Các phương pháp nghiên cứu, giải quyết vấn đề - Bài toán trong tin học

10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ a. Giới thiệu Có những việc, dù thế nào cũng cần phải thực hiện trƣớc đi một phần hoặc toàn bộ và sẽ đƣợc lợi hơn so với thực hiện ở hiện tại (theo nghĩa tƣơng đối). Tinh thần của nguyên tắc này là trƣớc khi làm việc gì ta cần phải chuẩn bị trƣớc một cách toàn diện, chu đáo và thực hiện trƣớc những gì có thể thực hiện đƣợc – “chuẩn bị tốt là một nửa của sự thành công”. - Thực hiện trƣớc sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối với đối tƣợng. - Cấn sắp xếp đối tƣợng trƣớc, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển . b. Ứng dụng : - Trong việc phân loại hàng hóa để vận chuyển, trƣớc khi phân chia nó thành các loại hàng hóa khác nhau thì phải sắp xếp chúng sơ bộ vào 2 loại : dễ vỡ và khó vỡ, sau đó mới xếp từng loại mặc hàng riêng biệt khác nhau, nhƣ vậy tiện cho việc vận chuyển hơn. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 14 - Khi viết một bài văn, một câu chuyện, trƣớc tiên phải lập dàn bài đại ý sơ bộ cho bài văn đó để đảm bảo đầy đủ ý. Điều này cũng giống khi lập trình một bài toán, trƣớc hết phải tìm hiểu sơ bộ và lập ra các bƣớc giải quyết. - Trong tin học, việc lập trình chƣơng trình từ điển, trƣớc tiên phải xác định mình cần dịch ra ngôn ngữ nào sau đó mới phân tích ý nghĩa của từ ngữ hay đoạn văn đƣợc. - Trong lập trình đa ngôn ngữ cho một trang web, thì trƣớc tiên xác định những ngôn ngữ nào cần thiết, sau đó mới tìm hiểu về ngữ nghĩa các từ ngữ của trang web ứng với ngôn ngữ đó. 11. Nguyên tắc dự phòng a. Giới thiệu - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tƣợng bằng cách chuẩn bị các phuơng tiện báo động, ứng cứu, an toàn. - Ít có cộng việc nào có thể thực hiện với độ tin cậy tuyệt đối. Đấy là chƣa kể điều kiện, mội trƣờng, hoàn cảnh với thời gian cũng thay đổi. Do vậy cần phải tiên liệu trƣớc những mạo hiểm, rủi ro, tai nạn, ốm đau, bệnh tật, thiên tai có thể xảy ra mà có phƣơng pháp phòng ngừa từ trƣớc. - Có thể nói, chi phí dự phòng là chi phí thêm, không mong muốn. khuynh hƣớng phát triển là tăng độ tin cậy của đối tƣợng, công việc. Để làm điều đó cần sử dụng các vật liệu mớI, các hiệu ứng mớI, cách tổ chức mới … - Tinh thần chung của nguyên tắc này là cảnh giác và chuẩn bị biện pháp đối phó từ trƣớc. b. Ứng dụng - Trong các công ty lớn hoạt động không thiểu thiếu điện. Ví dụ nhƣ Bƣu chính viễn thông hay Ngân hàng ... thƣờng có máy phát điện để đề phòng trƣờng hợp mất điện thì mọi hoạt động kinh doanh vẫn có thể diễn ra bình thƣờng. - Trong tin học, chúng ta khi làm bài cần phải lƣu lại sau một khoảng thời gian chứ không thể để làm xong bài mới lƣu vì nếu mất điện đột ngột sẽ mất tất cả công sức bỏ ra từ đầu. - UPS : Dùng cho việc dự phòng khi cúp điện đột ngột, thì lúc đó máy vẫn làm việc bình thƣờng trong một khoảng thời gian nhật định nào đó đủ để chúng ta có những thao tác : Nhƣ lƣu dữ liệu, tắt máy đúng qui trình … tránh những lỗi gây ra do tắt máy đột ngột. 12. Nguyên tắc đẳng thế a. Giới thiệu - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tƣợng. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là : phải đạt đƣợc kết quả cần thiết với năng lƣợng, chi phí ít nhất. Điều này có nguồn gốc sâu xa là nhu cấu của con ngƣời về sự tồn tại. b. Ứng dụng GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 15 - Chuyện vui về nhà Bác học NewTon : Vào một hôm Newton có bạn đến thăm nhà. 2 ngƣời nói chuyện với nhau một lúc và biết rõ tính cách của Newton là bác học nên rất bận rộn với công việc. Ngƣời bạn liền nấu cơm và dọn cơm ra ăn một mình sau đó ra về và vẫn để nguyên bát đũa đợi sau khi Newton làm việc xong thì ra ăn. Đến khi làm việc đã khá mệt mỏi Newton thấy đói bụng và mò ra bàn ăn. Đến lúc thấy trên bàn ăn còn bát đĩa vẫn chƣa rửa Newton nghĩ bụng " Mình đãng trí thật . Mình đã ăn rồi mà không nhớ " ..... Sau đó Nuiton đi vào trong phòng và làm việc tiếp. 13. Nguyên tắc đảo ngược a. Giới thiệu - Thay vì hành động theo nhu cầu của bài toán, hành động ngƣợc lại (ví dụ không làm nóng mà làm lạnh đối tƣợng). - Làm phần chuyển động của đối tƣợng (hay mội trƣờng bên ngoài) thành đứng yên và ngƣợc lại phần đứng yên thành chuyển động. - Lật ngƣợc đối tƣợng - Việc xét khả năng lật ngƣợc vấn đề, trên thật tế là xem xét “nửa kia” của hiện thực khách nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và khắc phục tính ì tâm lý. - Về mặt suy nghĩ, khi giải bài toán cho trƣớc (bài toán thuận), ngƣời giải nên xem xét giải quyết bài toán ngƣợc và khả năng đem lại lợi ích của việc giải ngƣợc trong những điều kiện, hoàn cảnh cụ thể nào, để tận dụng nó. b. Ứng dụng - Có một câu chuyện vui về một nhà bác học và một nữ diễn viên xinh đẹp. Nữ diễn viên đến gặp và đòi kết hôn với nhà bác học, cô cho rằng nếu kết hôn với nhà bác học thì con của cô sẽ có trí thông minh của nhà bác học đó và sự xinh đẹp của cô. Nhƣng nhà bác học đã hỏi lại cô ta : Nhỡ đâu nó giống vẻ ngoài xấu xí của tôi và mang trí óc của cô thì sao? - Coffee có thể uống nóng nhƣng ngƣợc lại, uống lạnh cũng rất ngon. - Trong việc giải bài toán về chu trình Halmiton. Không có một nguyên tắc hay một tính chất nào để chứng minh rằng một đồ thị không có chu trình. Việc GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 16 chứng minh nó không có chu trình chỉ có thể thực hiện bằng cách đảo ngƣợc vấn đề, sau đó tìm ra điểm vô lý của bài toán. 14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa a. Giới thiệu - Chuyển những phần thẳng của đối tƣợng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. - Sử dụng các con lăn, viên bi, hình xoắn. - Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. - Việc tạo ra các chuyển động quay trong kỹ thuật không khó, nên các công cụ làm việc muốn cơ khí hóa đƣợc tốt, cần chuyển sang dạng tròn, trụ, cầu. b. Ứng dụng - Các hội nghị liên hiệp quốc ngồi bàn oval để thể hiện vai trò của các nƣớc trên thế giới là bình đẳng nhƣ nhau. - Không phải ngẫu nhiên mà các đĩa dữ liệu DVD, CD, VCD đƣợc chế tạo thành hình tròn. Nó nhằm mục đích ghi dữ liệu trên trừng track 15. Nguyên tắc năng động a. Giới thiệu - Cần thay đổi các đặc trƣng của đối tƣợng hay môi trƣờng bên ngoài sao cho chúng tối ƣu trên từng giai đoạn công việc. - Phân chia đối tƣợng thành từng phần có khả năng dịch chuyển đối với nhau. - Thông thƣờng công việc là quá trình xảy ra trong một khoảng thời gian nhất định, gốm các giai đoạn với các tình huống khác nhau. Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát của cả qiúa trình để làm đối tƣợng hoạt động tối ƣu trong từng giai đoạn. Muốn thế đối tƣợng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển đƣợc. Xét về mặt cấu trúc các mối liên kết trong đối tƣợng phải “mềm dẻo”, “có nhiều trạng thái”, để từng phần đối tƣợng có khả năng “dịch chuyển” (hiểu theo nghĩa rộng) đối với nhau. - Tinh thần chung của nguyên tắc linh động là, đốit ƣợng phải có những đa dạng phù hợp với sự thay đổi đa dạng ở bên ngoài để đem lại hiệu suất cao nhất. - Nguyên tắc linh động phản ánh khuynh hƣớng phát triển cho nên nó có tính định hƣớng cao, dùng rất có ích trong trƣờng hợp đặt bài toán, phê bình cái đã có và dự báo. - Về mặt tƣ duy tránh đƣợc tính ì tâm lý, sao cho ý nghĩ, cách tiếp cận linh động không cứng nhắc. b. Ứng dụng - Một sinh viên khi ra trƣờng có thể làm việc không đúng lĩnh vực mình học, tuy nhiên nó cũng có liên quan ít nhiều. Ví dụ một sinh viên kỹ thuật nếu có thể linh động trong hoạt động giao tiếp và quản lý thì sẽ có lợi thế dễ thăng chức hơn so với các nhân viên khác. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 17 - Điện thoại di động là một phát minh rất hữu ích đến mức nó dƣờng nhƣ là vật bất ly thân của con ngƣời hiện nay. Có thể di chuyển khắp nơi và nộp tiền trƣớc cho các cuộc gọi. - Trong tin học, máy tính xách tay cũng là một phát minh quan trọng, nó giúp ngƣời ta có thể dễ dàng mang dữ liệu di chuyển, có thể truy cập wifi... - Dữ liệu số trong một bài toán với các kiểu nhƣ Integer, Real, ... có thể linh động chuyển sang kiểu String. 16. Nguyên tắc giải tác động “Thiếu” hoặc “ Thừa” a. Giới thiệu - Nếu nhƣ khó nhận 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hay nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn. - Từ “một chút“ở đây phải hiểu linh động, không nhất định phải quá nhỏ, “không đáng kể”, miễn sao bài toán trở nên dễ giải hơn. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là không nên quá cầu toàn, chờ đợi các điều kiện lý tƣởng. - Về cách tiếp cận, nếu giải chính bài toán thì quá khó, khi đó ta có thể giảm bớt yêu cầu để bài toán dễ giải hơn, mặc dù kết quả không hoàn toàn nhƣ mong muốn. b. Ứng dụng - Việc phát hành CD hay in ấn sách ở lần đầu không thể chọn một con số chính xác đƣợc mà có thể “thiếu” hoặc “ thừa “ một con số nhỏ nào đó. Với con số nhỏ này sẽ không ảnh hƣởng đến doanh thu của công ty. - Việc mua khăn trải bàn, không thể mua theo chính xác diện tích mặt bàn mà phải mua thừa ra. - Ví dụ khi tính diện tích của hình tròn ta không thể tính chính xác đƣợc mà chỉ tính một cách tƣơng đối gần đúng vì số là số vô tỉ. Tuy nhiên việc sai lệch này không đáng kể. 17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác a. Giới thiệu - Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tƣợng theo đƣờng (một chiều) sẽ đƣợc khắc phục nếu cho đối tƣợng có khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều), tƣơng tự những bài toán liên quan đến những chuyển động (hay sắp xếp) các đối tƣợng trên mặt phẳng sẽ đơn giản hóa khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuyển các đối tƣợng có kết cấu một tầng thành đa tầng - Đặt đối tƣợng nằm nghiêng - Sử dụng mặt sau của diện tích cho trƣớc - Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trƣớc. - Từ “chiều” cần hiểu theo nghĩa rộng, không chỉ là chiều trong không gian GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 18 - “Chuyển chiều “ phản ánh khuynh hƣớng phát triển, thấy rõ nhất trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông vận tảI, không gian toán học, vật lý tinh thể, cấu trúc các hợp chất … b. Ứng dụng - Trong vật lý, có thể chọn gốc tọa độ tại điểm bắt đầu chuyển động để giải một bài toán, tuy nhiên, có nhiều bài toán không chọn gốc tọa độ là điểm khởi đầu mà chọn điểm chính giữa hoặc cách điểm bắt đầu một khoảng cách nào đó - Giáo Hoàng xƣa cho rằng trái đất là trung tâm của vũ trụ, tuy nhiên Galile đã phát minh ra thực chất trái đất quay xung quanh mặt trời. - Phần mềm Autocad 3D : Áp dụng “chuyển chiều” từ 2D (bản vẽ tay trên giấy, trên máy tính 2D) đã cải thiện đáng kể cho công việc thiết kế của các kiến trúc sƣ, kỹ sƣ xây dựng do họ có thể quan sát ở mọi góc độ nhƣ thực tế và rất dễ chỉnh sửa… 18. Nguyên tắc sự dao động cơ học a. Giới thiệu - Làm cho đối tƣợng dao động - Nếu đã có dao động tăng tần suất dao động - Sử dụng tần số cộng hƣởng - Thay vì sử dụng các bộ phận rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện - Sử dụng siêu âm kết hợp với trƣờng điện từ. b. Ứng dụng - Ngƣời ta phát minh ra cách để làm sạch 100% các ống dẫn khi nói chung bằng cách dùng sóng hạ âm để chải sạch các chất đọng, hồ bóng. Để làm đƣợc điều đó, ngƣời ta đƣa vào bên trong ống khói máy phát sóng hạ âm và ống thổi không khí nén. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 19 - Công ty “ Piezo Electric Production” (Mỹ) chế tạo ra loại quạt dùng làm nguội các mạch điện. Quạt gồm nhiều bản mỏng xếp lại và đƣợc giữ chặt một phía. Ngƣời ta làm dao động các bản này nhờ các tinh thể áp điện. Khác với các loại quạt dùng động cơ, loại quạt này chỉ tiêu thụ vài milioat năng lƣợng đủ làm tản vài oát nhiệt lƣợng 19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ a. Giới thiệu - Chuyển tác động liên tục thành tác động chu kỳ (xung) - Nếu đã có tác động chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ - Sử dụng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác - Từ “ tác động” cần hiểu rộng, không nhất thiết phải là lực vật lý mà có thể là bất kỳ ảnh hƣởng nào - Nguyên tắc tác động theo chu kỳ còn có ý nghĩa đối với con ngƣời chứ không chỉ riêng với máy móc. b. Ứng dụng - Ngƣời ta phát hiện ra rằng con ngƣời có chu kỳ mệt mỏi theo một số ngày nhất định. Có