ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
Bài thu hoạch: Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học
Đề tài:
VẬN DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO GIẢI QUYẾT
MỘT SỐ VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC
Giảng viên hƣớng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Văn Kiếm
Học viên thực hiện: Phạm Ngọc Giàu
Mã số: CH1101080
TP. HCM, năm 2012
MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU
I. 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN ....................................................................1
II. ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG MỘT SỐ VẤN ĐỀ
- BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC .................................................................................7
1. ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG UBUNTU ...........................7
a. Sơ lược quá trình phát triển của Ubuntu ..................................................................7
b. Các nguyên tắc sáng tạo được ứng dụng ..............................................................12
2. ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC CHUYỂN SANG HỆ KHÁC VÀ NGUYÊN
TẮC SỬ DỤNG VẬT LIỆU HỢP THÀNH( COMPOSITE) TRONG
TRUYỀN THÔNG KHÔNG DÂY VỚI CÁC THIẾT BỊ NANO ......................15
a. Giới thiệu ...............................................................................................................15
b. Mạng kiến trúc .......................................................................................................15
c. Thách thức truyền tin của mạng điện tử Nano ......................................................17
d. Băng tầng hoạt động của nano thu - phát ..............................................................17
e. Mô hình kênh .........................................................................................................20
f. Điều chế thông tin ..................................................................................................21
g. Giao thức cho hệ thống Nano ................................................................................22
h. Mạng lưới liên kết và khám phá dịch vụ ...............................................................26
i. Kết luận và hướng nghiên cứu trong tương lai ......................................................26
III. KẾT LUẬN ................................................................................................................28
TÀI LIỆU THAM KHẢO ...............................................................................................29
MỞ ĐẦU Toàn cầu hoá, Công nghệ thông tin và nền kinh tế điện tử … đang làm thay đổi
mọi lĩnh vực hoạt động của con người. Chúng ta đang chứng kiến một sự thay đổi
trong xã hội loài người tới mức chóng mặt trong đó kĩ năng toàn cầu, hiểu biết quốc
tế, công nghệ thông tin , tri thức mới và sự uyên thâm mới làm nên sự khác biệt
giữa các chủ thể ( quốc gia, con người ). Không như trước đây, sự khác biệt được
quyết định bởi tiền vốn và vật tư, bởi đất đai và năng lượng. Công Nghệ Thông Tin
là ngành ứng dụng công nghệ quản lý , xử lý thông tin và tập hợp các phương pháp
khoa học, các phương tiện và công cụ kĩ thuật hiện đại.
Hơn 2000 năm qua hàng triệu phát minh cải tiến ra đời thông qua khả năng tư
duy sáng tạo của con người đã làm thay đổi gần như toàn bộ cuộc sống của họ.
Thường khi nói đến “tư duy sáng tạo”, người ta thường suy nghĩ ngay quá trình tâm
lý xảy ra bên trong bộ óc người để giải bài toán và suy nghĩ rằng: “Đi tìm những
quy luật tư duy sáng tạo tức là đi tìm những quy luật tâm lý chủ quan ấy”. Qua từng
thời kỳ các phát minh, sáng chế có thể khác nhau tùy thuộc vào từng bối cảnh xã
hội nhưng có thể nói tất cả đều dựa trên 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được
Alshuller G.S tổng hợp và tác giả Phan Dũng đề cập đến trong sách Các Thủ Thuật
(Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản được xuất bản 2007.
Trong phạm vi của bài thu hoạch nhỏ này, em sẽ trình bày về trình tự nghiên
cứu khoa học, vấn đề khoa học, và các nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong nghiên cứu
khoa học. Qua đó, phân tích các nguyên tắc sáng tạo đặc trưng được áp dụng trong
một vài đối tượng - bài toán liên quan trong tin học.
Qua đây, chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn đến Giáo sư - Tiến sỹ Khoa
Học Hoàng Văn Kiếm, người đã tận tâm truyền đạt những kiến thức nền tảng cơ
bản cho chúng em về môn học “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học”.
Bên cạnh đó, cũng không thể không nhắc đến công lao trợ giúp không mệt mỏi của
các chuyên gia cố vấn qua mạng thuộc Trung tâm phát triển CNTT – ĐH Quốc gia
TP.HCM và toàn thể các bạn bè học viên trong lớp.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
I. 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO CƠ BẢN
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”.
Nhà khoa học Atshuler trong suốt quá trình làm việc của mình đã đưa ra một
hệ thống các nguyên tắc sáng tạo. Nó cung cấp hệ thống các cách xem xét sự vật,
tăng tính nhanh nhạy của việc tiếp thu và đánh giá giá trị của thông tin, đưa ra và
lựa chọn các cách tiếp cận thích hợp để giải quyết vấn đề. Hệ thống các nguyên
tắc sáng tạo còn giúp cho chúng ta xây dựng được tác phong, suy nghĩ và làm việc
một cách khoa học, sáng tạo góp phần xây dựng tư duy biện chứng. Dưới đây, xin
được lần lượt điểm qua 40 nguyên tắc đó :
1. Nguyên tắc phân nhỏ:
a) Chia đối tượng thành các phần độc lập.
b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được.
c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng.
2. Nguyên tắc “tách khỏi”:
a) 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:
a) Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu
trúc đồng nhất thành không đồng nhất.
b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau.
c) Mỗi phần của đối tượng phải trong những điều kiện thích hợp đối với công
việc.
4. Nguyên tắc phản đối xứng:
Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng(nói chung là
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 1
giảm bậc đối xứng)
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
5. Nguyên tắc kết hợp:
a) Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động
kế cận.
b) 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”:
a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa
đối tượng thứ ba ...
b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác.
8. Nguyên tắc phản trọng lƣợng:
a) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác
có lực nâng.
b) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử
dụng các lực thủy động, khí động...
9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ:
Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc
không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm
việc sẽ dùng ứng suất ngược lại ).
10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ:
a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối
tượng.
b) 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 ph ng:
Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chu n bị trước các
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 2
phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
12. Nguyên tắc đ ng thế:
Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối
tượng.
13. Nguyên tắc đảo ngƣợc:
a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ,
không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)
b) 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 tr n hoá:
a) Chuyển những phần th ng của đối tượng thành cong, mặt ph ng thành mặt
cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu.
b) Sử dụng các con lăn, viên bi, v ng xoắn.
c) Chuyển sang chuyển độg quay, sử dung lực ly tâm.
15. Nguyên tắc linh động:
a) Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho
chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.
b) Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau.
16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “th a”:
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 d giải hơn.
17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác:
a) 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
ph ng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay
sắp xếp) các đối tượng trên mặt ph ng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang
không gian
b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng.
c) Đặt đối tượng nằm nghiêng.
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 3
d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của
diện tích cho trước.
18. Nguyên tắc s dụng các dao động cơ học:
a) Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến
tầng số siêu âm).
b) Sử dụng tầng số cộng hưởng.
c) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện.
d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ.
19. Nguyên tắc tác động theo chu k :
a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung).
b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ.
c) Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác.
20. Nguyên tắc liên tục tác động c ch
a) 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).
b) Khắc phục vận hành không tải và trung gian.
c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua.
21. Nguyên tắc “vƣợt nhanh”:
a) Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn.
b) Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết.
22. Nguyên tắc biến hại thành lợi:
a) Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để
thu được hiệu ứng có lợi.
b) Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác.
c) Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không c n có hại nữa.
23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi:
a) Thiết lập quan hệ phản hồi
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 4
b) Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
24. Nguyên tắc s dụng trung gian:
Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.
25. Nguyên tắc tự phục vụ:
a) Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa
chữa.
b) Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư.
26. Nguyên tắc sao chép:
a) Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện
lợi hoặc d vỡ, sử dụng bản sao.
b) Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh,
hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết.
c) Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến, chuyển sang
sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại.
27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”:
Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn.
28. Thay thế sơ đồ cơ học:
a) Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị.
b) Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối
tượng
c) 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 .
d) Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ.
29. S dụng các kết cấu kh 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. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng:
a) Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối.
b) Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 5
mỏng.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
31. S dụng các vật liệu nhiều lỗ:
a) Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ.
b) Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ t m nó bằng chất nào đó.
32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc:
a) Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài
b) Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài.
c) Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng
các chất phụ gia màu, hùynh quang.
d) Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu.
e) 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 tạo đối
tượng cho trước.
34. Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các phần:
a) Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải
tự phân hủy (hoà tan, bay hơi..) hoặc phải biến dạng.
b) Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá
trình làm việc.
35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tƣợng:
a) Thay đổi trạng thái đối tượng.
b) Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc.
c) Thay đổi độ dẻo
d) Thay đổi nhiệt độ, thể tích.
36. S dụng chuyển pha:
Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi thể
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 6
tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng...
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
37. S dụng sự nở nhiệt:
a) Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu.
b) Nếu dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác
nhau.
38. S dụng các chất oxy hoá mạnh:
a) Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy.
b) Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy.
c) Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy.
d) Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon.
39. Thay đổi độ trơ:
a) Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà.
b) Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà.
c) Thực hiện quá trình trong chân không.
