Tiểu luận Môn học phương pháp nghiên cứu khoa học trong tin học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN  TIỂU LUẬN MÔN HỌC PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC ĐỀ TÀI TÌM HIỂU VỀ HỆ NHẬN DẠNG MẶT NGƯỜI Học viên: Thái Huy Tân MSHV: 1211064 Lớp: Khoa Học Máy Tính GVHD: GS.TSKH. Hoàng Kiếm Lời Cảm Ơn Để có thể hoàn thành bài tiểu luận này, em xin chân thành cám ơn thầy GS.TSKH.Hoàng Kiếm, người đã truyền cảm hứng cho em, thầy đã chỉ dẫn tận tình, giúp em có được định hướng một cách rõ ràng hơn về con đường làm khoa học, làm nghiên cứu, đặc biệt là sự chân thật và tâm huyết đối với khoa học. Thông qua bài t iểu luận này đã giúp em hiểu hơn về các phương pháp nghiên cứu khoa học, sáng tạo sáng chế và 40 thủ thuật để sáng chế, là cơ sở vững chắc cho việc nghiên cứu và phát triển về sau. Tuy đã cố gắng hoàn thành tiểu luận trong phạm vi khả nă ng của mình nhưng chắc chắn sẽ không tránh khỏi những thiếu sót. Em mong nhận được sự cảm thông và chỉ bảo tận tình từ thầy . Thành phố Hồ Chí Minh, 12/2012 Học Viên Thái Huy Tân CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ KHOA HỌC VÀ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 1 1.1. Khoa học 1 1.2. Nghiên cứu khoa học 1 1.2.1. Khái niệm 1 1.2.2. Các bước nghiên cứu khoa học 2 1.2.3. Sáu mũ tư duy 3 CHƯƠNG 2: VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 8 2.1. Vấn đề khoa học 8 2.2. Phân loại 9 2.3. Các tình huống của vấn đề 9 2.4. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học 9 CHƯƠNG 3: CÁC THỦ THUẬT SÁNG TẠO CƠ BẢN 10 3.1. Giới thiệu 10 3.2. Lợi ích của việc áp dụng các thủ thuật sáng tạo 10 3.3. Các thủ thuật sáng tạo và ứng dụng trong tin học 12 3.3.1. Nguyên tắc phân nhỏ 12 3.3.2. Nguyên tắc tách khỏi 12 3.3.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 12 3.3.4. Nguyên tắc phản (bất) đối xứng 13 3.3.5. Nguyên tắc kết hợp 14 3.3.6. Nguyên tắc vạn năng 15 3.3.7. Nguyên tắc chứa trong 15 3.3.8. Nguyên tắc phản trọng lượng 16 3.3.9. Nguyên tắc gây ứng suất (phản tác động) sơ bộ 17 3.3.10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 17 3.3.11. Nguyên tắc dự phòng 18 3.3.12. Nguyên tắc đẳng thế 18 3.3.13. Nguyên tắc đảo ngược 19 3.3.14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 19 3.3.15. Nguyên tắc linh động 20 3.3.16. Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc “ thừa” 20 3.3.17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 21 3.3.18. Sử dụng các dao động cơ học 21 3.3.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 21 3.3.20. Nguyên tắc liên tục các tác động có ích 22 3.3.21. Nguyên tắc “ vượt nhanh” 22 3.3.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi 23 3.3.23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 23 3.3.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian 23 3.3.25. Nguyên tắc tự phục vụ 24 3.3.26. Nguyên tắc sao chép 24 3.3.27. Nguyên tắc “ rẻ” thay cho “ đắt” 25 3.3.28. Thay thế sơ đồ (kết cấu) cơ học 25 3.3.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng 26 3.3.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 27 3.3.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 28 3.3.32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc 28 3.3.33. Nguyên tắc đồng nhất 29 3.3.34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 29 3.3.35. Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng 30 3.3.36. Sử dụng chuyển pha 30 3.3.37. Sử dụng sự nở nhiệt 30 3.3.38. Sử dụng các chất oxy hóa mạnh 30 3.3.39. Thay đổi độ trơ 30 3.3.40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) 31 CHƯƠNG 4: TỔNG QUAN VỀ NHẬN DIỆN MẶT NGƯỜI VÀ PHÂN TÍCH VIỆC SỬ DỤNG CÁC NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG HỆ NHẬN DIỆN MẶT NGƯỜI 32 4.1.Tổng quan về hệ nhận diện mặt người 32 4.2. Phân tích việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo trong hệ nhận diện mặt người 33 LỜI KẾT 36 TÀI LIỆU THAM KHẢO 37 Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 1 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Chương 1: Tổng Quan về Khoa Học và Nghiên Cứu Khoa Học 1.1. Khoa học Khoa học là quá trình nghiên cứ u nhằm khám phá ra những kiến t hức mới, học thuyết mới về tự nhiên và xã hội để thay thế dần những cái cũ, cái không còn phù hợp nữa. Do đó, khoa học bao gồm một hệ thống tri thức về qui luật của vật chất và sự vận động của vật chất, những qui luật của tự nh iên, xã hội và tư duy . Hệ thống tri thức này h ình thành trong lịch sử và không ngừng phát triển trên cơ sở thực tiễn xã hộ i, phân biệt ra hai hệ thống tri thức là tri t hức kinh nghiệm và tri thức khoa học. 1.2. Nghiên cứu khoa học 1.2.1. Khái niệm Nghiên cứu khoa học là một hoạt động xã hội, hướng vào việc tìm kiếm những điều mà khoa học chưa biết, hoặc là phát hiện bản chất sự vật, phát triển nhận thức khoa học về Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 2 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com thế giới; hoặc là sáng tạo phương pháp mới và phương tiện kĩ thuật mới để cải tạo thế giới. Từ khái niệm trên thông qua khía cạnh nghiên cứu khoa học là sáng tạo ra các phương tiện k ĩ thuật mới để cải t ạo thế giới thì t a thấy được rằng nghiên cứu khoa học không chỉ là công việc chỉ giành riêng cho các nhà khoa học, những người làm nghiên cứu mà đó còn có thể là những sáng kiến phát minh từ những trăn trở, băn khoăn trong cuộc sống hằng ngày của bác nông dân – một con người rất bình dị. Ngày 29/05/2012, cổng thông tin điện tử của bộ Nông nghiệp và Phát triển Nông thôn đưa tin về một người nông dân tên Phan Văn Oanh ở Hậu Giang đã tự lai tạo thành công nhiều giống lúa mới sạch bệnh, có năng suất và chất lượng cao, phẩm chất gạo đạt tiêu chuẩn xuất khẩu, phù hợp với các điều kiện canh tác ở Hậu Giang. Giống lúa này đã được chuyển giao cho Đại Học Cần Thơ nhằm phát triển, nhân rộng, phục vụ cho việc phát triển sản xuất . 