Đề tài Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ~~~~~ Tên đề tài thu hoạch PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Học Viên: Tăng Phú MSHV: 1112022 TP. HỒ CHÍ MINH – Năm 2012 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ~~~~~ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊNCỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC Tên đề tài thu hoạch: PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO TRONG ĐIỆN TOÁN ĐÁM MÂY Chuyên ngành: Hệ Thống Thông Tin GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Học Viên: Tăng Phú MSHV: 1112022 TP. HỒ CHÍ MINH – Năm 2012 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 2 Mục lục Chương I: Giới thiệu .................................................................................................. 4 Chương II: 40 nguyên tắc sáng tạo ............................................................................ 5 1. Nguyên tắc phân nhỏ ........................................................................................ 5 2. Nguyên tắc “tách khỏi” .................................................................................... 5 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ ........................................................................... 5 4. Nguyên tắc phản đối xứng ................................................................................ 6 5. Nguyên tắc kết hợp ........................................................................................... 6 6. Nguyên tắc vạn năng ........................................................................................ 6 7. Nguyên tắc “chứa trong” .................................................................................. 7 8. Nguyên tắc phản trọng lượng ........................................................................... 7 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ ......................................................................... 7 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ........................................................................... 8 11. Nguyên tắc ự ph ng .................................................................................... 8 12. Nguyên tắc đ ng thế ...................................................................................... 8 13. Nguyên tắc đảo ngược ................................................................................... 8 14. Nguyên tắc c u tr n hoá ............................................................................. 9 15. Nguyên tắc linh động .................................................................................... 9 16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “th a” ............................................................. 9 17. Nguyên tắc chuy n sang chi u khác ...........................................................10 18. Nguyên tắc s ụng các ao động cơ học ...................................................10 19. Nguyên tắc tác động th o chu k ................................................................10 20. Nguyên tắc liên tục tác động c ch ............................................................11 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” ............................................................................11 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi ......................................................................11 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi ......................................................................12 24. Nguyên tắc s dụng trung gian....................................................................12 25. Nguyên tắc tự phục vụ .................................................................................12 