40. S dụng các vật liệu hợp thành composite :
Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành
(composite). Hay nói chung sử dụng các vật liệu mới.
II. ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG MỘT SỐ
VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC
1. Ứng dụng các nguyên lý sáng tạo trong Ubuntu :
a. Sơ lược quá trình phát triển của Ubuntu:
UBUNTU ver 4.10 – Warty Warthog: là phiên bản đầu tiên của Ubuntu. Một
đặc điểm nữa của phiên bản này đó là chỉ có phiên bản LiveCD. Sử dụng nhân
Linux 2.6.7, xfree86 4.3.0.1, Gnome 2.8.
UBUNTU ver 5.04 – Hoary Hedgehog: Sáu tháng sau, như đã hẹn trước,
phiên bản Hoary Hedgehog ra mắt. Màu sắc có thay đổi đôi chút nhưng nhìn
chung vẫn sậm như trước. Phiên bản LiveCD được mở rộng để hỗ trợ cho cả
các máy tính 64-bit và PowerPC (của Apple sản xuất). Đây cũng là thời điểm
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 7
mà một bản phân phối mới ra đời: Kubuntu. Kubuntu thực chất là phiên bản xây
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
dựng trên nền Ubuntu nhưng thay môi trường giao diện Gnome bằng KDE. Sử
dụng nhân Linux 2.6.10, X.Org 6.8.2, Gnome 2.10, KDE 3.4.
UBUNTU ver 5.10 – Breezy Badger: ra đời với sự góp mặt thêm của
Edubuntu, phiên bản hướng tới giáo dục đào tạo. Cũng từ phiên bản này,
Ubuntu đã có thể cài lên máy nhờ một đĩa CD cài đặt đi kèm. Sử dụng nhân
Linux 2.6.12, X.Org 6.8.2, Gnome 2.12.1, KDE 3.5.2.
UBUNTU ver 6.04 - Dapper Draker: ra đời tr hẹn 2 tháng, nhưng bù lại
những gì thu được thật tuyệt vời. Đây cũng là phiên bản đầu tiên có LTS (Long
Term Support). Các phiên bản có LTS sẽ được hỗ trợ kĩ thuật lên đến 3 năm
cho phiên bản máy để bàn, và 5 năm cho phiên bản dành cho máy chủ. Phiên
bản này đem đến hàng loạt tính năng mới, như khởi động nhanh hơn, công cụ
nâng cấp hệ thống, khả năng trình chiếu video tốt hơn, khả năng cài lên USB…
Sử dụng nhân Linux 2.6.15, X.Org 7.0, Gnome 2.14, KDE 3.5.4, Xfce 4.3.90.1.
UBUNTU ver 6.10 – Edgy Eft: Khởi động và tắt nhanh, tích hợp Tomboy và
F-Spot, phiên bản Ubuntu Eft ra mắt như là một bước đệm cho Dapper và phiên
bản sắp tới là Feisty Fawn 7.04. Hình ảnh trong Ubuntu trở nên sáng và d chịu
hơn. Kubuntu có thêm trình quản lý ảnh, một cửa sổ điều khiển được thiết kế lại
và hỗ trợ tốt hơn cho máy xách tay. Sử dụng nhân Linux 2.6.17, X.Org 7.1,
Gnome 2.16, KDE 3.5.5, Xfce 4.3.99 RC1.
UBUNTU ver 7.04 – Feisty Fawn: Phiên bản này có một loạt những cải tiến
mới so với UBUNTU ver 6.10 – Edgy Eft, giúp người dùng cảm thấy thật sự
thoải mái khi làm việc với Linux. Trình cài đặt hoạt động tốt hơn với công cụ
giúp chuyển thiết lập từ phân vùng Windows sang. Sử dụng nhân Linux 2.6.20,
X.Org 7.2, Gnome 2.18, KDE 3.5.6, Xfce 4.4.
UBUNTU ver 7.10 – Gusty Gibbon: Phiên bản Ubuntu này có thêm một số
tính năng mới. Cụ thể là việc hỗ trợ “phần cứng” đã được cải thiện. Ngoài cấu
hình plug-and-play tốt hơn cho các máy in c n có tính năng cài đặt firmware tự
động cho các card Wi-Fi Broadcom. Sử dụng nhân Linux 2.6.20, X.Org 7.2,
Gnome 2.20, KDE 3.5.7, Xfce 4.4.
UBUNTU ver 8.04 – Hardy Heron: Màn hình giao diện của bản 8.04 vẫn là
màu nâu cam quen thuộc. Tuy nhiên, với kernel mới và phiên bản mới của giao
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 8
diện GNOME, các cửa sổ và các lớp đồ họa hoạt động mượt mà hơn rất nhiều,
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
việc truy xuất ổ đĩa nhanh hơn, thời gian khởi động máy và các chương trình
ứng dụng cũng giảm đáng kể. Thêm vào đó Wubi sẽ chạy như là ứng dụng
Windows và cài đặt toàn bộ hệ thống Ubuntu vào thành 1 file nằm trên đĩa dữ
liệu theo chu n Windows. Sau này, nếu bạn thấy mình không hợp với Linux,
bạn có thể d dàng gỡ bỏ Hardy Heron giống như gỡ bỏ 1 ứng dụng Windows
vậy.
UBUNTU ver 8.10 – Intrepid Ibex: Như thường lệ, các “phiên bản tháng 10”
(x.10) của HĐH Ubuntu là bản nâng cấp của “phiên bản tháng 4” (x.04). So với
Ubuntu 8.04, bản nâng cấp lần này sử dụng nhân Linux phiên bản mới (Kernel
2.6.27-4); giao diện GNome cũng được nâng lên phiên bản 2.24 với một số cải
tiến như: Hỗ trợ duyệt file theo thẻ (tab), mở rộng hỗ trợ các định dạng file nén,
thư viện X11 cũng được nâng cấp lên phiên bản 7.4 hỗ trợ khả năng “cắm
nóng” (hot-pluggable) các thiết bị nhập như: bàn phím, chuột, bảng vẽ...
Ngoài ra, Ubuntu 8.10 c n có một số nâng cấp quan trọng khác như: Cho
phép mã hóa thư mục cá nhân thông qua gói tiện ích ecryptfs-utils; nâng cấp lên
Network Manager 0.7 (hỗ trợ cả mạng 3G và wifi); Apache 2.2, PostgreSQL
8.3, PHP 5.2.6, LTSP 5.1, GCC 4.3.2, glibc 2.8, Python 2. Tự động sao lưu
phần l i (kernel) của hệ thống sau mỗi lần hoàn tất khởi động. Hơn nữa, phiên
bản lần này cho phép bạn có thể d dàng sử dụng trên USB để có thể sử dụng
mọi lúc mọi nơi khi cần thiết. Sử dụng Linux 2.6.27.4, X.Org 7.4, X.Org Server
1.5, Gnome 2.18.
UBUNTU ver 9.04 – Jaunty Jackalope: Hiệu năng làm việc chính là mục tiêu
quan trọng hàng đầu mà các nhà phát triển Ubuntu 9.04 nhắm đến. Nên ngoài
việc nâng cấp 1 loạt các tính năng đồ họa, bảo mật, giao diện người dùng...
điểm gây chú ý nhiều nhất là Ubuntu 9.04 chỉ mất chưa tới 25 giây để hoàn tất
quá trình khởi động (theo thử nghiệm và công bố của Canonical), hỗ trợ mạng
di động 3G cũng như có thể chuyển đổi một cách thông minh giữa mạng 3G và
Wifi mà không gây ảnh hưởng đến công việc, đồng thời nâng cấp bộ quản lý
năng lượng để làm việc hiệu quả hơn. Hỗ trợ định dạng tập tin Ext4 cho phép
quản lý dung lượng của mỗi Volume đĩa cứng lên đến 1 Exabyte (1 tỉ tỉ byte)
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 9
cũng như cho phép bạn lưu tập tin có dung lượng cực lớn lên đến 16 terabyte (1
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
ngàn tỉ byte). Sử dụng nhân Linux 2.6.28, X.Org Server 1.6, X.Org 7.4, Gnome
2.26.
UBUNTU ver 9.10 - Karmic Koala: không giống như các hệ điều hành
thương mại khác, Ubuntu được cung cấp hoàn toàn mi n phí. Cùng với sự khởi
chạy của Windows 7 của Microsoft và Snow Leopard của Apple vào cuối năm
2009, Ubuntu được nâng cấp thành GNOME 2.28. Nâng cấp này mang đến cho
người dùng nhiều cải thiện và nhiều tính năng mới, Modul Bluetooth của
GNOME lần đầu tiên xuất hiện trước công chúng, Empathy Instant Messenger
cũng được cải thiện tiến, cùng với đó là nhiều cải thiện và nhiều bản vá lỗi cũng
được đưa ra.
