Đề tài Những nguyên lý sáng tạo ứng dụng trong chuột máy tính

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN ________________ TIỂU LUẬN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ĐỀ TÀI: NHỮNG NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO ỨNG DỤNG TRONG CHUỘT MÁY TÍNH Giảng viên hướng dẫn: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Học viên thực hiện: Nguyễn Thanh Phúc Mã số học viên : 1211054 Tp.HCM, tháng 12/2012 MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU. .......................................................................................................................... 3 PHẦN I: GIỚI THIỆU 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO. ....................................................... 4 PHẦN II: PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH .............................................................................................................. 14 1. Trackball đầu tiên: 1952.. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 14 2. Chuột máy tính đầu tiên: 1963 . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 15 3. Chuột sử dụng Trackball đầu tiên: 1968 . . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 15 4. Chuột quang đầu tiên: 1970 .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 16 5. Chuột máy tính thương mại đầu tiên: 1981. .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 16 6. Chuột tiêu dùng đầu tiên: 1983 .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 17 7. Chuột không dây đầu tiên: 1984 . . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 18 8. Chuột laser đầu tiên: 2004 . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 18 9. Chuột không cần bàn di đầu tiên . . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 19 10. Haptic Mouse. .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 20 11. 3D Mouse . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 20 12. Chuột " rảnh tay":. . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 21 13. Chuột điều khiển bằng suy nghĩ : .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . . .. . . . .. . 21 PHẦN III: KẾT LUẬN. ......................................................................................................... 23 TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................................... 24 LỜI MỞ ĐẦU. Những thành tựu của con người cho đến ngày hôm nay là vô cùng to lớn và thật đáng ghi nhận. Với bộ óc đầy sáng tạo của mình, con người ngày càng trở nên mạnh mẽ hơn trong việc chinh phục tự nhiên. Những thành tựu mà chúng ta có được ngày nay tất cả là do quá trình học hỏi, nghiên cứu không mệt mỏi của con người Thực tiễn đã chứng minh nghiên cứu khoa học đã mang lại cho thế giới này nhiều sản phẩm trí tuệ, các thành tựu của khoa học hiện đại đã làm thay đổi bộ mặt thế giới và động lực thúc đẩy sự tiến bộ nhân loại. Cùng với nghiên cứu khoa học hiện đại, mọi người đang chú ý đến phương pháp nhận thức khoa học, coi đó là nhân tố quan trọng để phát triển khoa học. Một trong những lĩnh vực đang phát triển và bùng nỗ mạnh mẽ hiện nay đó là lĩnh vực công nghệ thông tin. Sự phát triển của công nghệ thông tin đã và đang đem lại cho con người những sự thay đổi to lớn. Cuộc sống của con người ngày nay gắn bó chặt chẽ và dường như không t hể tách rời với các sản phẩm công nghệ. Rõ ràng các nhà khoa học đã nỗ lực không ngừng để có thể mang lại cho con người những sản phẩm tuyệt vời đến như thế. Vậy những nhà khoa học đã làm như thể nào để có thể t ạo ra các phát minh, sáng chế phục vụ cho con người. N goài lòng đam mê, tìm tòi, học hỏi, nghiên cứu, liệu họ có sử dụng những công cụ gì để có thể tạo ra các phát minh, sáng chế của mình. Câu trả lời là có. Và đó chính là việc áp dụng 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong khoa học và đời sống. Trong phạm vi đề