Đề tài Ứng dụng nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo cơ bản trong phần mềm matlab

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN - --------------  --------------- KHOA: MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG MÔN : PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO – KHOA HỌC Đề tài : ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC (THỦ THUẬT) SÁNG TẠO CƠ BẢN TRONG PHẦN MỀM MATLAB GVHD :GS-TSKH. Hoàng Văn Kiếm Thực hiện:Tạ Lê Thủy Tiên MSHV:CH1101144 Niên khóa: 2011 – 2013 Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 2 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 LỜI NÓI ĐẦU: ỗi người làm việc, không thể không suy nghĩ và đòi hỏi cải tiến công việc phải là cơ sở cho mọi suy nghĩ của chúng ta. Tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ bản nhất của mỗi con người. Chúng ta cần sáng tạo vì chúng ta cảm thấy rằng, mọi việc cần được thực hiện theo cách đơn giản hơn và tốt hơn. Sáng tạo gắn liền với sự thay đổi, đưa ra cái mới (đổi mới), sáng chế, các ý tưởng mới, các phương án lựa chọn mới. Mọi người có thể dùng tính sáng tạo của mình để đặt vấn đề một cách bao quát, phát triển các phương án lựa chọn, làm phong phú các khả năng và tưởng tượng các hậu quả có thể nảy sinh. Sự sáng tạo nảy sinh ở mọi tầng lớp và mọi giai đoạn trong cuộc sống của chúng ta.Nhà toán học vĩ đại Poincaré có nói: "Trong sáng tạo khoa học, ý tưởng chỉ là những ánh chớp, nhưng ánh chớp đó là tất cả", hay lời của một nhà khoa học vĩ đại khác, Linus Pauling, khi trả lời câu hỏi làm thế nào người ta sáng tạo ra được các lý thuyết khoa học: "Người ta phải cố nắm bắt được nhiều ý tưởng" và "con đường để có được một ý tưởng tốt là có thật nhiều ý tưởng". Tóm lại, bạn làm được gì mới, khác và có ích lợi, đấy là sáng tạo. "Phương pháp luận sáng tạo" là bộ môn khoa học có mục đích trang bị cho người học hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được tư duy. Có người đưa ra định nghĩa về đời người như sau: Cuộc đời là chuỗi các vấn đề cần phải giải quyết và chuỗi các quyết định cần phải ra. Quả thật, mỗi người chúng ta trong cuộc đời của mình gặp biết bao vấn đề, từ chuyện mua sắm, học hành, quan hệ giao tiếp đến chọn ngành nghề, nơi ở, thu nhập, xã hội… phải suy nghĩ để giải quyết và ra quyết định xem phải làm gì và làm như thế nào. Như vậy thấy rằng đối tượng và mục đích của bộ môn khoa học này lại hết sức gần gũi với mỗi người. Theo các nhà nghiên cứu, khoa học này ứng với "làn sóng thứ tư" trong quá trình phát triển của loài người, sau nông nghiệp, công nghiệp và tin học. Làn sóng thứ tư ứng với Creatology (hay còn gọi là thời đại hậu tin học) chính là sự nhấn mạnh vai trò chủ thể tư duy sáng tạo của loài người trong thế kỷ XXI. Sau khi tham dự môn học về “Phương pháp lí luận sáng tạo khoa học” tại trường Đại học Công Nghệ Thông Tin do thầy GS-TSKH Hoàng Văn Kiếm giảng dạy , tôi đã có những kiến thức căn bản về các nguyên lí sáng tạo. Vận dụng các nguyên lí sáng tạo vào nghiên cứu khoa học là rất quan trọng. Nó giúp các ứng dụng sáng tạo hoạt động linh hoạt và hiệu quả, mang lại những kết quả ưu việt nhất; đồng thời M Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 3 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 chống lại thói quen suy nghĩ theo lối mòn và tính ì tâm lí. Thời gian qua, tôi đã tìm hiểu về phần mềm Matlab – phần mềm được ứng dụng rộng rãi trong giáo dục và kỹ thuật, một công cụ hữu ích để giải những bài toán giải tích và những bài toán số, ma trận và mô phỏng. Đây là phần mềm đã không ngừng hoàn thiện và phát triển, ngày càng trở nên phổ biến rộng rãi và không thể thiếu trong các ngành kỹ thuật thiết kế và chế tạo. Trong phạm vi đề tài này, tôi muốn chia sẽ những thông tin và những hiểu biết của bản thân về những gì tôi đã tìm hiểu được từ Matlab và những áp dụng của phương pháp lí luận sáng tạo mà tôi tìm thấy ở đây. Mong rằng sẽ được sự đón nhận của thầy và các bạn! Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 4 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... ..................................................................................................................... Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 5 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 MỤCLỤC: LỜI NÓI ĐẦU: ............................................................................................................................. 2 NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................... 4 MỤCLỤC: ................................................................................................................................... 5 I. Giới thiệu về Phương pháp luận sáng tạo (TRIZ), ............................................................ 6 II. Giới thiệu về phần mềm Matlab ..................................................................................... 6 A. Cấu trúc dữ liệu của Matlab ........................................................................................... 6 B. Ứng dụng ......................................................................................................................... 6 C. Hệ thống .......................................................................................................................... 7 1. Môi trường phát triển. ................................................................................................ 7 2. Thư viện các hàm toán học. ........................................................................................ 7 3. Ngôn ngữ Matlab......................................................................................................... 7 4. Đồ họa trong Matlab. .................................................................................................. 7 5. Giao tiếp với ngôn ngữ khác như C và Fortran ......................................................... 7 III. Ứng dụng của TRIZ vào Matlab ................................................................................ 7 1. Nguyên tắc phân nhỏ ...................................................................................................... 7 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng ...................................................................................... 9 3. Nguyên tắc kết hợp ....................................................................................................... 12 4. Nguyên tắc vạn năng:.................................................................................................... 13 5. Nguyên tắc chứa trong:................................................................................................. 15 6. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ........................................................................................... 17 7. Nguyên tắc linh động: ................................................................................................... 18 IV. Kết luận ......................................................................................................................... 