UBUNTU ver 10.04 - Lucid Lynx: hệ điều hành Ubuntu 10.04 LTS đã chính
thức ra mắt là ngày mong đợi của biết bao thần dân CNTT. Lucid Lynx - “mèo
rừng minh mẫn” được xây dựng trên nhân Linux 2.6.32.11, trang bị môi trường
desktop GNOME 2.30. Lucid Lynx c n có tốc độ khởi động nhanh hơn, khả
năng tích hợp tốt với mạng xã hội, và các ứng dụng như OpenOffice.org 3.2,
Mozilla Firefox 3.6, Pidgin 2.6.6, Transmission 1.92, The GIMP 2.6.8… đều
được tích hợp đầy đủ trong phiên bản lần này. Riêng với Ubuntu 10.04 Server
Edition, còn tích hợp Ubuntu Enterprise Cloudmột môi trường điện toán đám
mây mã nguồn mở dựa trên ứng dụng của Eucalyptus System.
UBUNTU ver 10.10 - Maverick Meerkat: Ubuntu 10.10 chạy “cực” nhanh.
Thậm chí phiên bản beta cũng có thể khởi động chỉ trong v ng 7 giây. Với tên
mã Maverick Meerkat, Ubuntu 10.10 có quá trình xây dựng qua 3 bản Alpha, 1
bản Beta và 1 bản RC. Nhiều tính năng mới đã được thử nghiệm liên tục, và dần
đi đến ổn định. Người dùng có thể d dàng nhận thấy những thay đổi của
Ubuntu 10.10 so với Ubuntu 10.04, cả về hình thức lẫn tính năng, ứng dụng:
Linux 2.6.35 và môi trường desktop GNOME 2.32.0.
Ubuntu Software Centre bổ sung: trình di n tính năng của ứng dụng, cải tiến
trong bố trí, tăng cường cho giao diện tổng thể và "Where is it?", tính năng cho
phép theo d i vị trí của ứng dụng sau khi cài. Software Centre cũng là nơi bạn
tha hồ lựa chọn ứng dụng theo sở thích và công việc của mình. Chọn Google
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 10
Chrome để duyệt web thay cho Firefox, chọn ứng dụng để nghe nhạc, chơi
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
game, học tập,... Với Software Centre, Ubuntu giờ đây giống như iPhone, bạn
có thể d dàng chọn ứng dụng mình cần.
Ubuntu One lưu trữ theo mô hình điện toán đám mây giúp bạn d dàng đồng
bộ dữ liệu của mình và truy cập nó từ bất cứ nơi đâu; đồng bộ văn bản, tài liệu
giữa máy tính với thiết bị di động. Chia sẻ dữ liệu an toàn, tin cậy với bạn bè,
đồng nghiệp.Tương thích tốt hơn với Nautilus, cho phép xuất bản thư mục, tập
tin. Rhythmbox cũng có thể chia sẻ liên kết âm nhạc trong Ubuntu One Music
Store thông qua nút "share this".
Ubuntu 10.10 Netbook Edition có giao diện Unity hoàn toàn mới, được thiết
kế đặc biệt cho thiết bị có màn hình nhỏ. Một trình đơn chung nằm phía trên
desktop (liên tưởng Mac OS X) thay thế trình đơn chu n trong hầu hết các ứng
dụng.
UBUNTU ver 11.4 - Natty Narwhal: Natty Narwhal– tên của một loại cá voi
sống quanh năm ở Bắc Cực, biểu hiện cho sự chuyển mình lớn của Ubuntu
thoát ra khỏi giao diện GNOME tồn tại trong suốt thời gian qua. Natty Narwhal
ra đời với rất nhiều cải tiến mạnh mẽ như hệ thống giao diện Unity, bộ ứng
dụng văn ph ng LibreOffice, tiện ích quản lý file Compiz, trình nghe nhạc
Banshee, trình duyệt Firefox 4,… Unity sử dụng trình quản lý cửa sổ Compiz,
thanh Launcher mới hỗ trợ kéo thả để sắp xếp lại các biểu tượng, điều hướng
bằng bàn phím, kích hoạt ứng dụng bằng phím tắt, chuyển qua lại nhanh chóng
giữa các ứng dụng đang hoạt động.Software Center là một trong những điểm
nổi bật của Ubuntu với cách thức hoạt động tương tự như Mac Store của Apple.
UBUNTU ver 11.10 - Oneiric Ocelot: được xây dựng trên cái móng của
Ubuntu 11.04. Giao diện Unity đã thực sự “trưởng thành” với giao diện trực
quan và hoạt động tốt hơn. Một điểm d nhận thấy là màn hình đăng nhập đã
được “sửa sang” cho tiệp hơn với giao diện Unity hơn. Biểu tượng tìm kiếm
không c n ở trên góc trái của thanh Panel mà trở thành 1 icon trên thanh
Launcher chứa các phần mềm yêu thích. Màu nền của Dash (khung hiển thị tìm
kiếm cũng như danh sách phần mềm, file) sẽ dung h a với màu của ảnh nền.
Thời gian tải nhanh hơn, mượt hơn, tìm kiếm thông minh hơn và có tùy chọn
cho bộ lọc – tất cả những thay đổi nhằm giúp việc tìm kiếm phần mềm và file
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 11
d dàng, hiệu quả hơn.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
Có thêm các Lens (có thể hiểu là các tab), đặc biệt “Music Lens” có thể xem
các danh mục nhạc có trên máy và duyệt, mua nhạc trên qua Ubuntu One Music
Store. Giao diện Nautilus (trình quản lí file) thay đổi & cải tiến: Các themes
mặc định của Ubuntu bao gồm gam tối “Ambiance” và gam sáng “Radiance”
được chuyển sang GTK 3 rất tốt và những thay đổi rất đáng hoan nghênh như
các danh mục xếp hợp lý hơn (khá giống Elementary), Breadcum đẹp hơn…
UBUNTU ver 12.04 - Precise Pangolin: dự kiến sẽ phát hành vào tháng 4
năm 2012. Sau tuần l phát triển Ubuntu kết thúc thì người ta đã đúc kết được
những thay đổi ở “chú tê tê” này. Màn hình đăng nhập, Ubuntu Software
Center, là LightDM sẽ dùng hình nền do người dùng thiết lập, được dùng khi
người dùng khóa màn hình. Ngoài ra, tiện ích quản lý chủ đề, hộp đăng nhập có
kiểu dáng thấu kính, cải thiện quản lý phiên làm việc/đổi mật kh u vài cải thiện
về thiết kế cũng là những cải thiện mới trong phiên bản lần này. Thời gian khởi
chạy được rút ngắn từ 11,2 giây xuống c n dưới 2 giây.Thêm chuyên mục mới:
sách điện tử, tiện ích chỉ thị, lens và scopes; Unity sẽ tích hợp với nhiều ứng
dụng tốt hơn bao gồm badges, quicklist…; Bạn có thể kéo thả các chuyên mục
(lenses) vào thanh khởi chạy, …
b. Các nguyên tắc sáng tạo đƣợc ứng dụng trong Ubuntu
Qua quan sát, thử nghiệm và phân tích sự đổi mới trong quá trình phát triển
hệ điều hành Ubuntu ta thấy Ubuntu đã vận dụng các nguyên tắc sáng tạo như
sau:
- Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắc”: Ubuntu do các lập trình viên say mê và có
quyết tâm với nó sáng tạo ra, các ứng dụng trên Ubuntu được các lập trình viên
viết mà không phải mua bản quyền . Vì XFCE sử dụng rất ít tài nguyên nền
Xubuntu rất hợp cho những máy tính cấu hình thấp, máy cũ hoặc những máy xách
tay có sức mạnh hạn chế.
- Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: Ubuntu phát hành phiên bản mới theo chu
kỳ 6 tháng một lần, tạo ra một hệ điều hành được cập nhật thường xuyên hơn.
Mỗi phiên bản Ubuntu thông thường được hỗ trợ trong v ng 18 tháng, và việc
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 12
nâng cấp lên phiên bản mới hoàn toàn mi n phí.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
- Nguyên tắc sao chép (copy): Tuy các phiên bản của Ubuntu có nhiều sự cải
tiến trong giao diện và các phần mềm ứng dụng nhưng l i (kernel ) của hệ điều
hành ít thay đổi. Nguyên tắc dự phòng: Tự động sao lưu phần l i (kernel) của hệ
thống sau mỗi lần hoàn tất khởi động;...
- Nguyên tắc “chứa trong”: Hệ điều hành Ubuntu sau khi được cài đặt vào
máy tự bản thân nó đã chứa một số phần mềm chuyên dụng cho người dùng. Do
đó, người dùng có thể trải nghiệm ngay.
- Nguyên tắc tách khỏi: Trong quá trình đổi mới để phù hợp hoá yêu cầu của
người dùng bộ 4 phần mềm: trình sửa video Pitivi, trình quản lí gói Synaptic,
Tomboy và Gbrany được tách khỏi. Me Menu (thông tin cá nhân) cũng đã được
tách khỏi trong menu Indicators (nơi hiện thỉ các thông báo phần mềm, hệ
thống…) do yêu cầu phát triển của hệ thống.
- Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: Wubi sẽ chạy như là ứng dụng
Windows và cài đặt toàn bộ hệ thống Ubuntu vào thành 1 file nằm trên đĩa dữ liệu
theo chu n Windows. Người dùng không cần phải chia lại ổ đĩa và tất nhiên khả
năng đánh mất dữ liệu từ việc này cũng sẽ không c n. Khi khởi động vào Ubuntu,
hệ thống đọc và ghi file nói trên như là một ổ đĩa độc lập. Sau này, nếu bạn thấy
mình không hợp với Linux, bạn có thể d dàng gỡ bỏ Hardy Heron giống như gỡ
bỏ 1 ứng dụng Windows vậy. Unity sử dụng trình quản lý cửa sổ Compiz thay vì
Mutter mà nhiều người sử dụng thường than phiền là chậm chạp và chứa nhiều
lỗi.Nguyên tắc quan hệ phản hồi: Là hệ điều hành giao tiếp với người dùng nên
Ubuntu có khả năng phản hồi lại yêu cầu của người dùng thông qua giao diện đồ
hoạ thân thiện với người dùng. Sau khi phản hồi thì Ubuntu sẽ chờ hành động tiếp
theo của người dùng và dựa vào đó để thực thi các tiến trình tiếp theo. Như vậy
quá trình xử lý tiếp tục cho đến khi mọi nhu cầu của người sử dụng được đáp ứng.
- Nguyên tắc vạn năng: Tương tự như Windows, Ubuntu cũng có khả năng xử
lý đa luồng. Ubuntu có thể chạy nhiều ứng dụng cùng lúc tại một thời điểm. Nâng
-
cao khả năng truy xuất, sử dụng máy tính tại một lúc.
Nguyên tắc kết hợp: Các phiên bản sau được kết hợp thêm Shotwell(Trình
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 13
quản lí ảnh cho phép bạn chỉnh sửa ảnh rất nhanh và đơn giản, hỗ trợ tải ảnh lên
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
các dịch vụ Flickr, Facebook và nhiều trang mạng xã hội khác), Phần mềm
Gwibber ( phần mềm mạng xã hội đã được tân trang mới, nhẹ hơn và hiệu quả hơn
cho việc đọc Tweet cũng như cập nhật Facebook status), Phần mềm hỗ trợ sao lưu
Deja Dup’ được đưa vào sử dụng mặc định lần đầu trong Ubuntu 11.10; Trình
quản lí nhạc Banshee với “đám mây nhạc” được tích hợp: Ubuntu One Music
Store và Tomboy notes cũng đồng bộ hóa với Ubuntu One. Đặc biệt, có thêm các
Lens (có thể hiểu là các tab), đặc biệt “Music Lens” có thể xem các danh mục
nhạc có trên máy và duyệt, mua nhạc trên qua Ubuntu One Music Store. Bên cạnh
đó, Zeitgeist Activity Log Manager sẽ được tích hợp vào Control Center để bạn
lưu sổ đen những thư mục, ứng dụng hay xóa lịch sử Zeitgeist vì tính riêng tư của
bạn. Bên cạnh đó, thanh cuộn Overlay sẽ được tích hợp xul(Firefox, Thunderbird),
-
vcl(OpenOffice), swing (Java) and nux.
Nguyên tắc linh động: Hệ điều hành thay đổi biểu tượng(chim cánh cụt, cá
voi, mèo xanh, tê tê) cũng như có thêm “Clear All” trong “Messaging Menu”;
“User Menu” được thiết kế lại, “Power Indicator” cho phép truy cập nhanh đến các
thiết bị ngoại vi, phiên làm việc và thiết lập hệ thống System Menu. Biểu tượng
tìm kiếm không c n ở trên góc trái của thanh Panel mà trở thành 1 icon trên thanh
Launcher chứa các phần mềm yêu thích. Thanh Launcher mới hỗ trợ kéo thả để
sắp xếp lại các biểu tượng, điều hướng bằng bàn phím, kích hoạt ứng dụng bằng
phím tắt, chuyển qua lại nhanh chóng giữa các ứng dụng đang hoạt động. Ngoài ra
các applet, tương tự như các widget trong Windows 7 giúp người dùng truy cập
nhanh các thông tin như hoạt động của CPU, thời tiết, giá cả, .. Ubuntu One lưu
trữ theo mô hình điện toán đám mây giúp bạn d dàng đồng bộ dữ liệu của mình
và truy cập nó từ bất cứ nơi đâu; đồng bộ văn bản, tài liệu giữa máy tính với thiết
bị di động. Chia sẻ dữ liệu an toàn, tin cậy với bạn bè, đồng nghiệp.
- Nguyên tắc thay đổi màu sắc: Màu sắc trong Ubuntu , cũng như nhiều hiệu
ứng màu cho các cửa sổ giúp cho giao diện Ubuntu càng ngày càng bắt mắt, còn
giúp cho người dùng d dàng phân biệt được các cảnh báo hay các báo động của
hệ thống. Dựa vào đó, khi hệ thống có cảnh báo hay báo động người dùng dựa vào
các hình ảnh mà có thể hiểu được từ đó có các cách xử lý khác nhau để khắc phục
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 14
lỗi. Dựa trên cùng nguyên tắc này các ứng dụng trong Ubuntu thông qua thay đổi
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
trên giao diện giúp cho người dùng có thể nhận biết tiến trình làm việc của ứng
dụng, hay sự khác biệt của từng ứng dụng trong Ubuntu.
2. Ứng dụng nguyên tắc chuyển sang hệ khác và nguyên tắc sử dụng các vật liệu
hợp thành( Composite) trong Truyền thông không dây với các thiết bị Nano
a. Giới thiệu:
Hai lựa chọn thay thế cho thông tin với kích thước nano, cụ thể là phân tử
truyền thông và Điện- nano truyền thông:
Phân tử truyền thông : được định nghĩa như là truyền tải và tiếp nhận thông
tin mã hóa trong các phân tử . Phân tử thu phát dự kiến sẽ được tích hợp d
dàng trong các thiết bị nano do kích thước của chúng và lĩnh vực hoạt động.
Những máy thu phát có thể phản ứng với các phân tử cụ thể, và những lĩnh
vực khác liên quan như một phản ứng với một lệnh nội bộ hoặc sau khi thực
hiện một số loại xử lý.
Điện- nano truyền thông: đây được định nghĩa như là việc truyền và nhận
điện từ (EM) bức xạ từ các thành phần dựa trên sự mới lạ của vật liệu nano.
Các đặc tính độc đáo chứa đựng trong các vật liệu này sẽ quyết định trên
băng thông cụ thể cho việc phát xạ các bức xạ điện từ, thời gian tr của phát
xạ, hoặc cường độ của năng lượng được phát ra từ một một năng lượng đầu
vào.
Qua đây em xin trình bày kiến trúc tham khảo về Truyền thông không dây
với các vi thiết bị, nghiên cứu sóng terahertz cho Điện- nano truyền thông và
phác thảo các ý chính nghiên cứu những thách thức về các mô hình kênh, điều
chế thông tin và kết nối mạng giao thức cho các thiết bị nano.
b. Mạng kiến trúc
Ở đây, em xin được giới thiệu kiến trúc Truyền thông không dây với các vi
thiết bị thông qua hai ứng dụng khác nhau: mạng nano trong nội tại cơ thể cho
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 15
chăm sóc sức khỏe từ xa, và văn ph ng kết nối với nhau trong tương lai:
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
Hình 1.Kiến trúc mạng Truyền thông không dây với các vi thiết bị: a)mạng
nano trong nội tại cơ thể cho các ứng dụng y tế, b) văn phòng kết nối với
nhau.
Các mạng trong nội tại cơ thể, máy nano được ví như nano cảm biến và các
thiết bị truyền động nano được triển khai bên trong cơ thể con người được
điều khiển từ xa với quy mô lớn và thông qua mạng internet bởi một người
sử dụng bên ngoài như một nhà cung cấp dịch vụ chăm sóc sức khỏe. Các
kích thước nano là các phân tử, protein, DNA, cơ quan tế bào và các thành
phần chính của các tế bào.
Trong một số lĩnh vực khác, tồn tại các bộ cảm biến nano sinh học và thiết bị
truyền động nano cung cấp một giao diện giữa các hiện tượng sinh học và
thiết bị điện tử nano, mà có thể được khai thác thông qua mô hình mạng mới
này.
Trong văn ph ng kết nối với nhau, tất cả các yếu tố duy nhất thường được
tìm thấy trong một văn ph ng và thậm chí các thành phần bên trong của một
một bộ thu phát nano cho phép họ luôn luôn được kết nối với Internet. Kết
quả là, người dùng có thể theo d i vị trí và trạng thái của tất cả các cái có liên
quan một cách cực kỳ d dàng. Nếu không quan tâm đến các ứng dụng cuối
cùng, các thành phần trong mạng kiến trúc của Internet Truyền thông không
dây với các thiết bị nano bao gồm:
+ Các nút Nano: Là nhỏ nhất và đơn giản nhất của cổ máy nano. Chúng có
thể thực hiện tính toán đơn giản, có bộ nhớ hạn chế, và chỉ có thể truyền trên
một khoảng cách rất ngắn, chủ yếu là do năng lượng giảm và hạn chế khả
năng truyền thông sinh học của các nút cảm biến nano bên trong “ cơ thể
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 16
con người” và cổ máy nano với khả năng truyền tin tích hợp trong tất cả các
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
loại của mọi thứ (như sách, phim, hoặc thư mục là những ví dụ tiêu biểu các
nút nano).
