Đề tài Trình bày những nội dung của phương pháp luận sáng tạo và vận dụng chúng để giải thích một vấn đề trong tin học

HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 0 Đại Học Quốc Gia TP.HCM Trường Đại Học Công Nghệ Thông Tin BÀI TIỂU LUẬN MÔN PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC ĐỀ TÀI: TRÌNH BÀY NHỮNG NỘI DUNG CỦA PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO VÀ VẬN DỤNG CHÚNG ĐỂ GIẢI THÍCH MỘT VẤN ĐỀ TRONG TIN HỌC GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Người thực hiện: Tô Hồ Hải Mã số: CH1101011 Lớp: Cao học khóa 6 TP.HCM – 04/2012 HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 1 MỤC LỤC  LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................. 3 TỔNG QUAN .............................................................................................................. 4 PHẦN I: KHÁI QUÁT 40 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO .............................................. 5 1) Nguyên lý phân nhỏ: ............................................................................. 5 2) Nguyên lý “tách khỏi”: .......................................................................... 5 3) Nguyên lý phẩm chất cục bộ: ................................................................ 5 4) Nguyên lý phản đối xứng: ..................................................................... 5 5) Nguyên lý kết hợp:................................................................................. 5 6) Nguyên lý vạn năng: ............................................................................. 5 7) Nguyên lý “chứa trong”: ....................................................................... 6 8) Nguyên lý phản trọng lượng: ................................................................ 6 9) Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ: .............................................................. 6 10) Nguyên lý thực hiện sơ bộ: .................................................................... 6 11) Nguyên tắc dự phòng: ........................................................................... 6 12) Nguyên tắc đẳng thế: ............................................................................. 6 13) Nguyên tắc đảo ngược:.......................................................................... 7 14) Nguyên tắc cầu (tròn) hoá: ................................................................... 7 15) Nguyên tắc linh động: ........................................................................... 7 16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”: .................................................. 7 17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: .................................................... 7 18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học: ............................................ 8 19) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: ......................................................... 8 20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích ....................................................... 8 21) Nguyên lý “vượt nhanh”: ...................................................................... 8 22) Nguyên lý biến hại thành lợi: ................................................................ 9 23) Nguyên lý quan hệ phản hồi: ................................................................ 9 24) Nguyên lý sử dụng trung gian: .............................................................. 9 26) Nguyên lý sao chép (copy): .................................................................... 9 HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 2 27) Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt”: ........................................................... 10 28) Thay thế sơ đồ cơ học: ......................................................................... 10 29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng: ........................................................ 10 30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng: .......................................................... 10 31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ: ............................................................. 