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 3 26. Nguyên tắc sao chép (copy) ........................................................................12 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” ...................................................................13 28. Thay thế sơ đồ cơ học..................................................................................13 29. S dụng các kết cấu khí và lỏng ..................................................................14 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng ...................................................................14 31. S dụng các vật liệu nhi u lỗ ......................................................................14 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc .......................................................................14 33. Nguyên tắc đồng nhất ..................................................................................15 34. Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n ..............................................15 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng................................................15 36. S dụng chuy n pha ....................................................................................16 37. S dụng sự nở nhiệt .....................................................................................16 38. S dụng các chất oxy hoá mạnh ..................................................................16 39. Thay đổi độ trơ ............................................................................................16 40. S dụng các vật liệu hợp thành (composite) ...............................................17 Chương III: Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây ....................................18 1. Giới thiệu v điện toán đám mây....................................................................18 2. Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây ..............................................19 Chương IV: Kết luận ................................................................................................24 Tài liệu tham khảo ....................................................................................................25 Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 4 Chương I: Giơ i thiệ u Trong cuộc đời con người phải đối m t với nhi u vấn đ c n phải giải quyết và phải đưa ra quyết định. Chúng ta phải suy nghĩ đ x m làm gì đ giải quyết và làm như thế nào. Khi đ con người n n t ch lũy được vốn kiến thức cho bản thân, hay c n gọi là kinh nghiệm. Vậy khi x lý vấn đ bạn đã ựa vào cơ sở nào đ phân t ch, khám phá ra giá trị cuối cùng? Trước khi trả lời câu hỏi này, chúng ta sẽ x m xét thế nào là phương pháp luận sáng tạo. “Phương pháp luận sáng tạo là hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy.” Với 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản c th n i n đã tổng quát được h u như hàng triệu phát minh cải tiến trong cuộc sống con người trong thời gian qua. Và lĩnh vực công nghệ thông tin cũng không phải là ngoại lệ. Trong bài luận này sẽ trình bày 40 nguyên tắc sáng tạo và những v ụ trong công nghệ thông tin với t ng nguyên tắc. Tiếp th o chúng ta hãy xem xét việc áp ụng nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây. Các từ dùng tiếng anh: Clou Computing: điện toán đám mây Gri Computing: điện toán lưới Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 5 Chương II: 40 nguyệ n tắ c sắ ng tắ o 1. Nguyên tắc phân nhỏ Nội ung: - Chia đối tượng thành các ph n độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. V ụ: Cách tiếp cận top- own trong thiết kế hệ thống, chia hệ thống thành nhi u ph n nhỏ hơn. Bằng cách đ , chia hệ thống phức tạp thành nhi u m ul s t phức tạp hơn. Quá trình này c th được thực hiện lại cho t ng mo ul s cho đến khi các modules không c n bất cứ sự phức tạp nào nữa. 2. Nguyên tắc “tách khỏi” Nội ung: - Tách ph n gây “phi n phức” t nh chất “phi n phức” hay ngược lại tách ph n uy nhất “c n thiết” t nh chất “c n thiết” ra khỏi đối tượng. V ụ: Lưu trữ ữ liệu thông tin lên trên ịch vụ đám mây, thay vì lưu trữ trên ữ liệu trên máy t nh cá nhân. Tránh mất ữ liệu khi hỏng ph n ổ cứng. 