Phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học

ố La mã). Mục và Tiểu mục ( số Á rập). Dưới Mục là Ý. Mỗi ý là một gạch đầu dịng (Bảng 14) VIẾT LUẬN VĂN KHOA HỌC (tt) * Phần thứ nhất (viết thứ tự nhất, hai, ba) Chương I (viết số La mã I, II, III ) ( Mục lớn) I. (viết số La mã I, II, III ) II. ( Mục) 1. (viết số A rập và chấm 1.,2.) 2. ( Mục nhỏ) 1) ( số A rập và ngoặc 1), 2)) 2) ( Ý, gạch đầu dịng ) - … (gạch đầu dịng) VIẾT LUẬN VĂN KHOA HỌC (tt) Bảng 14: * Cĩ thể đánh số chương mục theo ma trận như đã trình bày trong phần báo cáo khoa học. Ngịai ra, đối với ngơn ngữ của luận văn, cách ghi cước chú, cách ghi tài liệu tham khảo,v.v…người viết luận văn cĩ thể tham khảotrong các phần tương ứng về báo cáo khoa học được trình bày trong phần thứ ba của cuốn sách này. VIẾT LUẬN VĂN KHOA HỌC (tt) * PHẦN IIVẤN ĐỀ KHOA HỌC & CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT I. Vấn đề khoa học. II. Phương pháp giải quyết vấn đề-bài tốn phát minh, sáng chế. III. Phương pháp giải quyết vấn đề-bài tốn tổng quát. IV. Phương pháp giải quyết vấn đề-bài tốn tin học. * I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC 1. Khái niệm Vấn đề khoa học (scientific problem) cũng được gọi là vấn đề nghiên cứu (research problem) hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa tính hạn chế của tri thức khoa học hiện cĩ với yêu cầu phát triển tri thức đĩ ở trình độ cao hơn. 2. Phân loại Nghiên cứu khoa học luơn tồn tại hai vấn đề : +Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm * +Vấn đề về phương pháp nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn nhưng nhưng vấn đề thuộc lớp thứ nhất. 3. Các tình huống vấn đề Cĩ ba tình huống : Cĩ vấn đề , khơng cĩ vấn đề, giả vấn đề được cho trong hình dưới đây: I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC(tt) * I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 4. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học Có sáu phương pháp: 1) Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới 2) Tìm những bất đờng 3) Nghĩ ngược lại quan niệm thơng thường 4) Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn 5) Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn 6) Cảm hứng : những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó. I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 5. Một số nguyên lý giải quyết vấn đề thực tiễn Đơn giản hĩa – Loại bỏ Thay đổi – Hốn vị - Sắp xếp lại Thay thế bằng cái tương đương Kết hợp, tích hợp Gia tăng, Thu nhỏ Nghịch đảo – Đối ngẫu I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 1.Đơn giản hĩa – loại bỏ Các câu hỏi đặt ra : 1. Xem xét sản phẩm cĩ thể loại bỏ được thành phần nào khơng ? 2. Cĩ thể đơn giản hĩa chức năng của sản phẩm khơng ? 3. Cĩ cách khác trong việc chuyển đổi chức năng của sản phẩm khơng ? Ví dụ : Máy tính PC, Laptop dùng bàn phím bấm => máy tính dùng bàn phím cảm ứng. I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 1.Đơn giản hĩa – loại bỏ  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * Bàn phím => Cảm ứng  2.Thay đổi – Hốn vị - Sắp xếp lại Các câu hỏi đặt ra : 1. Xem xét sản phẩm cĩ thể thay đổi được thành phần nào khơng ? 2. Cĩ thể hốn vị chức năng của sản phẩm khơng ? 3. Cĩ cách khác trong việc sắp xếp, tổ chức lại chức năng của sản phẩm khơng ? Ví dụ : - Điều khiển tắt / mở quạt máy bằng nút nhấn => Điều khiển tắt / mở quạt máy bằng remote. - Tổ chức phân luồng giao thơng  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 2.Thay đổi – Hốn vị - Sắp xếp lại  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * phân luồng giao thơng 3.Thay thế bằng cái tương đương Các câu hỏi đặt ra : 1. Xem xét sản phẩm cĩ các thành phần nào cĩ thể thay thế bằng các thành phần khác tương đương về cơng dụng khơng ? 2. Cĩ thể thay đổi chất liệu của sản phẩm khơng ? Ví dụ : Ly bằng thủy tinh, gốm, sứ => Ly bằng giấy Tơ / Chén sử dụng nhiều lần => Tơ / Chén sử dụng  một lần  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 3.Thay thế bằng cái tương đương  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * Ly bằng thủy tinh, gốm, sứ => Ly bằng giấy 4. Kết hợp, tích hợp các sản phẩm trong một sản phẩm Các câu hỏi đặt ra : 1. Cĩ thể tích hợp các sản phẩm trong một sản phẩm khơng ? 2. Cĩ thể kết hợp nhiều dịch vụ trong một khơng ? Ví dụ : - Kết hợp Quán Cafe + Internet + Nhà sách - Sản phẩm đa năng, đa cơng dụng : dụng cụ mở đồ hộp, khui rượu ; nồi cơm + nồi áp suất ;…..  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 4. Kết hợp, tích hợp các sản phẩm trong một sản phẩm   I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * Kết hợp Quán Cafe + Internet + Nhà sách Sản phẩm đa năng 5.Gia tăng, Thu nhỏ Các câu hỏi đặt ra : 1. Cĩ thể tạo ra các sản phẩm với kích thước khác nhau phù hợp cho từng loại đối tượng sử dụng khác nhau khơng ? 2. Cĩ thể gia tăng năng suất của sản phẩm khơng ? Ví dụ : - Sản phẩm đồ uống cĩ nhiều loại dung tích khác nhau - Xe hơi kích thước nhỏ dành cho phụ nữ   I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * 5.Gia tăng, Thu nhỏ   I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * Sản phẩm đồ uống cĩ nhiều loại dung tích khác nhau 6. Nghịch đảo – Đối ngẫu Các câu hỏi đặt ra : 1. Cĩ thể thay đổi cách thức kinh doanh sản phẩm khơng ? 2. Cĩ thể tạo ra cách làm khác biệt so với truyền thống khơng ? Ví dụ : - Trả tiền cho sản phẩm trước khi sử dụng : thẻ điện thoại trả tiền trước, dùng sau. - Tặng sản phẩm + Bán dịch vụ đi kèm : Tặng điện thoại + Cam kết dùng dịch vụ của nhà mạng trong 2 năm,…  I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC (tt) * Ý tưởng  bài toán  mơ hình  cách giải Bài toán P: Sau khi có ý tưởng, bài toán P được đặt ra nhằm giải quyết mục đích cuới cùng là gì. Điểm nhìn: nơi có vị trí, tầm nhìn khách quan nhất, bao quát vấn đề để khi giải quỵết khơng còn sai sót hoặc sai sót ít có thể chấp nhận được. Khơng gian vấn đề: Bài toán P đặt trong khơng gian vấn đề sao cho khơng quá phức tạp, nhưng cũng khơng thể đơn giản quá dẫn tới sai sót Mợt tiếp cận khơng gian giải quyết vấn đề Bài toán P Điểm nhìn Khơng gian vấn đề * Vepol “Bất cứ hệ thống kỹ thuật nào ít nhất cũng phải cĩ hai thành phần vật chất tác động tương hổ và một loại trường hay năng lượng” Từ đĩ cĩ một thuật ngữ về tam giác kỹ thuật gọi là tam giác Vepol. Vepol