tài này, em chỉ tập trung vào trình bày ứng dụng của 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong lĩnh vực tin học. Mà cụ thể em sẽ đi vào một sản phẩm rất quen thuộc với hầu hết mọi người, đó là con “chuột máy tính”. Qua đây, em xin chân thành cảm ơn GS.TSKH Hoàng Kiếm, người đã tận tâm truyền đạt kiến thức nền tảng cho em về môn học Phương pháp nghiêm cứu khoa học. Qua những lời giảng của thầy, em thực sự cảm t hấy việc nghiên cứu khoa học không phải là một cái gì đó quá xa vời. Mà thực sự nếu chúng ta biết áp dụng đúng các phương pháp một cách hợp lý thì chắc chắc sẽ thu lại những kết quả khả quan. Lòng đam mê, nhiệt huy ết, muốn tìm tòi, học hỏi, khám phá ra những cái mới, đó chính là những gì em nhận được qua những lời giảng của Thầy. PHẦN I: GIỚI THIỆU 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO. 1) Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung - Chia đối tượng thành các ph ần độc lập nếu đó là đối tượng nguyên khối. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được để thuận tiện trong việc chuyên chở. - Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. Ví dụ: - Máy tính được chia nhỏ thành rất nhiều module: như CPU, Ram, Ổ đĩa cứng, Main Board, Bàn phím, chuột... Như vậy nếu hư một bộ phận nào thì chỉ cần sữa chửa hoặc thay thế đúng bộ phận đó là được, không cần phải thay nguyên cả cái máy tính. - T rong khi làm phần mềm cũng chia làm nhiều pha: lấy yêu cầu, phân tích, thiết kế, cài đặt, kiểm thử, triển khai. Sự phân chia này giúp dễ dàng hơn trong việc quản lý các công việc để tạo ra một phần mềm hoàn chỉnh. 2) Nguyên tắc “tách khỏi” Nội dung - Tách bỏ những thành phần phiền phức ra khỏi đối tượng. - Tách và giữ lại những thành phần ưu việt. Ví dụ: - T rên bàn học có truyện tranh và có sách giáo khoa. Để t ập trung cho việc học, người học tách truyện tranh ra khỏi bàn học. - Để tránh tiếng ồn bên ngoài, người học có thể tách tiếng ồn bằng cách đeo tai nghe headphone. - Trong quan hệ R có tập thuộc tính U và tập phụ thuộc hàm F, để t ìm được 1 khóa của quan hệ này ta tách bỏ lần lượt các thuộc t ính thừa. 3) Nguyên tắc phẩm chất cục bộ Nội dung - Chuyển đối t ượng ( hay môi trường bên ngoài, tá c động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các phần khác nhau của đối tượ ng phải có các chức năng khác nhau. - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp n hất đối với công việc. Ví dụ: - Bút chì và tẩy trên cùng một cây bút. - T rên các dụng cụ đo thân nhiệt, 37 độ luôn được ghi bằng màu đỏ vì thân nhiệt người là 37 độ, nếu cao hơn hoặc t hấp hơn là có vấn đề. 4) Nguyên tắc phản đối xứng Nội dung Chuyển đối t ượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng. Ví dụ: - Các xe ô tô du lịch loại nhỏ có cửa mở ở cả hai phía nhưng các xe lớn (ô tô buýt chẳng hạn), chỉ mở phía tay phải, sát với lề đường. - Kiu bin s nguyên (byte, word, unsigned int) ch bao gm các s nguyên dng, không có tính đi xng (có c âm ln dng,nh dùng kiu integer hay longint), nhng trong thc t rt nhiu lúc ta ch làm vic trên nhng s dng, rõ rang khai báo kiu này ta đã tit kim đc b nh và làm cho chng trình trong sáng và linh đng hn. 5) Nguyên tắc kết hợp Nội dung - Kết hợp các đối tượng đ ồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận . Ví dụ: - Cái búa có một đầu đóng đinh, một đầu nhổ đinh. - Để học từ vựng t iếng anh hiệu quả, khi người học học một tù nào đó, người học cần học thêm một từ đồng nghĩa. - Máy tính cho phép chạy nhiều HĐH trên cùng một máy. 6) Nguyên tắc vạn năng Nội dung Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. Ví dụ: - Bút thử điện đồng thời là tuốc nơ vít - Đào tạo người học theo hướng phát triển toàn diện, vừa giỏi về kiến thức lẫn kĩ năng, phương pháp, có sức khỏe tốt, thông thạo nhiều ngoại ngữ, biết cách tự học... - Điện thoại di động, ngoài chức năng nghe và gọi nó còn có thể nghe nhạc, chụp hình,… 