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội ung: - Chuy n đối tượng hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài c cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các ph n khác nhau của đối tượng phải c các chức năng khác nhau. - Mỗi ph n của đối tượng phải ở trong những đi u kiện th ch hợp nhất đối với công việc. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 6 V ụ: Màu sắc class, biến … trong công cụ lập trình như Visual Stu io, RubyMin c màu khác với font chữ bình thường đ chúng ta ễ àng nhận biết. 4. Nguyên tắc phản đối xứng Nội ung: - Chuy n đối tượng c hình ạng đối xứng thành không đối xứng n i chung giảm bật đối xứng . V ụ: Chuẩn của sắp xếp nhanh thường lấy ph n t giữa làm ph n t chốt. Bằng cách s ụng ph n t trung vị trong ba ph n t đứng đ u, đứng giữa và đứng cuối làm ph n t chốt thường sẽ đạt được hiệu suất tốt hơn. 5. Nguyên tắc kết hợp Nội ung: - Kết hợp các đối tượng đồng nhất ho c các đối tượng ùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp v m t thời gian các hoạt động đồng nhất ho c kế cận. V ụ: Một tập đĩa RAID-5 phân chia một tập tin qua nhi u đĩa c th truy xuất đ lấy hay lưu trữ tập tin đ nhanh hơn vì n được lấy/lưu trữ đồng thời. 6. Nguyên tắc vạn năng Nội ung: - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, o đ không c n sự tham gia của các đối tượng khác. V ụ: Các trình uyệt w b như IE, Fir fox hay Googl Chrom thì trong ph n khung mà đ ta nhập địa chỉ w b vào thì ta cũng c th nhập các t kh a tìm kiếm vào đ đ tìm kiếm thay vì truy cập các trang w b tìm kiếm. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 7 7. Nguyên tắc “chứa trong” Nội ung: - Một đối tượng được đ t bên trong đối tượng khác và bản thân n lại chứa đối tượng thứ ba ... - Một đối tượng chuy n động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. V ụ: Cấu trúc ữ liệu như anh sách liên kết, cây. Các thuật toán đệ quy như: sắp xếp nhanh, backtracking, … 8. Nguyên tắc phản trọng lượng Nội ung: - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn n với các đối tượng khác c lực nâng. - Bù tr trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như s ụng các lực thủy động, kh động... V ụ: Trong các hàm băm, ta phân bổ các đối tượng vào một tập các bộ chứa trong khi giữ số lượng của các đối tượng trong một bộ chứa xấp xỉ bằng nhau. 9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ Nội ung: - Gây ứng suất trước với đối tượng đ chống lại ứng suất không cho phép ho c không mong muốn khi đối tượng làm việc ho c gây ứng suất trước đ khi làm việc sẽ ùng ứng suất ngược lại . V ụ: Khi một ứng ụng bắt đ u đọc t một cơ sở ữ liệu, ta c th tải loa các bảng quan trọng hay các chỉ mục trước. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 8 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội ung: - Thực hiện trước sự thay đổi c n c , hoàn toàn ho c t ng ph n, đối với đối tượng. - C n sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng c th hoạt động t vị tr thuận lợi nhất, không mất thời gian ịch chuy n. V ụ: Đọc cach ổ đĩa trước chuẩn bị cho việc đọc đĩa thực sự. 11. Nguyên tắc dự ph ng Nội ung: - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. V ụ: Hệ đi u hành sao lưu ữ liệu các tập tin quan trọng của n trước khi được s ụng. Nếu xảy ra lỗi c th khôi phục lại mà không phải cài lại. 12. Nguyên tắc đ ng thế Nội ung: - Thay đổi đi u kiện làm việc đ không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. V ụ: Giữ các kết quả trung gian mà phải mất khá nhi u thời gian đ t nh toán. 13. Nguyên tắc đảo ngược Nội ung: - Thay vì hành động như yêu c u bài toán, hành động ngược lại v ụ, không làm n ng mà làm lạnh đối tượng - Làm ph n chuy n động của đối tượng hay môi trường bên ngoài thành đứng yên và ngược lại, ph n đứng yên thành chuy n động. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 9 V ụ: Các hệ thống backtracking 14. Nguyên tắc c u tr n hoá Nội ung: - Chuy n những ph n th ng của đối tượng thành cong, m t ph ng thành m t c u, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình c u. - S ụng các con lăn, viên bi, v ng xoắn. - Chuy n sang chuy n độg quay, s ung lực ly tâm. V ụ: Thay tìm kiếm tuyến t nh bằng tìm kiếm phức tạp hơn như tìm kiếm nhị phân. 15. Nguyên tắc linh động Nội ung: - C n thay đổi các đ c trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong t ng giai đoạn làm việc. - Phân chia đối tượng thành t ng ph n, c khả năng ịch chuy n với nhau. V ụ: Thay đổi chế độ nhìn trong một ứng ụng như Pow rPoint. Chỉnh s a văn bản trong chế độ outlin thì sẽ àng và nhìn tổng quan hơn trong chế độ trình bày. 16. Nguyên tắc giải “thiếu” ho c “thừa” Nội ung: - Nếu như kh nhận được 00 hiệu quả c n thiết, nên nhận t hơn ho c nhi u hơn “một chút”. Lúc đ bài toán c th trở nên đơn giản hơn và ễ giải hơn. V ụ: Đ nâng cao độ tin cậy của tàu vũ trụ, nhi u bộ x lý khác nhau t nh toán cùng đ u vào với nhi u thuật toán khác nhau. Nếu kết quả nào giống nhau nhi u nhất thì đ là kết quả đúng. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 10 17. Nguyên tắc chuy n sang chi u khác Nội ung: - Những kh khăn o chuy n động hay sắp xếp đối tượng th o đường một chi u sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng i chuy n trên m t ph ng hai chi u . Tương tự, những bài toán liên quan đến chuy n động hay sắp xếp các đối tượng trên m t ph ng sẽ được đơn giản hoá khi chuy n sang không gian ba chi u). - Chuy n các đối tượng c kết cấu một t ng thành nhi u t ng. - Đ t đối tượng nằm nghiêng. - S ụng m t sau của iện t ch cho trước. - S ụng các luồng ánh sáng tới iện t ch bên cạnh ho c tới m t sau của iện t ch cho trước. V ụ: S ụng ký hiệu thập lục phân cho các giá trị c th làm cho các thao tác với bit trở nên ễ hi u hơn. 18. Nguyên tắc s dụng các dao động cơ học Nội ung: - Làm đối tượng ao động. Nếu đã c ao động, tăng t ng số ao động đến t ng số siêu âm . - S ụng t ng số cộng hưởng. - Thay vì ùng các bộ rung cơ học, ùng các bộ rung áp điện. - S ụng siêu âm kết hợp với trường điện t . V ụ: Thuật toán roun robin đọc luân phiên t các hàng đợi. 19. Nguyên tắc tác động th o chu k Nội ung: - Chuy n tác động liên tục thành tác động th o chu k xung . Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 11 - Nếu đã c tác động th o chu k , hãy thay đổi chu k . - S ụng các khoảng thời gian giữa các xung đ thực hiện tác động khác. V ụ: Bộ thu gom rác trong hệ đi u hành chỉ thực hiện khi rác trên một ngưỡng nhất định. 20. Nguyên tắc liên tục tác động c ch Nội ung: - Thực hiện công việc một cách liên tục tất cả các ph n của đối tượng c n luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải . - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuy n chuy n động tịnh tiến qua lại thành chuy n động qua. V ụ: Trong hệ đi u hành đa nhiệm, các tác vụ c th chạy n n như quét vi-rút, in ấn, … 21. Nguyên tắc “vượt nhanh” Nội ung: - Vượt qua các giai đoạn c hại ho c nguy hi m với vận tốc lớn. - Vượt nhanh đ c được hiệu ứng c n thiết. V ụ: Tắt kết nối tới cơ sở ữ liệu trong khi sao lưu. Sao lưu c th thực hiện nhanh hơn và sau khi sao lưu mọi người c th s ụng cơ sở ữ liệu. 