1.2.2. Các bước nghiên cứu khoa học Gồm 8 bước: - Hình thành ý tưởng nghiên cứu - Tổng quan tà i liệu - Xây dựng giả thuyết, lựa chọn phương pháp nghiên cứu Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 3 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Thiết kế nghiên cứu - Thu thập và phân tích số liệu - Diễn dịch kết quả - So sánh với các nghiên cứu trước đây - Kết luận 1.2.3. Sáu mũ tư duy 1.2.3.1. Lịch sử của phương pháp Đây là phát kiến của Tiến sĩ Edward de Bono trong năm 1980 và được xuất bản thành sách vào năm 1985 với tựa đề “Six Thinking Hats”. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 4 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Phương pháp này đã được phát triển và giảng dạy ở nhiều nơi trên thế giới, trong đó có nhiều tổ chức lớn như: IBM, Federal Express, British Airways,… Đây là khuôn mẫu cho sự suy nghĩ và nó có thể kết hợp thành lối suy nghĩ định hướng.Bởi phương pháp này hướng mọi người cùng tập trung vào vấn đề từ một góc nhìn, do đó sẽ triệt tiêu hoàn toàn các tranh cãi xuất phát từ các góc nhìn khác nhau. 1.2.3.2. Ý nghĩa của từng loại mũ Mũ t rắng mang hình ảnh của một tờ giấy trắng thể hiện cho thông tin, dữ liệu. Khi chúng ta tưởng tượng đang đội chiếc mũ trắng, chúng ta chỉ cần suy ngh ĩ về các thông tin, dữ liệu liên quan đến vấn đề đang cần giải quyết, tập trung trên thông tin rút ra được. Một số câu hỏi có thể sử dụng: - Chúng ta có những thông tin gì về vấn đề này? - Chúng ta cần có những thông tin nào liên quan đến vấn đề đang xem xét? - Chúng ta thiếu mất những thông tin, dữ liệu nào? Ngoài ra, mũ trắng còn mang ý nghĩa là sự thật thà trong số liệu, thông t in, không nên vì vội vàng mà làm nên những điều sai lầm. Mũ đỏ mang hình ảnh của lửa cháy trong lò, con tim với dòng máu nóng, sự ấm áp . Khi tưởng tượng đang độ i chiếc mũ đỏ, chúng ta chỉ cần đưa ra các cảm giác, cảm xúc, trực Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 5 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com giác, những ý kiến không có chứng minh hoặc giải thích của mình về vấn đề đang giải quyết. Một số câu hỏi có thể sử dụng: - Cảm giác của tôi ngay lúc này là gì? - Trực giác của tôi mách bảo điều gì về vấn đề này? Ngoài ra, mũ đỏ còn tượng trưng cho sự hết lòng và “máu” với nghiên cứu khoa học, bởi lẽ khi làm khoa học, chúng ta phải có nhiệt huyết, đặt hết tâm tư vào nó thì mới có thành công thực sự. Mũ vàng mang hình ảnh của ánh nắng mặt trời, sự lạc quan.Khi tưởng tượng đang đội chiếc mũ vàng, bạn sẽ đưa ra các ý kiến lạc quan, có logic, các lợi ích của vấn đề và mức độ khả th i của dự án. Một số câu hỏi có thể sử dụng: - Những lợi ích khi chúng ta tiến hành dự án này là gì? - Đâu là mặt tích cực của vấn đề này? - Liệu vấn đề này có khả năng thực hiện được không? Mang hình ảnh của đêm tối. Người đội mũ đen sẽ liên tưởng đến các điểm yếu, các lỗ i, sự bất hợp lý, sự thất bại, sự phản đối. Vai trò của chiếc mũ đen là giúp chỉ ra những điểm yếu trong quá trình suy nghĩ của chúng ta. Chiếc mũ đen để dùng cho “sự thận Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 6 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com trọng”, nó chỉ ra các lỗi, các điểm cần lưu ý, bất lợi của vấn đề.Chiếc mũ đen đóng vai trò hết sức quan trọng, nó đảm bảo cho dự án của chúng ta tránh được các rủi ro, nó ngăn chúng ta làm điều sai, bất hợp pháp hay nguy hiểm. Một số câu hỏi có thể sử dụng: - Những rắc rối, nguy hiểm nào có thể xảy ra? - Những khó khăn nào có thể phát sinh khi t iến hành làm điều này? - Những nguy cơ nào đang tiềm ẩn? Hãy liên tưởng đến những cây cỏ xanh tươi, sự nảy mầm, sự đâm chồi, sự phát triển. Chiếc nón xanh lá cây tượng trư ng cho sự s inh sôi, sáng tạo. Trong giai đoạn đội nón này chúng ta sẽ đưa r a các giải pháp, ý tưởng cho vấn đề đang thảo luận. Một số câu hỏi có thể sử dụng: - Có những cách thức khác để thực hiện điều này không? - Chúng ta có thể làm gì khác trong trường hợp này? - Các lời giải thích cho vấn đề này là gì? Chiếc mũ xanh da trời sẽ có chức năng như nhạc trưởng, nó sẽ tổ chức các chiến mũ khác – tổ chức tư duy. Mũ xanh da trời kiểm soát tiến trình tư duy, đây là chiếc mũ của người lãnh đạo hay là trưởng nhóm thảo luận. Vai trò của người đội mũ xanh da trời là: Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 7 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Xác định mục tiêu trọng tâm và mục đích của nhóm thảo luận. Sắp xếp t rình tự cho các chiếc mũ trong suốt buổi thảo luận. Sau đó, tập hợp mọi ý kiến, tóm tắt và ra kế hoạch. Chúng ta thấy rằng, với kỹ thuật tư duy sáu chiếc mũ, mọi người sẽ cùng tập trung vào giải quyết vấn đề từ cùng một góc nhìn. Ngoài ra, một vấn đề sẽ được xem xét từ nhiều khía cạnh khác nhau trước khi được quyết định, điều này sẽ giúp chúng ta có các quyết định hiệu quả và đúng đắn. (Trích dẫn: chia-khoa-giai-quyet-xung-dot-y-kien-trong-nhom-2008-07-19) Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 8 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Chương 2: Vấn đề khoa học và các phương pháp giải quyết 2.1. Vấn đề khoa học Vấn đề khoa học cũng được gọi là vấn đề nghiên cứ u hoặc câu hỏi nghiên cứu là câu hỏi được đặt ra khi người nghiên cứu đứng trước mâu thuẫn giữa t ính hạn chế của tri thức khoa học hiện có với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn. Trên đây chỉ là một hình ảnh vui về hiện tượng nóng lên toàn cầu do việc thải khí CO2 từ các phương tiện vận tải nhưng nó lại mang một ý tưởng là: dùng cây xanh để hấp thụ khí CO2 do xe hơi thải ra. Dựa vào đó theo ý kiến của riêng em, sao chúng ta không tạo ra một dạng viên hấp thụ một phần CO2 trong ống xả của xe hơi để rồi sau mỗi lần sử dụng Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 9 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com thì sẽ lấy ra những viên đó sử dụng vào những nơi khác cần CO2 như cây quang hợp vào buổi sáng, khí CO2 dùng để làm lạnh thực phẩm, tinh chế và nung chảy kim loại,… (Trích dẫn: 2.2. Phân loại Nghiên cứu khoa học luôn tồn tại hai vấn đề: - Vấn đề về bản chất sự vật đang tìm kiếm. - Vấn đề về phương pháp ngh iên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn những vấn đề thuộc lớp thứ nhất . 