là mơ hình hệ thống kỹ thuật. Vepol được quy ước đưa ra cốt chỉ để phản ánh một tính chất vật chất của hệ thống nhưng là chủ yếu nhất với bài tốn đã cho. II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế * Ví dụ xét bài tốn nâng cao tốc độ tàu phá băng thì băng đĩng vai trị vật phẩm, tàu phá băng đĩng vai trị cộng cụ, và trường cơ lực đặc vào tàu để tác động tương hổ với băng. Việc phân loại các chuẩn để giải quyết các bài tốn sáng chế dựa vào phân tích Vepol. Mơ hình Vepol gồm 3 yếu tố: một Trường T và trong T cĩ hai vật chất V1, V2. II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) * II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) T V1 V2 Tuy nhiên, một hệ thống ban đầu chưa hẳn đã cĩ một chuẩn Vepol đủ 3 yếu tố trên, hoặc đã đủ thì cĩ thể phát triển gì thêm trên Vepol đĩ. * Cĩ 5 phương pháp: Dựng Vepol đầy đủ Chuyển sang Fepol Phá vở Vepol Xích Vepol Liên trường Cĩ 40 thủ thuật: 1.Nguyên lý phân nhỏ 2.Nguyên lý “tách riêng” 3.Nguyên lý phẩm chất cục bộ II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) * II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) Nguyên lý phản đối xứng Nguyên lý kết hợp Nguyên lý vạn năng Nguyên lý chứa trong Nguyên lý phản trọng lượng Nguyên lý gây ứng suất sơ bộ Nguyên lý thực hiện sơ bợ Nguyên lý dự phịng Nguyên lý đẳng thế * II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) Nguyên lý đảo ngược Nguyên lý cầu (trịn) hĩa Nguyên lý năng động Nguyên lý tác động bộ phận và dư thừa Nguyên lý bộ xung chiều khác Sự dao động cơ học Nguyên lý tác đơng theo chu kỳ Nguyên lý tác đơng liên tục hữu hiệu Nguyên lý vượt nhanh Nguyên lý chuyển hại thành thắng * II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) Nguyên lý quan hệ phản hồi Nguyên lý sử dụng trung gian Nguyên lý tự phục vụ Nguyên lý sao chép (copy) Nguyên lý rẻ thay cho đắt Nguyên lý thay thế sơ đồ cơ học Nguyên lý sử dụng các kết cấu thủy và khí Sử dụng bao mềm dẻo và mềm mỏng Sử dụng vật liệu nhiều lỗ * Nguyên lý đổi màu Nguyên lý đồng nhất Nguyên lý loại bỏ và tái sinh từng phần Đổi các thơng số hĩa lý của đối tượng Sử dụng chuyển pha Sử dụng nở nhiệt Sử dụng các chất oxy hĩa Sử dụng mơi trường trơ Sử dụng vật liệu tổng hợp (composit) II. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế (tt) * Đưa một bài tốn vào máy tính Ngẫu nhiên, xác định bất định cục bộ Rõ ràng Đệ quy Cách giải Hữu hạn Đúng Gần đúng Khơng cân lúc nào cũng đúng Heuritic * Nguyên tắc 1 - Nguyên tắc phân nhỏ Nội dung: Chia các đối tượng thành các thành phần độc lập Làm đối tượng thành các thành phần tháo ráp Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng Nhận xét : Nguyên tắc phân nhỏ thường dùng các nguyên tắc 2_Tách khỏi, 3_Phẩm chất cục bộ, 5_Kết hợp, 6_vạn năng… CÁC VÍ DỤ MINH HỌAMỘT SỐ THỦ THUẬT TRONG CÁC BÀI TỐN KỸ THUẬT * Minh họa a) Đồn tàu hỏa là sự kết hợp nhiều toa xe sự phân nhỏ địan tàu trành được ma sát lớn khi đi qua các cua quẹo. b) Bom bi là kết quả phân nhỏ: một quả bom mẹ chứa nhiều quả bom con, mỗi quả bom con chứa nhiều viên bi sát thương. Trong kỹ thuật lập trình, ai cũng biết một nguyên tắc cơ bản là modul hĩa, nghĩa là phân nhỏ chương trình thành nhiều modul độc lập gọi là các chương trình con, thể nhiên chùng là các hàm hoặc các procedure Nguyên tắc 1 - Nguyên tắc phân nhỏ (tt) * Nguyên tắc 2_Nguyên tắc tách khỏi Nội dung Tách thành phần gây phiền phất ra khỏi đơi tượng hoặc ngược lại. Trách lấy phần cần thiết. Minh họa a) Khi xử lý tín hiệu số cĩ thể ta sẽ: Tách bỏ các nhiễu, phục hồi tín hiệu ban đầu Sĩng mang tín hiệu: tách sĩng để lấy tín hiệu cần thiết MỘT SỐ THỦ THUẬT TRONG CÁC BÀI TĨAN KỸ THUẬT * b) Thử vàng bằng nhiệt hoặc kim loại để: Thử bằng nhiệt (phun lửa): chất khơng phải vàng sẽ nĩng chảy và lộ ra trước tiên Dùng hĩa chất để trích vàng trong hổn hợp vàng-bạc. Dùng phép điện giải để mạ các đối tượng. Nguyên tắc 2_Nguyên tắc tách khỏi (tt) * Nguyên tắc 3_Nguyên tắc cục bộ Nội dung Chuyển đối tượng (hay mơi trường bên ngồi, tác động bên ngồi) cĩ cấu trúc đồng nhất thành khơng đồng nhất. Các phần khác nhau của đối tượng phải cĩ các chất năng khác nhau Mỗi phần của đối tượng phải cĩ các chất năng khác nhau MỘT SỐ THỦ THUẬT TRONG CÁC BÀI TĨAN KỸ THUẬT * Minh họa a) Truyền động qua các bánh răng: các bộ phận cố định, khĩ tháo rời thì dùng chất liệu tốt, các bộ tiếp xúc khác để thay thế thì bằng nhựa hoặc bằng bạc thau. b) Các thợ rèn cĩ các kỹ thuật rèn dao, rựa rất đặc sắc: nguyên than dao là loại thép thường, cịn khu vực lưỡi dao, được rèn vào một thanh thép lị so chất lượng tốt tạo ra dao rất sắc, mềm dẽo (khơng gãy mẻ khi va chạm mạnh) nhưng lại rất dễ mài. Ta cĩ thể nhớ lại thời chống Mỹ, bộ đội ta thường dùng các díp xe(thép cực tốt) để rèn thành dao, rựa để dùng, nhưng tới khi bị cùn thì bị vất đi vì rất khĩ mài sắt lại nếu khơng cĩ cơng cụ đặc biệt. Nguyên tắc 3_Nguyên tắc cục bộ (tt) * Nguyên tắc 3_Nguyên tắc cục bộ (tt) c) Trong lập trình, trong một đọan chương trình, cần phân biệt các phẩm chất cục bộ: ở đâu là lõi của phần phần chương trình, phần khác là những thao tác phụ. Ví dụ : in tất cả các số nguyên trong phạm vi [2.10000]., với ìng thức in ra : mỗi hàng cĩ 8 số nguyên tố, mỗi trang cĩ 20 hàng, tạm dừng, như vậy, lỗi của chương trình (phẩm chất cục bộ) là phần kiểm tra n cĩ phải số nguyên tố khơng, nếu phải thì in ra. d) Trong học tập, trong lớp học thường cĩ 1 thủ lỉnh là lớp trưởng để điều hành lớp, tuy nhiên nế lớp chỉ cĩ 1 thủ lỉnh thì để dẫn đến 1 lớp đồng nhất, một chiều, thiếu sống động sáng tạo, do đĩ cần tạo thêm nhiều thủ lỉnh ở một số lỉnh vực khác, tử đĩ phong trào học tập , sinh họat sẽ sơi nổi, sống động hơn. * MỘT SỐ THỦ THUẬT TRONG CÁC BÀI TĨAN KỸ THUẬT Nguyên tắc 4_Nguyên tắc phản đối xứng Nội dung: Chuyển đối tượng cĩ hìng dạng, tính chất đối xứng thành phản đối xứng Minh họa: Truyền lực qua chất lỏng Chất lỏng * Nguyên tắc 4_Nguyên tắc phản đối xứng (tt) Hệ thống phao nổi trong hồ chứa nước Trong hồ chứa nước, người ta gắn một phao nổi cĩ 2 cơng dụng: khi mực nước xuống thấp, phao sẽ đĩng cơng tắc hoặc mở van để bom nuớc vào, khi nước đầy, phao sẽ đĩng van hoặc làm hở cơng tắc. * Kềm mở các vịng roan: Trong các bộ phận cơ học vận hành cĩ tốc độ cao, thường người ta khĩa các con ốc lại bằng chốt bi hoặc bằng miếng roan dạng vành khăn. Để mở các vịng