ngƣời chu kỳ mệt mỏi là 27 nhƣng cũng có thể có ngƣời có chu kỳ mệt mỏi 40 ngày. Nếu nhận biết đƣợc chu kỳ mệt mỏi của mình thì có thể tránh những điều đáng tiếc xảy ra, ví dụ không lái xe hay chơi trò mạo hiểm... - Trong tin học, đặt lịch quét virus theo chu kỳ ngày, hoặc tháng sẽ giúp chúng ta làm sạch máy mà không cần phải ghi nhớ lúc nào cần quét. 20. Nguyên tắc liên tục các tác động có ích a. Giới thiệu - Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tƣợng cần luôn làm việc ở chế độ đủ tải). - Khắc phục vận hành không tải và trung gian - Chuyển chuyển động tịnh tiến sang chuyển động quay. - Máy móc sinh ra là để làm việc và đem lại lợi ích, vậy phải cải thiện sao cho đến từng bộ phận của máy đều hoạt động đem lại lợi ích ở mức cao nhất nếu có thể. Điều này thể hiện ở việc tăng năng suất, hiệu quả, tiết kiệm thời gian, tăng tính tƣơng hợp, độ bền, tuổi thọ … - Nguyên tắc này hay đƣợc dùng với các nguyên tắc nhƣ : 1.Nguyên tắc phân nhỏ, 2.Nguyên tắc tách khỏI, 3.Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5.Nguyên tắc kết hợp …. b. Ứng dụng - Các nhà khoa học làm việc trên tàu vũ trụ lâu ngày và trong môi trƣờng khá chật chội, do đó việc ăn uống khó khăn. Họ phải uống thuốc dinh dƣỡng, nó cung cấp cho cơ thể năng lƣợng cần thiết để hoạt động, các nhà khoa học không cần thiết phải ăn thức ăn nhƣ chúng ta. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 20 - Trong tin học : đồng hồ của máy tính thực chất nhảy liên tục nhờ pin safe mode, dù cho chúng ta có tắt máy tính thì nó vẫn chạy đúng giờ. 21. Nguyên tắc “ Vượt nhanh” a. Giới thiệu - Vƣợt qua những giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn - Vƣợt nhanh để có đƣợc hiệu ứng cần thiết. - Nếu tác động là có hại thì có thể làm cho nó không còn có hại nữa bằng cách giảm thời gian tác động đến tối thiểu, hay nói cách khác phải vƣợt qua nó càng nhanh càng tốt để có đƣợc độ an toàn cao. Nguyên tắc vƣợt nhanh thƣờng sử dụng với các nguyên tắc: 19. Nguyên tắc chuyển động theo chu kỳ, 28. Thay thế sơ đồ cơ học, 34. Nguyên tắc phân hủy hay tái sinh, 36. Nguyên tắc chuyển pha ... b. Ứng dụng - Nếu tôi nói tôi có thể lao vào lửa, bạn có tin không. Nếu không tin tôi có thể làm cho bạn xem. Điều này tôi và bạn đều làm đƣợc nhƣng khi lao vào đống lửa đang cháy bùng bùng thì phải vƣợt qua đống lửa thật nhanh. khi đó chúng ta sẽ không bị bỏng. nhƣng nếu chậm một chút thôi thì tôi và bạn sẽ trở thành thịt quay đấy. - Một ví dụ khác: khi chiếc cốc đặt trên một tờ giấy, để lấy tờ giấy ra mà không chạm vào cốc thì ta phải rút thật nhanh, khi đó tờ giấy lấy ra mà chiếc cốc vẫn đứng nguyên tại chỗ. - Ứng dụng trong tin học : Có một số chƣơng trình game khi khởi động sẽ đi qua bƣớc Giới thiệu, nếu muốn nó qua nhanh thì nhấn phím ESC để bỏ qua. - Hoặc trong bài lập trình, khi muốn thoát ra khỏi chƣơng trình một cách nhanh nhất khi đã xét hết các điều kiện ta dùng lệnh break ... 22. Nguyên tắc biến hại thành lợi a. Giới thiệu - Sử dụng các tác nhân có hại (ví dụ tác động có hại của môi trƣờng) để thu đƣợc hiệu ứng có lợI - khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp với tác nhân có hại khác. - Tăng cƣờng tác nhân có hại đến khi nó không còn có hại nữa. - “Lợi” và “hại” mang tính chủ quan và tƣơng đối. Trên thực tế đậy chỉ là hai mặt đối lập của hiện thực khách quan, vấn đề là làm sao trong cái hại tìm ra đƣợc cái lợi phục vụ cho con ngƣời và hài hòa với thiên nhiên. - Nguyên tắc này hay dùng với các nguyên tắc : 2. Nguyên tắc tách khỏI, 5. Nguyên tắc kết hợp, 13. Nguyên tắc đảo ngƣợc… b. Ứng dụng GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 21 - Kháng sinh là một chất độc và có hại cho cơ thể, tuy nhiên ngƣời ta dùng nó để trị bệnh, gọi là “ lấy độc trị độc”. - Trong tin học, ngƣời ta áp dụng dùng mã độc để chống lại chính những kẻ đã sáng tạo ra nó. Kế sách lấy độc trị độc liệu có hiệu quả trong trƣờng hợp này. Về bản chất một công cụ phần mềm nhƣ thế này không khác gì mã độc thƣờng đƣợc sử dụng trong vụ tấn công lừa đảo trực tuyến hoặc ăn cắp thông tin với khả năng ghi lại các thao tác bàn phím, tên mật khẩu tài khoản đăng nhập ... Các quan chức cảnh sát Đức hiện đang rất quan tâm tới ý tƣởng thiết kế ra công cụ phần mềm giúp họ giám sát máy tính của những đối tƣợng bị tình nghi có dính líu đến các hoạt động bất hợp pháp. 23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi a. Giới thiệu - Thiết lập quan hệ phản hồi - Nếu có quan hệ phản hồI, hãy thay đổi nó - quan hệ phản hồi là khái niệm rất cơ bản của điều khiển học, có phạm vi ứng dụng rất rộng. Có thể nói ở đậu có sự điều khiển (quản lý, ra quyết định) , ở đó cần chú ý tới quan hệ phản hồi và hoàn thiện nó. b. Ứng dụng - Trong kinh doanh, cung và cầu là hai vấn đề liên quan mật thiết và mang tính phản hồi với nhau. Nhu cầu ngƣời dùng càng nhiều thì nhà sản xuất càng phải sản xuất nhiều để tăng lợi nhuận. Tuy nhiên nếu sản xuất dƣ thừa tức là cung lớn hơn cầu thì sẽ bị thua lỗ. - Trong tin học, quy tắc phản hồi đƣợc áp dụng trong việc gửi mail. Bất kỳ một dịch vụ mail nào cũng sẽ gửi mail phản hồi lại cho bạn nếu mail đó bị lỗi không gửi tới ngƣời nhận đƣợc. Ngoài ra còn có dịch vụ đăng ký xem mail của mình đã đƣợc xem hay chƣa ... GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 22 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian a. Giới thiệu - Sử dụng đối tƣợng trung gian, chuyển tiếp để mang, truyền tác động - Tạm thời gắn đối tƣợng cho trƣớc với đối tƣợng khác, dễ tách rời sau đó. - Mới thoạt nhìn, ta cảm thấy không thuận lắm, vì trung gian chuyển tiếp thƣờng gây phiền phức, tốn thêm chi phí … - Mặt khác, có những trƣờng hợp trung gian là sự đòi hỏi khách quan mà nếu thiếu đối tƣợng trung gian thì hoạt động của hệ thông sẽ kém hiệu quả. b. Ứng dụng - Trong chiến tranh thế giới thứ I, ban đầu Mỹ đứng ngoài cuộc bán vũ khí cho 2 bên khối Hiệp ƣớc và khối Liên Minh đánh nhau để thu lợi nhuận, sau cùng mới tham gia để giành công. - Trong lập trình có các bài tính toán dài phải cần dùng biến trung gian để tính, ví dụ tính trong giải phƣơng trình bậc 2. - Trong Hệ điều hành của Window có thƣ mục Temp để lƣu các file tạm ( cũng có thể đó là file sinh ra trong quá trình chạy chƣơng trình ). 