+ Thiết bị định tuyến Nano: những thiết bị nano có lớn hơn so với nguồn tài
nguyên tính toán của các nút nano và phù hợp cho tổng hợp thông tin chuyển
đến từ cổ máy nano. Ngoài ra, thiết bị định tuyến nano cũng có thể kiểm soát
hành vi của các nút nano bằng các lệnh điều khiển (bật/tắt, ngủ, đọc giá trị,
...).Tuy nhiên, sự gia tăng khả năng liên quan đến sự gia tăng kích thước của
chúng làm chúng triển khai lan tràn hơn.
+ Nano- giao diện thiết bị nhỏ: Nano- giao diện thiết bị nhỏ tổng hợp các
thông tin đến từ Thiết bị định tuyến Nano để truyền đạt nó với quy mô vĩ mô
và ngược lại. Giao diện nano tương tự như các thiết bị lai có thể cả hai giao
tiếp bằng cách sử dụng kỷ thuật truyền tin nano nói trên và sử dụng mẫu
truyền thông cổ điển trong mạng truyền thông.
+ Cổng vào: thiết bị này cho phép điều khiển từ xa toàn bộ hệ thống qua
Internet. Ví dụ, trong một kịch bản mạng trong nội bộ cơ thể, một điện thoại
di động tiên tiến có thể chuyển tiếp thông tin nó nhận được từ một giao diện
thiết bị nhỏ nano trong cổ tay của con người đến nhà cung cấp dịch vụ chăm
sóc sức khỏe cho con người. Trong các kết nối văn ph ng, bộ định tuyến
modem-có thể cung cấp chức năng này.
c. Thách thức truyền tin của mạng điện tử Nano
Truyền thông không dây với các vi thiết bị đầu tiên là từ mạng làm việc
của một số máy nano. Mạng nano không chỉ giảm quy mô mạng lưới, còn có
một số đặc tính xuất phát từ mô hình nano yêu cầu,cần suy nghĩ lại hoàn toàn
và thành lập mạng khái niệm.
d. Băng tần hoạt động của Nano Thu – Phát
Các cơ hội và thách thức truyền tin ở cấp độ nano được xác định mạnh mẽ
dải tần số hoạt động của tương lai nano thu - phát và đặc biệt là nano ăng-ten.
Hiện nay, nano ăng-ten dựa trên công nghệ graphene được đề xuất cho
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 17
truyền thông có kích thước nano.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
Vậy Graphene là gì? Bạn hãy tưởng tượng một loại vật liệu chỉ có một
nguyên tử dày nhưng siêu bền, dẫn điện cao, gần như trong suốt . Đó chính
là graphene – vật liệu mỏng nhất thế giới hiện nay. Nó là một mạng nguyên
tử dạng tổ ong được tạo thành từ các nguyên tử Carbon.
Thật vậy, vận tốc làn sóng lan truyền trong graphene có thể lên tới gần 100
lần tốc độ của ánh sáng trong chân không. Dẫn đến, tần số cộng hưởng của
ăng ten nano dựa trên graphene có thể lên đến hai bậc về cường độ của nano
ăng-ten dưới đây và được xây dựng với vật liệu không carbon.
Hình 2.Cách tiếp cận từ dưới lên với thiết kế của mạng nano
Đặc biệt, 1 mm độ dài ăng-ten nano graphene được xác định dựa trên dải
graphene nano (Guns N 'Roses) hoặc ống nano carbon (CNT) có thể chỉ có hiệu quả
trong phạm vi sóng Terahertz . Điều khá thú vị, điều này phù hợp với dự đoán ban
đầu cho tần số hoạt động của các bóng bán dẫn graphene-RF.
Ngoài ra, nó đã được chứng minh có thể tiếp nhận và hoàn thiện một làn
sóng điện bằng cách sử dụng cổ máy của một ống nano carbon duy nhất tạo ra tiếng
vang ở tần số sóng . Trong trường hợp này, các cổ máy ăng-ten tích hợp bởi một
CNT có một kết nối kết thúc với một nguồn điện áp rất cao và có sự thay đổi ở điểm
kết thúc bên trái c n lại. Khi các ống nano chiếu xạ bởi một làn sóng EM, các điện
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 18
tử tại mỗi điểm rung động tự do. Nếu tần số của sóng EM phù hợp với tần số tự
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
nhiên cộng hưởng của các CNT, các rung động này trở nên quan trọng và ống nano
có thể để hoàn thiện đến tín hiệu. Ví dụ, ống nano dài 1 micromet máy móc có thể
cộng hưởng ở tần số xung quanh một số hàng trăm của Megahertz.
Việc sử dụng sóng EM trong phạm vi Megahertz ban đầu có thể kh n thiết
hơn so với bức xạ trong dải tần số Terahertz, bằng cách truyền phát ở tần số thấp
hơn, nano có thể giao tiếp trên một khoảng cách dài hơn. Tuy nhiên, hiệu quả năng
lượng của máy móc trong quá trình tạo ra sóng EM trong một thiết bị nano dự đoán
là rất thấp. Ngoài ra, một nguồn năng lượng rất cao là cần thiết để kích thích CNT.
Bởi vì điều này, kỷ thuật đó không có vẻ khả thi để có hiệu quả tỏa trên một vài
micromet bằng cách sử dụng một máy cộng hưởng CNT, trong tương lai mạng nano
điện sẽ hoạt động trong sóng Terahertz.
Tuy nhiên, vẫn có thể sử dụng nano cơ bản nhận CNT để kiểm soát nano từ
vĩ mô đến vi mô. Ví dụ, một máy phát thông thường AM / FM có thể được sử dụng
đồng thời kích hoạt hoặc tắt hàng ngàn các thiết bị nano.Tập trung vào các sóng
Terahertz, chúng ta nên nhấn mạnh rằng trong khi vùng tần số trực tiếp dưới đây và
trên băng tần như (sóng cực nhắn và hồng ngoại xa, tương ứng) đã được mở rộng
nghiên cứu, đây là một trong thăm d tần số khu vực ít nhất trong EM quang phổ.
Do đó, thách thức nghiên cứu đầu tiên cho mạng điện nano là để phát triển mô hình
kênh mới cho sóng Terahertz.
Lớp phủ Graphene vật liệu nano trên thiết bị cảm biến,
cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện.
Lượng năng lượng này có đủ để vận hành cảm biến điện nhỏ được đặt vào
nước hoặc các chất lỏng khác và bơm xuống giếng dầu, theo Koratkar. Khi cảm
biến di chuyển, đồng thời nước cũng sẽ được tiêm qua các vết nứt xuất hiện tự
nhiên và các đường nứt sâu trong l ng đất, các thiết bị cảm biến phát hiện sự hiện
diện của hydrocarbon và giúp phát hiện ra túi n (của dầu và khí tự nhiên). Khi
Trang 19
nước chảy qua thiết bị cảm biến phủ graphene, lớp phủ này sẽ hoạt động như một HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
máy phát điện nano để cung cấp nguồn điện cần thiết duy trì hoạt động của cảm
biến. Nguồn năng lượng này cần thiết giúp các cảm biến thu thập dữ liệu và chuyển
tiếp thông tin trở lại mặt đất.
Nguyên tắc sử dụng vật liệu hợp thành thấy rất rõ: "Không thể cung cấp
năng lượng cho các vi cảm biến này bằng loại pin thông thường, bởi thiết bị cảm
biến quá nhỏ. Cho nên, chúng ta tạo ra lớp phủ graphene vật liệu nano trên thiết bị
cảm biến, cho phép biến chuyển động của nước, thành năng lượng điện," theo
Koratkar, giáo sư trong phân ban cơ khí, ngành hàng không vũ trụ, và kỹ thuật hạt
nhân và phân ban khoa học vật liệu và Kỹ thuật, trường Kỹ thuật Rensselaer.