7) Nguyên tắc “chứa trong” Nội dung - Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối tượng thứ ba … - Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. Ví dụ. - Chất nhiều hàng hóa trong cùng 1 cont ainer chứa hàng. - Một thư mục có thể chứa nhiều thư mục con. 8) Nguyên tắc phản trọng lượng Nội dung - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng kh ác có lực nâng. - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường n hư sử dụng các lực thủy động, khí động… Ví dụ: - Mỏ neo giữ tàu khỏi bị trôi. - Hãm máy bay bằng dù. 9) Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ Nội dung Gây ứng suất trước với đối tượng đ ể chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc ( hoặc gây ứng suất trước để khi l àm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại ). Ví dụ: - Loại đồ chơi phải lên dây cốt trước. - Cần phải gây tê hoặc gây mê trước khi mổ cho bệnh nhân. - Cần phải được đào tạo và học trước khi làm việc ( lập trình viên ). 10) Nguyên tắc thực hiện sơ bộ Nội dung - Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với đối tượng. - 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. Ví dụ: - Sổ t ay lò xo có thể xé bỏ tranng dễ dàng. - Thực phẩm làm sẵn, mua về có thể nấu ngay được. - T rong phân tích thiết kế hệ thống thông tin cho 1 công ty, người phân tích cần biến thông tin những đối tượng ngoài thực tế thành t hông t in có thể lưu trữ bằng 1 hệ quản trị cơ sở dữ liệu để lập trình viên tiến hành lập trình. 11) Nguyên tắc dự phòng Nội dung Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. Ví dụ: - Các chuông báo động, đèn báo động nguy hiểm. - T rong quản trị cơ sở dữ liệu cần thường xuyên backup dữ liệu. 12) Nguyên tắc đẳng thế Nội dung Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. Ví dụ: - Tại các nhà ga, người ta làm sân ga bằng với chiều cao của sàn tàu, hành khách dễ dàng ra vào các toa tàu. 13) Nguyên tắc đảo ngược Nội dung - Thay vì hành động n hư yêu cầu bài toán, hành động ngược lại ( ví dụ, không làm nóng mà làm lạnh đối tượng) - Làm phần chuyển động của đối tượng ( hay môi trường bên ngoài ) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động. Ví dụ: 14) Nguyên tắc cầu ( tròn ) hoá Nội dung - Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. - Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. - Chuyển sang chuyển động q uay , sử dụ ng lực ly tâm. Ví dụ: - Dây nối ống nghe với máy điện thoại bàn có dạng lò xo xoắn. - Máy tính sử dụng con chuột có cấu trúc tròn thành chuyển động hai chiều trên màn hình. 15) Nguyên tắc linh động Nội dung - 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. - Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. Ví dụ: - Ô, dù có thể bung ra lúc trời mưa, và có thể xếp gọn dễ dàng khi trời không mưa. - Khai báo biến tĩnh (bộ nhớ cố định) gặp nhiều hạn chế, do đó người ta nghĩ ra việc khai báo biến động (bộ nhớ thay đổi). 16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” Nội dung Nếu như khó nhận đ ược 100% hiệu quả cần t hiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đ ó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. Ví dụ: - Phép tính làm tròn số, tính gần đúng trong toán học. - Phương pháp heuristic trong Tin học. - Khi làm kiểm tra, câu nào không làm được thì không nên bỏ trống, mà nên chọn 1 đáp án của câu đó. - Phương pháp vét cạn (nếu không biết chính xác cách giải thì duyệt toàn bộ, bài toán sẽ đơn giản hơn nhiều), phương pháp heuristic (kết quả "tối ưu chính xác" tốn nhiều thời gian, nên nhận kết quả "gần tối ưu" chấp nhận được, khi đó thời gian sẽ nhanh hơn rất nhiều). 