10 32) Nguyên lý thay đổi màu sắc: ............................................................... 10 33) Nguyên lý đồng nhất: .......................................................................... 11 34) Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần: ...................................... 11 35) Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng: ....................................... 11 36) Sử dụng chuyển pha: .......................................................................... 11 37) Sử dụng sự nở nhiệt: ........................................................................... 11 38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh: ........................................................ 12 39) Thay đổi độ trơ: ................................................................................... 12 40) Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite): ...................................... 12 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX .......................................... 13 1. Lịch sử phát triển của Linux.............................................................. 13 2. Các phiên bản được phát triển từ Linux đang được sử dụng phổ biến hiện nay: ............................................................................................... 17 3. Ubuntu – Một nhánh phát triển của Linux. ...................................... 18 4. Tổng kết: ............................................................................................. 20 PHẦN III: CÁC NGUYÊN LÝ ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX: ................................................................ 22 TỔNG KẾT ............................................................................................................... 24 TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 25 HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 3 LỜI NÓI ĐẦU Một trong những môn học đầu tiên của chương trình cao học Công Nghệ Thông Tin là môn ”Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học” do thầy Hoàng Kiếm phụ trách. Trước đây, khi chưa học môn này em cứ nghĩ rằng sáng tạo phải là một vấn đề gì đó rất huyền bí, thiên bẩm. . . Nhưng qua môn học này không những chỉ cho ta biết cách tự giải quyết một vấn đề mà còn giúp ta phân tích được vấn đề nào đó trong hiện tại đã được giải quyết như thế nào, bằng những quy luật, phương pháp gì và dự báo được khả năng trong tương lai của nó như thế nào. Chưa biệt được chính xác khả năng tiếp nhận môn học này của em như thế nào, thông qua hệ điều hành mã nguồn mở Linux em xin phép dùng những kiến thức đã học để giải thích các các thủ thuật (trong số 40 nguyên lý được trình bày bởi Genrikh Saulovich Altshuller) đã được con người áp dụng trong suốt quá trình phát triển hệ điều hành này và nhờ thầy đánh giá giùm. Qua đây, em xin gởi lời cám ơn đến thầy Hoàng Kiếm, thầy đã rất tận tâm, truyền đạt rất nhiều kiến thức, ý tưởng mà em rất tâm đắc. Em chúc thầy cùng luôn khỏe mạnh và đạt nhiều thành quả trong công việc của mình. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 4 TỔNG QUAN Từ ngàn xưa đến nay, xã hội loài người không ngừng phát triển, do nhu cầu của cá nhân, của cộng đồng cùng với tinh thần cầu tiến con người đã tạo ra được một xã hội phát triển như ngày nay. Trong quá trình phát triển xã hội, con người đã không ngừng sáng tạo một cách vô thức hoặc có ý thức. Sáng tạo là một quá trình phát triển không ngừng và ta thấy trong mọi hoạt động xã hội đều có bóng dáng của sự sáng tạo. Trước đây, hoạt động sáng tạo được cho là thiên phú, huyền bí, may mắn hoặc ngẫu hứng, . . ., thì ngày nay lĩnh vực sáng tạo đã được nhà khoa học, nhà giáo Genrikh Saulovich Altshuller khái quát hóa thành một môn khoa học và một bộ phận quan trọng nhất trong bộ môn khoa học này là hệ thống 40 thủ thuật, và một sự sáng tạo nào khi phân tích ta cũng thấy nó nằm trong hệ thống 40 thủ thuật này. Trong sự phát triển của xã hội ngày nay, đặc biệt là sự phát triển rất nhanh của ngành công nghệ thông tin thì công việc sáng tạo lại càng to lớn hơn, rõ nét hơn. Phần mềm mã nguồn mở (trong đó có phần mềm hệ điều hành Linux) đã thể hiện rất rõ ràng sự sáng tạo của con người trong lĩnh vực công nghệ thông tin. Phần trình bày dưới đây sẽ khái quát lịch sử phát triển của Hệ điều hành mã nguồn mở Linux và giải thích các các nguyên lý (trong số 40 nguyên lý được trình bày bởi Genrikh Saulovich Altshuller) đã được con người áp dụng trong quá trình phát triển hệ điều hành này. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 5 PHẦN I: KHÁI QUÁT 40 NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO 1) Nguyên lý phân nhỏ: a. Chia đối tượng thành các phần độc lập. b. Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. c. Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng. 2) Nguyên lý “tách khỏi”: - Tách phần gây “phiền phức” (tính chất “phiền phức”) hay ngược lại tách phần duy nhất “cần thiết” (tính chất “cần thiết”) ra khỏi đối tượng. 3) Nguyên lý phẩm chất cục bộ: a. Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. b. Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau. c. Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối với công việc. 4) Nguyên lý phản đối xứng: - Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung giảm bậc đối xứng). 5) Nguyên lý kết hợp: - Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt động kế cận. - Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận. 6) Nguyên lý vạn năng: - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của các đối tượng khác. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 6 7) Nguyên lý “chứa trong”: - 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. 8) Nguyên lý phản trọng lượng: - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng khác có lực nâng. - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử dụng các lực thủy động, khí động... 9) Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ: - Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại). 10) Nguyên lý thực hiện sơ bộ: - 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. 11) Nguyên tắc dự phòng: - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. 12) Nguyên tắc đẳng thế: - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 7 13) Nguyên tắc đảo ngược: - Thay vì hành động như 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. 14) Nguyên tắc cầu (tròn) hoá: a. Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu. b. Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn. c. Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm. 15) Nguyên tắc linh động: a. Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc. b. Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau. 16) Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”: - Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn. 17) Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: a. Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường (một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên mặt phẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi chuyển sang không gian (ba chiều). b. Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 8 c. Đặt đối tượng nằm nghiêng. d. Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước. e. Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. 18) Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học: a. Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (đến tần số siêu âm). b. Sử dụng tần số cộng hưởng. c. Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. d. Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 19) Nguyên tắc tác động theo chu kỳ: a. Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). b. Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. c. Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 20) Nguyên tắc liên tục tác động có ích a. Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). b. Khắc phục vận hành không tải và trung gian. c. Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay. 21) Nguyên lý “vượt nhanh”: a. Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. b. Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 9 22) Nguyên lý biến hại thành lợi: a. Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường) để thu được hiệu ứng có lợi. b. Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. c. Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. 23) Nguyên lý quan hệ phản hồi: a. Thiết lập quan hệ phản hồi b. Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó. 24) Nguyên lý sử dụng trung gian: - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp. 25) Nguyên lý tự phục vụ: a. Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa. b. Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư. 26) Nguyên lý sao chép (copy): a. Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao. b. Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh, hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết. c. Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biẻu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 10 27) Nguyên lý “rẻ” thay cho “đắt”: - Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém hơn (thí dụ như về tuổi thọ). 28) Thay thế sơ đồ cơ học: a. Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị. b. Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng. c. Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định. d. Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. 29) Sử dụng các kết cấu khí và lỏng: - Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng: nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực. 30) Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng: a. Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. b. Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. 31) Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ: a. Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ (miếng đệm, tấm phủ…) b. Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. 32) Nguyên lý thay đổi màu sắc: a. Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài b. Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 11 c. Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang. d. Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. e. Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. 33) Nguyên lý đồng nhất: - Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. 34) Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần: - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không càn thiết phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi...) hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. 35) Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng: a. Thay đổi trạng thái đối tượng. b. Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. c. Thay đổi độ dẻo. d. Thay đổi nhiệt độ, thể tích. 36) Sử dụng chuyển pha: Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng... 37) Sử dụng sự nở nhiệt: a. Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 12 b. Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. 38) Sử dụng các chất oxy hoá mạnh: a. Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy. b. Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy. c. Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy. d. Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon. 39) Thay đổi độ trơ: a. Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà. b. Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất phụ gia, trung hoà. c. Thực hiện quá trình trong chân không. 40) Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite): - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung sử dụng các vật liệu mới. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 13 PHẦN II: TỔNG QUAN VỀ HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX 1. Lịch sử phát triển của Linux. - Khái niệm về mã nguồn mở được Richard Stallman nêu ra từ những năm 1970, nhưng nó chỉ thực sự trở nên một khuynh hướng rõ riệt từ năm 1991, sau khi hệ điều hành (HĐH) mã nguồn mở Linux ra đời. Dù bên cạnh Linux còn có các HĐH mã nguồn mở khác như NetBSD, FreeBSD, (do Đại Học Berkeley, Hoa Kỳ phát triển) nhưng chỉ Linux được sự đồng thuận và hưởng ứng nhiệt tình của cộng đồng mã nguồn mở quốc tế. Như vậy thì Linux là gì và nó ra đời như thế nào? - Vào những năm đầu thập kỷ 90 của thế kỷ XX, DOS là hệ điều hành phổ biến nhất trên thế giới nhờ chiến lược tiếp thị thông minh. HĐH Mac của Apple tốt hơn nhưng giá quá cao nên nó trở thành một "vật xa xỉ" đối với người dùng. - Không chỉ có HĐH MAC có giá cao mà còn có hệ điều hành khác nữa là Unix. Mã nguồn Unix được giảng dạy tại những địa chỉ danh tiếng như Bell Labs và được bảo vệ nghiêm ngặt, không được công bố rộng rãi. - Linus Torvalds tiếp xúc với hệ điều hành thông qua Minix (một microkernel clone của UNIX), Minix được giới thiệu bởi Andrew