"Trong khi ảnh hưởng tương tự đã được theo d i cho ống nano carbon, thì đây
là một trong những nghiên cứu đầu tiên với lớp phủ graphene vật liệu nano. Lớp
phủ graphene vật liệu nano có khả năng tạo ra lượng năng lượng ít nhất là dưới
dạng luỹ thừa 10 nhiều hơn so với ống nano carbon. Hơn nữa, có thể thấy lợi thế
của lớp phủ graphene vật liệu nano là tính linh hoạt, có thể quấn quanh hầu hết các
hình học hay hình dạng bất kỳ."
e. Mô hình kênh
Hướng áp dụng của mạng lưới nano trong truyền thông không dây với các vi thiết bị
cần hiểu và mô phỏng dựa trên kênh Terahertz trong một phạm vi ngắn, ví dụ các
khoảng cách giữa chúng thấp hơn nhiều so với 1m. Thông qua điều tra các đặc tính
của dãy băng tần Terahertz về tổn hao đường truyền, nhi u, băng thông và dung
lượng kênh mà chúng có các mô hình kênh sau:
Path-loss (tổn hao đường truyền) (Path-loss (PL) là một hàm (PL=f(d)) của
khoảng cách d từ MS tới BS) – Tổng tổn hao đường truyền này dành cho việc dịch
chuyển của các sóng trong dải tần số Terahertz được xây dựng bởi hao hụt lan
truyền và quá trình hấp thụ phân tử. Sự hao hụt lan truyền là do sự mở rộng của
sóng khi truyền qua môi trường và chỉ phụ thuộc vào tần số tín hiệu và khoảng cách
truyền dẫn. Sự tổn hao hấp thụ là do sự suy giảm khi một sóng lan truyền sẽ bị ảnh
hưởng vì sự hấp thụ phân tử. Hiện tượng này phụ thuộc vào mật độ và đặc biệt là
trạng thái hỗn hợp của các phân tử gặp phải trên suốt đường truyền này. Các dạng
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 20
khác nhau của phân tử có tần số cộng hưởng khác nhau và ngoài ra , sự hấp thụ tại
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
mỗi điểm cộng hưởng là không giới hạn ở một tần số trung tâm duy nhất mà lại trải
rộng trên một dải tần số nào đó. Do đó, kênh Terahertz có tần số mang tính chọn lọc
cao. Thêm vào đó, tán xạ hạt từ nano và nhiều đường truyền có thể ảnh hưởng đến
độ mạnh yếu tín hiệu đối với người nhận.
Noise (Nhi u) – Trạng thái nhi u xung quanh trong kênh Terahertz chủ yếu
là xuất phát từ hiện tượng nhi u của các phân tử. Sự hấp thụ phân tử không chỉ làm
giảm tín hiệu truyền đi, mà c n làm xuất hiện sự nhi u xạ này. Đương lượng nhiệt
nhi u xạ của người nhận được xác định chủ yếu bởi các con số và hỗn hợp các phân
tử riêng biệt được tìm thấy dọc đường truyền.
Nhi u xạ phân tử không phải màu trắng mà có màu. Thật vậy, bởi vì có sự
khác nhau về các tần số cộng hưởng mỗi loại phân tử, năng lượng của mật độ phổ
của nhi u xạ đôi khi lại đạt đỉnh. Hơn nữa, loại nhi u xạ này chỉ xuất hiện khi có sự
truyền tín hiệu, ví dụ như hiện tượng này sẽ không tồn tại nếu như các kênh không
được đưa vào sử dụng.
Băng thông và Dung lƣợng kênh – Sự hấp thụ phân tử xác định khả năng
sử dụng của băng thông các kệnh Terahertz. Do đó, việc có sẵn băng thông phụ
thuộc vào thành phần phân tử các kênh và khoảng cách truyền tin. Đối với phạm vi
rất ngắn, băng thông sẵn có chiếm hầu như toàn bộ, từ một vài trăm GHz đến gần
10 Terahertz. Kết quả là dung lượng kênh tiềm năng của mạng lưới nano điện từ
trong các băng tần Terahertz với hứa hẹn rất lớn ,một vài terabit/giây. Tuy nhiên, rất
hạn chế là khả năng của mỗi thiết bị nano riêng biệt với câu hỏi về tính lập lại của
nhiều kết quả trong việc triển khai hiện thực. Nói cách khác, khả năng truyền thông
chủ yếu bị giới hạn bởi tính năng của hệ thống nano hơn là do nội tại các kênh. Tuy
nhiên, một băng thông lớn cho phép các kỹ thuật điều chế thông mới và các kênh
chia sẻ, đặc biệt phù hợp cho thiết bị nano đơn giản.
f. Điều chế thông tin
Hoạt động của hệ thống nano đ i hỏi một kỹ thuật mới đơn giản về những kỹ
thuật điều chế thích hợp với sự hạn chế của phần cứng. Lấy cảm hứng từ nguồn
băng thông lớn của kênh Terahertz, chúng em đưa ra một mô hình truyền thông mới dựa trên sự trao đổi của các xung rất ngắn, chỉ vào khoảng vài femto giây(10-15
giây). Sức mạnh thật sự của các xung này bao gồm trong cả băng tần kênh
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 21
Terahertz và do đó chúng có thể được phát ra bởi một graphene-based nanoantenna.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
Bằng phương thức truyền các xung được phân phối theo thời gian chứ không phải là
một gói tin đơn hoặc khối, việc đáp ứng đ i hỏi về nguồn cung cấp của hệ thống
nano là điều không quá lo lắng. Điểm lưu ý là việc truyền các xung ngắn này cũng
là cơ sở cho hoạt động của hệ thống Đài phát thanh Ultra-Wide-Band (IRUWB).
Trong trường hợp đó, các biểu hiện nhỏ bất chợt của quá trình chuyển động các
xung với khoảng thời gian tương quan trong trật tự hàng trăm nano giây đã được
biết đến. Khoảng thời gian trực giao của các trình tự mang tính liên tục được sử
dụng để tạo sự đan xen về mặt người sử dụng theo cách dồng bộ hóa. Đối với mạng
lưới nano thì sự phức tạp của các hệ thống hiện đại như vậy là hoàn toàn không thể
kiểm soát.
Trong phạm vi thông tin dựa trên chuyển động của các xung thì thông tin có
thể vừa được điều chỉnh biên bộ xung truyền, vị trí tạm thời, khoảng thời gian và
thời gian giữa các xung hay là tỷ lệ các xung được truyền đi.Với định hướng đơn
giản hóa, chúng em nghĩ rằng hệ thống nano có thể truyền đi một cách d dàng 1
xung - mã hóa một thuật toán logic và duy trì trạng thái im lặng trong quá trình
truyền một số không logic, tức là, làm theo 1 chương trình tương tự thời gian của sự
biến điệu có hay không. Việc phát hiện một xung năng lượng thấp rất ngắn yêu cầu
các mẫu được lấy phải chính xác và đồng bộ hóa. Tuy nhiên, vấn đề này có thể
được cải thiện bằng cách truyền đi một số lượng lớn các xung trong một khoảng
khắc tốt hơn so với việc truyền các xung đơn lẻ trong số những xung khác nhau.
Những thông số như năng lượng mỗi xung, số lượng xung trong một thời điểm hay
khoảng thời gian giữa các xung liên tiếp cần phải được tối ưu hóa trong một mạng
lưới đan chéo bắt đầu từ những hạn chế phần cứng và hình dáng các kênh. Trên hết,
điều cần thiết là phải xác định gói thông tin nào và thời gian truyền đi là bao lâu. Đó
là gói thông tin bao gồm các ký tự được tạo lập thành các con số (xung hoặc tĩnh)
về khoảng cách thời gian với khoảng thời gian giữa các biểu tượng đó lớn hơn rất
nhiều so với thời gian tồn tại của từng biểu tượng. Nguyên nhân được xác đinh một
lần nữa xuất phát từ những tùy chọn năng lượng giới hạn cho hoạt động của hệ
thống nano.
g. Giao thức cho hệ thống Nano
Trong khi vẫn c n đó những vấn đề mở lớn trong mối tương tác của phương
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 22
thức truyền tin giữa hai thiết bị nanno, những ý tưởng đầu tiên cho hệ thống này:
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
Kênh chia sẻ - Cơ chế truy cập các kênh khác nhau của mạng nano cần được
xác định tùy thuộc vào việc mã hóa thông tin như thế nào. Ví dụ như nhà cung cấp
dịch vụ Medium Access Control (MAC) đã dựa trên các giao thức (như CSMA và
tất cả các biến thể của chúng) không thể được sử dụng trong phương thức truyền tin
bằng xung bởi vì các yếu tố này không mang tín hiệu cảm nhận. Thêm vào đó, việc
đạt được sự đồng bộ hóa giữa các node nano có vẻ khó thực hiện. Hơn nữa, các quy
trình phức tạp, tỉ mĩ không thể thực hiện được đối với thiết bị nano đơn giản.
Hướng về việc truyền thông tin dựa trên các xung trong mạng nano thực tế
được truyền đi bởi các xung rất ngắn nhằm giảm khả năng xung đột giữa các nút
nano khác nhau cùng lúc truy cập vào các kênh cùng một thời điểm. Bởi vậy, chúng
em nghĩ về các giao thức MAC không đồng bộ, trong đó, một node nano đã chu n
bị sẵn để gửi một gói thông tin chỉ có thể truyền đi và đợi một số báo nhận. Ngoài
ra, nếu chúng ta để cho thời gian giữa các xung quá lớn so với thời gian xung thì
chúng có thể đan xen với các nguồn xung khác, từ đó giúp cho thiết bị nano theo số
lượng người sử dụng tại cùng một thời điểm, điều đó mang tính khả thi với khả
năng tính toán của thiết bị đó. Nói một cách đơn giản, một thiết bị nano có thể bắt
đầu gửi một xung mã hóa khi khi thiết bị này cảm thấy cần thiết. Các node trong
chuỗi phạm vi truyền tải có thể phát hiện xung đầu tiên này với một xác xuất nhất
định. Nếu thời gian giữa các xung là cố định và được xác định bởi tất cả các yếu tố
cấu thành của hệ thống thì sau khi phát hiện ra xung đầu tiên, các hợp phần nano có
thể dự đoán khi xó sự xuất hiện của xung thứ hai. Trong khi đó, chúng có thể quyết
định phương thức truyền tải cho riêng mình hoặc thậm chí thực hiện theo các luồng
xung khác nhau từ người sử dụng.