17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác Nội dung - 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 ẳng ( hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuy ển động ( hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳn g sẽ được đ ơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). - Chuyển các đối t ượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đặt đối tượng nằm nghiêng. - Sử dụng mặt sau của diện t ích cho trước. - Sử dụng các l uồn g ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. Ví dụ: - Chứng minh phản chứng là cách xem xét theo chiều ngược lại. - Hệ quy chiếu trong vật lý là một cách xem xét chiều dựa vào các đối tượng tham gia trong bài toán (bằng cách giả sử một đối tượng, một tính chất nào đó đứng y ên). 18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học Nội dung - Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động ( đến tầng số siêu âm). - Sử dụng tầng số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ r ung áp điện. - Sử dụng s iêu âm kết hợp với trường điện từ. Ví dụ: - Xích đu dành cho trẻ em. - Con lật đật có khả năng dao động. - Con lắc đồng hồ. 19) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ Nội dung - Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). - Nếu đã có tác động t heo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ . - Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để t hực hiện tác động khác. Ví dụ: - Đèn xi-nhan quẹo phải (trái), đèn trên các xe cứu thương có dạng nhấp nháy để báo hiệu cho các xe khác. - Ly thi gian khi CPU rãnh, đ cho phép chy multitask (hay đa tin trình “multi proceses”) 20) Nguyên tắc liên tục tác động có í ch Nội dung - 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 ). - Khắc phục vận hành không tải và trung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua l ại thành chuy ển động quay . Ví dụ: - Một cái khoan có cạnh để cắt cho phép cắt theo chiều tới và lui. - Dùng cơ chế Grid Computing : Tận dụng tài nguyên của các máy trong hệ thống rãnh rỗi, để thực hiện một công việc nào đó. 21) Nguyên tắc “vượt nhanh” Nội dung - Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. Ví dụ: - Máy cắt ống kim loại mỏng có thể tránh cho ống không bị biến dạng trong quá trình cắt khi cắt với tốc độ nhanh. - Trong vòng lặp ta có dùng các lệnh như break,last, continue để vượt nhanh… 22) Nguyên tắc biến hại thành lợi Nội dung - Sử dụng những t ác nhân có hại ( thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. - Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có h ại khác. - Tăng cường t ác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. Ví dụ: - T iêm vắc xin (vi trùng yếu) vào cơ thể để t ạo miễn dịch. - Việc tràn số trong các phần mềm giúp ta phát hiện lỗ hỏng trong phần mềm. 23) Nguyên tắc quan hệ phản hồi Nội dung - Thiết lập quan hệ phản hồi - Nếu đã có quan hệ p hản hồi, hãy thay đổi nó. Ví dụ: - Áp suất nước từ một cái giếng được duy trì bằng việc đo áp suất ra và bật bơm nếu áp suất quá thấp. - Thông tin phản hồi trong gửi mail giúp cho người gửi biết là mail đã được gửi tới đích chưa. 24) Nguyên tắc sử dụng trung gian Nội dung Sử dụng đối tượng tr ung gian, chuyển tiếp. Ví dụ: - Để làm giảm năng lượng mất mát khi đặt một dòng điện vào một kim loại nóng chảy, người ta dùng các điện cực được làm nguội và các kim loại nóng chảy trung gian có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn. - Hay trong HĐH Windows : luôn có folder Tmp dùng để chứa các file tạm thời. 25) Nguyên tắc tự phục vụ Nội dung - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. - Sử dụng phế liệu, chát t hải, năng lượng dư. Ví dụ: - Để tránh cho đường ống phân bố các vật liệu mài mòn, bề mặt của ống được phủ một loại vật liệu trống ăn mòn 26) Nguyên tắc sao chép ( copy) Nội dung - Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụ ng bản sao. - Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến ( vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường ), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. Ví dụ: - Chiều cao hoặc chiều dài của vật thể có thể được xác định bằng cách đo