt nhiều câu hỏi. Càng đặt nhiều câu hỏi cho người giải, càng can thiệp sâu vào quá trình suy nghĩ tự nhiên th ì kết quả nghiên cứu càng bị sai lệch. Thêm nữa, mặc dù toàn bộ quá trình sáng tạo kéo dài về mặt thời gian nhưng giai đoạn “Eureka” thường diễn ra nhanh đến mức nhà tâm lý không kịp hỏi và có hỏi thì chính người giải cũ ng không biết sự việc diễn biến cụ thể như thế nào để trả lời. Trong bất kỳ lĩnh vực nào, thông qua việc giải thành công nhiều bài toán, người ta đều có thể rút ra được các kinh nghiệm, bí quyết giúp giải quyết các vấn đề trong lĩnh vực đó nhanh hơn, hiệu quả hơn so với phương pháp thử và sai. Những 4
kinh nghiệm, bí quyết như vậy được gọi là các thủ thuật sáng tạo. Nói cách khác, các thủ thuật có thể được coi là các phương pháp nhỏ, đơn giản nhất. Trong quyển “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo cơ bản (phần 1)”, GS. Phan Dũng tập trung trình bày hệ thống các thủ thuật sáng tạo cơ bản của GS. Altshuller. Đây là bộ sưu tập các thủ thuật được đánh giá rất cao trong lĩnh vực sáng tạo và đổi mớ i hiện nay , do đã khắc phục một cách đ áng kể các hạn chế và có nhiều ưu việt hơn các bộ sưu tập khác. Từ năm 1946, GS. Altsh uller bắt đầu sưu tập các thủ thuật nhằm mục đích giúp cá nhân mình làm các sáng chế với năng suất và hiệu quả cao hơn. Đến năm 1948, ông đặt mục đích rộng h ơn là xây dựng lý thuyết và hệ thống các phương pháp giải các bài toán sáng tạo sáng chế (TRIZ) cho đông đảo mọi người. Ngay từ thời kỳ đó, ông đã nhận ra rằng, sáng tạo sáng chế chính là g iải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật, tạo ra sự phát triển. Do vậy, tiêu chuẩn lựa chọn các thủ thuật được GS. Altshuller xác định là “Chúng phải có khả năng giải quyết các mâu thuẫn kỹ thuật có trong các bài toán sáng tạo sáng chế”. Kể từ năm 1946, số lượng các thủ thuật được GS. Altshuller tìm ra tăng dần theo thời gian. Đến đầu những năm 1970, sau nhiều lần bổ sung chỉnh sửa, hoàn thiện nội dung và lời ph át biểu các thủ thuật, phương án được chọn dùng từ đó đến nay là hệ thống 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản. Mỗi thủ thuật cung cấp cho người sử dụng một vài cách xe m xét đối tượng cho trước. Các xem xét này giúp bạn khắc phục tính ì tâm lý, tạo những đường suy nghĩ giúp tăng tính nhạy bén tư duy, giúp phát hiện và sử dụng các nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng. Các thủ thuật giúp người sử dụng phát hiện các ý tưởng sáng tạo, đưa ra cái mới mà đối tượng hiện tại chưa có. Ngoài ra, GS. Phan Dũng muốn nhấn mạnh loại ích lợi do các thủ thuật đ em lại cho người sử dụng có ý thức coi chính mình cũng là đối tượng cần cải tiến, hoàn th iện, phát triển. Phương pháp luận sáng tạo và đ ổi mới nói chung không chỉ dùng để cải tiến những gì bên ngoài con người mà còn có thể dùng để cải tiến, hoàn thiện, phát triển ch ính bản thân mình. Sau đây là tóm tắt các lợi ích mà phương pháp luận sáng tạo và đổi mớ i đem lạ i: 5
 Cung cấp hệ thống các cách xe m xét sự v ật.  Tăng óc quan sát, tò mò sáng tạo.  Phân tích, lý giải một cách logic những giải pháp sáng tạo đã có.  Tăng tính nhanh nhạy của việc tiếp thu và đánh giá giá trị của thông tin.  Thấy được s ự tương tự, thống nhất giữa các h ệ thống tưởng ch ừng rất khác xa nhau.  Khắc phục tính ì tâm lý.  Giúp phát hiện các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ thống, đặc biệt các nguồn dự trữ tự nhiên không mất tiền sử dụng.  Đưa ra và lựa chọn các cách tiếp cận thích hợp để giải bài toán.  Giải quyết các mâu thuẫn có trong bài toán.  Phát hiện các ý tưởng cải tiến hệ thống cho trước.  Dự báo khuynh hướng phát triển của hệ thống cho trước trong tương lai, xây dựng cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo.  Giúp phát hiện, đặt và lựa chọn bài toán cần giải.  Dùng để luyện tập phát triển tư duy sáng tạo.  Dùng để cải tiến, hoàn thiện, phát triển chính bản thân, xây dựng tác phong, suy nghĩ và làm việc một cách khoa học, sáng tạo. 6