2.3. Các tình huống của vấn đề Có vấn đề  có nghiên cứu. Không có vấn đề  không có nghiên cứu. Giả vấn đề  Không có vấn đề  không có nghiên cứu.  Nảy sinh vấn đề  Nghiên cứu theo vấn đề mới. 2.4. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học Có 6 phương pháp : Tìm những kẻ hở, phát hiện những vấn đề mới. Tìm những bất đồng. Nghĩ ngược lại quan niệm thông thường. Quan sát những vướng mắc trong thực tiễn. Lắng nghe lời kêu ca phàn nàn. Cảm hứng từ những câu hỏi bất chợt xuất hiện khi quan sát sự kiện nào đó. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 10 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Chương 3: Các thủ thuật sáng tạo cơ bản 3.1. Giới thiệu Từ năm 1946, Giáo Sư Altshuller bắt đầu sưu tập các thủ thuật nhằm mục đích giúp cá nhân mình làm các sáng chế với năng suất và hiệu quả cao hơn. Đến năm 1948, ông đặt mục đích rộng hơn: Xây dựng lý thuyết và hệ thống các phương pháp giải các bài toán sáng tạo sáng chế (TRIZ) cho đông đảo mọi người. Ngay từ thời kì đó, ông đã nhận ra rằng sáng tạo sáng chế chính là giải quyết các mâu thuẫn kĩ thuật, tạo ra sự phát tri ển. Do vậy, tiêu chuẩn lựa chọn các thủ thuật được GS. Altshuller xác định là: chúng phải có khả năng giải quyết các mâu thuẫn kĩ thuật có trong các bài toán sáng tạo sáng chế. Kể từ năm 1946, số lượng các thủ thuật được GS. Altshuller tìm ra tăng dần theo thời gian. Đến đầu những năm 1970, sau nhiều lần bổ sung, chỉnh sửa, hoàn thiện nội dung và lời phát biểu của các thủ thuật, phương án được chọn dùng từ đó đến nay là hệ thống 40 thủ thuật sáng tạo cơ bản. Mỗi thủ thuật cung cấp cho người sử dụng một vài cách xem xét đối tượng cho trước. Như vậy , 40 thủ thuật sáng tạo cung cấp cho bạn hệ thống các cách xem xét sự vật. Các cách xem xét này giúp bạn khắc phục tính ì tâm lý, tạo những đường suy nghĩ giúp tăng tính nhạy bén tư duy, giúp phát hiện và sử dụng các nguồn dự trữ có sẵn của đối tượng. 3.2. Lợi ích của việc áp dụng các thủ thuật sáng tạo - Cung cấp hệ thông các cách xem xét sự vật . - Tăng óc quan sát, tò mò sáng tạo. - Phân tích, lý giải một cách logic những giải pháp s áng tạo đã có. - Tăng tính nhanh nhạy của việc tiếp thu và đánh giá giá trị của thông tin. - Thấy được sự tương tự, thống nhất giữa các hệ thống tưởng chừng rất khác xa nhau. - Khắc phục tí nh ì tâm lý. - Giúp phát hiện các nguồn dự trữ có sẵn trong hệ. - Đưa ra và lựa chọn các cách tiếp cận thích hợp để giải bài toán. - Giải quyết các mâu thuẫn có trong bài toán . - Phát hiện ra các ý tưởng cải tiến hệ thống cho trước. - Dự báo khuynh hướng phát triển của hệ thống cho trư ớc trong tương lai, xây dựng cơ chế định hướng trong tư duy sáng tạo. - Giúp phát hiện, đặt và lựa chọn bài toán cần giải. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 11 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Dùng để luyện tập phát triển trí tưởng tượng sáng tạo. - Dùng để cải tiến, hoàn thiện, phát triển chính bản thân, xây dựng tác phong, suy nghĩ và làm việc một cách khoa học, sáng tạo. - Góp phần xây dựng tư duy biện chứng hệ thống. - Làm giảm thiểu số lượng các bài toán không đáng nảy sinh. (Trích dẫn từ các thủ thuật sáng tạo cơ bản của GS. Phan Dũng). Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 12 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3. Các thủ thuật sáng tạo và ứng dụng trong tin học 3.3.1. Nguyên tắc phân nhỏ 3.3.1.1. Nội dung - Chia đối tượng thành các phần độc lập, làm đối tượng trở nên tháo lắp được, và tăng mức động phân nhỏ của đối tượng. - Nguyên tắc phân nhỏ hay được dùng cùng với các nguyên tắc: tá ch khỏi, phẩm chất cục bộ, kết hợp, vạn năng, linh động,… 3.3.1.2. Ví dụ trong tin học - Một phần mềm có nhiều module nhỏ như: phần giao diện của người dùng, phần xử lý tác vụ của người dùng, phần kết nối với cơ sở dữ liệu. 3.3.2. Nguyên tắc tách khỏi 3.3.2.1. Nội dung - Tách phần gây “phiền phức” hay ngược lại, tá ch phần duy nhất “cần thiết” ra khỏi đối tượng. - Nguyên tắc tách khỏi thường được sử dụng cùng với các nguyên tắc: phân nhỏ, phẩm chất cục bộ, kết hợp, vạn năng, linh động,… 3.3.2.2. Ví dụ trong tin học - Như đã trình bày ở ví dụ của nguyên tắc tách khỏi, môt phần mềm thường có nhiều module như vậy, và người ta thường tách phần cơ sở dữ liệu ra khỏi chương trình và đặt ở một nơi khác nhằm dễ dàng cho việc thao tác, quản lý và bảo mật. 3.3.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 3.3.3.1. Nội dung - Chuyển đối tượng có cấu trúc đồng nhất thành không đồng nhất . - Các phần khác nhau của đối tượng phải có chức năng khác nhau. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 13 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều k iện thích hợp nhất đối với công việc. 3.3.3.2. Ví dụ trong tin học - Các module khác nhau của phần mềm đều có những chức năng khác nhau và chúng tạo nên một chỉnh thể phần mềm. Tùy vào loại phần mềm khác nhau mà người ta sẽ có những chú tâm khác nhau đố i với từng module của phần mềm đó tạo nên tí nh riêng của mỗi loại phần mềm. 3.3.4. Nguyên tắc phản (bất) đối xứng 3.3.4.1. Nội dung - Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng hay nói chung là làm giảm bậc đối xứng của đối tượng.Nếu đối tượng phản đối xứng thì tăng mức độ phản đối xứng đó lên. - Nguyên tắc phản (bất) đối xứng là trường hợp riêng của nguyên tắc phẩm chất cục bộ, có mục đích làm tăng tính tương hợp giữa các phần của đối tư ợng với nhau và với môi trường bên ngoài, nhằm thực hiện chức năng của từng phần một cách tốt nhất. 3.3.4.2. Ví dụ trong tin học Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 14 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Từ các biến kiểu integer có cả giá trị âm và dương (đối xứng) ta tạo ra các biến kiểu unsigned integer chỉ có giá trị dương (bất đối xứng) để sử dụng cho những biến luôn dương, làm cho chương trình được rõ ràng và ti ết k iệm bộ nhớ hơn. 3.3.5. Nguyên tắc kết hợp 3.3.5.1. 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 . - Nguyên tắc kết hợp thường liên quan đến các nguyên tắc: phân nhỏ và phẩm chất cục bộ. Sự liên quan này cho thấy một cách nhìn biện chứng: hai cách nhìn đối lập nhau có thể cho cùng một kết quả. Chưa kể nguyên tắc kết hợp và phân nhỏ, phẩm chất cục bộ còn phản ánh khuynh hướng phát triển biện chứng: sự liên kết, hợp tác hóa thường đi kèm với sự phân công lao động và chuyên môn hóa sâu hơn. 3.3.5.2. Ví dụ trong tin học - Các module của phần mềm cùng nhau kết hợp lại t ạo hành một phần mềm hoàn chỉnh. - Trong lập trình hướng đối tượng thì chức năng và dữ liệu được gộp chung lại với nhau tạo thành khái niệm lớp (class). Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 15 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.6. Nguyên tắc vạn năng 3.3.6.1. Nội dung - Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau do đó không cần sự tham gia của đối tượng khác. - Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với các nguyên tắc: kết hợp, linh động, nguyên tắc liên tục tác động có ích, tự phục vụ,… nguyên tắc này đóng vai trò quan trọng trong việc 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 theo thời gian. 3.3.6.2. Ví dụ trong tin học - Một trang web bán hàng trực tuyến ban đầu chỉ có những chức năng cơ bản như: xem danh sách sản phẩm, xem chi tiết sản phẩm, mua sản phẩm, xem lịch sử mua, mua hàng. Cơ bản như vậy, một t rang web đã có thể coi là phát triển theo nguyên tắc “vạn năng”, và sau đó, dưới nhu cầu của người dùng ph át triển theo thời gian, trang web này có thể có thêm các chức năng như: tặng quà cho người thân, đấu giá trực tuyến. 3.3.7. Nguyên tắc chứa trong 3.3.7.1. Nội dung - Một đối tượng chứa bên trong nó đối tượng khác và đối tượng khác đó lại chứa đối tượng thứ ba. - Một đối tượng chuy ển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác. - Chứa trong chỉ ra hướng tận dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng, cụ thể là phần “thể tích” bên trong của đối tượng chưa được dùng đến. Nếu để ý quan sát, ta sẽ thấy rất nhiều đối tượng chưa được khai thác tiềm năng này . 3.3.7.2. Ví dụ trong tin học - Một trình duyệt web chứa trong nó nhiều tab con cho phép người dùng có thể mở đồng thời nhiều t rang web mà chỉ cần sử dụng một cửa sổ. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 16 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.8. Nguyên tắc phản trọng lượng 3.3.8.1. Nội dung - Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó vào 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,… - Thủ thuật này đòi hỏi sự mềm dẻo trong cách tiếp cận giải quyết vấn đề: nếu khắc phục trực tiếp nhược điểm không được thì nên nghĩ cách bù trừ nó bằng sự kết hợp với ưu điểm nào đó. 3.3.8.2. Ví dụ trong tin học - Ví dụ như trong trường hợp trước đó ta hard-code một phần mềm và giờ nó phát sinh lỗi hệ thống khiến ta không thể sửa chửa được. Ta có thể sử dụng plugin để “vá” lại tạm thời những lỗi đó, và sau đó là bước sửa lại hệ thống cho khả chuyển và linh động, có tính mở cho những lần th ay đổi sau. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 17 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.9. Nguyên tắc gây ứng suất (phản tác động) sơ bộ 3.3.9.1. Nội dung - Gây ứng suất trước đối với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc. - Nếu theo điều kiện bài toán cần thự c hiện tác động nào đó, cần thưc hiện phản tác động trước. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là chú ý quan hệ nhân quả, muốn gặt thì phải gieo trồng, chăm bón và đầu tư từ trước đó. 3.3.9.2. Ví dụ trong tin học - Ví dụ bài toán là xuất ra màn hình tổng hai số thì trước đó ta phải tính tổng hai số trước rồi mới có thể xuất ra màn hình tổng của nó. 3.3.10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 3.3.10.1. Nội dung - Thực hiện trước sự thay đổi, tá c động cần có, hoàn toàn hoặc từng phần đối với đối tượng. - Cần s ắp xếp các đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi nhất và không mất thời gian dịch chuyển. - Tinh thần chung của thủ thuật này là: trước khi làm bất cứ việc gì, cần có sự chuẩn bị trư ớc đó một cách toàn diện chu đáo và thực hiện trước những gì có thể thực hiện được – “chuẩn bị tốt là một nửa của thành công”. 3.3.10.2. Ví dụ trong tin học - Trong lĩnh vực nhận dạng mặt người trước khi rút trích đặc trưng chúng ta phải chuẩn hóa ảnh, làm giảm chiều của ảnh,… Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 18 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.11. Nguyên tắc dự phòng 3.3.11.1. Nội dung - Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn. - Nguyên tắc này nhắc nhỏ phải chuẩn bị trước các phương tiện báo động, ứng cứu an toàn nhưng không trả lời cụ thể bởi những phương t iện dự phòng rất đa dạng, tùy theo t ình huống. - Nguyên tắc dự phòng cùng với nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ và nguyên tắc thực hiện sơ bộ phản ánh sự thống nhất giữa quá khứ, hiện tại và tương lai. Ba nguyên tắc nói trên đòi hỏi phải có sự nhìn trước, dự báo, tưởng tượng, nghĩ trước, thậm chí chuẩn bị giải pháp trước. Chúng khắc phục thói quen xấu “nước tới chân mới nhảy”, “chờ sung rụng”. 