25. Nguyên tắc tự phục vụ a. Giới thiệu - Đối tƣợng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chất thảI, năng lƣợng dƣ. - Nguyên tắc tự phục vụ phản ánh khuynh hƣớng phát triển : đối tƣợng dần tiến tới thực hiện cộng việc hoàn toàn, nói cách khác, vai trò tham gia vai trò của con ngƣời sẽ dần tiến tới 0. Cao hơn nữa, khi các đối tƣợng nhân tạo đƣợc thay thế bằng các quá trình có sẳn trong tự nhiên thì “tự phục vụ” sẽ đạt đến mức độ lý tƣởng. - Nguyên tắc này thƣờng dùng với các nguyên tắc : 2. Nguyên tắc tách khỏI, 6. Nguyên tắc vạn năng, 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích, 23. Nguyên tắc quan hệ phản hối… b. Ứng dụng - Mô hình V – A – C ở nông thôn có tác dụng cung cấp thức ăn cho nhau, chúng “ phục vụ” lẫn nhau. Nhƣ vậy con ngƣời sẽ tiết kiệm đƣợc một khoảng chi khổng lồ mà chỉ việc thu lợi nhuận từ mô hình này. - Từ xƣa tổ tiên chúng ta chƣa biết giao dịch hàng hóa nhƣ ngày nay, họ “phục vụ” nhu cầu của nhau bằng cách đổi hàng hóa cho để sử dụng. Ngƣời nào làm nghề dệt thì sẽ dùng vải đổi lấy thịt, gạo ... và ngƣợc lại. - Chung quy mỗi con ngƣời trong xã hội làm việc cũng là tự phục vụ lẫn nhau. - Trong tin học, ngƣời ta upload các dữ liệu hay các chƣơng trình hay mà mình có lên mạng để chia sẻ những thông tin bổ ích cho nhau. Từ đó vốn kiến thức của mỗi ngƣời sẽ đƣợc mở rộng hơn. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 23 26. Nguyên tắc sao chép ( Copy) a. Giới thiệu - Thay vì sử dụng cái không đƣợc phép, phức tạp đắt tiền, không tiện lợi dễ vỡ, sử dụng bản sao. - Thay thế đối tƣợng hay hệ các đối tƣợng bằng các bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỉ lệ cần thiết. - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy đƣợc bằng mắt thƣờng), chuyển sang sử dụng bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoạI. - Từ “sao chép” cần hiểu theo nghĩa rộng : phản ánh những cái chính của đối tƣợng, cần thiết cho việc giải bài toán, nếu nhƣ làm trực tiếp đối tƣợng gặp khó khăn. Việc phản ánh đối tƣợng theo từng mặt, khía cạnh, phƣơng diện… rất có ích lợi trong việc đi tìm những cái tƣơng tự giữa các đối tƣợng khác nhau, thậm chí rất xa nhau. Mặt khác, đối tƣợng phản ánh chính là mô hình của đối tƣợng cho trƣớc thƣờng dễ “giải”, dễ nghiên cứu hơn. Mô hình hóa là cách tiếp cận khi giải các bài toán khó. b. Ứng dụng - Dựa vào những vòng tròn trên thân của cây, ngƣời ta có thể xác định đƣợc cây sống đƣợc bao lâu, ngoài ra còn xác định đƣợc năm nào có hạn hán, bão lũ, núi lửa phun, làm chính xác đƣợc tuổi của các hiện vật cổ ... - Để đề phòng trƣờng hợp laptop bị mất, ngƣời ta thƣờng sao chép những dữ liệu quan trọng ra cpu hoặc ổ cứng . - Các thiết bị mạng rất đắt tiền, do đó ngƣời ta dùng các phần mềm giả lập nhƣ Boson netsim, packet tracer để cấu hình và thực hành trên chúng. 27. Nguyên tắc “ rẻ” thay cho “đắt” a. Giới thiệu - Thay thế đối tƣợng đắt tiền bằng bộ các đối tƣợng rẻ có chất lƣợng kém hơn. - Các khái niệm “rẻ” và “đắt” ở đây cần hiểu theo nghĩa tƣơng đối, so với nhau, đối tƣợng sau khi cải tiến trở nên rẻ hơn so với đối tƣợng tiền thân - “Rẻ” thay cho “đắt” một mặt , có phẩm chất kém hơn, nhƣng mặt khắc có thể có thêm những tính chất mới nhƣ có thể sản xuất nhanh, nhiều, thay đổi mẫu mã, kiểu dáng nhanh chóng, đảm bảo các điều kiện vệ sinh, tránh lây lan bệnh tật ( vì chỉ dùng một lần) ... mà đối tƣợng đắt tiền không có những tính chất đó. - Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” thƣờng áp dụng chung với các nguyên tắc nhƣ 2. Nguyên tắc tách khỏi, 24. Nguyên tắc sử dụng trung gian, 25. Nguyên tắc tự phục vụ, 26. Nguyên tắc sao chép ... b. Ứng dụng - Trong Y học, ngƣời ta sản xuất ra các bao tay, hay các khẩu trang y tế mà chỉ dùng một lần, vừa rẻ vừa đảm bảo vệ sinh. - Trên thị trƣờng hàng điện tử hiện nay, các mặt hàng Trung Quốc chiếm lĩnh đa số và đƣợc ƣa chuộng vì vừa rẻ, mẫu mã lại đa dạng và đẹp nhƣng cũng không GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 24 thiếu các tiện ích của các mặt hàng thƣơng hiệu từ các nƣớc phƣơng Tây hay Nhật Bản. - Các phần mềm với nhiều phiên bản khác nhau sẽ đƣợc bán với giá khác nhau. Cùng một phần mềm nhƣng phiên bản free sẽ dùng đƣợc trong thời gian ngắn hạn hoặc ít tiện ích hơn. Tuy nhiên nó rất cần thiết cho những ngƣời không sử dụng lâu dài, tiết kiệm chi phí mua bản quyền. 28. Thay thế sơ đồ ( kết cấu) cơ học a. Giới thiệu - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. - Sử dụng điện trƣờng, từ trƣờng và điện từ trƣờng trong tƣơng tác đối với đối tƣợng. - Chuyển các trƣờng đứng yên sang chuyển động, các trƣờng cố định sang thay đổi theo thời gian, các trƣờng đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. - Sử dụng các trƣờng kết hợp với các hạt sắt từ. - Nguyên tắc này phản ánh khuynh hƣớng phát triển : những gì trƣớc đây và bây giờ còn là “cơ học” sẽ chuyển thành không cơ học (dùng điện,từ, điện từ, ánh sáng…). b. Ứng dụng - Ngày xƣa ngƣời ta chế tạo đồng hồ hoạt động bằng cách lên dây cốt, còn bây giờ trên thị trƣờng đa số là các mặt hàng đồng hồ điện tử. - Trƣớc đây tàu hỏa chạy trên động cơ hơi nƣớc, còn bây giờ thì chạy bằng xăng dầu. - Ngày xƣa ngƣời ta chỉ lƣu trữ sách bằng cách chép vào sách, còn bây giờ đã có ebook và ổ cứng, CD, USB .. để lƣu dữ liệu. - Trƣớc kia có máy đánh chữ cơ học rất khó sử dụng, nếu đánh sai thì sẽ phải bỏ đi và đánh lại từ đầu. Còn bây giờ việc đánh máy trên máy vi tính và in trở nên dễ dàng và tiện ích hơn rất nhiều. 