roan này người ta dùng một loại kềm phản đối xứng: càng bĩp vào thì gọng kềm càng mở ra. Nguyên tắc 4_Nguyên tắc phản đối xứng (tt) * Nguyên tắc 5_Nguyên tắc kết hợp Nội dung: 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 gian rỗi của CPU, tận dụng tài nguyên để cho ra hệ điều hành đa nhiệm, nhiều người dùng. MỘT SỐ THỦ THUẬT TRONG CÁC BÀI TĨAN KỸ THUẬT * Minh họa: Dao xếp nhiều lưỡi với nhiều cơng dụng : dao dùng cắt, xẻ, cĩ răng cưa để cưa rọc, mở nút chai bia, mở nút chai rượu, khui đồ hộp… Chương trình máy tính : Các ngơn ngữ cấp cao thường cho phép kết hợp mã nguồn của Assembly Hệ điều hành : kết hợp thời Nguyên tắc 5_Nguyên tắc kết hợp(tt) * 1. Mơ hình thơng tin ban đầu III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT * 2. Các phương pháp phân tích vấn đề:      a) Phân chia vấn đề: Ví dụ: tìm cặp điểm gần nhau nhất trong tập n điểm            III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) є = min(1, 2)  min(1, 2,3) * Ví dụ: Xác định phần đường thẳng qua 2 điểm x,y nằm trong phạm vi màn hình III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * b) Phân loại vấn đề Ci(P) = U Ci(P) Ci(P) : p P ,T(P) (class cĩ thể phủ nhau) (class, classure) Ví dụ: nhận dạng chữ in Loại 2 chân : I Loại 3 chân : A, L, V, … III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * c) Phân cơng vấn đề Là một biến thể của nguyên lý phân nhỏ vấn đề Vấn đề A  { A1, A2,…, An} P  { P1, P2,…, Pn} III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Ví dụ : vật liệu mới trong xây dựng là các tấm lợp vừa cĩ cơng dụng che chắn, chống nĩng, cách âm đồng thời chịu lực, do đĩ cấu tạo của nĩ cĩ nhiều lớp : lớp trên cùng là lớp thép mạ kẽm, lớp dưới là vật cách nhiệt, cách âm, lớp chịu lực… III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Ví dụ : Tân dược điều trị bệnh theo từng giai đoạn khác nhau, với chức năng khác nhau, do đĩ các loại dược chất bọc trong các lớp khác nhau, các vỏ bọc cĩ thời gain phân hủy khác nhau nên khi uống vào, từng loại thuốc sẽ tác dụng vào cơ thể ở những thời điểm khác nhau. III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * d / Phân cấp bài tốn Bài tốn P  cấu trúc lại bài tốn P’ Mơ tả thơ  Mơ tả tinh Ví dụ về xử lý hình ảnh Tìm xem một ảnh A nằm ở đâu trong ảnh B III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Ảnh A: biến đổi thành một điểm bằng cách lấy độ xám trung bình của ma trận 5x5 Ảnh B: dựa vào các ảnh mẫu, biến đổi thành ảnh C là các điểm, ảng C nhỏ hơn ảnh B gấp 25 lần III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * e) Phân tích: Yếu tố chính P  f1, f2,…, fn Thành phần chính  c1, c2, …ck Tương quan hồi qui : P  CiRCj Đệ qui : P  Pn  Pn+1 Fractals:tìm phân tố nhỏ nhất (atom) biểu diễn vấn đề Phân tích dấu hiệu, yếu tố, thành phần chính III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Ví dụ : bài tĩan nén ảnh_Kỹ thuật quadtree s (Cĩ thể xem thêm trong Principles of Pictorial Information System Design_Tác giả Shi Kuo Chang_Trang 133-136) Trên bức ảnh nhị phân III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Ơ lớn chia thành 4 ơ nhỏ, nếu cịn lẫn trị 0 hoặc 1 thì tiếp tục chia 4 cho đến khi các ơ tồn giá trị 1 hoặc 0. Phân tích yếu tố: (factor analyse) X : (x1, x2,…, xn)  f(f1, f2,…, fn) Phân tích Fractal :  Atoms III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) * Các atom được chọn lọc Mọi ảnh đều cĩ thể xuất phát từ những atom III. CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ TỔNG QUÁT (tt) Nén một cơ sở dữ liệu ( khơng phải là nén dữ liệu ) Xem nội dung một file văn bản * Tổng hợp P Q III. Các phương pháp tổng hợp vấn đề Tổ hợp(Combination)P=P1UP2U..Upn Đối hợp(Convolution) Kết hợp (Associate) X Y A: ma trận kết hợp Xk Yk Thêm một thơng tin kết hợp với P để giải P Tổng hợp theokhơng gian và thời gian Tích hợp (Integration) Tích hợp tri thức khi Xây dựng hệ chuyên gia Phải cĩ những phân tích về những sử lý để rút kink nghiệm * Tổng hợp theo khơng gian và thời gian a.) Khơng gian của P P: DDi=D DiDj= PD1 PD2 PD3 ------------- PDK Ví dụ: Buffering và Dithering phân chia khơng gian và điều kiện biến. III. Các phương pháp tổng hợp vấn đề (tt) * b.) Thời gian giải quyết P T0 Pre Pro Pos T Paralell Conection c.) Khơng gian và thời gian Kết hợp khơng gian và thời gian III. Các phương pháp tổng hợp vấn đề (tt) * IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU , GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TỐN TRONG TIN HỌC Phương pháp trực tiếp  Phương pháp gián tiếp  Phương pháp Heuristic Phương pháp trí tuệ nhân tạo Mạng Neural Thuật giải di truyền …. * IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU , GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TỐN TRONG TIN HỌC 1. Phương pháp trực tiếp  Đặc điểm của cách giải quyết vấn đề này là : Xác định trực tiếp được lời giải qua một thủ tục tính tốn (cơng thức, hệ thức, định luật,…) hoặc qua các bước căn bản để cĩ được lời giải. Việc giải quyết vấn đề trên máy tính chỉ là thao tác lập trình hay là sự chuyển đổi lời giải từ ngơn ngữ bên ngồi sang các ngơn ngữ được sử dụng trong máy tính. * 1. Phương pháp trực tiếp (tt) Các nguyên lý áp dụng trong phương pháp trực tiếp : Nguyên lý 1 : Chuyển đổi dữ liệu bài tốn thành dữ liệu của chương trình, cĩ nghĩa là “Dữ liệu của bài tĩan sẽ được biểu diễn lại dưới dạng các biến của chương trình thơng qua các quy tắc xác định của ngơn ngữ lập trình cụ thể” * 1. Phương pháp trực tiếp (tt) - Nguyên lý 2 : Chuyển đổi quá trình tính tốn của bài tốn thành các cấu trúc của chương trình, cĩ nghĩa là “Mọi quá trình tính tốn đều cĩ thể mơ tả và thực hiện dựa trên ba cấu trúc cơ bản : Cấu trúc tuần tự, cấu trúc rẽ nhánh và cấu trúc lặp”. * 1. Phương pháp trực tiếp (tt) - Nguyên lý 3 : Biểu diễn các tính tốn chính xác, cĩ nghĩa là “Chương trình tính tốn theo các biểu thức chính xác khơng đồng nhất với quá trình tính tốn chính xác về mặt hình thức”. - Nguyên lý 4 : Biểu diễn các tính tốn gần đúng bằng cấu trúc lặp, cĩ nghĩa là “Mọi quá trình tính tốn gần đúng đều dựa trên các cấu trúc lặp với tham số xác định”. *    - Nguyên lý 5 : Phân chi bài tốn ban đầu thành những bài tốn nhỏ hơn, cĩ nghĩa là “Mọi vấn đề-bài tốn đều cĩ thể giải quyết bằng cách phân chia thành những vấn đề-bài tốn nhỏ hơn”.   - Nguyên lý 6 : Biểu diễn các tính tốn khơng tường minh bằng đệ quy, cĩ nghĩa là “Quá trình đệ quy trong máy tính khơng đơn giản như các biểu thức quy nạp trong tốn học”. 1. Phương pháp trực tiếp (tt) * IV. CÁC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU , GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ - BÀI TỐN TRONG TIN HỌC (tt) 2. Phương pháp gián tiếp : - Phương pháp này được sử dụng khi chưa tìm ra lời giải chính xác của vần đề. - Đây cũng chính là cách tiếp cận chủ yếu của lồi người từ xưa đến nay. - Đưa ra những giải pháp mang đặc trưng của máy tính, dựa vào sức mạnh tính tốn của máy tính. nhiên. - Một lời giải trực tiếp bao giờ cũng tốt hơn, nhưng khơng phải lúc nào cũng cĩ.  * * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) Các phương pháp gián tiếp Phương pháp thử – sai Khi xây dựng lời giải bài tốn theo phương pháp thử – sai, người ta thường dựa vào 3 nguyên lý sau : - Nguyên lý vét cạn : Đây là nguyên lý đơn giản nhất, liệt kê tất cả các trường hợp cĩ thể xảy ra. * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) Nguyên lý ngẫu nhiên : Dựa vào việc thử một số khả năng được chọn một cách ngẫu nhiên. Khả năng tìm ra lời giải đúng phụ thuộc rất nhiều vào chiến lược chọn ngẫu nhiên. Nguyên lý mê cung : Nguyên lý này được áp dụng khi chúng ta khơng thể biết được chính xác “hình dạng” lời giải mà phải xây dựng dần lời giải qua từng bước một giống như tìm đường đi trong mê cung. * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) Để thực hiện tốt phương pháp thử - sai, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau : Nguyên lý vét cạn tồn bộ: Muốn tìm được cây kim trong đống rơm, hãy lần lượt rút ra từng cọng rơm cho đến khi rút được cây kim Nguyên lý mắt lưới : Lưới bắt cá chỉ bắt được những con cá cĩ kích thước lớn hơn kích thước mắt lưới. * Nguyên lý giảm độ phức tạp của thử và sai : Thu hẹp trường hợp trước và trong khi duyệt, đồng thời đơn giản hĩa tối đa điều kiện chấp nhận một trường hợp. Nguyên lý thu gọn khơng gian tìm kiếm : Loại bỏ những trường hợp hoặc nhĩm trường hợp chắc chắn khơng dẫn đến lời giải. - Nguyên lý đánh giá nhánh cận: Nhánh cĩ chứa quả phải nặng hơn trọng lượng của quả. 2. Phương pháp gián tiếp (tt) * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) Phương pháp Heuristic  - Phương pháp Heuristic cĩ đặc điểm là đơn giản và gần gủi với cách suy nghĩ của con người, cho ra được những lời giải đúng trong đa số các trường hợp áp dụng. - Các thuật giải Heuristic được xây dựng dựa trên một số nguyên lý rất đơn giản như : -- Vét cạn thơng minh -- Tối ưu cục bộ (Greedy) -- Hướng đích” -- Sắp thứ tự … * Để thực hiện tốt phương pháp Heuristic, chúng ta nên áp dụng các nguyên lý sau :  - Nguyên lý leo núi : Muốn leo lên đến đỉnh thì bước sau phải “cao hơn” bước trước. - Nguyên lý chung : Chọn hướng đi triển vọng nhất trong số những hướng đi đã biết. 2. Phương pháp gián tiếp (tt) * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) Phương pháp trí tuệ nhân tạo  - Phương pháp trí tuệ nhân tạo dựa trên trí thơng minh của máy tính. - Phương pháp này, người ta sẽ đưa vào máy trí thơng minh nhân tạo giúp máy tính bắt chước một phần khả năng suy luận như con người, máy tính dựa trên những điều đã được “học“ để tự đưa ra phương án giải quyết vấn đề. * 2. Phương pháp gián tiếp (tt) * Phương pháp trí tuệ nhân tạo (tt) Trong lĩnh vực “máy học” , các hình thức học cĩ thể phân chia như sau : - Học vẹt - Học bằng cách chỉ dẫn - Học bằng qui nạp - Học bằng tương tự - Học dựa trên giải thích - Học dựa trên tình huống - Khám phá hay học khơng giám sát *   Các kỹ thuật thường được áp dụng trong “máy học” là : - Khai khống dữ liệu - Mạng nơ ron - Thuật giải di truyền - … Phương pháp trí tuệ nhân tạo (tt) * Thế nào là máy học (Learning Machine) ? Máy tính hay chương trình máy tính cĩ khả năng tự hồn thiện từ “kinh nghiệm”. Máy học cịn cĩ nghĩa là việc mơ hình hĩa mơi trường xung quanh hay khả năng một chương trình máy tính sinh ra một cấu trúc dữ liệu mới khác với cấu trúc hiện cĩ. Chẳng hạn việc tìm ra những luật If…then… từ tập dữ liệu đầu vào. (Krzysztof J. Cios, Witold Pedrycz, Roman W. Swiniarski. Data Mining Methods for Knowledge Discovery. Kluwer Academic Publishers, 1998) * Phân loại máy học Phân loại thơ: Học giám sát (supervised learning) Học khơng giám sát (unsupervised learning) Phân loại theo 2 tiêu chuẩn : “cấp độ học” và “cách tiếp cận” Cấp độ học: Học vẹt (Rote learning) Học theo giải thích (by explanation) Học theo ví dụ, trường hợp (by examples, cases) Học khám phá (by discovering) * Cách tiếp cận: Tiếp cận thống kê Tiếp cận tốn tử logic Tiếp cận hình học (phân hoạch khơng gian, xây dựng cây định danh, …) Tiếp cận mạng Neural Tiếp cận khai mỏ dữ liệu … Phân loại máy học (tt) * 1.Tiếp cận thống kê Ví dụ: Chương trình đốn ý nghĩ con người. Máy sẽ đốn người chơi nghĩ số 0 hay 1 trong đầu, người chơi sẽ phải trả lời cho máy biết là máy đã đốn đúng hay sai. Để từ đĩ máy tính sẽ học qui luật suy nghĩa của người chơi. * Ý tưởng cài đặt: hết sức đơn giản - Lưu trữ tồn bộ dãy số 0, 1 mà người chơi đã nghĩ ra. - Lấy 7 con số trước đĩ (người chơi đưa ra), tính xác suất xuất hiện của số 1 và số 0 sau dãy 7 con số này. Máy sẽ đốn số cĩ xác suất xuất hiện cao hơn. Giả sử ở lần đốn thứ i, dãy số mà người dùng đã đốn như sau: … 1 1 0 1 0 1 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 ? Từ dữ liệu lưu trữ ở những lần đốn trước, giả sử số lần xuất hiện của 1 sau dãy 0 0 0 0 1 0 0 là 28 và số lần xuất hiện của số 0 là 90 Xác suất xuất hiện của số 1 sau dãy này là: 28/(28+90) = 23.7% Xác suất xuất hiện của số 0 sau dãy này là: 90/(28+90) = 76.3%  Máy sẽ đốn số 0 * 1.Tiếp cận thống kê (tt) Nhận xét ví dụ: Ví dụ đã đưa ra là thuộc cấp độ học vẹt sử dụng cách tiếp cận thống kê. Máy khơng thể đốn đúng ngay được, nhưng càng về sau (vài trăm lần đốn) máy càng trở nên chính xác một cách kinh ngạc (trung bình cĩ thể lên đến 90%). Trên thực tế khi cài đặt chương trình này tác giả khơng chỉ đốn qui luật từ dãy số của người chơi, máy cịn sử dụng cả dãy số mà máy đã đốn * 2.Tiếp cận hình học Xét bài tốn: cho tập các hình chữ nhật với kích thước (ngang & rộng) và màu sắc khác nhau (hình vẽ). Cho biết hình bên phải cĩ màu gì? Vàng Tía Đỏ Cam Xanh lá cây Xanh dương Tím ? Đỏ * 2.Tiếp cận hình học (tt) Giải quyết bài tốn: Phản ứng tự nhiên