bóng của chúng - Các phn mm gi lp ch cách cài đt phn mm nh : Windows 2000 … 27) Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” Nội dung Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có ch ất lượng kém hơn ( t hí dụ như về tuổi thọ). Ví dụ: - Sử dụng các phần mềm dùng thử hay các phần mềm miễn phí. 28) Thay thế sơ đồ cơ học Nội dung - Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. - Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng . - Chuyển các t rường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trườn g đồng nhất sang có cấu trúc nhất định . - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. Ví dụ: - Để tăng liên kết của lớp sơn kim loại và vật liệu dẻo nóng, quá trình được thực hiện bên trong một trường điện từ, trường này tạo lực tác động lên kim loại. 29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng Nội dung Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và l ỏng : nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. Ví dụ: - Để vận chuyển những đồ dễ vỡ người ta dùng phong bì bọt khí hoặc vật liệu bọt. 30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏn g Nội dung - Sử dụng các vỏ d ẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các v ỏ dẻo và màng mỏng. Ví dụ: - Để tránh hơi nước bốc bay ra khỏi lá cây, người ta tưới một lớp nhựa tổng hợp. Sau một thời gian lớp nhựa đó cứng lại và cây phát triển tốt hơn vì màng nhựa cho phép ô xi lưu thông qua tôt hơn hơi nước. - Thay Case máy tính bằng nhựa. 31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ Nội dung - Làm đối tượng có nhiều lỗ h oặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ ( miếng đệm, tấm phủ..) - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. Ví dụ: - Đ tránh bm cht lng làm ngui vào máy mt s b phn ca máy đc nhét đy các vt liu xp thm ht các cht lng đó. Hi làm ngui khi máy làm vic làm cho máy ngui đng nht trong thi hn ngn. - Case ca máy tính thng có nhiu l đ thoát khí, làm cho nhit đ trong thùng h xung . 32) Nguyên tắc thay đổi màu sắc Nội dung - 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. - Để có thể quan s át được những đối tượng hoặc những quá trìn h, sử dụng các chất phụ gia màu, hùynh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp . Ví dụ: - Một miếng gạc trong suốt có thể cho phép theo dõi vết thương mà không cần tháo ra. 33) Nguyên tắc đồng nhất Nội dung Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu ( hoặc từ v ật liệu gần về các tí nh chất) với vật liệu chế tạo đối tượng ch o trước. Ví dụ: - Bề mặt của máng chuyển vật thể cứng được làm cùng loại vật liệu với vật thể chạy trên đó cho phép phục hồi liên tục bề mặt của máng. 34) Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần Nội dung - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy ( hoà tan, bay h ơi..) hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đ ối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. Ví dụ: - Phần thân của t ên lửa tách ra sau khi làm hết chức năng của nó. - T rong lập trình CSDL : Table t emp được t ạo ra khi cần thiết để chứa dữ liệu và khi không cần thiết nữa nó sẽ tự mất đi khi hệ thống kết thúc. 35) Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng Nội dung - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. 36) Sử dụng chuyển pha Nội dung Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha n hư : thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng… 37) Sử dụng sự nở nhiệt Nội dung - Sử dụng sự nở ( hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụ ng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. 38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh Nội dung - Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy . - Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy. - Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc o xy. - Thay oxy giàu ozon ( hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon. 39) Thay đổi độ trơ Nội dung - Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. - Đưa thêm vào đối tượng các ph ần , các chất , phụ gia trung hoà. - Thực hiện quá trình trong chân không. 