29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng a. Giới thiệu - Thay cho các phần đối tƣợng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. - Thủ thuật này đòi hỏi ngƣời giải phải có những kiến thức cần thiết về các chất khí và lỏng, vận dụng các hiệu ứng cần thiết, liên quan đến các chất khí và lỏng trong các bài toán của mình. - Sử dụng các kết cấu khí và lỏng, trên thực tế là khai thác những nguồn dự trữ có sẵn trong hệ môi trƣờng vì xung quanh chúng ta ở đâu cũng có chất khí và lỏng, ít ra cũng dƣới dạng không khí và nƣớc các loại. b. Ứng dụng GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 25 - Các thấu kính lớn của các đài thiên văn, đặc biệt nhạy cảm với nhiệt độ, cho nên, các hệ thống điều chỉnh nhiệt độ rất phức tạp. Để tránh điều đó, ngƣời ta chế tạo vật kính cho kính thiên văn, không phải làm bằng thủy tinh hay gƣơng mà bằng ...khí. ống kính kim loại quay tạo ra hiệu ứng thấu kính. - Công ty “Suspa” ( Áo) sản xuất ra loại ghế ngồi đặt biệt dành cho những ngƣời làm việc với máy vi tính. Ghế khác với ghế giƣờng ở chỗ , lò xo thép đƣợc thay bằng khí Nito nén có áp suất không lớn. Lò xo khí này có ƣu điểm không bị gỉ sét và không làm oxy hóa ống kim loại chứa nó. 30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng a. Giới thiệu - sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tƣợng với môi trƣờng ngoài bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. - Thủ thuật này liên quan đến bề mặt, lớp ngăn cách đối tƣợng, tại đó có những yếu cầu mà kết cấu khối không đáp ứng đƣợc hay đáp ứng nhƣng với mức độ không cao. Vỏ dẻo và màng mỏng có nhiều ƣu điểm nhƣ nhẹ, linh động, chiểm ít không gian, có chức năng bảo vệ tốt, dễ trang trí … - Nguyên tắc này thƣờng dùng với các nguyên tắc sau : 2. Nguyên tắc tách khỏI, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 11. Nguyên tắc dự phòng, 27 . Nguyên tắc rẻ thay cho đắt … b. Ứng dụng - Các dây dẫn điện trong một lõi dây dẫn điện đƣợc phủ một lớp chất cách điện mỏng để tránh việc chúng bị nhiễu điện cho nhau. - Bìa sách, bìa in báo cáo thƣờng đƣợc phủ lớp nhựa mỏng để bảo vệ khỏi bẩn, tăng độ bền và đẹp. - Thay thế thúng chứa CPU bằng sắt thành nhựa vừa nhẹ vừa dễ tháo lắp ... 31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ a. Giới thiệu - Làm cho đối tƣợng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ …) - Nếu đối tƣợng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào. - Vật liệu nhiều lỗ có nhiều ƣu điểm nhƣ nhẹ, cách nhiệt, cách âm tốt, tiết kiệm nguyên liệu, có thể dùng làm các thiết bị lọc, có thể tích nhỏ nhƣng tống diện tích các lỗ rất lớn … - Nguyên tắc này thƣờng dùng với các nguyên tắc nhƣ : 2. Nguyên tắc tách khỏI, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 5. Nguyên tắc kết hợp … b. Ứng dụng - Những chiếc rổ đựng rau quả thƣờng có nhiều lỗ để ể tránh bị ứ nƣớc, rau quả đỡ bị hỏng, những chiếc đệm dùng cho cả 4 mùa, bề mặt của đệm có các lỗ tròn nhỏ đƣợc phân bố đều, rộng khắp giúp gia tăng sự thông thoáng… GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 26 - Bao để laptop không chế tạo kín mà có nhiều lỗ nhỏ nhằm để không khí thông vào, có thể giảm nhiệt lƣợng của máy. - Máy laptop chế tạo phần dƣới có nhiều lỗ nhỏ nhằm giúp cho máy tính không bị nóng, giảm nhiệt độ của các bộ phận trong máy. 32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc a. Giới thiệu - Thay đổi màu sắc của đối tƣợng hay mội trƣờng bên ngoài - Thay đổi độ trong suốt của đối tƣợng hay môi trƣờng bên ngoài. - Để có thể quan sát đƣợc những đối tƣợng hay những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã đƣợc sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. - Trong năm giác quan của con ngƣời thì thị giác đóng vai trò quan trọng nhất. Hơn 90% thông tin nhận đƣợc từ thế giới bên ngoài thông qua giác quan này. - Màu sắc có nhiều tránh việc chỉ dùng một màu nào đó. Cần quy ƣớc mội loại màu ứng với cái gì, trên cơ sở đó dễ bao quát, xử lý thông tin nhanh. - Các hình vẽ, ký hiệu thích hợp rất có tác dụng, giúp cho suy nghĩ thoáng, thấy trƣớc cái mối liên hệ giữa các bộ phận. Nếu có thể nên vẽ sơ đồ khốI, chúng giúp ta không chỉ thấy cây mà còn thấy rừng. - Nguyên tắc này thƣờng kết hợp với các nguyên tắc : 2. Nguyên tắc tách khỏI, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ, 10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ, 26. Nguyên tắc sao chép… b. Ứng dụng - Các loại bút bi, hay máy bật lửa thƣờng đƣợc chế tạo với màu trong suốt hoặc một màu nhạt có thể nhìn thấy bên trong, biết đƣợc chừng nào hết mực, hết ga... - Con tắc kè thay đổi màu sắc của cơ thể sao cho phù hợp với màu của môi trƣờng nhằm tránh kẻ thù và săn mồi thuận lợi. - Trong giao thông, các bảng số hay các biển báo giao thông đƣợc in màu phản quang, nhằm giúp ngƣời đi đƣờng có thể dễ dàng nhìn thấy đƣợc trong đêm tối. - Trong tin học, vấn đề màu sắc còn mang tính thẫm mỹ. Một chƣơng trình có màu sắc đẹp thì sẽ đƣợc ƣa chuộng hơn so với chƣơng trình không màu. - Màu sắc cũng đƣợc dùng trong các Form chƣơng trình. Ví dụ màu xanh là form dùng GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 27 nhập, màu đỏ là không đƣợc nhập. Nhƣ vậy ngƣời sử dụng sẽ có thể phân biệt đƣợc dễ dàng. 33. Nguyên tắc đồng nhất a. Giới thiệu - Những đối tƣợng, tƣơng tác với các đối tƣợng cho trƣớc, phải đƣợc làm từ cùng vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với các vật liệu để tạo đối tƣợng cho trƣớc. - Từ “đồng nhất” phải hiểu theo nghĩa rộng, không đơn thuần đồng nhất về mặt vật liệu, nhƣ nghĩa đen của nguyên tắc này có thể hiếu là, phải làm sao đảm bảo và tính tƣơng hợp giữa những đối tƣợng tƣơng tác với đối tƣợng cho trƣớc. - Để tạo sự tƣơng hợp, trƣớc hết phải chú ý khai thác những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tƣợng đặc biệt là những nguồn dự trữ trời cho không mất tiền. b. Ứng dụng - Trong y học, phải truyền máu của những ngƣời có nhóm máu giống nhau thì mới truyền đƣợc. - Khi thay ram hoặc nâng cấp ram cho máy tính, phải chọn loại ram giống nhau mới có thể thay đƣợc. - Các cửa sổ trong window đều có chung một cấu trúc là có nút Minimize, Maximize và Exit. 34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các thành phần a. Giới thiệu - Phần đối tƣợng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy (hoà tan,bay hơi…). - Các phần mất mát của đối tƣợng phải đƣợc phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. - Nguyên tắc này là trƣờng hợp đặc biệt của hai nguyên tắc 15. Nguyên tắc linh động , 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích : Khi không còn có ích nữa thì phải linh động biến mất, ngƣợc lại khi cần có tác động có ích thì phải linh động xuất hiện. Nhƣ vậy mới thật tối ƣu. b. Ứng dụng - Để tránh ô nhiễm môi trƣờng, ngƣời ta chế tạo ra loại túi dùng dễ phân hủy thay cho túi nilon bình thƣờng. - Tái sản xuất các loại chai nhựa, nhôm bằng việc thu vỏ chai, lon... - Trong tin học, Biến cục bộ trong module (hàm hay thủ tục) sẽ tạo ra khi cần thiết để lƣu giữ dữ liệu và mất khi kết thúc module. - Các file temp đƣợc tạo ra phục vụ cho việc thực thi chƣơng trình, sau khi đóng chƣơng trình thì file temp cũng biến mất. 35. Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng a. Giới thiệu - Thay đổi trạng thái của đối tƣợng GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 28 - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. - Khi thay đổi các thông số cần chú ý thay đổi lƣợng – chất để có đƣợc những giá trị định lƣợng hoặc tính chất là trƣớc đây, đối tƣợng chƣa có. - Cần khắc phục tính ì tâm lý, quen nhìn đối tƣợng chỉ ở một trạng thái nào đó hay bắt gặp. - Việc sử dụng các trạng thái khác nhau của đối tƣợng chính là sự thể hiện cụ thể “ khai thác các nguồn dự trữ có sẵn trong đối tƣợng”. b. Ứng dụng - Các loại thực phẩm tƣơi sống nhƣ đồ biển, hoa quả nếu giữ ở nhiệt độ thấp hoặc làm đông lạnh sẽ để đƣợc lâu, do đó, ngƣời ta chế tạo tủ lạnh và tủ đông thức ăn nhằm bảo quản thực phẩm - Trong tin học, phần mềm Yodm3D thay đổi trạng thái màn hình destop bằng cách nhấn tổ hợp các phiếm, mà hình sẽ xoay theo các chiều khác nhau, hoặc có thể thu to, nhỏ lại trông rất đẹp mắt 36. Sử dụng chuyển pha a. Giới thiệu - Sử dụng các hiện tƣợng, nảy sinh trong các quá trình chuyển pha nhƣ thay đổi thể tích, tỏa hay hấp thu nhiệt lƣợng … b. Ứng dụng - Ngƣời ta tiết kiệm điện bằng cách sử dụng năng lƣợng mặt trời, làm nóng nƣớc trong bồn chứa. - Ngƣời Đức chế tạo ra một loại keo làm sạch đĩa, ngay cả những khe nhỏ nhất. Khi dán lớp keo này lên đĩa, đợi khô và bóc ra sẽ làm cho đĩa sạch bụi bẩn và khi nghe sẽ trở nên dễ chịu hơn. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 29 37. Sử dụng sự nở nhiệt a. Giới thiệu - Sử dụng sự nở hay co nhiệt của các vật liệu - Nếu đã sử dụng nở nhiệt, sử dụng vài vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. - Cần chú ý khai thác các nguồn tạo nhiệt hoặc hấp thu nhiệt có sẵn trong môi trƣờng xung quanh nhƣ ánh nắng mặt trời, nhiệt độ môi trƣờng ... cùng các hiệu ứng nhiệt liên quan. b. Ứng dụng - Đƣờng ray xe lửa vào mùa hè thƣờng giãn ra, trong khi mùa đông chúng sẽ co lại. Dựa vào đặc tính này ngƣời ta lắp đặt đƣờng ray không liền nhau mà có một khoảng cách nhỏ giữa hai đoạn nhất định. Nhƣ vậy đảm bảo đƣờng ray sẽ không bị chùn vào mùa hè và trong mùa đông khoảng cách hở ra giữa hai đoạn không đáng kể, sẽ không ảnh hƣởng đến an toàn tàu chạy. 38. Sử dụng các chất Oxy hóa mạnh a. Giới thiệu - Thay không khí thƣờng bằng không khí giàu Oxy. - Thay không khí giàu Oxy bằng chính Oxy. - Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc oxy. - Thay oxy giàu Ôzôn (hoặc ôxy bị ion hoá) bằng chính ôzôn. b. Ứng dụng - Các trang sức rẻ tiền làm bằng nhôm hay sắt dễ bị gỉ, do đó ngƣời ra thƣờng xi bạc lên để sáng đƣợc lâu. - Các bệnh nhân khó thở cần hấp thu nhiều Oxy, do đó bác sĩ cho họ thở bằng bình Oxy. 39. Thay đổi độ trơ a. Giới thiệu - Thay môi trƣờng thông thƣờng bằng môi trƣờng trung hòa. - Dƣa thêm vào đối tƣợng các phần, các chất phụ gia trung hòa… - Thực hiện quá trình trong chân không. - Thay đổi độ trơ có thể dùng giải quyết các mâu thuẫn nhƣ ít mà nhiều, nhỏ mà lớn ... b. Ứng dụng - Các loại bóng đèn đƣợc hút chân không hoặc bơm các khí trơ để tránh ảnh hƣởng quá trình Oxy hóa có hại, tăng tuổi họ của bóng đèn. - Trong y học, để bảo quản tốt thuốc, ngƣời ta thay không khí thƣờng bằng CO2 trong các bao bì. 40. Sử dụng các vật liệu hợp thành a. Giới thiệu GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 30 - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng các vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung, sử dụng các loại vật liệu mới. - Hƣớng nghiên cứu, chế tạo các loại vật liệu mới, có những tính chất độc đáo, thõa mãn các nhu cầu phát triển luôn mang tính thời sự. Các vật liệu hợp thành, do tạo đƣợc tính hệ thống mới, càng ngày càng sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật và đời sống. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là chú ý đến tính hệ thống ( tính chất không thể quy về thành tính chất của từng yếu tố riêng lẻ) và tính ích lợi. Cần khai thác những nguồn dự trữ có sẵn, bằng cách thay đổi cách sắp xếp, tổ chức lại nhằm đạt đƣợc những tính chất mới. b. Ứng dụng - Thép là hợp kim của Sắt và Cacbon với hàm lƣợng Cacbon khoảng 0.01 – 2%. - Bêtong gồm cát, ximang, sạn dùng để đổ bê tông cho chắc chắn. Ngoài ra thêm sắt để đúc trụ, làm trụ cứng cáp. II. CÁC PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU , GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TOÁN TRONG TIN HỌC 1. Các bước giải một bài toán - Bƣớc 1: Xác định vấn đề - bài toán. - Bƣớc 2: Lựa chọn phƣơng pháp giải. - Bƣớc 3: Xây dựng thuật toán hoặc thuật giải. - Bƣớc 4: Cài đặt chƣơng trình. - Bƣớc 5: Hiệu chỉnh & Thực hiện chƣơng trình. - Bƣớc 6: Lƣu trữ, Bảo trì. 2. Phương pháp trực tiếp a. Đặc điểm của cách giải quyết vấn đề này là : - Xác định trực tiếp đƣợc lời giải qua một thủ tục tính toán (công thức, hệ thức, định luật,…) hoặc qua các bƣớc căn bản để có đƣợc lời giải. - Việc giải quyết vấn đề trên máy tính chỉ là thao tác lập trình hay là sự chuyển đổi lời giải từ ngôn ngữ bên ngoài sang các ngôn ngữ đƣợc sử dụng trong máy tính. b. Các nguyên lý áp dụng trong phương pháp trực tiếp : - Nguyên lý 1 : Chuyển đổi dữ liệu bài toán thành dữ liệu của chƣơng trình, có nghĩa là “Dữ liệu của bài tóan sẽ được biểu diễn lại dưới dạng các biến của chương trình thông qua các quy tắc xác định của ngôn ngữ lập trình cụ thể” - Nguyên lý 2 : Chuyển đổi quá trình tính toán của bài toán thành các cấu trúc của chƣơng trình, có nghĩa là “Mọi quá trình tính toán đều có thể mô tả và thực hiện dựa trên ba cấu trúc cơ bản : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh và cấu trúc lặp”. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 31 - Nguyên lý 3 : Biểu diễn các tính toán chính xác, có nghĩa là “Chương trình tính toán theo các biểu thức chính xác không đồng nhất với quá trình tính toán chính xác về mặt hình thức”. - Nguyên lý 4 : Biểu diễn các tính toán gần đúng bằng cấu trúc lặp, có nghĩa là “Mọi quá trình tính toán gần đúng đều dựa trên các cấu trúc lặp với tham số xác định”. - Nguyên lý 5 : Phân chi bài toán ban đầu thành những bài toán nhỏ hơn, có nghĩa là “Mọi vấn đề-bài toán đều có thể giải quyết bằng cách phân chia thành những vấn đề-bài toán nhỏ hơn”. - Nguyên lý 6 : Biểu diễn các tính toán không tƣờng minh bằng đệ quy, có nghĩa là “Quá trình đệ quy trong máy tính không đơn giản như các biểu thức quy nạp trong toán học”. 3. Phương pháp gián tiếp a. Đặc điểm - Phƣơng pháp này đƣợc sử dụng khi chƣa tìm ra lời giải chính xác của vần đề. - Đây cũng chính là cách tiếp cận chủ yếu của loài ngƣời từ xƣa đến nay. - Đƣa ra những giải pháp mang đặc trƣng của máy tính, dựa vào sức mạnh tính toán của máy tính. nhiên. - Một lời giải trực tiếp bao giờ cũng tốt hơn, nhưng không phải lúc nào cũng có. b. Các phương pháp gián tiếp - Phƣơng pháp thử – sai o Khi xây dựng lời giải bài toán theo phƣơng pháp thử – sai, ngƣời ta thƣờng dựa vào 3 nguyên lý sau :  - Nguyên lý vét cạn : Đây là nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tất cả các trƣờng hợp có thể xảy ra.  Nguyên lý ngẫu nhiên : Dựa vào việc thử một số khả năng đƣợc chọn một cách ngẫu nhiên. Khả năng tìm ra lời giải đúng phụ thuộc rất nhiều vào chiến lƣợc chọn ngẫu nhiên.  Nguyên lý mê cung : Nguyên lý này đƣợc áp dụng khi chúng ta không thể biết đƣợc chính xác “hình dạng” lời giải mà phải xây dựng dần lời giải qua từng bƣớc một giống nhƣ tìm đƣờng đi trong mê cung. o Để thực hiện tốt phƣơng pháp thử - sai, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau :  Nguyên lý vét cạn toàn bộ: Muốn tìm đƣợc cây kim trong đống rơm, hãy lần lƣợt rút ra từng cọng rơm cho đến khi rút đƣợc cây kim GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 32  Nguyên lý mắt lưới : Lƣới bắt cá chỉ bắt đƣợc những con cá có kích thƣớc lớn hơn kích thƣớc mắt lƣới.  Nguyên lý giảm độ phức tạp của thử và sai : Thu hẹp trƣờng hợp trƣớc và trong khi duyệt, đồng thời đơn giản hóa tối đa điều kiện chấp nhận một trƣờng hợp.  Nguyên lý thu gọn không gian tìm kiếm : Loại bỏ những trƣờng hợp hoặc nhóm trƣờng hợp chắc chắn không dẫn đến lời giải.  - Nguyên lý đánh giá nhánh cận: Nhánh có chứa quả phải nặng hơn trọng lƣợng của quả. - Phƣơng pháp Heuristic o Phƣơng pháp Heuristic có đặc điểm là đơn giản và gần gủi với cách suy nghĩ của con ngƣời, cho ra đƣợc những lời giải đúng trong đa số các trƣờng hợp áp dụng. o Các thuật giải Heuristic đƣợc xây dựng dựa trên một số nguyên lý rất đơn giản nhƣ :  Vét cạn thông minh  Tối ƣu cục bộ (Greedy)  Hƣớng đích”  Sắp thứ tự … o Để thực hiện tốt phƣơng pháp Heuristic, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau :  - Nguyên lý leo núi : Muốn leo lên đến đỉnh thì bƣớc sau phải “cao hơn” bƣớc trƣớc.  - Nguyên lý chung : Chọn hƣớng đi triển vọng nhất trong số những hƣớng đi đã biết - Phƣơng pháp trí tuệ nhân tạo o Phƣơng pháp trí tuệ nhân tạo dựa trên trí thông minh của máy tính. o Phƣơng pháp này, ngƣời ta sẽ đƣa vào máy trí thông minh nhân tạo giúp máy tính bắt chƣớc một phần khả năng suy luận nhƣ con ngƣời, máy tính dựa trên những điều đã đƣợc “học“ để tự đƣa ra phƣơng án giải quyết vấn đề. o Trong lĩnh vực “máy học” , các hình thức học có thể phân chia nhƣ sau :  Học vẹt  Học bằng cách chỉ dẫn  Học bằng qui nạp  Học bằng tƣơng tự  Học dựa trên giải thích  Học dựa trên tình huống GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 33 III. BẢN ĐỒ TƢ DUY TRONG CÔNG VIỆC Công cụ tư duy đang được hơn 250 triệu người trên thế giới sử dụng 1. Bản đồ tư duy là gì? - Bản đồ tƣ duy (Mindmap) là phƣơng pháp đƣợc đƣa ra nhƣ là một phƣơng tiện mạnh để tận dụng khả năng ghi nhận hình ảnh của bộ não. Đây là cách để ghi nhớ chi tiết, để tổng hợp, hay để phân tích một vấn đề ra thành một dạng của lƣợc đồ phân nhánh. Khác với máy tính, ngoài khả năng ghi nhớ kiểu tuyến tính (ghi nhớ theo 1 trình tự nhất định chẳng hạn nhƣ trình tự biến cố xuất hiện của 1 câu truyện) thì não bộ còn có khả năng liên lạc, liên hệ các dữ kiện với nhau. Phƣơng pháp này khai thác cả hai khả năng này của bộ não - Bản đồ tƣ duy trong công việc là một hình thức ghi chép sử dụng màu sắc và hình ảnh để mở rộng và đào sâu ý tƣởng. Ở giữa bản đồ là một ý tƣởng hay hình ảnh trung tâm. Ý hay hình ảnh trung tâm này sẽ đƣợc phát triển bằng các nhánh tƣợng trƣng cho những ý chính và đều đƣợc nối với ý trung tâm. - Bạn có thể sử dụng bản đồ tƣ duy trong công việc để phát triển các ý tƣởng, khái niệm hoặc một vấn đề từ việc lên kế hoạch cho một bản báo cáo, một bài thuyết trình, một chiến lƣợt kinh doanh cho đến việc tìm ra nghề nghiệp mà bạn muốn theo đuổi. 2. Tại sao cần bản đồ tư duy? - Đó là một phƣơng pháp kích hoạt trí sáng tạo của bạn. Sử dụng bản đồ tƣ duy để khai thác các ý tƣởng và suy nghĩ thoáng đạt hơn. Nhằm tối đa hóa tiềm năng sáng tạo của bạn, giữ cho trí óc của bạn luôn “khỏe mạnh”, tăng cƣờng các ý tƣởng và bổ sung các kiến thức trong trí óc bạn. - Bản đồ tƣ duy sẽ giúp bạn: o Sáng tạo hơn o Tiết kiệm thời gian o Ghi nhớ tốt hơn o Nhìn thấy bức tranh tổng thể o Tổ chức và phân loại suy nghĩ của bạn 3. Cách tạo bản đồ tư duy trong công việc - Bắt đầu từ trung tâm với hình ảnh của chủ đề. Tại sao lại phải dùng hình ảnh? Vì một hình ảnh có thể diễn đạt đƣợc cả ngàn từ và giúp bạn sử dụng trí tƣởng tƣợng của mình. Một hình ảnh ở trung tâm sẽ giúp chúng ta tập trung đƣợc vào chủ đề và làm cho chúng ta hƣng phấn hơn. - Luôn sử dụng màu sắc. Bởi vì màu sắc cũng có tác dụng kích thích não nhƣ hình ảnh GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 34 - Nối các nhánh chính (cấp một) đến hình ảnh trung tâm, nối các nhánh nhánh cấp hai đến các nhánh cấp một, nối các nhánh cấp ba đến nhánh cấp hai,.... bằng các đƣờng kẻ. Các đƣờng kẻ càng ở gần hình ảnh trung tâm thì càng đƣợc tô đậm hơn, dày hơn. Khi chúng ta nối các đƣờng với nhau, bạn