Ngay cả nếu không thể, sự va chạm giữa các xung trong vài nghìn nano giây
của các xung có thể xảy ra. Đối với hiên tượng này, những cách phát hiện va chạm
ở người nhận và để ghi nhận nhằm truyền đi cần được phát triển. Cuối cùng, chúng
em muốn nhấn mạnh rằng cho dù số lượng các thiết bị nano có thể rất lớn, số lượng
các node nano tích hợp song hành có nhiều nhưng việc có thể can thiệp vào hoạt
động của người dùng đặc hiệu nào đó sẽ không thể lớn bằng, chủ yếu bởi vì những
hạn chế về khả năng truyền tải với tần số cao. Ngoài ra, số lượng lớn thông tin phân
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 23
chia cũng có số lượng không đáng kể.Tất cả những khái niệm này nên được sử dụng
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
như là điểm khởi đầu cho sự phát triển của cái gọi là các quy trình điều khiển truy
cập bắt buộc (MAC) dành cho hệ thống nano.
Địa chỉ h a thiết bị nano – Trong hệ thống internet, mọi thành phần đều cần
một địa chỉ ID duy nhất. Trong hệ thống nano và mạng lưới internet nano, việc chỉ
định một địa chỉ khác cho mỗi node nano không phải là một nhiệm vụ đơn giản, chủ
yếu do thực tế điều này đ i hỏi có sự phối hợp và đồng bộ hóa một cách phức tạp
trong hoạt động của các thiết bị nano và hệ thống liên mạng này cũng đ i hỏi phải
sử dụng các địa chỉ rất dài. Tuy nhiên sẽ có những cách đơn giản và thay thế khả thi
hơn rất nhiều. Ví dụ, tính đến kiến trúc hệ thống phân cấp trong bảng 1, chúng ta có
thể giải quyết các yêu cầu trước đó và chỉ tập trung vào việc điều phối các node
nano của cùng bộ chỉ dẫn nano để có những địa chỉ khác nhau. Ví dụ, một địa chỉ
như là {G8.I3.R1.N4} có thể được sử dụng để chỉ dẫn node nano 4, trong miền điều
phối 1, đã kết nối các với các hạt micro nano giao diện 3 và liên kết với cổng 8.
Thú vị hơn nữa là chúng em có thể nghĩ đến những ứng dụng cụ thể, theo đó
việc để có thông tin từ thiết bị nano là điều không cần thiết nữa. Cá biệt, các thành
phần khác nhau có thể có những địa chỉ khác nhau, nhưng giống như thiết bị nano
về cách tương tự trong phương thức truyền tin. Điều này rất hữu ích khi chỉ có
những hiểu biết về sự có mặt hay vắng mặt của những dạng đặc hiệu được yêu cầu.
Một ví dụ khác có thể tính đến đó là hệ thống cảm biến nano. Trong trường hợp
này, các node khác nhau sẽ tương tác trong cùng cách tùy thuộc vào thông tin cảm
nhận được và trạng thái nội tại. Điều này có thể giảm nhẹ những yêu cầu về sự phối
hợp giữa các thiết bị nano, trong khi vẫn hỗ trợ các ứng dụng đáng quan tâm. Ngoài
ra, những khái niệm tương tự có thể được sử dụng để phát triển mạng lưới tìm kiếm
phát hiện mới và các giao thức liên kết mạng cho thiết bị nano.
Thông tin định tuyến – thiết bị nano có thể đáp ứng cho một truy vấn cụ thể
từ trung tâm điều khiển hoặc có thể cần phải ghi nhận những sự kiện mới theo kiểu
PUSHBASHED (Trong cách push-based, controller thực hiện các xử lý cần thiết,
rồi đ y dữ liệu – model – đến cho các view hiển thị dữ liệu ấy.) . Lưu lượng của
thông tin đ i hỏi việc thiết lập các bộ định tuyến. Do phạm vi truyền dẫn hạn chế
của thiết bị nano nên kiểu kiên lạc nhiều bước (đa chặng) sẽ được làm chu n cho
phương thức giao tiếp. Chúng ta có thể thậm chí không quan tâm xem xét có phải
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 24
mọi node nano có thể truyền trực tiếp cho các phân tử nano gần đó. Mặt khác, do
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
hạn chế từ các nguồn của thiết bị nano, cũng có thể do sự thiếu định hướng và kiến
thức, chúng ta không thể giả định rằng các đường dẫn thông tin có thể được lưu trữ
hay ghi nhớ giữa các đường truyền.
Tuy nhiên, nếu một hệ thống truyền thông truyền đi dựa trên các xung được
sử dụng, chúng ta có thể giả định rằng các node nano có thể có một lưu ý nào đó về
khoảng cách giữa chúng với nhau. Giống trong các hệ thống khác như IR – UWB,
việc sắp xếp này có thể thực hiện bằng sự phối hợp trao đổi các xung giữa 2 node.
Từ đó, một đường dẫn nano có thể ấn định một vị trí ID thấp hơn các node ở gần
nhau hơn. Ngoài ra, trong một số những ứng dụng sẽ không cần phải thiết lập các
ID khác nhau cho các node khác nhau nữa, nhưng mà các node khác nhau có cùng
khoảng cách so với nanorouter sẽ có chung địa chỉ ID. Các node lân cận của chúng
không thể bắt gặp nanorouter sẽ đơn giản là có địa chỉ ID và băng tần cao hơn. Do
đó các node xa hơn sẽ có các địa chỉ ID cao hơn nữa. Chức năng định tuyến cũng
kết hợp với hệ thống tìm kiếm và dịch vụ tương thích.
Độ tin cậy – Mục đích cuối cùng về độ tin cậy trong mạng lưới nano và hệ
thống internet nano là phải bảo đảm cả về các thông điệp đi từ một trung tâm điều
khiển đến các node nano cũng như đối với các gói tin từ bộ máy nano đến bộ chứa
chung. Các khía cạnh khác nhau có thể ảnh hưởng đến độ tin cậy của hệ thống bao
gồm cả những sai lầm của bộ máy nano và các phân tử nhất thời gây nhi u cho các
kênh.Thật vậy, ngoài các lỗi không mong muốn của các node nano, những xung đột
bất ngờ của các phân tử có thể hình thành khoảng thời gian không hoạt động và kết
nối được của cả mạng lưới ở những điểm khác nhau. Nếu điều này chỉ là một ảnh
hưởng mang tính tại chỗ của các thiết bị nano thì một giao thức định tuyến có thể
xác định một sự thay thế về đường dẫn. Ngược lại, nếu như điều này ảnh hưởng đến
toàn bộ mạng lưới thì chỉ có một số ít các hoạt động được thực hiện. Đối với 1 vài
ứng dụng cụ thể, một lựa chọn đơn giản có thể làm gia tăng số lượng thiết bị nano
trong toàn bộ mạng lưới như nhau. Tuy nhiên, sự gia tăng mật độ các node có thể
mang lại những thách thức về phương thức truy cập kênh hoặc là việc định tuyến
cho lượng thông tin của mạng lưới hệ thống. Khi có sự can thiệp của các phân tử
tạm thời thì các giải pháp phức tạp hơn là điều cần thiết. Ví dụ như các phân tử hấp
thụ sẽ hình thành những đỉnh giảm dần nhưng một vài giao thức chuyển dịch có
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 25
mang path-loss vẫn có thể c n hiệu dụng. Dựa trên những điều này, chúng ta có thể
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
nghĩ về các giao thức cảm biến nhận thức trong đó các thiết bị nano có thể phát hiện
được thông qua các phương tiện có sẵn trong hệ thống sensornano hóa học.
h. Mạng lưới liên kết và khám phá dịch vụ
Trong hệ thống internet nano, mọi node nano được mong chờ có thể kết nối
với mạng lưới liên tục đồng thời truyền tin cho nhau về sự hiện diện của mình. Việc
xem xét số lượng lớn phân tử nano có thể hiện diện trong hệ thống như vậy và sự
phối hợp giữa các hệ thống và phương thức tìm kiếm được xem là điều cần thiết.
Đối với tầm nhìn của chúng em, hệ thống phân cấp mạng được định nghĩa trước đó
đã góp phần đơn giản vấn đề này. Thật vậy, trong phần lớn các ứng dụng, việc cảnh
báo cho toàn bộ hệ thống mạng khi có một node nano xuất hiện trong hệ thống là
điều không cần thiết, nhưng chỉ cần đóng lại thiết bị định tuyến nano hoặc hầu hết
trong các vi thiết bị. Phương diện này tương thích với ý tưởng khi xuất phát từ hệ
thống mạng siêu nhỏ đến hệ thống nano, chúng ta không thực sự có thể kiểm soát
bao trùm một khu vực bề mặt lớn như vậy, nhưng việc có được nhiều thông tin hơn
từ cùng đối tượng hay các thực thể nhỏ như các thành phần cấu tạo hoặc trạng thái
nội tại của hệ thống và cũng có thể là một trong số đó.