40) Sử dụng các vật liệu hợp thành ( composite ) Nội dung Chuyển từ các vật liệu đ ồng nhất sa ng sử dụng những vật liệu hợp thành ( compos ite). Hay nói chung, sử dụng các vật liệu mới. PHẦN II: PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO TRONG SỰ PHÁT TRIỂN CỦA CHUỘT MÁY TÍNH Chuột máy tính (computer mouse) là một khái niệm đã quá quen thuộc với chúng ta ngày nay. Sẽ thật vô nghĩa nếu tôi ngồi ở đây và cố gắng giải thích cho bạn đích xác nó là cái gì. Tóm lại, đây là một thiết bị giúp ta điều khiển và giao tiếp máy tính. Đương nhiên, cũng không ai có thể phủ nhận vai trò, tầm quan trọng của nó trong sự phát triển chung của thế giới công nghệ từ trước tới nay. Nhưng liệu trong tương lai thì sao? Giống như máy tính cá nhân, chuột cũng có những cột mốc đáng nhớ của nó. Chúng ta sẽ cùng một qua một vòng lịch sử, hiện tại và dự đoán một chút về tương lai của thiết bị huyền thoại này. 1. Trackball đầu tiên: 1952 Thiết bị đầu tiên của chức năng của một con chuột máy tính là phát minh của Hải quân Hoàng gia Canada vào năm 1952. Thực t ế, nó là quả bóng bowling được gắn trên phần cứng. Phần cứng của thiết bị sẽ ghi lại chuyển động của trackball rồi sau đó truy ền thông tin lên màn hình. Vì đây thuộc phạm trù bí mật quân sự nên thiết kế kỹ thuật của nó chưa bao giờ được công bố. Thực tế, hoạt động của thiết bị này tương tự rất nhiều trackpad sau này. Bí mật của quân đội hoàng gia Canada Sản phẩm này cũng đã vận dụng nguyên lý phân nhỏ trong việc chia thành rất nhiều module. Như vậy việc quản lý và sữa chửa sẽ được thực hiện một cách dễ dàng hơn khi thiết bị xảy ra sự hư hỏng. Rất tiết đây là một sản phẩm thuộc về quân sự và không được công khai nên nó chưa được gọi là ông tổ của chuột máy tính. 2. Chuột máy tính đầu tiên: 1963 Mảnh phần cứng đầu tiên chúng ta nhận ra chính là “tổ t iên” của chuột máy tính hiện đại, được phát triển năm 1963 bởi Douglas Engelbart. Nó sử dụng hai bánh xe để cung cấp dữ liệu t heo hai trục, sau đó chuy ển t ải lên máy tính. Chuột đầu tiên của nhân loại Chuột đầu tiên của nhân loại đã sử dụng nguyên lý kết hợp trong khoa học. Ban đầu từ việc chỉ tương tác với máy tính thông qua bàn phím, giờ đây người sử dụng lại có thêm một công cụ hỗ trợ tuyệt vời thông qua một thiết bị mới đó là chuột máy tính. 3. Chuột sử dụng Trackball đầu tiên: 1968 Năm 1968, chú chuột sử dụng trackball đầu tiên ra đời. Trackball được giấu bên dưới lớp vỏ nhựa và chỉ có một nút bấm. Sản phẩm được sử dụng để vẽ Vector. Chuột sử dụng Trackball đầu tiên Chú chuột này đã có một sự cải t iến tuyệt vời so với chú chuột đời trước đó. Thay vì sử dụng 2 bánh xe vuông góc nhau. Chú chuột này đã sử dụng tiếp nguyên lý kết hợp để gom cả hai bánh xe thành một quả cầu tròn. Đ ây cũng chính là nội dung của nguyên lý cầu (tròn) hóa. 4. Chuột quang đầu tiên: 1970 Chuột sử dụng các bộ phận di chuyển cơ học được đánh giá là hoạt động không chính xác. Vậy là vào khoảng cuối năm 1970, Xerox đã khiến cả t hế giới phải kinh ngạc với thiết kế của một bộ phận mà sau này trở nên phổ biến với bất cứ sản phẩm chuột máy tính nào: Bóng đèn LED và cảm ứng quang, hay còn gọi là Alto. Tuy nhiên, công nghệ mới này đòi hỏi chuột phải được đặt trên một bề mặt in dạng lưới để hoạt động hiệu quả nhất. Hình ảnh chú chuột quang đầu tiên Nguyên lý được sử dụng nổi bậc nhất đối với sự cải tiến này đó là nguyên lý chuyển hướng sang chiều khác. Thay vì dùng cơ học, thiết bị này đã sử dụng luồng ánh sáng t ới diện tích mặt sau của t hiết bị. 5. Chuột máy tính thương mại đầu tiên: 1981 Năm 1981, hãng Xerox đã lắp Alto vào bộ phận điều khiển cho hệ thống 8010 với giao diện có tên là Star. Đây