sẽ hiểu và nhớ nhiều thứ hơn rất nhiều do bộ não của chúng ta làm việc bằng sự liên tƣởng - Mỗi từ/ảnh/ý nên đứng độc lập và đƣợc nằm trên một đƣờng kẻ - Tạo ra một kiểu bản đồ riêng cho mình (Kiểu đƣờng kẻ, màu sắc,...) - Nên dùng các đƣờng kẻ cong thay vì các đƣờng thẳng vì các đƣờng cong đƣợc tổ chức rõ ràng sẽ thu hút đƣợc sự chú ý của mắt hơn rất nhiều - Bố trí thông tin đều quanh hình ảnh trung tâm 4. Bản đồ tư duy trên máy tính - Phần mềm hỗ trợ vẽ bản đồ tư duy trên máy tính - MindManager – Phần mềm này đã đƣợc sử dụng khá nhiều tại Việt Nam. MindManager chỉ chạy đƣợc trên hệ điều hành Microsoft Windows - FreeMind Phần mềm nguồn mở, chạy trên hệ điều hành Windows, Mac và Linux. Hiện nay nhóm mã nguồn mở của HueCIT đã nghiên cứu và viết tài liệu hƣớng dẫn sử dụng - Một số phần mềm khác: ConceptDraw MINDMAP, Visual Mind, Axon Idea Processor, Inspiration,... GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 35 IV. CON ĐƢỜNG TƢ DUY Có phƣơng pháp sáng tạo, nhƣng một phƣơng pháp thực sự khi đối mặt với một vấn đề cũng rất cần thiết. Có tƣ duy nhƣng không hành động thì cũng tiếc, do đó khi đối diện với một vấn đề cần thực hiện theo các bƣớc nhƣ sau : 1. Tiếp nhận vấn đề 2. Nhìn nhận phân tích vấn đề - Chƣa hiểu rõ nguồn gốc của vấn đề sẽ dễ dẫn đến cách giải quyết sai lệch, hoặc vấn đề cứ lặp đi lặp lại. Nếu nói theo ngôn ngữ của y khoa, việc “bắt không đúng bệnh” thì chỉ trị triệu chứng, chứ không trị đƣợc bệnh, đôi khi “tiền mất, tật mang”. Bạn nên dành thời gian để lấy những thông tin cần thiết liên quan vấn đề cần giải quyết. - Ở đây ta cần xác định đƣợc những thông tin của công việc bằng cách đặt ra những câu hỏi. - Tính chất của công việc (khẩn cấp, quan trọng)? - Yêu cầu chỉ thị của cấp trên là gì? - Nguồn lực để thực hiện công việc? - Công việc này có thuộc quyền giải quyết của mình hay không? - Bản chất của công việc là gì? - Những đòi hỏi của công việc? - Mức độ khó – dễ của công việc? 3. Đề ra mục tiêu: - Đặt ra mục tiêu sẽ giúp ta đi đúng hƣớng trong việc giải quyết vấn đề. Câu hỏi ở đây sẽ là: “Tôi đang cố gắng đạt đƣợc điều gì?” 4. Đánh giá giải pháp - Sau khi đã tìm hiểu đƣợc cội rễ của vấn đề, bạn sẽ đƣa ra đƣợc rất nhiều giải pháp để lựa chọn. Câu hỏi ở đây sẽ là: - Trên cơ sở những thông tin có đƣợc và mục tiêu cần đạt đƣợc, các giải pháp mà tôi có thể chọn lựa là gì? 5. Chọn lựa và xác định giải pháp: - Yếu tố sáng tạo sẽ giúp bạn tìm đƣợc giải pháp đôi khi hơn cả mong đợi. Cần lƣu ý là một giải pháp tối ƣu phải đáp ứng đƣợc ba yếu tố: có tác dụng khắc phục giải quyết vấn đề dài lâu, có tính khả thi, và có tính hiệu quả. - Ở giai đoạn này, bạn cần thử nghiệm tính khả thi của từng giải pháp nhƣng chỉ là thử trong đầu. Các câu hỏi ở đây nhƣ sau: - Các giải pháp sẽ đƣợc thực hiện nhƣ thế nào? - Chúng sẽ thỏa mãn các mục tiêu của tôi đến mức độ nào? GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 36 - Phí tổn (về tài chính, thời gian, công sức…) cho việc áp dụng mỗi giải pháp là bao nhiêu? - Giải pháp nào tốt hơn, giải pháp nào tốt nhất? 6. Thực hiện: - Khi bạn tin rằng mình đã hiểu đƣợc vấn đề và biết cách giải quyết nó, bạn có thể bắt tay vào hành động. 7. Đánh giá kết quả: - Sau khi đã đƣa vào thực hiện một giải pháp, bạn cần kiểm tra xem cách giải quyết đó có tốt không và có đƣa tới những ảnh hƣởng không mong đợi nào không. Những bài học rút ra đƣợc ở khâu đánh giá này sẽ giúp bạn giảm đƣợc rất nhiều “calori chất xám” và nguồn lực ở những vấn đề khác lần sau. - Có thể bạn sẽ cảm thấy hơi rƣờm rà nếu làm theo các bƣớc trên. Vạn sự khởi đầu nan. Lần đầu tiên áp dụng một kỹ năng mới bao giờ cũng đòi hỏi sự kiên nhẫn và quyết tâm của bạn. Nếu bạn thƣờng xuyên rèn luyện, thì dần dần kỹ năng giải quyết vấn đề sẽ trở thành phản xạ vô điều kiện. V. MỘT SỐ Ý TƢỞNG SÁNG TẠO 1. Ý tưởng chống trộm cho xe máy : - Xe máy hiện nay bị mất trộm rất nhiều, đặc biệt là nƣớc ta phƣơng tiện đi lại chủ yếu là xe máy. Hiện nay có nhiều loại khóa chống trộm đƣợc ngƣời tiêu dùng sử dụng, tuy nhiên kẻ trộm vẫn có thể tìm mọi cách để bẻ khóa, hiện tƣợng mất trộm vẫn thƣờng xuyên xảy ra. - Để đảm bảo an toàn cho xe, phải có một loại khóa đặc biệt để nhận dạng chủ nhân và cho phép xe có thể khởi động để đi. - Tay cầm nhận biết bằng vân tay là một phƣơng pháp khởi động an toàn của xe máy. Với ý tƣởng xe chỉ khởi động đề ga đƣợc khi chủ nhân của nó để tay vào tay lái, kẻ trộm không thể khởi động đƣợc xe vì mỗi ngƣời có một dấu vân tay riêng biệt. Nhƣ vậy, kẻ trộm sẽ không thể thực hiện đƣợc hành vi lấy trộm xe máy. - Khó khăn : Chi phí lắp đặt hệ thống này cao nên sẽ khó phổ biến vì có nhiều ngƣời cẩn thận không sợ mất xe. 2. Triệu phú với bản đồ kinh doanh - Ý tƣởng thực hiện là một trang web bản đồ địa lý các khu vực trong nƣớc. Ngƣời tiêu dùng muốn mua những mặt hàng nào sẽ chọn ở các option. Tƣơng ứng với mỗi option là một bản đồ khác nhau. Khi khách hàng rê chuột vào bản đồ sẽ hiện lên các công ty, cửa hàng kinh doanh mặt hàng đó, đó là một liên kết tới trang web của cửa hàng. Nhƣ vậy ngƣời tiêu dùng sẽ dễ dàng chọn cửa GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 37 hàng phù hợp cho mình mà không phải mất thời gian tìm kiếm nhiều trên internet. - Mỗi năm nhà kinh doanh sẽ chỉ phải trả 1$ cho việc để đƣờng link web và biểu tƣợng. Nhƣ vậy tƣơng ứng với khoảng 1 triệu công ty, hàng năm chủ trang web sẽ thu đƣợc cả triệu $. - Khó khăn : việc lập trình đòi hỏi nhiều công sức và đầu tƣ. Một ngƣời không thể làm đƣợc. VI. KẾT LUẬN Một lần nữa em xin chân thành cảm ơn thầy Hoàng Kiếm đã giảng dạy và hƣớng dẫn cho em bộ môn PPSTKH để giúp em có những kiến thức rất bổ ích để tƣ duy và giải quyết những vấn trong công việc cũng nhƣ trong cuộc sống. GVHD : TSKH Hoàng Kiếm Phƣơng pháp luận sáng tạo khoa học Page 38 Tài liệu tham khảo 1. Giải một bài toán trên máy tính nhƣ thế nào tập 1, 2, 3 . Tác giả : Hoàng Kiếm 2. Các thủ thuật ( nguyên tắc) sáng tạo cơ bản ( Phần I). Tác giả : Phan Dũng 3. Làm thế nào để sáng tạo ? Tác giả : Phan Dũng 4. Bản đồ tƣ duy trong công việc. Tác giả : Tony Buzan 5. www.chungta.com 6. www.cafesangtao.com 7. www.trizvietnam.com