CHƯƠNG 2 CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN 2.1 Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung:  Chia đối tượng thành các phần độc lập.  Là m đối tượng trở nên tháo lắp được.  Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng. Ứng dụng trong tin học:  Khi viết một chương trình lớn, lập trình viên thường phân chương trình ra thành các module nhỏ với các chức năng khác nhau, điều này giúp cho dễ kiểm soát lỗi, tận dụng lại các module đã viết trước đó, hạn chế xung đột khi có nhiều người cùng tham gia xây dựng chương trình.  Để gửi một tập tin có kích thước lớn qua mạng Internet ta có thể chia nhỏ tập tin thành các phần có kích thước nhỏ hơn, điều này giúp dễ kiểm soát được lỗi trong quá trình truyền và tiết kiệm chi phí (khi xảy ra lỗi, chỉ truyền lại phần bị lỗi thay vì nguyên tập tin lớn). 2.2 Nguyên tắc “tách k hỏi” Nội dung:  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. Ứng dụng trong tin học:  Các phương pháp phát hiện biên cạnh (Canny, Sobel…) thường được dùng trong xử lý ảnh . Từ ảnh màu ban đầu có 3 kênh màu RGB khá phức tạp ta không thể 7
phát hiện được b iên cạnh, ta chuyển ảnh sang ảnh mức xám (1 kênh màu). Các đường biên cạnh ch ính là những vùng có s ự biến thiên lớn về độ xá m, do đó ta phải nhân tích chập ảnh ban đầu với các ma trận mặt nạ để tính Gradient. Cuối cùng ta cần chọn ngưỡng thích hợp để lọc lấy ảnh trắng đen, với các p ix trắng el là những điểm biên cạnh. Từ đây ta có thể dùng Hough Transform để phát hiện các đoạn thẳng trong ảnh.  Trong lập trình ứng dụng Web, để thuận tiện cho việc phát triển web ta cần tách giao diện và nội dung cho dễ quản lý, dễ phát triển về sau. 2.3 Nguyên tắc phẩm c hất c ục bộ Nội dung:  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 củ a đ ối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc. Ứng dụng trong tin học:  Trong quá trình quản lý một dự án phần mềm, ta cần phân tách phần mềm ra thành các module nhỏ hơn với các chức năng khác nhau, và lên kế hoạch phát triển các module đó trong từng giai đoạn thích hợp nhất, như ban đầu ta cần thiết kế nhanh giao diện cho khách hàng xe m mẫu, các giai đoạn s au mới cod e các chức năng chính trong chương trình.  Trong lĩnh vực điện toán đám mây, hệ thống phần mềm thường được phân tách ra làm nhiều module, mỗi module được phát triển trên một nền tảng Hệ điều hành riêng biệt để tối ưu hóa khả năng thực thi của chương trình. 8
2.4 Nguyên tắc phản (bất) đối xứng Nội dung:  Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng – phản đối xứng (nói chung, làm giả m bậc đối xứng của đối tượng).  Nếu đối tượng phản đối xứng, tăng mức độ phản đối xứng (giảm bậc đối xứng). Ứng dụng trong tin học:  Thuật toán RSA mã hóa công khai, trước đây việc mã hóa thường dùng một khóa để mã hóa và cũng dùng chính khóa đó để giải mã. Nhưng thuật toán RSA lại có đến hai khóa là khóa công khai và khóa bí mật. Khóa công khai được công bố rộng rãi cho mọi ng ười và được dùng để mã h óa. Những thông tin được mã hóa bằng khóa công khai chỉ có thể được giải mã bằng khóa bí mật tương ứng. Nó đánh dấu một sự tiến bộ vược bậc của lĩnh vực mật mã học trong việc sử dụng khóa công cộng. 2.5 Nguyên tắc kết hợp Nội dung:  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. Ứng dụng trong tin học:  Xây dựng các thuật toán xử lý song song để cải tiến thời gian chạy chương trình. Ví dụ như ta cần nhận dạng mặt người trong một bức ảnh, ta dùng thuật toán Adaboost kết hợp đặc trưng Haarlike phát hiện ra n hiều khuôn mặt trong một bức ảnh đó. Thay vì xử lý tuần tự nhận dạng từng khuôn mặt, ta có thể xử lý song song nhận dạng đồng thời nhiều khuôn mặt cùng lúc để tiết kiệm thời gian chạy chương trình (CPU ngày nay có nhiều nhân, hỗ trợ việc xử lý song song). 9