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội ung: - S ụng những tác nhân c hại th ụ tác động c hại của môi trường đ thu được hiệu ứng c lợi. - Khắc phục tác nhân c hại bằng cách kết hợp n với tác nhân c hại khác. - Tăng cường tác nhân c hại đến mức n không c n c hại nữa. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 12 V ụ: Việc s ụng những công cụ chạy ng m đ đánh chỉ mục, tuy c làm ảnh hưởng một chút đến hệ thống nhưng n mang lại hiệu suất đáng k . 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội ung: - Thiết lập quan hệ phản hồi. - Nếu đã c quan hệ phản hồi, hãy thay đổi n . V ụ: C một thành ph n giám sát trong bất k ph n m m nào đ mà giám sát sự thực hiện, hiệu suất bộ nhớ và c hành động khắc phục. 24. Nguyên tắc s dụng trung gian Nội ung: - S ụng đối tượng trung gian, chuy n tiếp. V ụ: S ụng trực tiếp thẻ t nh ụng trên các w bsit s thương mại, o đ nên s ụng các ịch vụ trung gian như PayPal đ thanh toán chi ph an toàn. 25. Nguyên tắc tự phục vụ Nội ung: - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, s a chữa. - S ụng phế liệu, chát thải, năng lượng ư. V ụ: Tự động chuy n r qu st tới một s rv r khác nếu s rv r ch nh bị quá tải. 26. Nguyên tắc sao chép copy Nội ung: - Thay vì s ụng những cái không được phép, phức tạp, đắt ti n, không tiện lợi ho c ễ vỡ, s ụng bản sao. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 13 - Thay thế đối tượng ho c hệ các đối tượng bằng bản sao quang học ảnh, hình vẽ với các tỷ lệ c n thiết. - Nếu không th s ụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường , chuy n sang s ụng các bản sao hồng ngoại ho c t ngoại. V ụ: Sao chép một fil trong máy t nh cá nhân sang thiết bị lưu trữ khác. 27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Nội ung: - Thay thế đối tượng đắt ti n bằng bộ các đối tượng rẻ c chất lượng kém hơn th ụ như v tuổi thọ . V ụ: S ụng những sản phẩm nguồn mở thay thế cho các hệ thống đắt ti n nhưng vẫn mang lại hiệu quả. 28. Thay thế sơ đồ cơ học Nội ung: - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm ho c mùi vị. - S ụng điện trường, t trường và điện t trường trong tương tác với đối tượng. - Chuy n các trường đứng yên sang chuy n động, các trường cố định sang thay đổi th o thời gian, các trường đồng nhất sang c cấu trúc nhất định. - S ụng các trường kết hợp với các hạt sắt t . V ụ: Chuy n đổi văn bản thành giọng n i t xt-to-sp ch hay giọng n i thành văn bản sp ch-to-text). Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 14 29. S dụng các kết cấu kh và lỏng Nội ung: - Thay cho các ph n của đối tượng ở th rắn, s ụng các chất kh và lỏng: nạp kh , nạp chất lỏng, đệm không kh , thủy tĩnh, thủy phản lực. V ụ: S ụng hằng số thay vì ùng chuỗi ở nhi u nơi, ễ àng thay đổi. 30. S dụng vỏ dẻo và màng mỏng Nội ung: - S ụng các vỏ ẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ ẻo và màng mỏng. V ụ: Các lớp được định nghĩa với các int rfac c th thay đổi nội ung các int rfac bên trong lớp. 31. S dụng các vật liệu nhi u lỗ Nội ung: - Làm đối tượng c nhi u lỗ ho c s ụng thêm những chi tiết c nhi u lỗ miếng đệm, tấm phủ… - Nếu đối tượng đã c nhi u lỗ, sơ bộ tẩm n bằng chất nào đ . V ụ: WCF trong fram work C# c th đưa ra nhi u cách giao tiếp, c th cho phép kết nối t những ngôn ngữ lập trình cũ trước đ . 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc Nội ung: - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Đ c th quan sát được những đối tượng ho c những quá trình, s ụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 15 - Nếu các chất phụ gia đ đã được s ụng, ùng các nguyên t đánh ấu. - S ụng các hình vẽ, ký hiệu th ch hợp. V ụ: Hiệu ứng đổi màu trở nên trong suốt và mất h n, khác đẹp trong các ứng ụng. 33. Nguyên tắc đồng nhất Nội ung: - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm t cùng một vật liệu ho c t vật liệu g n v các t nh chất với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. V ụ: S ụng trình biên ịch đ biên ịch ch nh n . 