của con người: tìm khối cĩ sẵn gần giống để đốn màu cho khối chưa biết. Như thế nào là gần giống ? Biểu diễn 2 thuộc tính chiều rộng & chiều cao dưới dạng 1 điểm trên mặt phẳng 2 chiều. Tính khoảng cách từ khối cần tìm đến tất cả các khối cịn lại. (bài tốn người láng giềng gần nhất với độ phức tạp O(n)). Đỏ Cam U Đỏ Tím Xanh dương Xanh lá cây Tía 0 2 4 6 2 4 6 * 3.Tiếp cận logic Ví dụ 1: Bạn hãy thử tìm đặc tính để phân biệt hai nhóm hình ảnh A và B dưới đây. * Nhận xét ví dụ 1: Nếu tinh ý bạn sẽ nhận thấy các điểm trắng trong nhĩm A luơn thẳng hàng. Thật khĩ để phát hiện ra đặc tính vừa nêu trên (ngay cả đối với con người) nhất là đối với các đối tượng hình học. Nhà bác học Bongard đã đề ra một phương án xác định mối liên hệ bằng cách xây dựng các mệnh đề logic. (xem ví dụ 2) 3.Tiếp cận logic (tt) * 3.Tiếp cận logic (tt) Ví dụ 2: Xác định đặc điểm của các nhĩm hình A, B * 3.Tiếp cận logic (tt) Nhận xét ví dụ 2: Nhóm A : Tổng số đỉnh trừ tổng số đối tượng = 7. (Chẳng hạn như hình 2 trong nhóm A có 3 hình gồm 2 tam giác và một hình chữ nhật, tổng cộng có 10 đỉnh). Nhóm B : Tổng số đỉnh trừ tổng số đối tượng = 6. Hình ellipse và hình tròn được xem là không có đỉnh nào Không được gợi ý thì quan hệ trên là một loại quan hệ rất khó được phát hiện. Với phương án của Bongard, ta vẫn có thể tìm ra được mối liên hệ đủ để phân biệt hai nhóm hình này. * 4.Học dựa trên cây định danh Dựa trên ý tưởng của tiếp cận hình học là phân chia không gian bài toán tạo thành một cây quyết định, người ta đã xây dựng các phương pháp học dựa trên việc xây dựng cây định danh. Xây dựng cây định danh bằng cách tìm các qui luật của dữ liệu. * 4.Học dựa trên cây định danh (tt) * 4.Học dựa trên cây định danh (tt) Đề xuất phương pháp giải quyết Đâm chồi Pvàng = { Sarah, Dana, Annie, Kartie } Pnâu = { Alex, Peter, John } Pđỏ = { Emmile } Các người bị cháy nắng được gạch dưới và in đậm. Pvàng là còn lẫn lộn người cháy năng và không cháy nắng. * 4.Học dựa trên cây định danh (tt) Quan sát thuộc tính chiều cao. Thuộc tính này giúp phân hoạch tập Pvàng thành 3 tập con : PVàng, Thấp = {Annie, Kartie} PVàng, T.Bình= {Sarah} PVàng,Cao= { Dana } * 4.Học dựa trên cây định danh (tt) Cây định danh cuối cùng: * 5.Tiếp cận mạng Neural Mạng neural là thuật ngữ nói đến một phương pháp giải quyết vấn đề – bài toán trên máy tính mô phỏng theo hoạt động của các tế bào thần kinh trong não bộ. Mạng neural nhân tạo là sự mô phỏng cấu trúc của mạng neural sinh học. Mạng neural nhân tạo được tạo thành bởi sự nối kết giữa rất nhiều đơn vị thần kinh gọi là perceptron. * 5.Tiếp cận mạng Neural * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mơ hình minh họa mạng neural 1 lớp * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mơ hình minh họa mạng neural tổng quát * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mạng lan truyền (Feed Forward) Nguyên tắc xác định giá trị Output của node 5: a5 = f (W3,5a3 + W4,5a4) = f (W3,5 f(W1,3a1 + W2,3a2) + W4,5 f(W1,4a1 + W2,4a2)) * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mạng Hopfield Mạng Hopfield hoạt động tương tự hoạt động một bộ nhớ kết hợp cĩ: Wi,j = Wj,i +3 -2 -1 +1 +2 +1 -1 +1 -1 +3 -1 +3 -2 -1 +1 +2 +1 -1 +1 -1 +3 -1 * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mạng Perceptron * 5.Tiếp cận mạng Neural (tt) Mạng lan truyền ngược (back propagation) * Các ví dụ minh họaÁp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học V.1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ -  Chia đối tượng thành các phần độc lập -  Làm đối tượng thành các phần tháo lắp được -  Tăng mức độ phân nhỏ của các đối tượng   Chúng ta lấy ví dụ bài tốn tìm kiếm nhị phân, ta chia đơi dãy phần tử, mỗi lần tìm kiếm chỉ tìm kiếm một nửa dãy. L M R Ta cĩ thể cài đặt thuật tốn như sau, với T là giá trị cầm tìm, N là số phần tử : * V.1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ (tt) #include #include #include #define sopt 1000 int A[sopt]  int tim_np(int A[sopt], int N, int T) {int L=0; int R=N-1; int M,P; Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học (tt) * V.1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ (tt) do { if (L>R) {P=-1; break;} M=(L+R)/2; if (A[M]==T) {P=M; break;} if (A[M] #include #include #define sopt 1000 int A[sopt] int tim_np(int A[sopt], int N, int T) {int L=0; int R=N-1;M, P=1; Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học (tt) * V.1 Nguyên Tắc Phân Nhỏ (tt) while (LT) { R=M-1; if (L>R) break; M=(L+R)/2; if (A[M]==T) {P=M; break} if (A[M]>T) R=M-1 else L=M+1; } Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * else { L=M+1; if (L>R) break; M=(L+R)/2; if (A[M}==T) {P=M; break;} if (A[M}>T) R=M-1 else L=M+1; } } return P; } Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * V.2 Nguyên Tắc “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. Chúng ta thấy rằng, các máy tính đầu tiên của thế hệ 8086, 8088 hay thậm chí 80286 và một phần thế hệ 80386 thì các bộ phận CPU, RAM được gắn “chết” vào bo mạch chính, muốn thay thế rất khĩ khăn thường là phải thay cả bo mạch chính. Khi xuất hiện các máy tính thế hệ sau 80386, 80486 và máy tính ngày nay, các bộ phận CPU, RAM được tách riêng khỏi bo mạch chính làm cho người dùng rất dễ thay thế hay nâng cấp khi cần. Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * V.2 Nguyên Tắc “Tách Khỏi”(tt) Trong một dĩa (dĩa mềm, dĩa cứng, CD, ..), người ta khơng thể chứa tất cả các tập tin vào trong thư mục gốc được vì việc tìm kiếm gặp nhiều khĩ khăn. Người ta tách thành các thư mục con để chứa từng loại tập tin khác nhau giúp cho người dùng thuận tiện trong quản lý và tìm kiếm. Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * V.2 Nguyên Tắc “Tách Khỏi”(tt) Trong các ngơn ngữ lập trình ngày nay, một ngơn ngữ lập trình thường tách ra các chức năng hay đối tượng riêng biệt như là các đối tượng COM, DCOM giúp cho người lập trình khi nào cần dùng đối tượng nào thì chỉ cần “chèn” đối tượng đĩ vào để sử dụng và thậm chí người lập trình cĩ thể “nâng cấp” đối tượng đĩ để cĩ thêm những tính năng mới tốt hơn hay tạo thêm các đối tượng mới. Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * V.3 Nguyên Tắc 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   Trong lĩnh vực phần mềm, ngày nay một dự án khĩ cĩ thể dùng một ngơn ngữ lập trình thực hiện từ đầu đến cuối mà phải cĩ sự kết hợp nhiều…. với nhau. Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) V.3 Nguyên Tắc Kết hợp (tt) Chẳng hạn như một dự án về cơ sở dữ liệu, phần dữ liệu thường được tạo và quản lý bằng SQL Server hay Oracle cịn phần giao diện thường được lập trình bằng một trong các ngơn ngữ Visual Basic, Delphi hay Visual C, … thậm chí cĩ thể kết hợp các ngơn ngữ đĩ trong phần thiết giao diện và các báo cáo thường được thiết kế bởi Crysral Report. * Chúng ta thực hiện câu truy vấn sau : Select x From A.B x Where exists y in x.C : y=5 V.3 Nguyên Tắc Kết hợp (tt) Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học (tt) * V.3 Nguyên Tắc Kết hợp (tt) Dữ liệu ở hình bên trái, nếu xử lý theo chiến lược trên-xuống (top-down) là tốt nhất vì chỉ duyệt cĩ một đường dẫn là A.B.C, nếu xử lý theo chiến lược dưới lên (bottom-up) thì phải viếng thăm tất cả các nút cĩ giá trị là 5. Dữ liệu ở hình ở giữa, chúng ta thấy cĩ nhiều đường dẫn A.B.C nhưng chỉ cĩ một đường dẫn thỏa mãn điều kiện trong Where, nếu xử lý theo chiến lược dưới-lên (bottom-up) thì tốt nhất. Áp dụng một số thủ thuật trong các bài tốn tin học(tt) * Tuy nhiên trong hình bên phải, nếu xử lý theo chiến lược trên-xuống (top-down) phải viếng thăm tất cả các nút lá nhưng chỉ cĩ một nút thỏa điều kiện. Nếu xử lý theo chiến lược dưới-lên (bottom up) thì xác định được một đối tượng thỏa điều kiện trong Where nhưng phải viếng thăm tất cả các nút ở phần bên phải của dữ liệu vì trên C cịn cĩ các đối tượng B ở phía bên phải. Trong trường hợp này, nếu chúng ta xử lý theo chiến lược kết hợp (hybrid), dùng chiến lược xử lý trên-xuống (top-down) để lấy tất cả các đối tượng A.B, kế đĩ dùng chiến lược xử lý dưới-lên (bottom up) xuất phát từ nút lá duyệt ngược lên một mức thì gặp kết quả duyệt từ trên xuống, đĩ là đường dẫn A.B.C đây là kết quả của câu truy vấn. Do đĩ chiến lược tốt nhất cho trường hợp nà là chiến lược kết hợp V.3 Nguyên Tắc Kết hợp (tt) * V.3 Nguyên Tắc Kết hợp (tt) Vì vậy chúng ta thấy trong dữ liệu bán cấu trúc, nếu khơng cĩ chiến lược kết hợp thì rất nhiều trường hợp khi thực hiện câu truy vấn việc xử lý sẽ rất chậm hoặc thậm chí kết quả khơng được chính xác. V.4 Nguyên Tắc Chứa Trong - Một đối tượng được đặt bên trong một đối tượng khác và bản thân nĩ lại chứa một đối tượng thứ ba… - Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. Trong tin học, một chương trình chính chứa nhiều chương trình con. Trong chương trình con lại chứa những chương trình con khác * V.5 Nguyên Tắc Dự Phịng - Bù đắp độ tin cậy khơng lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị các phương tiện báo động, ứng cứu, an tồn - Trong lĩnh vực phần cứng, ngày nay trong CMOS luơn luơn cĩ chức năng giúp người sử dụng đặt nhiệt độ tối đa cho Cpu, khi nhiệt độ Cpu tới mức đĩ thì sẽ báo động. - Trong lĩnh vực mạng, tất cả các người quản trị mạng đều luơn luơn thực hiện chức năng chép dự phịng dữ liệu (Backup). Việc backup này được thực hiện theo hai cách đĩ là đặt thời gian tự động để mạng tự backup và backup “bằng tay” tức là khi nào cần backup dữ liệu thì người quản trị mạng thực hiện lúc đĩ. Mặt khác, chúng ta thấy khi cài đặt mạng Windows NT hay Windows 2000 Server các phần mềm này đều cho phép chúng ta cài đặt máy server dự phịng. * V.5 Nguyên Tắc Dự Phịng(tt) - Trong lĩnh vực lập trình, khi khai báo biến và xác định miền giá trị cho biến rất quan trọng “Đừng dùng biến cĩ miền xác định nhỏ để biểu diễn cho các dữ liệu cĩ miền xác định lớn”. Chúng ta cịn nhớ sự kiện Y2K, trước đây người ta biểu diễn năm trong máy tính chỉ dùng 2 con số cuối của năm, giá trị 98 được hiểu là 1998, 00 được hiểu là 1900. Nhưng theo cách này, máy tính khơng thể biểu diễn được các ngày của năm 2000 vì đến năm 2000, các giá trị biểu diễn năm của rất nhiều máy tính sẽ trở về năm 00. Tại thời điểm này, máy tính sẽ nhầm ngày 1/1/2000 với ngày 1/1/1900. Trong trường hợp này cho ta thấy một quy tắc là khi chọn lựa kiểu biến, cần phải chú ý đến tính biến động của miền xác định của dữ liệu. * V.5 Nguyên Tắc Dự Phịng (tt) Hãy chọn lựa kiểu biến sao cho miền xác định của dữ liệu khơng bao giờ vuợt quá miến xác định của kiểu biến. Khi chọn lựa kiểu biến, khơng nhất thiết phải dựa theo miền xác định của dữ liệu thực tế. Nếu cĩ thể, nên chú ý kỹ đến một số điều kiện của bài tốn để biểu diễn bằng một kiểu dữ liệu tốt hơn. Ví dụ để biểu diễn điểm trung bình của một học sinh, thơng thường ta hay dùng kiểu số thực. Điều này đúng vì điểm trung bình thực sự là một con số thập phân, chọn số thực để biểu diễn số thập phân là hồn tồn hợp lý. Tuy nhiên, nếu để ý kỹ hơn, ta thấy rằng điểm giữa học kỳ chỉ dùng tối đa một số lẻ (điểm chẳn hoặc lẻ nửa điểm), điểm trung bình cũng chỉ dùng đến hai con số lẻ. * V.5 Nguyên Tắc Dự Phịng (tt) Như vậy nếu ta biểu diễn điểm trung bình bằng một con số nguyên Integer với quy tắc như sau : 1000=10; 950=9.50; 845=8.45… Cách biểu diễn này vừa tuân thủ quy tắc tiết kiệm vừa hiệu quả trong tính tốn hơn (máy tính thực hiện các phép tốn trên số thực chậm hơn trên số nguyên). V.6 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” hoặc “Thừa” - Nếu như khĩ nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đĩ bài tốn trở nên đơn giản hơn và dễ giải hơn  * V.6 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” hoặc “Thừa”(tt) -Trong máy tính mọi kiểu dữ liệu đều cĩ miền xác định hữu hạn và rời rạc. Nhưng các số thực trong tốn học lại cĩ miền xác định vơ hạn và liên tục. Vì vậy, các phép tốn trên số thực trong máy tính đều cĩ những sai số nhất định. Hơn nữa, quá trình tính tốn biểu thức trong máy tính khơng đồng nhất với quá trình tính tốn trong tốn học nên cĩ thể sẽ gây những hiệu quả khơng biết trước và sẽ làm cho kết quả cuối cùng khơng cịn chính xác. Do đĩ khi so sánh “bằng”, thơng thường ta dùng biểu thức a=b, hai số thực a và b ở hai vế dấu bằng trong chương trình luơn luơn được tính tốn bởi hai quá trình khác nhau mà mỗi quá trình tính tốn chịu một kiểu sai số nhất định nên phép so sánh cần phải chấp nhận “thiếu” một chút hoặc “thừa” một chút để đạt được kết quả so sánh tốt hơn, đĩ là ta đặt miền an tồn là  lúc đĩ biểu thức so sánh sẽ là a-b0 x[a,b}. Theo lý thuyết tích phân, chúng ta đều biết rằng, tích phân của hàm số f(x) trong đoạn [a,b] chính là diện tích vùng