 Xây dựng website hỗ trợ nhiều loại trình duyệt (browser) bằng cách kết hợp nhiều source code javascript tương ứng. 2.6 Nguyên tắc vạn năng Nội dung:  Đối tượng thực hiện một s ố chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. Ứng dụng trong tin học:  Ngày trước điện thoại di động thường chỉ có chức năng gọi, nghe và trả lời tin nhắn. Nhưng Smart Phone ngày nay được tích hợp rất nhiều chức năng như chụp hình, quay phim, nghe nhạc, chơi game, truy cập Internet, xem tin tức… Như vậy chỉ với một thiết bị nh ỏ gọn mà đã thực hiện được tính năng của rất nhiều thiết bị khác ngày trước.  Ứng dụng web ngày nay không còn đơn thuần chỉ là xem nội dung dạng text, mà còn có thể xem phim, nghe nhạc, thậm chí là phát triển thành hệ điều hành WebOS... 2.7 Nguyên tắc “chứa trong” Nội dung:  Một đ ối tượng chứa bên trong nó đối tượng khác và đối tượng khác đó lại chứa đối tượng thứ ba…  Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. Ứng dụng trong tin học:  Trong lĩnh vực an toàn thông tin và chia sẻ dữ liệu có một hướng tiếp cận khá thú vị là Steganography. Kỹ thuật này được dùng để ẩn dữ liệu quan trọng vào trong một dữ liệu chứa (âm thanh, hình ảnh, video…) để trao đổi dữ liệu cho nhau, giúp tránh các nghi ngờ của người thứ ba. 10
 Trong lập trình, phần xử lý thường được viết chạy trong thread của chương trình lớn. Điều này giúp cho phần giao diện chạy mượt hơn, người dùng sẽ không cảm thấy giao diện bị treo khi ph ần xử lý chạy lâu, đồng thời cũng có thể chạy thêm chức năng khác. 2.8 Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung:  Bù trừ 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 s ử dụng các lực th ủy động, khí động… Nhận xét:  Về mặt ngôn từ phát biểu, nguyên tắc phản trọng lượng đặc thù riêng cho kỹ thuật. Tuy nhiên, ta có thể nắm tinh thần thủ thuật này bằng cách khái quát hóa như sau: đối tượng cho trước có nhược điểm, cần kết hợp đối tượng cho trước với đối tượng khác, có ưu điểm, mà ưu điểm đó có thể bù trừ cho nhược điểm.  Thủ thuật này đòi hỏi sự mềm dẻo trong cách tiếp cận giải quyết vấn đề: nếu khắc phục trực tiếp nhược điểm là điều khó làm thì nên nghĩ cách bù trừ nó bằng sự kết hợp với ưu điểm nào đó.  Nhiều khi, sự bù trừ lại ch o những tính chất, khả năng mới. Cần ch ú ý tận dụng chúng. Ứng dụng trong tin học:  Đôi kh i trong chương trình nếu khách hàng không yêu cầu cao, ta thường cài đặt những thuật toán dễ cài đặt nhưng bù lại thời gian chạy chậm hơn chút ít.  Trong các bài toán tối ưu, việc vét cạn không gian tìm kiếm thường s ẽ mất thời gian rất lâu, thay vào đó ta sẽ dùng các thuật toán Heuristics để giảm độ phức 11
tạp xuống, kết quả tìm được thường là xấp xỉ kết quả tối ưu nhưng thời gian thực hiện nhanh hơn rất nhiều lần. 2.9 Nguyên tắc gây ứng s uất (phản tác động) s ơ bộ Nội dung:  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.  Nếu theo điều kiện bài toán cần thực hiện tác động nào đó, cần thực hiện phản tác động trước. Nhận xét:  Từ “ứng suất” cần phải hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ đơn thuần là s ự nén, sự kéo căng cơ học… mà là bất kỳ loại ảnh hưởng, tác động nào.  Tinh thần chung củ a nguyên tắc này là chú ý quan hệ nhân quả, muốn gặt thì phải gieo trồng, chăm bón, đầu tư từ trước đó.  Nguyên tắc gây ứng suất s ơ bộ cùng với Nguyên tắc thực hiện sơ bộ, Nguyên tắc dự phòng (s ẽ trình bày trong phần tiếp theo), phản ánh s ự thống nhất giữa quá khứ, hiện tại và tương lai. Ba nguyên tắc nói trên đòi hỏi phải có sự nhìn trước, chuẩn bị giải pháp trước. Ứng dụng trong tin học:  Trong quản trị dự án phần mềm ta cần phải lên kế hoạch trước cho dự án, điều này s ẽ giúp kiểm soát được tiến độ thực hiện dự án, hạn chế các rủi ro nếu xảy ra.  Tổ chức lớp training cho lập trình viên nếu dự án đòi hỏi dùng ngôn ngữ lập trình mới. 12