20 Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 6 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 I. Giới thiệu về Phương pháp luận sáng tạo (TRIZ), Phương pháp luận sáng tạo là hệ thống các phương pháp kĩ thuật tìm kiếm những giải pháp kỹ thuật mới (TRIZ), cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải những bài toán khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học của mọi người. Tiền đề cơ bản của TRIZ là: các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài toán sáng chế. TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng. II. Giới thiệu về phần mềm Matlab Matlab là một ngôn ngữ lập trình thực hành bậc cao được sử dụng để giải các bài toán về kỹ thuật. Matlab thích hợp được việc tính toán, thể hiện kết quả, cho phép lập trình, giao diện làm việc rất dễ dàng cho người sử dụng. Dữ liệu cùng với thư viện được lập trình sẵn cho phép người sử dụng có thể có được những ứng dụng sau: + Sử dụng các hàm có sẳn trong thư viện, các phép tính toán học thông thường. + Cho phép lập trình tạo ra các ứng dụng mới. + Cho phép mô phỏng các mô hình thực tế. + Phân tích, khảo sát và hiển thị dữ liệu. + Với phần mềm đồ họa cực mạnh. + Cho phép phát triển, giao tiếp được với các phần mềm khác như C++, Fortran. A. Cấu trúc dữ liệu của Matlab Matlab là một hệ thống tương giao, các phần tử dữ liệu là một mảng (mảng này không đòi hỏi về kích thước). Chúng cho phép giải quyết các vấn đề liên quan đến lập trình bằng máy tính, đặc biệt sử dụng các phép tính về ma trận hay véc tơ và có thể sử dụng ngôn ngữ C hoặc Fortran lập trình rồi thực hiện ứng dụng lập trình đó bằng các câu lệnh gọi từ Matlab. Matlab là từ viết tắt từ chữ Matrix Laboratory tức là thư viện về ma trận, từ đó phần mềm Matlab được viết nhằm cung cấp cho việc truy cập vào phần mềm ma trận một cách dễ dàng. Dữ liệu của Matlab thể hiện dưới dạng ma trận, và có các kiểu dữ liệu: single; double; spares; int8, uint8, int16…; cell; char; structure B. Ứng dụng Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 7 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Matlab tạo điều kiện thuận lợi cho: Các khoa học về toán học; các kỹ sư, các nhà nghiên cứu khoa học; Dùng Matlab để tính toán, nghiên cứu tạo ra các sản phẩm tốt nhất trong sản xuất. C. Hệ thống Hệ thống giao diện của Matlab được chia thành 5 phần. 1. Môi trường phát triển. Đây là nơi đặt các thanh công cụ, các phương tiện giúp chúng ta sử dụng các câu lệnh và các file, ta có thể liệt kê một số như sau, - Desktop - Command Window - Command History - Browsers for viewing help 2. Thư viện các hàm toán học. Bao gồm các cấu trúc như tính tổng, sin cosin atan …., các phép tính đơn giản đến các phép tính phức tạp như tính ma trận nghịch đảo, trị riêng…. 3. Ngôn ngữ Matlab. Đó là ngôn ngữ cao về ma trận và mảng, với các dòng lệnh, các hàm cấu trúc dữ liệu vào, có thể lập trình hướng đối tượng. 4. Đồ họa trong Matlab. Bao gồm các câu lệnh thể hiện đồ họa trong môi trường 2D và 3D, tạo các hình ảnh chuyển động, cung cấp các giao diện tương tác giữa người sử dụng và máy tính. 5. Giao tiếp với ngôn ngữ khác như C và Fortran III. Ứng dụng của TRIZ vào Matlab TRIZ ứng dụng rất nhiều vào thực tế cuộc sống. Nhiều phát minh sáng chế đã ra đời dựa trê ứng dụng TRIZ. Sáng tạo trong tin học cũng vậy, các vấn đề từ thuật giải bài toán, cho tới các nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới. Matlab cũng đã ứng dụng nhiều nguyên tắc sáng tạo TRIZ trong đó. Đi vào tìm hiểu tổng quan về Matlab, ta tìm hiểu TRIZ đã được ứng dụng vào đây như thế nào. 1. Nguyên tắc phân nhỏ Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 8 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 1.1 Cơ sở lý thuyết Nội dung: - Chia đối tượng thành các phần độc lập. - Làm đối tượng trở nên tháo lắp được. - Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng Nhận xét: 1- Từ "đối tượng" trong 40 nguyên tắc, cần hiểu theo nghiã rộng. Đó có thể bất kỳ cái gì có khả năng phân nhỏ được, không nhất thiết phải là đối tượng kỹ thuật. Tương tự như vậy đối với các thủ thuật khác có từ" đối tượng". 2- Thủ thuật này thường dùng trong những trường hợp khó làm "trọn gói", "nguyên khối", "một lần". Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho phù hợp với những phương tiện hiện có.... 3- Phân nhỏ đặc biệt hay dùng trong những trường hợp cần có bề mặt tiếp xúc lớn như trong các phản ứng hoá học, tạo sự cháy nổ, trao đổi nhiệt, trao đổi nhiệt 4- Tháo lắp làm cho đối tượng trở nên nhỏ gọn, thuận tiện cho việc chuyên chở, xếp đặt và khả năng thay thế từng bộ phận đối tượng, kể cả việc mở rộng chức năng của từng bộ phận đó. 5- Cần tưởng tượng: nhờ phân nhỏ mà đối tượng, ban đầu ở thể rắn, chuyển dần sang dẻo, lỏng khí, plasma....., nói chung, có thể phân nhỏ đến vi mô. 6- Sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay đổi về chất, cho nên, phân nhỏ có thể làm đối tu7ọng có thêm những tính chất mới, thậm trí, ngược với tính chất đã có. 7- Nguyên tắc phân nhỏ hay dùng với các nguyên tắc 2. Tách khỏi, 3. Phẩm chất cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15 Linh động... 1.2 Ứng dụng Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 9 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Matlab có các toolbox dùng vào những mục đích chuyên biệt và hoạt động độc lập với nhau. + Signal Processing: xử lí tín hiệu DSP + Control System: hệ thống điều khiển + Symbolic Math: tính toán hình thức + Bioinformatics: sinh học + Curve fitting: Nội suy dãy điểm + Financial derivative: + Filler design HDL coder: vi mạch khả trinh( +… Phân Matlab ra thành những Toolbox nhỏ, mỗi Toolbox có những công cụ riêng biệt phục vụ chức năng của nó. Mỗi khi khởi động Matlab không cần phải khởi động tất cả Toolbox cùng lúc. Các Toolbox chứa lệnh đầy đủ chuyên biệt hơn, thời gian chạy ngắn hơn và ít tốn bộ nhớ khi chạy chương trình. 2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng 2.1 Cơ sở lý thuyêt Nội dung: 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. Nhận xét: Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 10 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 1 - Đối tượng, thông thường, có nhiều thành phần (tính chất, khía cạnh, chức năng…), trong khi đó, người ta chỉ thực sự cần 1 trong những số đó. Vậy không nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm chi phí hoặc vận chuyển không thuận tiện. Phải nghĩ cách tách cái cần thiết ra để sử dụng riêng. Tương tự như vậy đối với phần gây phiền phức, để khắc phục nhược điểm có trong đối tượng. 2 - Do tách khỏi đối tượng mà phần tách ra (hoặc phần giữ lại) có thêm những tính chất, những khả năng mới (nhiều khi, ngược với cái cũ). Do đó, cần tận dụng chúng. Những tính chất, những khả năng mới có thể là gọn hơn, linh động hơn, dễ thay thế, tăng tính điều khiển… 3 - Khi nói "tách khỏi" mới chỉ ra định hướng suy nghĩ, định hướng việc làm. Để trả lời câu hỏi "Làm thế nào để tách khỏi?" cần tham khảo cách làm ở những lĩnh vực chuyên về công việc đó như luyện kim, lọc, trích ly, chọn giống, giải phẫu, tuyển lựa… 4 - Nguyên tắc tách khỏi hay dùng với các nguyên tắc: 1. Phân nhỏ, 3. Phẩm chất cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15. Linh động… 2.2 Ứng dụng Thông thường việc lập trình tính toán dưới các dòng lệnh phức tạp và gây khó hiểu cho người sử dụng. Matlab có công cụ trực quan là lập trình giao diện Guide. Lúc này, việc hiển thị code chương trình là không cần thiết, Guide chỉ cần cung cấp các checkbox, listbox, nút bấm, đồ thị,… với các thuộc tính, thông số thích hợp để điều chỉnh. Do đó, việc thiết kế Guide tách việc lập trình giao diện thành 2 đối tượng: .m file chứa các code để người lập trình điều khiển và figure chức các công cụ trực quan. Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 11 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Giao diện figure .m file Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 12 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Kết quả hiển thị Như vậy, việc sử dụng figure trở nên dễ dàng mà không bận tâm đến những dòng lệnh tạo đối tượng phức tạp. Đồng thời, việc viết code .m file cũng ngắn gọn hơn mà không bận tâm đến những dòng mã hiển thị và đồ họa dài dòng. Việc tách khỏi hai đối tượng này làm giảm bớt tính “phiền phức” và thể hiện cái “cần thiết” chính của mỗi đối tượng. 3. Nguyên tắc kết hợp 3.1 Cơ sở lý thuyết: Nội dung: - Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất. - Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công việc Nhận xét: 1- "Kế cận", không nên chỉ hiểu gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, mà nên hiểu là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau....do vậy, có thể có những kết hợp các đối tượng " ngược nhau" (ví dụ bút chì kết hợp với tẩy) . 2- "Kết hợp" cần hiểu theo nghiã rộng, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số học) hay gắn thêm (kiểu cơ học), mà còn được hiểu chuyển giao, đưa vào những ý tưởng, tính chất, chức năng....từ những lĩnh vực hoặc những đối tượng khác. 3- Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, ,thường có những tính chất, khả năng mà Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 13 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có. điều này có nguyên nhân sâu xa là lượng đổi thì chất đổi và do tạo được sự thống nhất mới của các mặt đối lập. 4-Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc....thường hay đan xen nhau nên khả năng kết hợp luôn luôn có. do vậy, cần chú ý khai thác nguồn dự trữ này. 5- Nguyên tắc kết hợp thường hay sử dụng với 1. Nguyên tắc phân nhỏ, 3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ... Điều này phản ánh một khuynh hướng phát triển biện chứng: sự liên kết, hợp tác hoá thường đi kèm với sự phân công lao động và chuyên môn hoá. 3.2 Ứng dụng Nhưng ví dụ trên về lập trình giao diện Guide, ta nhận thấy nguyên tắc kết hợp đi kèm với nguyên tắc tách khỏi. Việc tách khỏi làm cho sử dụng đối tượng dễ dàng hơn, nhưng figure và .m file luôn đi kèm với nhau để hỗ trợ. .m file điều khiển các nút lệnh mà figure đã tạo. Một ví dụ nữa là công cụ tính toán hình thức MUPAD. Việc giải phương trình kết hợp với biểu diễn nghiệm bằng giao điểm trên đồ thị. Các lệnh solve, plot, plot3D, animate… được sử dụng kết hợp 4. Nguyên tắc vạn năng: 4.1 Cơ sở lý thuyết: Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 14 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Nội dung: Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. Nhận xét: - Nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp: kết hợp về mặt chức năng trên cùng một đối tượng. - Nguyên tắc vạn năng, trước tiên và hay được dùng trong các lĩnh vực, tại đó có những sự hạn chế việc phát triển theo “chiều rộng” như khó có thể tăng thêm về trọng lượng, thể tích, diện tích… Các lĩnh vực đó là quân sự, hàng không, vũ trụ, thám hiểm, du lịch, các trang thiết bị dùng tại những nơi chật chội… - Nguyên tắc vạn năng còn được dùng với mục đích tăng mức độ tận dụng các nguồn dự trữ có trong đối tượng, do vậy, tiết kiệm được vật liệu, không gian, thời gian, năng lượng -Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với nguyên tắc 20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích. - Nguyên tắc vạn năng đóng vai trò quan trọng trong thiết kế, chế tạo, dự báo…, vì nó phản ánh khuynh hướng phát triển, tăng số chức năng mà đối tượng có thể thực hiện được 4.2 Ứng dụng Simulink là phần mềm dùng để mô hình hóa, mô phỏng và phân tích một hệ thống động. Simulink cho phép mô tả một hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến các phương trình trong thời gian liên tục, gián đoạn hay một hệ kết hợp liên tục và gián đoạn. Hệ thống cũng có thể có nhiều tốc độ khác nhau. Công cụ mô phỏng Simulink được tích hợp sẵn thư viện mô hình chứa các khối như khối nhận tín hiệu, các nguồn tín hiệu, các phần tử tuyến tính và phi tuyến ,…mô phỏng trong nhiều lĩnh vực: hàng không, kỹ thuật số, dao động, cơ khí, giao thông, …Việc thiết kế Simulink theo nguyên tắc vạn năng giúp tiết kiệm không gian, không cần thiết phải xây dựng mỗi công cụ cho mỗi chức năng. Đồng thời, người dùng có thể tạo ra những khối chức năng mới, tăng số chức năng của đối tượng. Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 15 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 Cửa sổ Simulink với danh sách thư viện (bên trái) và các khối mô hình (bên phải) 5. Nguyên tắc chứa trong: 5.1 Cơ sở lý thuyêt 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. Nhận xét: 1- "Chứa trong" cần hiểu theo nghiã rộng, không chỉ đơn thuần theo nghiã không gian. Ví dụ, khái niệm này nằm trong khái niệm khác, lý thuyết này nằm trong lý thuyết khác, chung hơn... 2- Nguyên tắc "chứa trong" là trường hợp riêng, cụ thể hoá 3. nguyên tắc phẩm chất cục bộ. Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt "trong" và "ngoài" thì nay "trong" và "ngoài" có các phẩm chất, chức năng riêng. ....Tương tự như vậy, giữa "bề mặt" và "thể tích". 3- "Chứa trong" chỉ ra hướng tận dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng, cụ thể là phần thể tích bên trong đối tượng. Nếu để ý quan sát ta sẽ thấy rất nhiều đối tượng vẫn còn chưa được khia thác "tiềm năng" này. 4- "Chứa trong" làm cho đối tượng có thêm những tính chất mới mà trước đây chưa có như : gọn hơn, tăng độ an toàn, bền vững, tiết kiệm năng lượng, linh động hơn..... Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 16 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 5- Nguyên tắc "chứa trong" hay dùng với các nguyên tắc 1. nguyên tắc phân nhỏ, 2. nguyên tắc "tách khỏi", 5. nguyên tắc kết hợp, 6. Nguyên tắc vạn năng, 12. nguyân tắc đẳng thế, 20.nguyên tắc liên tục tác động có ích.... 5.2 Ứng dụng Tính toán kỹ thuật là một lĩnh vực rộng lớn. Do đó, kho công cụ trong Matlab được quản lí theo nguyên tắc chứa trong. Hộp Toolbox chứa đựng nhiều Toolbox cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Bên trong mỗi Toolbox chứa: + Các Tool: các phần mềm có cấu trúc khác nhau, sử dụng thư viện lệnh của Toolbox + Help: Danh mục các hàm và tham số của hàm dùng trong Toolbox. + Demos: chức các ví dụ đã thực hiện sẵn và giải thích. + Product Page: trang trao đổi thông tin trực tuyến về Tool. Hộp Toolbox trong Matlab “Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác”, khi khởi động một Tool, các chức năng của Tool cũng đuợc khởi động. Các chức năng hoạt động trong suốt thời gian hoạt động của Tool và cũng kết thúc khi đóng Tool. Như vậy, các chức năng của mỗi Tool là hoàn toàn chứa trong Tool đó. Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 17 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 6. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 6.1 Cơ sở lý thuyết 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. Nhận xét 1- Từ "thay đổi" cần phải hiểu theo nghiã rộng 2- Có những việc, dù thế nào, cũng cần phải thực hiện. Thủ thuật này đòi hỏi phải tính đến khả năng thực hiện trước đi một phần hoặc toàn bộ và sẽ được lợi hơn nhiều so với thực hiện ở thì hiện tại (hiểu theo nghiã tương đối). 