34. Nguyên tắc phân hủy ho c tái sinh các ph n Nội ung: - Ph n đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ ho c trở nên không càn thiết phải tự phân hủy hoà tan, bay hơi.. ho c phải biến ạng. - Các ph n mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. V ụ: Giải ph ng bộ nhớ không c n s ụng nữa bởi bộ thu gom rác như trong Java. 35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng Nội ung: - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đ c. - Thay đổi độ ẻo. - Thay đổi nhiệt độ, th t ch. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 16 V ụ: Tạo ra nhi u đối tượng khác nhau bằng việc truy n vào những thông số khác nhau như factory patt rn. 36. S dụng chuy n pha Nội ung: - S ụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuy n pha như: thay đổi th t ch, toả hay hấp thu nhiệt lượng... 37. S dụng sự nở nhiệt Nội ung: - S ụng sự nở hay co nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã ùng sự nở nhiệt, s ụng với vật liệu c các hệ số nở nhiệt khác nhau. 38. S dụng các chất oxy hoá mạnh Nội ung: - Thay không kh thường bằng không kh giàu oxy. - Thay không kh giàu oxy bằng ch nh oxy. - Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không kh ho c oxy. - Thay oxy giàu ozon ho c oxy bị ion hoá bằng ch nh ozon. 39. Thay đổi độ trơ Nội ung: - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. - Đưa thêm vào đối tượng các ph n, các chất, phụ gia trung hoà. - Thực hiện quá trình trong chân không. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 17 40. S dụng các vật liệu hợp thành composit Nội ung: - Chuy n t các vật liệu đồng nhất sang s ụng những vật liệu hợp thành composit . Hay n i chung s ụng các vật liệu mới. V ụ: Trong lập trình, ta c th chia các tác vụ thành những đơn vị nhỏ. Khi đ ta c th gôm các tác vụ lại với nhau tạo thành một chức năng mới trong hệ thống. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 18 Chương III: Nguyệ n tắ c sắ ng tắ o trong điệ n toắ n đắ m mắ y 1. Giới thiệu v điện toán đám mây Điện toán đám mây (Cloud Computing) là mô hình điện toán s ụng các công nghệ máy t nh và phát tri n ựa vào mạng Int rn t. Thuật ngữ “đám mây” như một liên tưởng v độ phức tạp của các cơ sở hạ t ng chứa trong n . Ở mô hình điện toán này, mọi khả năng liên quan đến công nghệ thông tin đ u được cung cấp ưới ạng các “ ịch vụ”, cho phép người s ụng truy cập các ịch vụ công nghệ t một nhà cung cấp nào đ “trong đám mây” mà không c n phải c các kiến thức, kinh nghiệm v công nghệ đ , cũng như không c n quan tâm đến các cơ sở hạ t ng phục vụ công nghệ đ . Th o tổ chức IEEE “N là hình mẫu trong đ thông tin được lưu Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 19 trữ thường trực tại các máy chủ trên Int rn t và chỉ được được lưu trữ tạm thời ở các máy khách, bao gồm máy t nh cá nhân, trung tâm giải tr , máy t nh trong oanh nghiệp, các phương tiện máy t nh c m tay, ...”. Điện toán đám mây là khái niệm tổng th bao gồm cả các khái niệm như ph n m m ịch vụ, W b 2.0 và các vấn đ khác xuất hiện g n đây, các xu hướng công nghệ nổi bật, trong đ đ tài chủ yếu của n là vấn đ ựa vào Int rn t đ đáp ứng những nhu c u điện toán của người ùng. V ụ, ịch vụ Googl AppEngin cung cấp những ứng ụng kinh doanh trực tuyến thông thường, c th truy nhập t một trình uyệt w b, c n các ph n m m và ữ liệu đ u được lưu trữ trên các máy chủ. 2. Nguyên tắc sáng tạo trong điện toán đám mây Thuật ngữ Cloud Computing xuất hiện bắt nguồn t ứng ụng Grid Computing trong thập niên 980. Grid Computing là nhi u máy tính với cùng một loại được nhóm cùng nhau. Một Gri Computing được kết nối thông qua một mạng lưới siêu nhanh và chia sẻ các thiết bị như ổ đĩa, khối lượng lưu trữ, máy in và bộ nhớ RAM. Một giải pháp hiệu quả cho việc x lý song song đ giải quyết một đơn tác vụ. Ở đây chúng ta thấy 2 nguyên tắc được s ụng là “Nguyên tắc phân nhỏ” và “Nguyên tắc kết hợp”. Phân nhỏ một tác vụ kh thành những tác vụ nhỏ hơn và được x lý song song đồng thời bằng các máy tính trong Grid Computing. Một trong những chiến lược ch nh của t nh toán trong Grid Computing là s ụng chương trình trung gian đ phân chia và phân bổ cho một số máy t nh, đôi khi lên đến nhi u ngàn. Cloud Computing chỉ đơn thu n là tập máy t nh và các ịch vụ được cung cấp trên mạng iện rộng như Internet. Clou Computing kết nối giữa người cung cấp ịch vụ với khách hàng, các ịch vụ cung cấp có th là toàn bộ cơ sở hạ t ng mạng (VPS, Storange) và ịch vụ ph n m m (ERP, Mail). “Nguyên tắc kết hợp” bằng cách liên kết các ịch vụ lại với nhau. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 20 Cloud Infrastructure Là hạ t ng cung cấp phân tán những thành ph n vật lý như thiết bị lưu trữ và tài nguyên máy tính. Kết hợp với kỹ thuật ảo h a cho phép t ng này tận ụng được tối đa tài nguyên. Khái niệm v ảo hóa làm tách biệt giữa ph n cứng và các nhà phát tri n sản phẩm, giúp tăng khả năng linh hoạt tinh chỉnh tài nguyên s rv r trong trường hợp thay đổi nhu c u s ụng. “Nguyên tắc s dụng trung gian” thay vì s ụng trực tiếp máy chủ vật lý, ta c th s ụng thông qua máy ảo. Đi u này ẫn đến sự linh động trong việc thay đổi cấu hình. “Nguyên tắc chứa trong” máy chủ ảo nằm bên trong máy chủ vật lý. “Nguyên tắc linh động” một máy chủ vật lý chia thành nhi u máy ảo và c th thay đổi cấu hình máy chủ ảo một cách linh động. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 21 Cloud Storage – Storage as a service Được xây ựng trên Cloud Infrastructure. T ng này nhắm đến việc cung cấp ịch vụ lưu trữ trên internet. Như Amazon S3 cung cấp ịch vụ lưu trữ và giao tiếp thông qua Web Service đ có th lưu trữ, tìm kiếm ữ liệu mọi lúc mọi nơi. Lập trình viên có th linh động trong việc khả năng lưu trữ và an toàn ữ liệu. Phân tán ữ liệu, khả năng chịu lỗi. “Nguyên tắc dự ph ng” ữ liệu được lưu trữ ở nhi u nơi, nhằm bảo toàn ữ liệu khi c sự cố xảy ra. “Nguyên tắc s dụng trung gian” thay vì lưu trữ cục bộ, chúng ta c th lưu trữ trên Clou , đảm bảo an toàn, s ụng mọi lúc mọi nơi. Cloud Platform – Platform as a service Platform cung cấp hạ t ng cho việc phát tri n và quản lí ứng ụng ph n m m ựa trên n n tảng w b, bao gồm cả hệ đi u hành, môi trường lập trình, cơ sở ữ liệu, và máy chủ w b. Chạy các giải pháp ph n m m trên n n tảng Clou Computing mà không c n chi ph đ u tư mua và quản lý ph n cứng, ph n m m. V ụ của PaaS bao gồm: Amazon Elastic Beanstalk, Cloud Foundry, Heroku, Force.com, EngineYard, Mendix, Google App Engine, Windows Azure Compute và OrangeScape. “Nguyên tắc s dụng trung gian” s ụng các ịch vụ đ c được sự tối ưu trong chi ph và cách hoạt động. Cloud Services – Component as a service T ng này của Cloud Computing bao gồm việc định nghĩa những thành ph n ph n m m và hoạt động phân tán. Định nghĩa này h u như tương tự như SOA, với việc định nghĩa những giao tiếp dịch vụ căn bản cho việc tương tác các hệ thống với nhau. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 22 “Nguyên tắc phân nhỏ” chia các thành ph n thành những ịch vụ, t đ ta kết hợp chúng lại thành một hệ thống uy n chuy n và linh động. “Nguyên tắc linh động” phân chia đối tượng thành t ng ph n và c th gắn kết được với nhau. Cloud Applications – Software as a service (SaaS) Thay vì cài đ t ứng ụng ph n m m trên máy tính cá nhân thì giờ đây ứng ụng có th được tri n khai trên cơ sở hạ t ng Cloud. Ví ụ, A ob ’s Photoshop, là chương trình chỉnh s a hình ảnh được phân bố tới khách hàng bằng việc cài đ t trên đĩa cứng của người s ụng. Ngày nay, bạn có th hoàn