2.10 Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung:  Thực hiện trước sự thay đổi, tác động cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng.  Cần sắp xếp các đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất và không mất thời gian dịch chuyển. Nhận xét:  Từ “th ay đổi”, “tác động” cần phải hiểu theo nghĩa rộng.  Nguyên tắc thực hiện sơ bộ giống “Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ” ở chỗ cả hai nguyên tắc đều đòi hỏi ph ải tạo ra các sự thay đổi, tác động cần thiết trước so với tiền thân.  Tuy nhiên, hai nguyên tắc nói trên có điểm khác nhau cơ bản. Nếu như “Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ” tập trung vào quan hệ nhân quả: đi tìm nguyên nhân, tác động lên nguyên nhân để có được kết quả mong muốn, th ì “Nguyên tắc thực hiện sơ bộ” nhấn mạnh sự chuẩn bị, thực hiện trước những gì đã biết cách làm. Ứng dụng trong tin học:  Các chương trình biên dịch cần phải biên dịch ngôn n gữ lập trình cấp cao sang mã máy trước khi chạy.  Các hệ quản trị CSD L hiện nay luôn tối ưu câu truy vấn SQL trước khi thực hiện lệnh truy vấn . 2.11 Nguyên tắc dự phòng Nội dung:  Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Ứng dụng trong tin học: 13
 Để hạn chế các mối ng uy hiểm trong việc mất dữ liệu quan trọng như bị virus tấn công, ổ cứng hư… ngày càng nhiều các d ịch vụ điện toán đám mây hỗ trợ đồng bộ hóa dữ liệu ngay lên máy chủ (như Dropbox), điều này thực sự tiện lợi vì có thể phục hồi dữ liệu khi cần, hay truy xuất dữ liệu từ các máy khác nhau.  Trong lập trình, sau khi chỉnh sửa các lỗi phần mề m hay bổ sung yêu cầu mới, ta cần backup phiên bản cũ lại. Nếu phiên bản mới không hoạt động tốt ta có thể khôi phục lại phiên bản cũ dễ dàng. 2.12 Nguyên tắc đẳng thế Nội dung:  Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. Nhận xét:  Nghĩa đen của nguyên tắc này là: trong điều kiện là m việc có lực trọng trường của Trái Đất, cần là m sao mọi cái xảy ra trên cùng một độ cao, tránh nâng lên hạ xuống, th ay đổi độ cao trong quá trình làm việc. Vì như vậy sẽ mất nhiều năng lượng.  Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Ứng dụng trong tin học:  Trong lập trình, độ phức tạp khi xóa một phần tử trong mảng một chiều là O(n), nhưng nếu ta dùng danh sách liên kết thì độ phức tạp chỉ còn là hằng số. Do đó tùy mục đích sử dụng mà ta quyết định có chọn dùng danh sách liên kết hay không.  Xây dựng các cấu trúc dữ liệu như Cây đỏ đen, B-Tree, Bảng băm… để lưu trữ và truy xuất dữ liệu với chi phí tối ưu nhất. 14
2.13 Nguyên tắc đảo ngược Nội dung:  Thay vì hành động như yêu cầu bài toán , hành động ngược lại (ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng).  Là m phần ch uyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động.  Lật ngược đối tượng (chân thành đầu, đầu thành chân), lộn trái đối tượng (trong thành ngoài, ngoài thành trong). Ứng dụng trong tin học:  Trong xử lý video, để quay các thước phim ngược, ví dụ như quay hiệu ứng cái ly bị vỡ được phục hồi lại, thì ta s ẽ quay cái ly từ bình thường đến trạng thái vỡ tan, sau đó đảo ngược các frame hình lại thì ta sẽ thu được hiệu ứng chiếc ly từ bị vỡ được phục hồi lại. Hay trong các phim hành động có cảnh bắn nhau, các nhà làm phim thường xử lý hiệu ứng làm cho tốc độ viên đạn chậm lại để tăng thêm phần hấp dẫn.  Các S mart Phone ngày nay thay vì cố định màn hình theo một chiều dọc, ta có thể đặt nằm ngang để tăng độ rộng và phần mềm sẽ nhận dạng để xoay màn hình theo. 2.14 Nguyên tắc cầu (tròn) hóa Nội dung:  Chuyển những phần thẳng của đối tượng th ành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp các loại thành kết cấu hình cầu.  Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn.  Chuyển từ chuyển động thẳng sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. Ứng dụng trong tin học: 15