là chú chuột máy tính đầu tiên được bày bán trên thị trường mặc dù giá của hệ thống 8010 lúc đó vào khoảng 75.000 USD (tương đương 1,5 tỷ VNĐ). Chuột thương mại đầu tiên Với nguyên lý rẻ thay cho đắt, chú chuột thương mại đầu tiên đã có thể được tung ra thị trường, chứ không phải là những sản phẩm chỉ có ứng dụng nghiên cứu như trước đó. 6. Chuột tiêu dùng đầu tiên: 1983 Apple quyết định sử dụng công nghệ Trackball cho chuột máy tính của mình, đi kèm dàn máy tính Apple Lisa trị giá 10.000 USD (tương đương 200 triệu VNĐ) năm 1983. Chuột máy tính Lisa chỉ có duy nhất một nút, cùng với đó là trackball lớn và nặng được làm từ thép. Bạn có thể trách móc Apple đến 20 năm sau nữa về việc sản phẩm của hãng chỉ có một nút bấm duy nhất, tất cả đều bắt nguồn từ đây. Chú c huột của Apple Ngoài nguyên tắc rẻ thay cho đắt, chú chuột này cũng sử dụng nguyên lý kết hợp các nút bấm lại chỉ còn một nút bấm duy nhất. 7. Chuột không dây đầu tiên: 1984 Chú chuột không dây được giới thiệu lần đầu tiên năm 1984, là sản phẩm của Logit ech kết nối bằng sóng hồng ngoại. Sau này, sản phẩm Cordless MouseM an, ra mắt năm 1991, là thiết bị đầu tiên giao tiếp bằng sóng vô tuyến, cho phép chúng ta sử dụng chuột khi giữa chuột và bộ thu có vật cản (các bộ thu hồng ngoại không làm được điều này). Chú c huột không dây đầu tiên Những chú chuột có dây ở các thế hệ trước bị vướng ở bộ phận dây. Ở thế hệ chuột này đã sử dụng nguyên lý linh động giúp cho chú chuột có thể di chuyển và sử dụng một cách linh hoạt hơn rất nhiều. Việc bỏ đi bộ phận dây cũng là một sự sáng tạo ứng dụng của nguyên lý tách khỏi, và nguy ên lý thay đổi kết cấu cơ học. 8. Chuột lase r đầu tiên: 2004 Logit ech t iếp tục khẳng định vị thế trong lĩnh vực sản xuất chuột khi ra mắt chuột công nghệ laser đầu tiên vào năm 2004, mang tên MX1000. Nếu chuột quang dựa vào đèn LED để chiếu sáng bề mặt và theo dõi việc di chuy ển của chuột, thì chuột laser lại sử dụng tia laser , cho độ nhạy và khả năng hoạt động được trên nhiều loại bề mặt. Chú chuột laser đầu tiên Bằng cách dùng nguyên lý sử dụng các vật liệu hợp thành, sử dụng một nguyên liệu mới là các t ia lazer đã tạo ra một sản phẩm tốt hơn hẳn người tiền nhiệm của nó là chuột quang. 9. Chuột không cần bàn di đầu tiên Chuột không dùng bàn di đã loại bỏ những giới hạn gây ra bởi việc sử dụng các bề mặt phẳng làm bàn di chuột. Sử dụng các cảm biến gia tốc và thăng bằng, thiết bị này giúp bạn có thể điều khiển máy tính chỉ bằng cách “khua khoắng” chuột trong không khí thay vì cách di chuột truyền thống. Trong ảnh là Logitech MX Air, một trong những chuột máy tính đẹp nhất từng được sản xuất. Chuột không cần bàn di đầu tiên Vẫn là nguyên lý tách khỏi, một thành phần rất quan trọng là mặt phẳng để dặt chuột lên đó di chuyển vẫn có thể được bỏ đi. Như vậy những thế hệ chuột mới hoàn toàn có thể được dùng mà không cần phải đặt trên một mặt phẳng nào. 10. Hapti c Mouse Chú chuột này, ban đầu, được thiết kế cho việc nhập liệu. H ơn thế nữa, nó còn “phản ứng lại” khi sử dụng. Novint Falcon sử dụng mô – tơ trong ba càng của sản phẩm để tương tác với tay của người sử dụng, khiến người dùng có cảm giác như đang “chạm” vào vật thể trên màn hình. Chuột Haptic Mouse Với nguyên lý quan hệ phản hồi, chú chuột này giúp người tương tác có cảm giác như đang tương tác thực sự đối với các đối tượng trên màn hình. Người sử dụng ngoài việc tác động vào chuột để có thể thực hiện các thao tác t hì ngược lại chú chuột cũng tác động trở lại tay người dùng, khiến người dùng có cảm giác như đang t ác động thực sự với đối tượng trong máy tính. 11. 