được tơ màu trong hình sau. Để tính tích phân ta đi tính diện tích cũa hình đĩ, tuy nhiên để tính được chính xác diện tích đĩ rất khĩ nên ta chỉ tính gần đúng diện tích đĩ tức là chấp nhận “thiếu” hoặc “thừa” một chút. * V.6 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” hoặc “Thừa”(tt) Sau đây là chương trình minh họa tính tích phân y=x2 trong đoạn [a,b] với a>0. Trong đoạn này dễ dàng tính được chặn trên của hàm y=x2 chính là f(b). Program Tichphan; Const MAX_INT=65535; Var S1,S, Top,Left,Right,Bottom,N,m,x,y,i : integer; Function F(x:real) Begin F:=x*x; End; * V.6 Nguyên Tắc Giải “Thiếu” hoặc “Thừa”(tt) Begin Repeat Writeln(‘Nhap doan [a,b]=’); Readln(a,b); Until a>0 and b>0; Top:=0; Left:=a; Right:=b; Bottom:=f(b); Randomize; N:=10000; m:=0; * For i:=1 to N do Begin x:=(Right-Left)*(random(MAX_INT)/MAX_INT)+Left; y:=(Bottom-Top)*(random(MAX_INT)/MAX_INT)+Top; If (y<=F(x)) then m:=m+1; End; Writeln(‘Tích Phân đúng =’,(b*b*b-a*a*a)/3:8:3); S1:=(Bottom-Top)*(Right-Left); S:=S1*m/N; Writeln(‘Tích Phân gần đúng =’,S:8:3); End. * V.7 Nguyên Tắc Trung Gian - Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp   - Trong nhiều chương trình máy tính, người ta cĩ thể viết những biểu thức tính tốn phức tạp trên cùng một hàng. Điều này tuy chẳng ảnh hưởng đến kết quả tính tốn cuối cùng nhưng sẽ làm cho việc đọc biểu thức trở nên khĩ khăn hơn. Trong trường hợp đĩ, ta dùng biến trung gian để làm cho chương trình dễ hiểu hơn. Ví dụ : Ketqua:=Ln(Sqrt(X+7*SQr(Y*3)))+Round(cos(20)-N*3) + Sqr(X*Y); Biểu thức trên dùng biến trung gian dễ đọc hơn : Phanlog := Ln(Sqrt(X+7*SQr(Y*3))); Phannguyen := Round(cos(20)-N*3); Phanbinhphuong:= Sqr(X*Y); Ketqua:=PhanLog+Phannguyen+ Phanbinhphuong; * V.7 Nguyên Tắc Trung Gian (tt) Hoặc trong chương trình giải phương trình bậc 2, Biểu thức tính nghiệm chương trình : X1:=((-b)+sqrt((sqr(b)-4*a*c))/(2*a); X2:=((-b)-sqrt((sqr(b)-4*a*c))/(2*a); Hai biểu thức trên khơng hiệu quả vì tính tốn lặp lại phần sqrt((sqr(b)-4*a*c). Do đĩ ta dùng biến trung gian để giảm bớt việc tính tốn cho hiệu quả hơn Candelta := sqrt((sqr(b)-4*a*c); X1 := ((-b)+candelta)/(2*a); X2 := ((-b)-candelta)/(2*a); * V.8 Nguyên Tắc Vượt Nhanh - Vượt qua các giai đoạn cĩ hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn. - Vuợt nhanh để cĩ được hiệu ứng cần thiết  - Trong máy tính, khi chúng ta khởi động máy, máy sẽ kiểm tra bộ nhớ ram, chúng ta muốn vượt qua phần kiểm tra này thì bấm phím “ESC”. - Trong các ngơn ngữ lập trình, cấu trúc rẽ nhánh giúp chương trình vượt nhanh qua các phần khơng thỏa điều kiện - Trong hợp ngữ (Assenply Language), các lệnh nhảy (JMP,JNE,JE,…) giúp chương trình vượt nhanh đến địa chỉ lệnh cần thiết bỏ qua các lệnh khơng thỏa điều kiện - Trong ngơn ngữ C, cĩ hai lệnh giúp chúng ta vuợt nhanh trong vịng lặp đĩ là lệnh break và continue. * V.9 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ - Thực hiện trước sự thay đổi cần cĩ, hồn tồn hoặc từng phần, đối với đối tượng - Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng cĩ thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất, khơng mất thời gian dịch chuyển. Trong lĩnh vực khai khống dữ liệu, trước khi chúng ta áp dụng thuật tốn Apriori-Tid, chúng ta phải biến đổi dữ liệu thật sang dạng (O,I,R) để làm dữ liệu đầu vào cho thuật tốn.   Ví dụ : Chúng ta cĩ cơ sở dữ liệu của một siêu thị như sau : * V.9 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ (tt) Danh mục hàng hĩa * V.9 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ (tt) Hĩa đơn bán hàng * V.9 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ (tt) Chi tiết hĩa đơn * V.9 Nguyên Tắc Thực Hiện Sơ Bộ (tt) Với dữ liệu trên, chúng ta chuyển đổi thành dạng (O,I,R) như sau để làm dữ liệu đầu vào cho thuật tốn Apriori-Tid  * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc Thay đổi màu sắc của đối tượng hay mơi trường bên ngồi Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay mơi trường bên ngồi Để cĩ thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng các chất phụ gia màu, huỳnh quang Nếu các chất phụ gia đĩ đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu. Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp   Trong các chương trình máy tính khi xuất hiện hộp thơng báo thường kèm theo các biểu tượng giúp người dùng hiểu họ được thơng báo với tình trạng gì *   Sau đây là các hộp thơng báo mà cĩ các biểu tượng trên V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) Trong các form nhập liệu khi đang ở tình trạng “thêm” hay “sửa” dữ liệu thì các đối tượng nào được nhập dữ liệu nên cĩ màu khác với các đối tượng khơng được nhập dữ liệu, điều này giúp người dùng dễ thao tác hơn. Ví dụ sau đây, chúng ta thấy form “Phiếu Tính tiền” hiện cĩ 3 mặt hàng được mua * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) Khi nhấn nút “Sửa Mặt Hàng”, màn hình sẽ xuất hiện như sau : * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) Chúng ta thấy form này đối tượng “Số lượng” cĩ màu xanh, các đối tượng khác vẫn là màu đen, điều này gây chú ý cho người dùng là chỉ được sửa giá trị số lượng của mặt hàng các đối tượng khác vẫn giữ nguyên. Một ví dụ khác, trong các chương trình tính lương thường cĩ phần chấm cơng. Vấn đề chấm cơng cĩ hai dạng là chấm cơng ngày làm việc hoặc chấm cơng ngày nghỉ. Ơ đây, chúng ta lấy ví dụ là chấm cơng ngày nghỉ, tức là ngày nào nhân viên nghỉ thì ghi nhận lại, mặt khác nghỉ cũng phân nhiều loại như sau : * Thơng thường chúng ta cĩ thể thiết kế form cập nhập thơng tin ngày nghỉ cho các nhân viên như sau : V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) Trên form cho biết nhân viên “Nguyễn Văn An” trong tháng 5/2003 đã nghỉ 5 ngày theo từng loại đã được mơ tả, và người dùng đang nhập thêm một ngày nghỉ là ngày 24/05/2003 với loại nghỉ là “Nghỉ khơng phép nửa ngày”. Chúng ta thấy form này vẫn tiện lợi cho người dùng, tuy nhiên nếu chúng ta sửa đổi form này theo nguyên tắc thay đổi màu sắc thì nhìn vào thuận tiện hơn là liệt kê danh sách các ngày nghỉ ở dạng “lưới”(grid). *    Trong form này, chúng ta qui định các màu sắc như sau : V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) * V.10 Nguyên Tắc Thay Đổi Màu Sắc (tt) Khi nhìn trên form, tại bảng lịch nếu ngày nào đổi màu thì ta biết là ngày đĩ nhân viên nghỉ và cĩ màu sắc