Tanenbaum, ông sử dụng Minix để giảng dạy thiết kế hệ điều hành. Sau khi tìm hiểu và thấy Minix còn hạn chế nên Torvalds muốn viết một hệ điều hành thay thế Minix. - Ngày 5/4/1991, Linus Torvalds, chàng sinh viên năm 2 của trường Đại học Helsinki, Phần Lan đã bắt tay vào viết những dòng lệnh đầu tiên cho hệ điều hành của mình. - HĐH của Torvalds bắt đầu là chương trình giả lập thiết bị đầu cuối được viết bằng hợp ngữ Intel 80368 và ngôn ngữ C, được biên dịch thành dạng nhị phân và được khởi động từ một đĩa mềm để nó có thể chạy mà không cần bất kỳ hệ điều hành nào. Ban đầu Linus Torvalds cần phải có hệ thống Minix chạy bên dưới để cấu hình, biên dịch, cài đặt cho hệ điều hành của mình. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 14 - Ngày 25/8/1991, Linus cho ra version 0.01 với 10.239 dòng lệnh và thông báo bằng thư điện tử đến comp.os.minix (nhóm tin Minix) về dự định của mình về Linux. Thư có đoạn đại ý như sau: "Xin chào tất cả những người đang sử dụng Minix. Tôi đang xây dựng một HĐH miễn phí. Chỉ là sở thích thôi, không có quy mô lớn và chuyên nghiệp... Dự án này tôi đã ấp ủ từ tháng 4/1991 và đang trong giai đoạn sẵn sàng... Tôi sẽ làm một cái gì đó mang tính thực tế trong vòng vài tháng tới. Tôi muốn biết là mọi người thích những tính năng nào nhất. Tôi hoan nghênh bất kỳ đóng góp nào của các bạn, duy chỉ có điều là tôi không hứa có thực hiện được chúng hay không." (torvalds@kruuna .helsinki.fi). - Ban đầu, Linus Torvalds đặt tên cho hệ điều hành của mình là Freax, là sự kết hợp giữa “Freak” (điều kì dị), “free” (miễn phí) và “x” (ám chỉ nền tảng Unix mà HĐH của Torvalds phát triển dựa trên đó). Sau khi hoàn tất phiên bản sơ khai 0.01, Torvalds đã upload mã nguồn của hệ điều hành lên server của trường vào tháng 9/1991. Ari Lemmke, là bạn học cùng lớp với Linus Torvalds, lúc đó là tình nguyên viên quản lí server của trường, cảm thấy cái tên “Freax” không thực sự ấn tượng, nên đã tự ý chuyển thành “Linux” và sau đó Linus Torvalds cũng đã đồng ý gọi hệ điều hành của mình với tên là Linux (vì trước đó Torvalds cũng đã nghĩ đến việc đặt tên là Linux nhưng lại không dùng). - Tháng 10/1991, Torvalds giới thiệu phiên bản Linux 0.02. Lúc này Linux đã có thể chạy bash và gcc (trình dịch C GNU). - Tháng 12/1991, Linux có phiên bản 0.11. - Tháng 01 năm 1992, Linus Torvals cho ra phiên bản 0.12, lúc này hệ thống Linux đã vượt trội Minix về chức năng và nó có thể tự khởi động và tự biên dịch mã nguồn mà không cần Minix nữa. - Cũng vào năm này, Torvals đã có một quyết định được cho là đúng đắn khi phát hành Linux dưới dạng mã nguồn mở của giấy phép GPL (General Public License), cho phép tất cả mọi người có quyền download về để xem mã nguồn để HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 15 cùng chung tay phát triển. Đây được xem là quyết định đã giúp Linux có được sự phổ biến như ngày nay. - Tháng 3 năm 1992, Linux phiên bản 0.95 ra đời. Phiên bản 0.9x ra đời chuẩn bị cho phiên bản chính thức. - Năm 1993, Slackware, hệ điều hành đầu tiên phát triển dựa trên mã nguồn Linux được ra đời. Slackware là một trong những hệ điều hành Linux đầu tiên và có tuổi đời lâu nhất hiện nay. Phiên bản mới nhất hiện nay của hệ điều hành này là Slackware Linux 13.37. - Ngày 14/3/1994, sau 3 năm làm việc miệt mài, Torvalds cho ra mắt phiên bản hoàn thiện đầu tiên, Linux 1.0 với 176.250 dòng lệnh. Thành công lớn nhất của Linux 1.0 là nó đã hỗ trợ giao thức mạng TCP/IP, bên cạnh đó Điều khiển bộ nhớ ảo đã được mở rộng để hỗ trợ điều khiển trang cho các file swap và ánh xạ bộ nhớ của file đặc quyền. - Song song đó, ngày 3/11/1994, Red Hat Linux, phiên bản 1.0 được giới thiệu. Đây là một trong những hệ điều hành được thương mại hóa đầu tiên dựa trên Linux. - Tháng 3/1995, phiên bản 1.2 ra mắt với 310.950 dòng lệnh. Linux ở phiên bản này hỗ trợ phạm vi rộng rãi và phong phú hơn về phần cứng. - Năm 1996, Linus Torvalds ghé thăm công viên hải dương học, ông đã nảy sinh ý tưởng là dùng hình ảnh chú chim cánh cụt để làm biểu tượng chính thức cho hệ điều hành Linux (9/5/1996). - Ngày 9/6/1996, phiên bản 2.0 của Linux ra đời. Đặc trưng nổi bật của Linux 2.0 là hỗ trợ kiến trúc phức hợp, bao gồm cả cổng Alpha 64-bit đầy đủ, và hỗ trợ kiến trúc đa bộ xử lý. Phân phối nhân Linux 2.0 cũng chỉ thi hành được trên bộ xử lý Motorola 68000 và kiến trúc SPARC của SUN. Các thi hành của Linux dựa trên vi nhân GNU Mach cũng chạy trên PC và PowerMac. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 16 - Ngày 25/1/1999, Linux 2.2.0 ra đời với 1,800,847 dòng lệnh. - Ngày 18/12/1999, phiên bản 2.2.13 phát hành, cho phép Linux có thể sử dụng trong các máy của doanh nghiệp và đã sử dụng được các ứng dụng trên giao diện đồ họa. - Ngày 4/1/2001, Linux 2.4.0 ra đời với 3,377,902 dòng lệnh, Linux 2.4.0 có nhiều tính năng cải tiến, đặc biệt là giúp thao tác với các gói thông tin tốt hơn và hỗ trợ mã ký tự Unicode 32 bit. - Ngày 17/12/2003, Linux 2.6.0 ra đời với 5,929,913 dòng lệnh, Linux có khả năng điều khiển các máy đa bộ vi xử lý và rất nhiều các tính năng khác. - Công nghệ liên kết của Linux cho phép nhiều máy tính có cấu hình thấp có thể kết hợp (clustering) lại với nhau để tạo thành một siêu máy tính có tốc độ tính toán rất cao, khả năng của bộ nhớ cũng như dung lượng đĩa cứng được tăng lên nhiều lần. - Ngày 16/4/2008, Linux 2.6.25 ra đời với 9,232,484 dòng lệnh. Phiên bản này mang lại nhiều thay đổi lớn về khả năng hỗ trợ Wi-Fi, quản lý hệ thống tệp tin và ảo hóa. - Tính đến thời điểm hiện tại, Linux đã có rất nhiều biến thể và phiên bản khác nhau, được xây dựng và phát triển riêng biệt bởi các công ty phần mềm và các cá nhân. Năm 2007, hàng loạt hãng sản xuất máy tính lớn như HP, ASUS, Dell, Lenovo bán ra các sản phẩm laptop được cài đặt sẵn Linux. Thêm vào đó, hệ điều hành di động Android (cũng phát triển từ HĐH Linux) của Google, hiện là một trong những hệ điều hành dành cho các thiết bị di động thông dụng nhất hiện nay. - Sau hơn 20 năm tồn tại và phát triển, Linux được sử dụng rộng rãi trên toàn thế giới, trên các máy tính cá nhân, các máy chủ, đến các thiết bị di động, HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 17 máy nghe nhạc, máy tính bảng, các máy ATM và thậm chí trên cả các siêu máy tính… - Từ phiên bản đầu tiên với hơn 10 ngàn dòng lệnh, ngày 14/3/2011, sau 20 năm tồn tại và phát triển, nền tảng Linux 2.6.38 được phát hành, với 14.294.493 dòng lệnh, đánh dấu một chặng đường tồn tại và phát triển lâu dài của Linux. 2. Các phiên bản được phát triển từ Linux đang được sử dụng phổ biến hiện nay: - Thấy được tiềm năng to lớn của phần mềm mã nguồn mở nên rất nhiều công ty lớn (IBM, RedHat, Caldera, Debian, Compaq, Oracle . . .) đầu tư vào phân khúc này và chọn hướng đi tiếp theo cho sản phẩm của mình, cũng chính vì vậy mà hệ điều hành Linux được phát triển rất nhiều phiên bản khác nhau.  Ubuntu  Fedora  Linux Mint  OpenSuSe  PCLinuxOS  Debian  MEPIS  Mandriva  Slackware  CentOS  Puppy  Arch  . . . HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 18 - Tại Việt Nam hiện nay, đối với những người sử dụng mã nguồn mở, Ubuntu là HĐH được đa số người sử dụng. Nên phần trình bày dưới đây em khái quát thêm quá trình phát triển của Ubuntu. 3. Ubuntu – Một nhánh phát triển của Linux. a) Giới thiệu: - Ubuntu được bảo trợ bởi công ty Canonical Ltd. Nó phát hành một phiên bản mới cứ 6 tháng một lần và hỗ trợ 18 tháng sau khi phát hành phiên bản mới đó thông qua các nâng cấp về an ninh. Với phiên bản hỗ trợ lâu dài – LTS (Long Term Support), bạn sẽ có hỗ trợ 3 năm với các máy tính để bàn và 5 năm đối với các máy chủ. Không có bất kỳ phí bổ sung nào đối với phiên bản LTS. Các nâng cấp lên các phiên bản mới của Ubuntu là và vẫn sẽ là miễn phí (free of charge). Bằng cách này Ubuntu nhắm tới mục tiêu cung cấp một hệ điều hành luôn được cập nhật và tương đối ổn định cho người sử dụng thông qua việc sử dụng các phần mềm tự do. - Công ty Canonical Ltd., là một công ty phát triển phần mềm có trụ sở tại thủ đô Luân Đôn, nước Anh, do Mark Shuttleworth thành lập ngày 05/03/2004 (trước khi ra đời phiên bản đầu tiên Ubuntu 4.10 hơn 7 tháng). - Ngoài việc bảo trợ cho dự án Ubuntu, Canonical Ltd. còn bảo trợ cho các dự án liên quan khác như Ubuntu Server Edition, Xubuntu, Edubuntu, Kubuntu, Ubuntu on ARM và Ubuntu MID Edition… - Ngoài những bản phân phối do Canonical hỗ trợ, còn rất nhiều phiên bản Ubuntu dành cho những mục đích khác nhau, ví dụ Ubuntu Studio, Mythbuntu và những bản phân phối dựa trên Ubuntu, ví dụ như MEPIS. - Chỉ với một đĩa CD có chứa phần mềm HĐH Ubuntu, bạn sẽ dể dàng cài đặt trong khoảng 25 phút. Ubuntu cung cấp môi trường làm việc hoàn chỉnh. Bên cạnh đó, các phần mềm bổ sung ta có thể tải về từ Internet. - Ubuntu hỗ trợ gần 100 ngôn ngữ trên thế giới, trong đó có tiếng Việt. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 19 b) Chính sách ưu đãi. - Ubuntu và các phiên bản cao cấp (enterprise releases) sẽ luôn luôn miễn phí, luôn có các nâng cấp về bảo mật. - Ubuntu sẽ được hỗ trợ thương mại từ hãng Canonical và nhiều công ty khắp nơi trên thế giới. - Ubuntu bao gồm nền tảng truy cập và dịch thuật tốt nhất mà cộng đồng phần mềm tự do cung cấp cho người sử dụng. - Các đĩa CD Ubuntu chỉ phân phối các ứng dụng phần mềm tự do nên góp phần khuyến khích người sử dụng các phần mềm tự do và nguồn mở, cải tiến và phân phối chúng. c) Ý nghĩa của từ Ubuntu? Ubuntu là một từ có nguồn gốc từ châu Phi (do chủ tịch của Canonical là một người gốc Phi), có nghĩa là “tình người”. d) Đặc điểm cơ bản của Ubuntu. Ubuntu kết hợp những đặc điểm nổi bật của dòng Linux, như tính bảo mật trước mọi virus và malware, khả năng tùy biến cao, tốc độ, hiệu suất làm việc, và những đặc điểm của Ubuntu như giao diện bắt mắt, bóng bẩy, cài đặt đơn giản, và sự dễ dàng trong việc sao lưu dữ liệu… HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 20 e) Các phiên bản đã và sắp ra mắt của Ubuntu. Phiên bản Tên mã Ngày phát hành 4.04 Warty Warthog 20/10/2004 5.04 Hoary Hedgehog 08/04/2005 5.10 Breezy Badger 13/10/2005 6.06 LTS Dapper Drake 01/06/2006 6.10 Edgy Eft 26/10/2006 7.04 Feisty Fawn 19/04/2007 7.10 Gutsy Gibbon 18/10/2007 8.04 Hardy Heron 21/04/2008 8.10 Intrepid Ibex 24/10/2008 9.04 Jaunty Jackalope 23/04/2009 9.10 Karmic Koala 29/10/2009 10.04 Lucid Lynx 29/04/2010 10.10 Maverick Meerkat 10/10/2010 11.04 Natty Narwhal 28/04/2011 11.10 Oneiric Ocelot 13/10/2011 12.04 Precise Pangolin 26/04/2012 4. Tổng kết: * Một số thuận lợi và hạn chế của hệ điều hành mã nguồn mở a) Thuận lợi: HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 21 - Ngoài khả năng bảo mật tốt, độ tin cậy cao và không phụ thuộc vào nhà cung cấp, bên cạnh đó, nó được phát triển bởi một mô hình phát triển phần mềm nguồn mở hiệu quả, bên cạnh đó lượng hacker ít tập trung khai thác Linux nên hệ điều hành mã nguồn mở rất ít bị lây nhiễm các phần mềm có hại. - HĐH Linux rất cơ động, khi có một thiết bị phần cứng mới nào ra đời, nhân Linux đều có thể chỉnh sửa để tận dụng lợi thế. Chẳng hạn chỉ một vài tuần sau khi Intel giới thệu bộ vi xử lý Xeon, nhân Linux đã được mổ xẻ và sẵn sàng cho việc khai thác bộ vi xử lý này. Linux cũng được khai thác ở các dòng máy Alpha, Mac, PowerPC và thậm chí cho cả Palmtops, một sức mạnh mà khó HĐH nào có thể đáp ứng được. - Linux có thể chạy trên hầu hết các máy tính có cấu hình thấp, đây quả là sự thay thế hợp lý cho những người dùng máy tính thu nhập thấp. - Sau cùng và cũng là lợi thế nhất của Linux là có số lượng lập trình viên đầy tâm huyết và rộng khắp trên thế giới. b) Hạn chế: - Tuy nhiên, hiện tại số lượng phần cứng được hỗ trợ bởi Linux vẫn còn rất khiêm tốn so với Windows vì các trình điều khiển thiết bị tương thích với Windows nhiều hơn là Linux. - Trong quá khứ, Linux với giao diện ký tự kém thân thiện khiến mọi người e ngại sử dụng. Giao diện đồ họa của các phiên bản Linux mới nhất cũng chưa thể sánh với các phần mềm thương phẩm tương tự như Windows của Microsoft. Bên cạnh đó còn là sự hạn chế các tính năng ứng dụng... - Ngày nay một số sản phẩm phát triển từ Linux đã thương mại hóa và xu hướng này có thể sẽ là một trào lưu cho các sản phẩm mã nguồn mở khác một ngày không xa. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 22 PHẦN III: CÁC NGUYÊN LÝ ĐÃ ĐƯỢC ÁP DỤNG TRONG QUÁ TRÌNH PHÁT TRIỂN HỆ ĐIỀU HÀNH LINUX: * Trong quá trình phát triển hệ điều hành Linux, một số nguyên lý sau đã được áp dụng để cải tiến sản phẩm: - Nguyên lý rẻ thay cho đắt: Thay vì sử dụng các hệ điều hành khác thì ta phải trả một số tiền lớn cho bản quyền nên khi chuyển qua sử dụng Linux ta sẽ giảm bớt chi phí bỏ ra. - Nguyên lý quan hệ phản hồi: Hệ điều hành Linux trong nhiều trường hợp phải tương tác với người dùng. Khi người dùng phát sinh ra một yêu cầu nào đó thông qua giao diện, thiết bị phần cứng, . . . thì hệ điều hành phải căn cứ vào đó mà có phản hồi tương ứng cho người dùng. - Nguyên