3.3.11.2. Ví dụ trong tin học - Đối với hệ điều hành, chúng ta luôn có một bản backup để phòng khi hệ điều hành xảy ra lỗi thì có thể phục hồi lại được. 3.3.12. Nguyên tắc đẳng thế 3.3.12.1. Nội dung - Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối tượng. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Đ iều này có nguồn gốc s âu xa là nhu cầu tiết kiệm sức lực Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 19 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com của con người để tồn tại. Thời gian sau này, xuất hiện thêm nhu cầu về ti ết k iệm các nguồn năng lượng không tái tạo và chống lại sự phá vỡ cân bằng, ô nhiễm môi trường. 3.3.12.2. Ví dụ trong tin học - Trong khi lập trình đối với với mảng các đố i tượng, ta thường dùng con trỏ để tạo ra vừa đủ vùng nhớ cho các đối tượng nhằm tiết kiệm vùng nhớ hơn so với việc tạo ra một m ảng tĩnh. 3.3.13. Nguyên tắc đảo ngược 3.3.13.1. Nội dung - Thay vì hành động theo nhu cầu của bài toán, hành động ngược lại (ví dụ không làm nóng mà làm lạnh đối tượng). - Làm phần chuyển động của đối tượng (hay mội trường bên ngoài) thành đứng yên và ngược lại phần đứng yên thành chuyển động. - Lật ngược đối tượng. - Việc xem xét khả năng lật ngược vấn đề trên thực tế là sự xem xét “nửa kia” của hiện t hực khách quan nhằm mục đích tăng tính bao quát, toàn diện, đầy đủ và khắc phục tính ì tâm lý . 3.3.13.2. Ví dụ trong tin học - Ví dụ muốn t ìm a nhưng ta lại đ i tìm a-1 vì a-1 dễ dàng hơn. Hoặc khi cần chứng minh một vấn đề A thì ta lại chứng minh ngược lại với A là sai – chứng minh phản chứng). 3.3.14. Nguyên tắc cầu (tròn) hóa 3.3.14.1. Nội dung - Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành mặt cầu, kết cấu hình hộp các loại thành kết cấu hình cầu. - Nguyên tắc này nói lên sự đa dạng: đường thẳng chỉ có một nhưng đường cong thì có vô số. Do vậy, cách tiếp cận không nên quá cứng nhắc. 3.3.14.2. Ví dụ trong tin học - Đĩa CD, DVD, VCD,… chính là ứng dụng nguyên tắc này để ghi dữ liệu. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 20 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - 3.3.15. Nguyên tắc linh động 3.3.15.1. Nội dung - Cần thay đổi các đặc trưng của đối tượng hay 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 đối với nhau. - Nếu đối tượng nhìn chung bất động, làm cho nó di chuyển. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là theo thời gian 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 . 3.3.15.2. Ví dụ trong tin học - Kiểu template trong C++, nó có thể chứa được mọi kiểu dữ liệu, tức là tại thời điểm này nó có thể là integer ở thời điểm khác nó có thể là một chuỗi. 3.3.16. Nguyên tắc giải (tác động) “thiếu” hoặc “thừa” 3.3.16.1. Nội dung - Nếu như khó nhận được 100% hiệu ứng, kết quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể tr ở nên đơn giản và dễ giải hơn một cách đáng kể. - Về cách tiếp cận, nếu việc giải quyết bài toán là khó thì 1) giảm bớt đòi hỏi để bài toán dễ giải hơn mặc dù kết quả không thật hoàn toàn như ý muốn hoặc phải tốn thêm chi phí trong khả năng chấp nhận được; 2) giải bài toán dễ hơn để qua đó tìm được những gợi ý có giá trị, giúp giải chính bài toán cho trước. 3.3.16.2. Ví dụ trong tin học - Khi nhận diện mặt người xoay quá 45o ta phải tạo lại hình mặt người chính diện từ các hình xoay đã cho nên bài toán nhận dạng mặt người xoay quá 45o được đưa về bài toán xây dựng lại ảnh mặt người chính diện từ các ảnh mặt người xoay, và dùng ảnh chính diện để đem đi nhận dạng. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 21 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 3.3.17.1. Nội dung - Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên một mặt phẳng, tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hóa khi chuyển sang không gian ba chiều. - Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng. - Đặt đối tượng nằm nghiêng hoặc sử dụng mặt sau của diện tích cho trước hoặc sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của diện tích cho trước. 3.3.17.2. Ví dụ trong tin học - Chuyển cấu trúc của chương trình (phần mềm) từ một tầng (1 layer) sang 3 tầng (3 layer) và mỗi tầng được đảm nhận một chức năng chuyên biệt. 3.3.18. Sử dụng các dao động cơ học - Làm đối tượng dao động. - Nếu đã có dao động, tăng tần số dao động. - Sử dụng tần số cộng hưởng. - Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện. - Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ. 3.3.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 3.3.19.1. Nội dung - Chuyển t ác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung). Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 22 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Nếu đã có tác đọng theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ. - Sử dụng khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác. 3.3.19.2. Ví dụ trong tin học - Sử dụng thời gian trong khi CPU đang đợi trả kết quả về từ tiến trình con, ta cho CPU làm việc với t iến trình con khác rồi quay lại s au. 3.3.20. Nguyên tắc liên tục các tác động có ích 3.3.20.1. Nội dung - Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải). - Khắc phục vận hành không tải và tr ung gian. - Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động quay . 3.3.20.2. Ví dụ trong tin học - Thiết kế server chạy ổn định 24/24 ngày này qua ngày khác. 3.3.21. Nguyên tắc “vượt nhanh” 3.3.21.1. Nội dung - Vượt qua các giai đoạn nguy hiểm hoặc có hại với vận tốc lớn. - Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết . - Tinh thần chung của nguyên tắc này là cần xem xét , chú ý đến khả năng làm tăng năng suất công việc. 3.3.21.2. Ví dụ trong tin học - Trong vòng lặp for thì có lệnh break để ta vượt nhanh qua vòng lặp đó. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 23 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi 3.3.22.1. Nội dung - Sử dụng những tác nhân có hại để thu được hiệu ứng có lợi . - Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại khác. - Thay đổi tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa. - Tinh thần chung của nguyên tắc này là lạc quan khi gặp những cái có hại. Thay vì chán nản, bực bội, tìm cách đổ lỗi cho người khác, không làm gì cả thì hãy đặt các câu hỏi đại loại như: hại đối với cái gì? Trong thời gian bao lâu? Khi nào? Ở đâu? Trong những điều kiện n ào t hì hại biến thành lợi? Tạo ra các điều kiện đó như thế nào? … người ta thường nói rằng: “Trong cái rủi có cái may”. Vậy nếu tìm chắc sẽ thấy. 3.3.22.2. Ví dụ trong tin học - Virus là có hại nhưng ta đã dựa vào virus để phát h iện ra các lỗ hổng của phần mềm để từ đó khắc phục những lỗ hổng đó. Tức là ta đã biến virus từ cái có hại thành cái đi kiểm lỗi cho phần mềm của chúng ta (cái có lợi). 3.3.23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 3.3.23.1. Nội dung - Thiết lập quan hệ phản hồi. - Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi (hoàn thiện) nó. - Nguyên tắc này phản ánh khuynh hướng phát triển: làm tăng tính điều khiển đối tượng, tự động hóa, cho nên rất có ích cho việc s uy nghĩ định hướng như lựa chọn bài toán, cách tiếp cận, dự báo. 3.3.23.2. Ví dụ trong tin học - Ứng dụng trong việc gửi một gói tin đi: chúng ta cần có sự phản hồi xem là gói tin đã gửi thành công hay chưa và có mất mát thông tin hay không? 3.3.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian 3.3.24.1. Nội dung - Sử dụng đối tượng tr ung gian, chuyển ti ếp để mang, truyền tác động. - Tạm thời gắn đối tượng cho trước với đối tượng khác, dễ tách rời sau đó. 3.3.24.2. Ví dụ trong tin học - Sử dụng biến tạm để thực hiện việc hoán vị. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 24 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Gắn virus vào chương trình để khi người dùng chạy chương trình thì virus cũng được kích hoạt và xâm nhập vào máy người dùng. 3.3.25. Nguyên tắc tự phục vụ 3.3.25.1. Nội dung - Đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa chữa,… - Sử dụng phế liệu, chất thải, năng lượng dư,… - Tinh thần của nguyên tắc này đặc biệt có ý nghĩa đối với giáo dục và đào tạo. Phải làm những công việc cần thiết để có được những con người biết tự học, tự rèn luyện, tự điều khiển bản thân, tự giác hành động,… theo những quy luật phát triển hiện t hực khách quan. 3.3.25.2. Ví dụ trong tin học - Khi chương trình chạy bị lỗi, nó tự động backup về trạng thái trước đó hoặc tự động biết download bản vá lỗi từ trang chủ. 3.3.26. Nguyên tắc sao chép 3.3.26.1. Nội dung - Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không 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 phóng to, thu nhỏ cần thiết. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 25 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng khả kiến, chuyển sang sử dụng bản sao hồng ngoại hoặc tử ngoại,… 3.3.26.2. Ví dụ trong tin học - Các emulator Android, iPhone giúp người lập trình không cần phải có thiết bị thật mà vẫn lập trình và chạy thử nghiệm được. - Sao chép tập tin, thư mục,… 3.3.27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 3.3.27.1. Nội dung - Thay đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có phẩm chất kém hơn (ví dụ như về tuổi thọ). - Nguyên tắc này đòi hỏi người giải quyết vấn đề không cứng nhắc, cầu toàn, chờ đợi có nhiều tiền và các điều kiện lý tưởng khi phải giải các bài toán khó. Người giải có thể biến bài toán đắt tiền ban đầu thành những bài toán rẻ tiền dễ giải hơn, mà lời giải của chúng được thực tế chấp nhận. 3.3.27.2. Ví dụ trong tin học - Ví dụ khi tìm nghiệm của phương trình bậc từ 5 trở lên thì việc tìm ra nghiệm chính xác của phương trình l à khó, do đó ta t iến hành việc áp dụng các cơ sở tri thức vào bài toán như thuật giải di t ruyền, để tìm nghiệm tối ưu (gần đúng) của bài toán. 3.3.28. Thay thế sơ đồ (kết cấu) cơ học 3.3.28.1. Nội dung - Thay thế sơ đồ (kết cấu) cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi, vị,… - Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối tượng. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 26 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - 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. - Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ. - Nguyên tắc này là nguyên tắc đòi hỏi sự th ay đổi nguyên lý làm việc của đối tượng (từ cơ học chuyển sang “không cơ học”) nên thường cho kết quả ở các mức sáng tạo cao. 3.3.28.2. Ví dụ trong tin học - Bàn tính, máy tính cơ học chuyển sang máy tính điện, điện tử, quang – điện tử . - Ghi, đọc, lưu trữ dữ liệu bằng băng từ, laser chứ không phải trên văn bản giấy nữa. 3.3.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng 3.3.29.1. Nội dung - Thay cho các phần đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và l ỏng: các kết cấu nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lự c,… - Tinh thần chung của nguyên tắc này là thay thế cái cứng nhắc, gò bó, nặng nề bằng cái nhẹ, mềm dẻo, linh động. 3.3.29.2. Ví dụ trong tin học - Ở máy tính để bàn thay vì sử dụng quạt bình thường để tản nhiệt ta có thể thiết kế hệ thống tản nhiệt bằng nước giúp tản nhiệt tốt hơn. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 27 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 3.3.30.1. Nội dung - Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối. - Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng mỏng. - Màng mỏng không đơn thuần là chuyển từ mô hình ba chiều thành hai chiều, cần chú ý ở đây có thể có sự thay đổi về chất : xuất hiện những hiệu ứng mới, đặc thù riêng cho màng mỏng (đặc biệt ở mức vi mô). 3.3.30.2. Ví dụ trong tin học - Sử dụng các vỏ bọc laptop bằng các màng mỏng (nhựa trong) có hoa văn tr ánh làm trầy sơn thật của laptop, đồng thời cũng làm cho laptop đẹp hơn . Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 28 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 3.3.31.1. Nội dung - Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết nhiều lỗ. - Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó. 3.3.31.2. Ví dụ trong tin học - Mainboard có nhiều lỗ để cắm RAM, VGA,… 3.3.32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc 3.3.32.1. Nội dung - Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Thay đổi độ trong suốt của đối tượng hay môi trường bên ngoài. - Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc quá trình, hãy sử dụng các chất phụ gia, huỳnh quang. - Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, hãy dùng các nguyên tử đánh dấu. - Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp. 3.3.32.2. Ví dụ trong tin học - Ví dụ như khi thiết kế điện thoại, phím gọi lúc nào cũng màu xanh, và ph ím tắt lúc nào cũng màu đỏ, khi ta bấm các nút thì các nút ấy sáng lên. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 29 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.33. Nguyên tắc đồng nhất 3.3.33.1. Nội dung - 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 tí nh chất) với vật liệu chế tạo đối tượng cho trước. - Tinh thần của nguyên tắc này có tính định hướng rất cao trong việc đánh giá, đặt bài to án và dự báo các bước phát triển tiếp theo của đối tượng, nhất l à khi đối tượng chuyển lên phát triển ở hệ trên. 3.3.33.2. Ví dụ trong tin học - Trong phần mềm các form nhập liệu nên có giao diện giống nhau về: màu sắc, cách bố cục các nút , textbox. - Cũng tương tự như vậy, một website cũng phải có template của website đó để người dùng không quá lạ khi thao tác giữa các trang con trong website đó. 3.3.34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 3.3.34.1. Nội dung - Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết phải tự phân hủy hoặc phải biến dạng. - Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá trình làm việc. - Nguyên tắc này là sự kết hợp của hai nguyên tắc: linh động và liên tục tác động có ích, khi không còn có ích nữa thì phần đối tượng tư ơng ứng phải linh động biến Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 30 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com mất, ngược lại, khi cần có tác động có ích th ì phần đối tượng tương ứng phải linh động xuất hiện. 3.3.34.2. Ví dụ trong tin học - Khi xây dựng chương trình main xuất ra tổng hai số thì chúng ta xây dựng hàm con tính tổng B. Từ main ta gọi B, sau khi lấy về được tổng hai số, các biến cục bộ cung cấp cho hàm B sẽ được tự động giải phóng. 3.3.35. Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng - Thay đổi trạng thái đối tượng. - Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc. - Thay đổi độ dẻo. - Thay đổi nhiệt độ, thể tích. - Việc sử dụng các trạng thái khác nhau của đối tượng ch ính là sự thể hiện cụ thể của “khai thác các nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng”. 3.3.36. Sử dụng chuyển pha - Sử dụng các hiện tượng, nảy sinh trong các quá trình chuyển pha thay đổi thể tích hay h ấp thu nhiệt lượng. 3.3.37. Sử dụng sự nở nhiệt - Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu. - Nếu đã dùng sự nở nhiệt, hãy sử dụng vài vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác nhau. 3.3.38. Sử dụng các chất oxy hóa mạnh - Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy . - Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy . - Dùng các bức xạ ion hóa tác động lên không khí hoặc oxy . - Sử dụng oxy bị ozon hóa. - Thay oxy giàu ozon bằng ch ính ozon. 3.3.39. Thay đổi độ trơ - Thay mô i trường thông thường bằng môi trường trung hòa (trơ). - Đưa thêm vào đối tượng các phần, các chất phụ gia,… trung hòa (trơ). - Thực hiện quá trình trong chân không. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 31 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com 3.3.40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) 3.3.40.1. Nội dung - Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành (composite). Hay nói chung sử dụng các loại vật liệu có tính hệ thống mới. 3.3.40.2. Ví dụ trong tin học - Mẫu thiết kế hướng đối tượng composite, đối tượng con có thể chứa đối tượng cha dùng trong việc thiết kế thư mục – tập tin. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 32 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Chương 4: Tổng quan về nhận diện mặt người và phân tích việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo trong hệ nhận diện mặt người 4.1.Tổng quan về hệ nhận diện mặt người - Hệ nhận diện mặt người là ứng dụng máy tính cho phép tự động xác định một người th ông qua hình ảnh hoặc video. Một trong những cách phổ biến là so sánh những đặc điểm đặc trưng của ảnh so với cơ sở dữ liệu đã có. - Nhận dạng mặt người được sử dụng trong các hệ thống bảo mật và có thể so sánh với những phương pháp sinh trắc học khác như nhận dạng vân tay, nhận dạng tròng mắt, … - Quá trình nhận dạng mặt người bao gồm các bước: Tìm khuôn mặt trong hình (Face Detect) Chuẩn hóa ảnh (Normalization and Pre-Processing)  Rút trích đặc trưng (Feature Extraction)  Tạo tập đặc trưng (Creation and Comparision of Reference Set). Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 33 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com - Hệ nhận dạng mặt người thường có 2 hướng tiếp cận: dựa trên hình học (geometric) hoặc trắc quang (photometric). o Geometric phân biệt và rút trích các đặc trưng của ảnh bằng cách chiếu ảnh lên các không gian con dựa trên các vector chiếu (Subspace Analysis Method – SAM) gồm các thuật toán nhận dạng cụ thể như: PCA (Pricipal Component Analysis), FLDA (Linear Discriminante Analysis using Fisher Algorithms). o Photometric tiếp cận theo hướng thống kê những giá trị “distill” của ảnh và so sánh với những giá trị có sẵn để từ đó đánh giá sự sai khác. 4.2. Phân tích việc sử dụng các nguyên tắc sáng tạo trong hệ nhận diện mặt người Dựa vào từng bước thực hiện của phương pháp nhận diện khuôn mặt ta có thể nhận thấy được một điều rõ ràng là phương pháp này sử dụng: 1. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ: nhằm chuẩn bị trước tập dữ liệu và chuẩn hóa tập ảnh đầu vào (normalize) nhằm đạt kết quả tốt nhất khi rút trích đặc trưng để sử dụng cho việc nhận dạng. 2. Nguyên tắc tự phục vụ: Để thực hiện việc nhận dạng thì trước hết cần phải có tập đặc trưng của tập ảnh, do đó, phương pháp này tự bản thân nó tìm ra tập đặc trưng bằng việc huấn luyện dữ liệu để sử dụng cho việc so khớp ảnh dùng cho nhận dạng. 3. Nguyên tắc phân nhỏ: tách việc nhận dạng thành bốn quá trình ch ính là: tìm mặt người trong ảnh, chuẩn hóa ảnh, huấn luyện ảnh để tìm tập đặc trưng, “đem tập đặc trưng” đ i nhận dạng. Và khi ta kết hợp bốn quá Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 34 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com trình này cũng chính là ta đang thực hiện nguyên tắc kết hợp. Đồng thời, việc chia nhỏ công việc nhận dạng mặt người thành bốn giai đoạn như vậy cũng làm chuyên môn hóa cho từng giai đoạn chính là ta đang thực hiện theo nguyên tắc phẩm chất cục bộ. Qua một ví dụ thực tế, ta càng thấy một cách rõ ràng hơn mối quan h ệ biện chứng của ba nguyên tắc: phân nhỏ, phẩm chất cục bộ và tách khỏi. 4. Nguyên tắc đẳng thế:Tinh thần chung của nguyên tắc này là phải đạt được kết quả cần thiết với năng lượng, chi phí ít nhất. Theo tinh thần ấy, để rút trích thông tin (ext ract) nhằm tìm ra tập đặc trưng một cách nhanh chóng nhất người ta thường sử dụng phương pháp PCA (Principal Component Analysis) để làm giảm độ lớn của t ập ảnh đầu vào (bằng cách giảm chiều của những ảnh đầu vào và giảm thiểu tối đa việc mất mát thông tin trong khi giảm chiều). Sau đó, ta mới đưa tập dữ liệu đầu ra từ phương pháp PCA – nghĩa là tập ảnh đã được giảm chiều để vào rút trích thông tin (extract). 5. Nguyên tắc đồng nhất: Tập ảnh dùng để huấn luyện nhằm tìm ra tập đặc trưng và tập ảnh dùng để nhận dạng phải đồng nhất về mặt tính chất: độ xám, độ rõ của ảnh, histogram của ảnh,… và quá trình đồng nhất này được thực hiện ở bước normalize tập ảnh . 6. Nguyên tắc tách khỏi: ở phần rút trích đặc trưng của tập ảnh chính là ta đang áp dụng nguyên tắc tách khỏi: tá ch phần gây “phiền phức” ra khỏi đối tượng, nghĩa là ở bước này chúng ta sẽ lọc bỏ các điểm ảnh được gọi là gây “nhiễu” cho việc nhận dạng ra khỏi ảnh và chỉ lấy ra tập đặc trưng (phần duy nhất “cần thiết”) của tập ảnh. 7. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác: thực sự ra tr ong phần rút tr ích đặc trưng chúng ta sẽ làm công việc là chiếu ma trận ảnh đầu vào sang một không gian mới có ít chiều hoặc nhiều chiều hơn nhằm: t ìm ra đặc trưng của tập ảnh, phân tách giữa các lớp ảnh đầu vào rõ ràng hơn (nếu tập ảnh đầu vào gồm nhiều người hoặc một người với nhiều cảm xúc). Do vậy, khi ta thực hiện việc tìm không gian mới này, nghĩa là ta đã và đang sử dụng nguyên tắc chuyển sang chiều khác để giải quyết bài toán nhận dạng khuôn mặt. 8. Nguyên tắc quan hệ phản hồi: sau khi ta đã làm các bước như : tìm mặt người trong ảnh, chuẩn hóa ảnh, rút trích tập đặc trưng của ảnh, thì sau đó ta sẽ t iến ảnh bước nhận dạng ảnh. Nghĩa là chúng ta đang tìm kiếm một phản hồi khách quan nhằm đánh giá xem những việc chúng ta đã làm như: tìm mặt người, chuẩn hóa ảnh và rút trích đặc trưng có Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 35 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com chính xác không và chúng đạt được bao nhiêu phần trăm thành công để có thể cải tiến, chỉnh sửa. 9. Nguyên tắc sao chép: Khi chúng ta đã thực hiện xong việc rút trích tập đặc trưng của tập ảnh, ngay sau đó chúng ta sẽ t iến hành tái tạo lại các ma trận của tập ảnh đầu vào dựa vào tập đặc trưng đó (tập đặc trưng ở đây là ma trận chiếu). Và khi tái tạo lại các ma trận của tập ảnh đầu vào, chúng sẽ có chiều giảm so với ban đầu và có tính phân lớp tốt hơn, và dùng những tập ảnh “tái tạo” này để so khớp trong việc nhận dạng. Nghĩa là chúng ta đang áp dụng việc sao chép từ một t ập dữ liệu phức tạp, khó sử dụng để nhận dạng trực tiếp sang một tập mới tốt hơn, dùng để so khớp một cách dễ dàng cho việc nhận dạng. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 36 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Lời Kết Qua việc thực hiện tiểu luận này, bản thân em cũng đã tự bản thân mình củng cố lại những kiến thức mà thầy đã giảng dạy về khoa học, nghiên cứu khoa học và những thủ thuật sáng tạo. Đồng thời, qua việc phân tích sự áp dụng các thủ thuật sáng tạo vào hệ nhận dạng mặt người em cũng đã có một cái nhìn mới mẻ và sâu s ắc hơn về bài toán nhận dạng và cũng thấy được tính quan trọng của các thủ thuật sáng tạo trong việc làm khoa học. Bài Tiểu Luận Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học 37 | Thái Huy Tân – 1211064 – thaihuytan90@gmail.com Tài liệu tham khảo 1. Sl ide bài giảng môn Phương Pháp Nghiên Cứu Khoa Học của GS.TSKH. Hoàng Kiếm. 2. Các Thủ Thuật (Nguyên Tắc) Sáng Tạo Cơ Bản (phần 1) của tác giả Phan Dũng. 3. Bài báo cáo e-learning của học viên Lê Ngọc Hiếu (CH1101012) ở một số ví dụ minh họa cho tin học của 40 thủ thuật sáng tạo.