tương ứng với loại nghỉ. Để thay đổi hay chấm cơng thêm nghỉ ngày nào, người dùng chỉ cần click phải tại ngày đĩ thì một danh sách các loại nghỉ hiện ra và chỉ cần chọn loại nghỉ thì màu sắc của ngày đĩ sẽ biến đổi tương ứng. Mặt khác, nếu người dùng chọn sai ngày nghỉ thì cĩ thể sửa lại bằng cách chọn “Khơng Nghỉ” trong danh sách thì màu sắc của ngày đĩ trở lại màu bình thường. * V.11 Nguyên Tắc Đảo Ngược - Thay vì hành động như yêu cầu bài tốn, hành động ngược lại (ví dụ, khơng làm nĩng mà làm lạnh đối tượng) - Làm phần chuyển động của đối tượng (hay mơi trường bên ngồi) thành đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động - Lật ngược đối tượng Trong lĩnh vực đồ thị, khi yêu cầu chứng minh hai đồ thị liên thơng nhau, ta thường giả sử ngược lại là hai đồ thị khơng liên thơng và chứng minh điều giả sử đĩ khơng đúng, hoặc ngược lại khi yêu cầu chứng minh hai đồ thị khơng liên thơng nhau, ta thường giả sử ngược lại là hai đồ thị liên thơng nhau và chứng minh điều giả sử đĩ khơng đúng. Đây là cách chứng minh phản chứng, được dùng rất nhiều trong lĩnh vực tốn và tin học. * V.11 Nguyên Tắc Đảo Ngược (tt) thật thường khơng được lưu trữ đúng như thế mà thường bị mà hĩa trước khi lưu trữ, một trong cách cách mã hĩa là đảo ngược ký tự này thành ký tự khác bằng cách dùng một bảng tổng quát để định nghĩa sự thay thế sẽ được tạo ra : đối với mỗi chữ cái trong văn bản thật, bảng sẽ cho biết chữ cái nào sẽ được đặt vào trong văn bản mã. Ví dụ, nếu bảng cho sự tương ứng _ABC DEF GHI JKLMN OPQRSTUVWXYZ THE_ QUI CKB ROWNF XJMPDVRLAZYG Thì thơng điệp được mã hĩa như sau: Văn bản thật: ATTACK_AT_DOWN Văn bản mã: HVVH_OTHVTQHAF * V.12 Nguyên Tắc Sao Chép      - Thay vì sử dụng những cái khơng được phép, phức tạp, đắt tiền, khơng tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng 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 khơng thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại. Một số phần mềm máy tính giả lập các mơ hình thực tế như mơ hình lái máy bay, các dây chuyền sản xuất,… giúp con người dễ dàng thực nghiệm trên các mơ hình giả lập đĩ mà khơng cần cĩ các mơ hình thật nhiều khi rất đắt tiền. * V.12 Nguyên Tắc Sao Chép (tt)  Trong lĩnh vực phần cứng và mạng cĩ một số phần mềm giúp người học mạng chỉ cần một máy tính vẫn cĩ thể thực tập được việc cài đặt và quản trị mạng, đĩ là các phần mềm giả lập (simulator) các thiết bị router hay các phần mềm VM (Virtual Machine) giả lập một máy tính thành nhiều máy tính Trong phần mềm Flash, dùng để thiết kế các quảng cáo đặt trên các website thể hiện rất rõ về nguyên tắc sao chép. Ví dụ, chúng ta muốn tạo một hoạt cảnh “bầu trời đầy sao”, chắc chắn chúng ta khơng thể nào tạo cả ngàn “sao” được mà chỉ tạo một “sao” rồi cho nĩ tự sao chép thành cả ngàn “sao”, cách thức thực hiện như sau : * Chèn thêm vào một keyframe V.12 Nguyên Tắc Sao Chép (tt)  - Tạo MovieClip “sao” - Chèn MovieClip “sao” vào cửa sổ Scene - Viết Action Script cho keyframe đầu tiên để sao chép các MovieClip “sao” thành nhiều “sao”. * PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY ‘Con người là cây sậy biết suy nghĩ ’. Đỉnh cao của suy nghĩ là tư duy, nhận thức về thế giới , về nhân sinh quan. Từ đĩ cĩ các biện pháp tích cực tác động vào cuộc sống ,cải tạo thế giới, chinh phuc thiên nhiên mang lại hạnh phúc cho con người. * PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY Mục đích của 6 mũ tư duy là hướng dẫn và gỡ rối cho suy nghĩ sao cho người tư duy mỗi lần chỉ dùng đến một lối suy nghĩ mà thơi ,thay vì cố tìm cách làm đủ mọi thứ cùng một lúc. Cĩ thể liên tưởng đến phương pháp in bản đồ .Từng màu nguyên được tách in riêng và cuối cùng các màu nguyên tổng hợp làm một, cho ra màu cuối cùng mà ta thấy trên bản đồ. * Edward De Bono Cha đẻ 6 mũ tư duy Phương pháp 6 mũ tư duy được đặt ra để chuyển tư duy ra khỏi kiều tư duy tranh luận bình thường và đưa vào kiểu tư duy như in bản đồ. Như thế tư duy trở thành quá trình 2 giai đoạn : Giai đoạn thứ nhất làm ra bản đồ. Giai đoạn thứ 2 là chọn đường trên bản đồ . Từng mũ của 6 mũ đạt một kiểu tư duy trên bản đồ. PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * Mũ trắng : Tượng trưng cho sự trong trắng trinh nguyên, thuần tuý là các con số và sự kiện, là thơng tin. Mũ đỏ : tượng trưng cho cảm xúc và tình cảm, cũng cịn là linh cảm trực giác Mũ đen : là sự phản biện. PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * Mũ vàng : tượng trưng cho màu của nắng, sức sống và sự laic quan, ủng hộ, xây dựng , nhìn ra cơ hội Mũ xanh lục : tăng sinh lực, sáng tạo, vận động, cây cỏ bật lên từ hạt mầm , sự biến hĩa của vận động , sự khát khao Mũ xanh lam: điều khiển, cao cả, lạnh lùng, biểu hiện cho tư duy. PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * Đặc điểm của 6 mũ tư duy1.Kích thích suy nghĩ song song 2.Kích thích suy nghĩ tồn diện 3.Tách riêng cá tính (như là bản ngã, thành kiến …) và chất lượng 4.Tăng năng suất làm việc và trao đổi trong nhĩm. 5. Cải tiến sản phẩm và quá trình quản lý dự án. 6. Phát triển tư duy phân tích và ra quyết định. PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * Ứng dụng của 6 mũ tư duy trong kinh doanh1.Đơn giản hĩa – loại bỏ 2.Thay đổi – Hốn vị - Sắp xếp lại 3.Thay thế bằng cái tương đương 4. Kết hợp, tích hợp các sản phẩm trong một sản phẩm 5.Gia tăng, Thu nhỏ 6. Nghịch đảo – Đối ngẫu  PHẦN IIISÁU MŨ TƯ DUY(tt) * I. Một số bài thu hoạch chọn lọc của mơn học trên website trường ĐHCNTT : www.uit.edu.vn/forum/index.php?showtopic=8123&st=0& TƯ LIỆU THAM KHẢO (1/3) * II. Các website cĩ chủ đề, bài viết hay về nghiên cứu sáng tạo khoa học : www.trizvietnam.com www.chungta.com www.cafesangtao.com Một số bài viết trên các webiste này : Máy tính cĩ giúp con người tư duy tốt hơn khơng ? Khả năng và đặc điểm của Tin học ? 6 cách để suy nghĩ, sáng tạo như Albert Einstein? ........ TƯ LIỆU THAM KHẢO (2/3) * 1. Vũ Cao Dàm, Phương pháp luận nghiên cứu khoa học, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Hà Nội – 2001 2. Atshuler, Giải 1 bài tốn phát minh sáng chế, Nhà xuất bản thống kê - 1991 3. Phan Dũng, Phương pháp luận sáng tạo khoa học kỹ thuật, Nhà xuất bản TP.HCM – 1998 4. Hồng kiếm, Giải 1 bài tĩan trên máy tính như thế nào I, II, III, Nhà xuất bản Giáo dục – 2001, 2002, 2004 TÀI LIỆU THAM KHẢO (3/3) *