lý đảo ngược: Trước khi Linux ra đời thì các hệ điều hành thường có mã nguồn đóng, Linux lại đi theo hướng ngược lại bằng cách cho mọi người xem và phát triển mã nguồn của mình. - Nguyên lý đổi màu: Từ phiên bản đầu tiên chỉ có giao tiếp đơn giản thông qua những dòng lệnh đơn sắc, cho đến nay, những phiên bản mới nhất với giao diện đầy màu sắc được bố trí hợp lý đã giúp cho Linux rất thân thiện, dể sử dụng với người dùng. - Nguyên lý sao chép: Tất cả phiên bản sau này của hệ điều hành Linux cũng xuất phát từ lõi của phiên bản đầu tiên mà phát triển thêm. Thậm chí ngay cả Linux đầu tiên cũng là một phần lõi của Unix. - Nguyên lý loại bỏ và tái sinh từng phần: Khi máy tính khởi động thì một số tiến trình được nạp vào bộ nhớ và thực thi. Sau khi đã khởi động xong thì các tiến trình đó không cần thiết nữa thì hệ điều hành sẽ gỡ bỏ các tiến trình đó để dùng bộ nhớ cho những công việc khác. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 23 - Nguyên lý chứa trong: Bên cạnh cung cấp môi trường làm việc, hệ điều hành Linux còn chứa rất nhiều ứng dụng khác đi kèm để phục vụ cho nhu cầu của người dùng. - Nguyên lý vạn năng: Hệ điều hành Linux đảm nhiệm rất nhiều công việc, từ quản lý điều khiển các thiết bị phần cứng, phần mềm đến việc cung cấp giao diện, môi trường hoạt động… - Nguyên lý kết hợp: Hệ điều hành là một hệ thống kết hợp từ rất nhiều module lại với nhau để có thể làm việc với các thiết bị phần cứng khác nhau. Bên cạnh đó công việc xử lý phức tạp nên cũng phải đòi hỏi sự kết hợp từ rất nhiều module khác nữa. Và chính bản thân của Linux cũng là sản phẩm kết hợp của nhiều người.  Một ví dụ khác là HĐH Linux có khả năng kết hợp nhiều máy tính có cấu hình thấp lại thành một siêu máy tính có những khả năng vượt trội. - Nguyên lý dự phòng: Khi chúng ta làm việc với máy tính, thỉnh thoảng có một số trường hợp vô tình không có lợi cho người sử dụng hoặc hệ điều hành, thì hệ điều hành luôn có cơ chế đề phòng rủi ro để giảm thiểu thiệt hại.  Ví dụ: Khi bị ngắt điện đột ngột thì sau khi có điện hệ điều hành sẽ có những cơ chế khắc phục (nhất là đối với các dữ liệu soạn thảo chưa kịp lưu) hay khi ta vô tình nhấn phím có chức năng xóa dữ liệu thì hệ điều hành cũng yêu cầu ta xác nhận lại có đúng là mình muốn thực hiện thao tác đó không. - Nguyên lý tách khỏi: Lúc đầu muốn chạy Linux cần phải có một hệ thống Minix chạy bên dưới để cấu hình, biên dịch, cài đặt và chạy nó nhưng sau đó hệ thống Linux nhanh chóng vượt trội Minix về chức năng và nó có thể tự khởi động và tự biên dịch mã nguồn. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 24 TỔNG KẾT - Bài viết này chỉ là vận dụng một số kiến thức đã được học để giải thích các nguyên lý mà những nhà lập trình đã áp dụng vào để tạo ra một HĐH mã nguồn mở Linux nổi tiếng như hiện nay. Thật sự bài phân tích này nhiều thiếu sót, kính mong sự góp ý của thầy. Bên cạnh đó môn học này đã giúp em thay đổi một số quan niệm chưa đúng, đổi mới tư duy và biết được cách để tiến hành giải quyết một vấn đề nào đó. - Nếu trong mọi lĩnh vực, chúng ta cũng vận dụng được các nguyên lý sáng tạo này thì khi đó xã hội sẽ phát triển vượt bậc. Ở một số nước trên thế giới, chẳng hạn như Mỹ (một trong những nước có số lượng phát minh sáng chế nhiều nhất thế giới) người ta đã thấy được lợi ích to lớn của bộ môn khoa học này mang lại như thế nào nên họ đầu tư rất sớm và áp dụng rộng rãi. Tại Việt Nam, việc tiếp cận bộ môn khoa học này còn rất hạn chế, do đó chúng ta phải tích cực góp phần quảng bá để nhiều người hơn nữa được tiếp cận với bộ môn này. - Và nếu bộ môn học này được giới thiệu từ các cấp độ thấp hơn, giúp cho học sinh, sinh viên có những kiến thức nhất định sẽ giúp các em rất nhiều trong việc định hướng, đánh giá, giải quyết những công việc gặp phải trong cuộc sống hằng ngày mà chưa có giải pháp thích hợp. HVTH: Tô Hồ Hải – CH1101011 Trang 25 TÀI LIỆU THAM KHẢO  (1) Hoàng Kiếm, Bài giảng PPNCKH, Trường ĐH CNTT, 2012. (2) Hoàng Kiếm, Giải một bài toán trên máy tính như thế nào – Tập 1- 2 - 3, NXB Giáo dục, 2005. (3) Một số bài viết trên website của Trung tâm Sáng tạo Khoa học – Kỹ thuật (cstc.vn) (4) Một số bài viết trên website Wikipedia (vi.wikipedia.org) (5) Một số bài viết trên website ubuntu-vn (ubuntu-vn.org) (6) Và một số tài liệu tổng hợp trên Internet.