Xuất phát từ quan điểm hệ thống mạng, những phương thức khác nhau
nhằm thông báo hay kiểm soát trực tiếp một lượng lớn các thiết bị nano trên quy mô
lớn có thể được sử dụng theo cách khai thác sự khác nhau về các tùy chọn truyền
thông đã được mô tả như trên. Ví dụ bộ điều khiển mạng lưới có kích thước vĩ mô
định kỳ có thể phát sóng một số thông tin cụ thể với tần số cố định trong phạm vị
megahertz nào đó có thể được nhận vởi các thiết bị nanno kết hợp dựa trên bộ tiếp
nhận cơ học CNT. Điều này không cần thiết phải kết hợp với nhau.
i. Kết luận và hướng nghiên cứu trong tương lai
Sự phát triển của hệ thống thiết bị nano với các phương thức truyền tin thích
hợp và sự phối hợp liên kết với các thiết bị có quy mô nhỏ lớn khác nhau có thể sẽ
tạo nên cái gọi là hệ thống mạng lưới internet nano. Mô hình mạng lưới mới này sẽ
có tác động ảnh hưởng lớn đến hầu hết các lĩnh vực trong xã hội chúng ta, từ chăm
sóc sức khỏe cho đến hoạt động bảo vệ nhà cửa hay các yếu tố môi trường.
Trên đây, chúng em đã giới thiệu về cấu trúc của mô hình truyền thông
không dây với các thiết bị Nano và cùng thảo luận cách tốt nhất trong nghiên cứu
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 26
thiết bị hệ thống nano điện tử. Nhiều nhà nghiên cứu hiện đang tham gia nghiên cứu
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
nhằm phát triển những vấn đề cơ bản về phần cứng cho hệ thống nano trong tương
lai. Những đặc tính chuyên biệt độc đáo ở cấp độ nano và bản chất của hệ thống
nano này cần những giải pháp mới trong phương thức truyền tin rộng khắp xã hội.
Những mẫu thiết kế nano-antenna mới lạ, các mô hình kênh nano, thông tin được
mã hóa, điều biến mạng lưới ở quy mô nano và giao thức cho mạng lưới nano là
những vấn đề được mong đợi từ lĩnh vực ICT.
Các nguyên tắc chuyển sang hệ khác cũng như nguyên tắc sử dụng vật liệu
hợp thành đã được phân tích khá r ở trên. Song, tồn tại thêm một số nguyên tắc
khác :
- Nguyên tắc phẩm chất cục bộ: Các node nano có thể thực hiện tính toán đơn giản,
có bộ nhớ hạn chế, và chỉ có thể truyền trên một khoảng cách rất ngắn, chủ yếu là
do năng lượng giảm và hạn chế khả năng truyền thông sinh học của các nút cảm
biến nano bên trong “ cơ thể con người”. Do phạm vi truyền dẫn hạn chế của thiết
bị nano nên kiểu kiên lạc nhiều bước (đa chặng) sẽ được làm chu n cho phương
thức giao tiếp.
- Nguyên tắc kết hợp: các cổ máy ăng-ten tích hợp bởi một CNT có một kết nối kết
thúc với một nguồn điện áp rất cao và có sự thay đổi ở điểm kết thúc bên trái c n
lại. Khi các ống nano chiếu xạ bởi một làn sóng EM, các điện tử tại mỗi điểm rung
động tự do.
- Nguyên tắc vạn năng: Giao diện nano tương tự như các thiết bị lai có thể cả hai
giao tiếp bằng cách sử dụng kỷ thuật truyền tin nano nói trên và sử dụng mẫu truyền
thông cổ điển trong mạng truyền thông.
- Nguyên tắc linh động: Bằng phương thức truyền các xung được phân phối theo
thời gian chứ không phải là một gói tin đơn hoặc khối, việc đáp ứng đ i hỏi về
nguồn cung cấp của hệ thống nano là điều không quá lo lắng.
- Nguyên tắc thay đổi các thông số hoá lý: sự gia tăng mật độ các node có thể mang
lại những thách thức về phương thức truy cập kênh hoặc là việc định tuyến cho
lượng thông tin của mạng lưới hệ thống. Khi có sự can thiệp của các phân tử tạm
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 27
thời thì các giải pháp phức tạp hơn là điều cần thiết.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
KẾT LUẬN
Tóm lại, vai tr của 40 nguyên tắc sáng tạo trong hình thành tư duy sáng tạo
của con người để giải quyết vấn đề nào đó là hết sức quan trọng. Vấn đề ở đây có
thể là vấn đề trong lĩnh vực tin học, lĩnh vực kinh tế, nông nghiệp, công nghiệp, …
thậm chí trong đời sống con người. Thực tế, có nhiều cách để giải quyết một vấn đề
nhưng giải quyết như thế nào? Làm theo thứ tự nào? Làm như thế nào mới tối ưu?,
.. Để trả lời các câu hỏi đó, con đường ngắn nhất và nhanh nhất là chúng ta nên biết
cách vận dụng linh hoạt 40 nguyên tắc sáng tạo ở vấn đề được nêu ra.
Hiện nay, với chính sách mở cửa và phát triển kinh tế đúng đắn của chính phủ,
đội ngũ các nhà khoa học, nghiên cứu viên và sinh viên trong nước cần tích cực học
tập, nghiên cứu để nâng cao tư duy khoa học và đáp ứng các yêu cầu phát triển. Do
đó, việc nắm vững 40 nguyên tắc sáng tạo có thể coi là chìa khoá để mở cánh cửa
thành công. Đôi khi chỉ cần giải quyết được một vấn đề nào đó cũng có thể làm nên
cuộc cách mạng công nghệ mới.
Hiện tại, khả năng sáng tạo trong nước c n rất hạn chế hoặc có thì không phục
vụ nhiều cho đời sống thực tế. Đây là cơ hội và thách thức cho tất cả mọi người để
phát huy khả năng sáng tạo của chính bản thân mình.
Một lần nữa, em xin cảm ơn Thầy Hoàng Kiếm và Thầy Phan Dũng. Cũng qua
bài thu hoạch này, em đã thay đổi rất nhiều về cách suy nghĩ cũng như tư duy về
mọi vấn đề không chỉ là những vấn đề trong tin học, tránh được tính ì tâm lý và
cách suy nghĩ theo lối m n thiếu sáng tạo.
Mặc dù, em đã rất cố gắng trong quá trình đọc, dịch các bài báo liên quan về
công nghệ nano trong truyền thông không dây, cũng như tìm hiểu thêm các tư liệu
khác để trình bày trong bài viết này. Song, cũng không tránh khỏi sai sót, kính
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 28
mong Thầy đánh giá và góp ý thêm.
GVHD: GS. TSKH Hoàng Văn Kiếm
PPL Nghiên cứu khoa học trong Tin học
MỘT SỐ TÀI LIỆU THAM KHẢO
1) Bài giảng môn học “Phương pháp nhiên cứu khoa học trong tin học”
.GS.TSKH Hoàng Văn Kiếm, Trung tâm phát triển CNTT ĐH Quốc gia
TP.HCM - 2005.
2) Giải một bài toán trên máy tính như thế nào ?( tập 1, 2, 3), GS. TSKH Hoàng
Kiếm, Nhà xuất bản giáo dục – 2003.
3) Phương pháp luận sáng tạo khoa học – kỹ thuật, Thầy Phan Dũng, Trung tâm
sáng tạo khoa học – kỹ thuật, Trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP.HCM –
2002.
4) Y. M. Lin et al., “100-GHz Transistors from Wafer-Scale Epitaxial Graphene,”
Science, vol. 327, no. 5966, Feb.2010, p. 662.
5) J. M. Jornet and I. F. Akyildiz, “Graphene-Based Nano-Antennas for
Electromagnetic Nanocommunications in the Terahertz Band,” Proc. 4th
European Conf. Anten-nas and Propagation, EUCAP, Apr. 2010, pp. 1–5.
6) I. F. Akyildiz and J. M. Jornet, “Electromagnetic Wireless Nanosensor
Networks,” Nano Communication Net-works (Elsevier) J., vol. 1, no. 1, Mar.
2010, pp. 3–19.
- http://vi.wikipedia.org/wiki/Ubuntu
- http://wiki.ubuntu-vn.org/index.php/Ubuntu
- http://www.ubuntu-vn.org/
- http://automation.net.vn/nghien-cu-a-trao-i/nghien-cu-a-trao-i/1110-cong-
7) Một số trang web:
- http://hoahoc.info/baiviet/category/cong-nghe-moi/cong-nghe-nano
HVTH: Phạm Ngọc Giàu - CH1101080
Trang 29
nghe-tu-dong-hoa-trong-thoi-dai-moi-p2.html