toàn s ụng phiên bản Photoshop Express được chạy trên n n tảng web với chức năng tương tự như phiên bản sktop. Các v ụ khác như: Gmail, Googl Cal n ar, Talk, Docs an Sites. Cách tiếp cận này thì việc cập nhật nâng cấp ph n m m không phục thuộc vào việc cài đ t của người s ụng. Nhưng bất lợi là việc phục thuộc và hạ t ng mạng đ truy xuất ứng ụng. Với SaaS việc x lí nằm trên Cloud, không phải trên local desktop. Desktop chỉ đ ng vai tr là t ng hi n thị. “Nguyên tắc linh động” thay đổi môi trường đ hoạt động công việc được tối ưu. Cloud Clients Là một ứng ụng liên quan khác trên này Cloud mà nhắm đến việc nghiệp vụ và thông tin cá nhân thông qua những máy chủ trên Internet. Ví ụ như thông tin cá nhân trên Fac book, ảnh số trên Flickr, ữ liệu ngân hàng trên các máy chủ ngân hàng … tất cả sẵn sàng trên các máy chủ phân tán và trung tâm ữ liệu trên toàn thế giới. Tóm lại, chúng ta đang dùng Cloud đ lưu trữ và quản l ữ liệu trên nhi u khía cạnh của cuộc sống. Các công ty nhắm tới ịch vụ cho khách hàng như Amazon, Facebook, Google và Microsoft. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 23 “Nguyên tắc dự ph ng” hệ thống Clou Computing s ụng cơ chế phân tán trên nhi u máy chủ, nên đảm bảo được vấn đ mất ữ liệu oanh nghiệp ho c cá nhân. Mô hình tri n khai Public Cloud Các ứng ụng, kho lưu trữ, và các nguồn tài nguyên khác được cung cấp bởi nhà cung cấp ịch vụ. Những ịch vụ này c th là miễn ph ho c được cung cấp th o hình thức s ụng. Các nhà cung cấp lớn như Amazon AWS, Microsoft và Google sỡ hữu cơ sở hạ t ng và cung cấp các ịch vụ thông qua Int rn t. Community Cloud Chia sẻ hạ t ng Clou Computing giữa các tổ chức c chung mối quan tâm. Hybrid Cloud Sự kết hợp hai hay nhi u Clou privat , commutity ho c privat thành một thực th uy nhất c liên kết với nhau, cung cấp những lợi ch ựa trên những mô hình tri n khai khác nhau. Bằng cách s ụng Hybri Clou , các công ty và cá nhân c th s ụng các ịch vụ tốt như khả năng chịu lỗi ho c truy suất nội bộ mà không c n đến Int rn t. Hybri Clou đ i hỏi c nguồn tài nguyên nội bộ và tài nguyên t xa cơ sở hạ t ng Clou Computing ựa trên máy chủ. Hybrid Cloud thiếu sự linh hoạt, an ninh và chắc chắn của các ứng ụng. Private Cloud Cơ sở hạ t ng Clou Computing chỉ hoạt động cho một tổ chức uy nhất với sự quản lý nội bộ hay bởi một tổ chức khác. Thực hiện một Privat Clou đ i hỏi một trình độ nhất định đ tri n khai. Khi thực hiện đúng, n c tác động t ch cực đối với một oanh nghiệp, và đ i hỏi mức độ an ninh đ tránh các lỗ hổng nghiêm trọng. Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 24 Chương IV: Kệ t luắ n Trong bài ti u luận này đã cho ta thấy sự “c m t” rộng khắp của 40 nguyên nguyên tắc sáng tạo như thế nào trong công nghệ thông tin n i chung và trong điện toán đám mây n i riêng. Ta cũng thấy được sự phổ biến của n quanh ta như thế nào. Tuy đơn giản, nhưng n i tạo ra sức mạnh to lớn thông qua các bằng sáng chế, thông qua những sản phẩm công nghệ kỹ thuật mà ta đang s ụng. Khi sự phát tri n của khoa học và kỹ thuật nhanh như vũ bão, thế giới trở nên ngày một hội nhập thì việc ta c th giải quyết một vấn đ nào đ trở nên rất c giá trị, n sẽ mở ra cơ hội thành công rất lớn cho chúng ta cũng như cho xã hội. Thế nhưng việc “thấy” và “ ụng” n là hai việc khác nhau hoàn toàn. Do vậy đ c th áp ụng được n đ i hỏi bạn c n phải nắm vững cũng như phải tập luyện thường xuyên, hãy th liên tưởng vận ụng các nguyên tắc này vào ngay khi bạn g p một vấn đ nào đ . Tăng Phú | Phương pháp luận sáng tạo trong điện toán đám mây 25 Tắ i liệ u thắm khắ o [1] Sli s bài giảng môn “Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học”, GS.TSKH. Hoàng Kiếm [2] Site: [3] Site: [4] Cloud Computing and SOA, Geoffrey Raines [5] Site: [6] 40 thủ thuật nguyên tắc sáng tạo cơ bản – GS.PTS Phan Dũng