3- Tinh thần chung của thủ thuật này là trước khi làm bất cứ việc gì, cần có sự chuẩn bị trước đó một cách toàn diện, chu đáo và thực hiện trước những gì có thể thực hiện được - "chuẩn bị trước là một nửa của thành công" 6.2 Ứng dụng Để mô hình hóa, Simulink cung cấp một giao diện đồ họa để xây dựng mô hình như là một sơ đồ khối sử dụng thao tác nhấp và kéo chuột. Với giao diện này, ngưòi dung có thể xây dựng một mô hình như xây dựng trên giấy. Đây là sự khác xa các phần mềm mô phỏng trước đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương trình vi phân và sai phân bằng ngôn ngữ lập trình. Việc lập trình trên Simulink sử dụng các đối tượng đồ họa gọi là Graphic Programming Unit. Nó được xây dựng trên cơ sở các ngôn ngữ lập trình hướng đối tượng, tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc thay đổi các giá trị thuộc tính trong những khối thành phần. Ưu điểm của nó là tình trực quan, dễ viết và dễ hình dung đối với người lập trình không chuyên. Như vậy, Matlab đã thực hiện sơ bộ những lệnh lập trình. Nhiệm vụ của ngưòi dùng là sử dụng những mô hình đã có sẵn, kéo, thả các khối và điều chỉnh thông số. Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 18 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 7. Nguyên tắc linh động: 7.1 Cơ sở lý thuyết 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. Nhận xét: 1- Thông thường, công việc là quá trình, xảy ra trong khoảng thời gian nhất định. gồm các giai đoạn với những tình huống khác nhau. Nguyên tắc linh động đòi hỏi phải có cái nhìn bao quát cả quá trình để làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng giai đoạn. Muốn thế đối tượng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở nên điều khiển được. Xét về mặt cấu trúc, các mối liên kết trong đối tượng phải "mềm dẻo", "có nhiều trạng thái", để từng phần đối tượng có khả năng "dịch chuyển" (hiểu theo nghiã rộng) đối với nhau. 2- Cần phải hiểu từ "tối ưu" trong hai mối quan hệ: 1) đối với chính đối tượng, công việc mà đối tượng thực hiện và 2) đối với người sử dụng và môi trường bên ngoài (bảo đảm sức khỏe, không gây ô nhiễm). 3- Tinh thần chung của "nguyên tắc linh động" là, đối tượng phải có những đa dạng phù hợp với sự thay đổi đa dạng của bên ngoài để đem lại hiệu quả cao nhất. 4- Nguyên tắc linh động tạo sự thống nhất giữa "tĩnh" và "động", "cố định" và "thay đổi"...... 5- Nguyên tắc linh động phản ánh khuynh hướng phát triển cho nên nó có tính định hướng cao, dùng rất có ích trong trường hợp đặt bài toán, phê bình cái đã có và dự Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 19 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 báo. 6- Về mặt tư duy sáng tạo, cần khắc phục tính ì tâm lý, sao cho các ý nghĩ, sách tiếp cận trở nên linh động, tránh giáo điều cứng nhắc. 7.2 Ứng dụng Trong quá trình tính toán phân tích hệ thống điện, ma trận Jacobi là ma trận thưa, khi số nút càng lớn thì ma trận sẽ càng rất thưa. Việc áp dụng kỹ thuật xử lý ma trận thưa để giảm số lượng phép tính cũng như thời gian tính toán là vấn đề cấp thiết, đặc biệt càng có ý nghĩa trong phân tích và điều khiển hệ thống điện trong thời gian thực. Trong matlab, một ma trận có thể được đưa về ma trận thưa bằng lệnh sparse Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab Trang 20 Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144 IV. Kết luận Trên đây là một vài ứng dụng TRIZ cơ bản ứng dụng trong Matlab. Được phát minh vào cuối thập niên 1970 và không ngừng hoàn thiện và phát triển cho đến nay, hơn 30 năm vận động, Matlab đã trở thành phần mềm không thể thiếu trong giảng dạy và học tập các bộ môn kỹ thuật. Từ đó có thể thấy vai trò của việc ứng dụng các nguyên lí sáng tạo trong từng buớc xây dựng và hoàn thành phần mềm này. Mỗi công cụ, chức năng tạo ra đều áp dụng các nguyên lí sáng tạo. Nắm vững TRIZ giúp cho việc tạo mới và bổ sung các chức năng của phần mềm khoa học và hiệu quả nhất. Bài tìm hiểu của tôi đem lại một cái nhìn tổng quan về những ứng dụng của TRIZ trong phần mềm MATLAB. Vì kiến thức hạn hẹp nên bài viết có nhiều điểm hạn chế, rất mong thầy và các bạn cùng nhận xét và đóng góp. Xin chân thành cảm ơn!