3D Mouse Thông thường, chuột máy tính hoạt động trên hai chiều nhưng chúng t a đang sống trong thế giới với những điều phi thường hơn thế. Một số thiết bị được thiết kế để có thể thao tác theo nhiều cách khác nhau. Một ví dụ điển hình là sản phẩm xuất phát từ Axsotic, có tới 6 mức độ tự do: Chuyển động trackpall 6 hướng khác nhau. Chuột 3D Không chỉ là hai chiều như ban đầu, giờ đây với việc sử dụng nguyên lý chuyển hướng sang chiều khác, chú chuột đã được thiết kế cho việc di chuyển theo không gian ba chiều. Đây rõ ràng là một chú chuột rất tiện lợi cho các thao t ác đồ họa trong không gian ba chiều. 12. Chuột "rảnh tay": “Chú chuột” đặc biệt này có nhiệm vụ ghi lại động tác của người dùng rồi biến đổi chúng thành chuyển động trên màn hình máy tính. Nhưng điều đáng nói ở đây là bạn không cần bất cứ “mảnh” phần cứng nào để sử dụng sản phẩm. M icrosoft Kinect chính là sản phẩm đầu tiên sử dụng công nghệ này. Và sớm thôi, chúng ta sẽ được trải nghiệm nó trên laptop hay thậm chí là điện thoại di động. Chuột rảnh tay Với nguyên tắc phản trọng lượng, chú chuột mới được ra đời giúp cho chúng ta tiết kiệm rất nhiều về vật liệu. Không có mảnh phần cứng nào sử dụng cho sản phẩm này. Trọng lượng của sản phẩm đã được tối giản một cách đáng kể. 13. Chuột điều khiển bằng suy nghĩ : Phần cứng? Động tác? Tất cả đều quá phức tạp. Trong tương lai, con người sẽ sử dụng chuột thông qua suy nghĩ của mình. Hiện tại, hệ thống phần cứng hiện t ại chưa thể đáp ứng yêu cầu để sản xuất “chú chuột” này. Nhưng trong tương lai, việc này hoàn toàn có thể xảy ra khi người ta đã đưa vào sản xuất đại trà hệ thống đọc suy nghĩ con người. Chuột tương lai Với sự đột phá này, một chú chuột mới đã được ra đời và vô cùng tiện dụng với con người. Đây là chú chuột mơ ước của t ất cả chúng ta, rõ ràng những gì chúng ta suy nghĩ sẽ được máy tính hiểu và thực hiện. N guyên lý kết hợp được sử dụng để kết hợp suy nghĩ con người với thao tác trên máy tính. Thật là một ý tưởng độc đáo. PHẦN III: KẾT LUẬN. Với những nỗ lực không ngừng, khoa học trên thế giới vẫn tiếp tục phát triển để đưa con người đến với những đỉnh cao mới của tri thức và tiến bộ. Con người vẫn cố gắng không ngừng để khám phá ra những điều bí ẩn chưa có lời đáp và có thể vươn xa hơn ra khỏi vũ trụ. Tuy nhiên để có thể đạt được điều đó, ngoài sự cố gắng không ngừng, mỗi nhà nghiên cứu phải tự trang bị cho mình các phương thức cơ bản để có thể làm công cụ hữu hiệu trong việc làm khoa học. Ngày nay khi mà với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật làm thế giới trở nên bình đẳng hơn, các b iên giới quốc gia chỉ còn giá trị về địa lý thì cơ hội thành công là rất rõ rệt với t ất cả mọi người. Do đó việc nắm vững 40 phương pháp sáng tạo có thể coi như là chìa khoá để mở cánh cửa thành công. Chỉ cẩn giải quyết được một vấn đề nào đó cũng có thể làm nên cuộc cách mạng công nghệ mới. Ngành công nghệ tri thức vẫn chưa được phát triển t ại Việt Nam. Tại Việt Nam, chúng ta thường đi mua những công nghệ để phục vụ cho nhu cầu sản xuất kinh doanh, chứ chưa ứng dụng được tri thức để phát minh ra những công nghệ đó. Chính vì vậy, chúng ta đã tụt hậu rất nhiều so với thế giới bên ngoài về những phát minh. Chính vì vậy, chúng ta phải luôn luôn sáng tạo và đổi mới trong tư duy để phát huy hết khả năng của chính mình, tránh những tâm lý ỷ lại, động cơ trục lợi cá nhân để phát triển nền công nghệ tri thức cho chính bản thân chúng ta và cho đất nước. Em hy vọng mình sẽ tiếp tục trao dồi kiến thức, kỹ năng cần thiết để có thể đóng góp nhiều hơn cho đất nước. Không phải cứ ở viện nghiên cứu, hay là một nghiên cứu viên thì chúng ta mới có thể đóng góp cho khoa học. Dù chúng ta ở bất cứ đâu, ở vị trí nào, thì với lòng đam mê luôn cháy bỏng, cộng với một phương pháp nghiên cứu đúng đắn, chúng ta hoàn toàn có thể t ạo ra những đóng góp hữu ích cho khoa học. TÀI LIỆU THAM KHẢO 1. Phan Dũng, Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Nhà xuất bản TP.HCM – 1998 2. Hoàng Kiếm, Giải một bài toán trên máy tính như thế nào (Tập 1, 2, 3), Nhà xuất bản Giáo dục – 2000 3. Internet 4. Bài giảng môn “PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC”