tiểu luận các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo được áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu trong hệ thống thông tin di động cộng tác

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA: CÔNG NGHỆ THÔNG TIN




BÁO CÁO THU HOẠCH

PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG TIN HỌC
CÁC THỦ THUẬT (NGUYÊN TẮC) SÁNG TẠO
ĐƯỢC ÁP DỤNG VÀO BÀI TOÁN KHÁM PHÁ DỮ LIỆU
TRONG HỆ THỐNG THÔNG TIN DI ĐỘNG CỘNG TÁC


Giảng viên: GS.TSKH. HOÀNG KIẾM
Lớp : CAO HỌC – HTTT - K22
Học Viên: NGÔ THÙY HƯƠNG – 12 12 016



TP. Hồ Chí Minh, 25 tháng 11 năm 2012



NgôThù yHương– 12 12 016 2



L
ỜI CẢM

ƠN

Sau quá trình tìm hiểu và thực hiện, bài thu hoạch “Các thủ thuật
(nguyên tắc) sáng tạo được áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu
trong hệ thống thông tin di động cộng tác” (được viết dựa trên khóa
luận tốt nghiệp đại học của em) trên cơ bản đã hoàn thành. Để đạt được
kết quả như hôm nay em đã cố gắng rất nhiều và cũng được sự giúp đỡ, sự
ủng hộ của gia đình, các thầy cô và bạn bè.
Trước hết, chúng em xin chân thành cảm ơn Khoa Công Nghệ
Thông Tin, trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TpHCM đã tạo điều kiện
thuận lợi cho em thực hiện tốt bài thu hoạch này.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cô Nguyễn Trần Minh Thư
đã tận tình hướng dẫn, chỉ bảo em trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Con xin chân thành cảm ơn Ông Bà, Cha Mẹ đã chăm sóc, nuôi
dạy chúng con thành người.
Xin chân thành cám ơn thầy GS.TSKH Hoàng Kiếm đã tận tình
giảng dạy và truyền lửa giúp em và các bạn trong lớp có thêm niềm đam
mê và động lực để tiếp tục nghiên cứu khoa học. Em xin cảm ơn các các
thầy cô, các anh chị và các bạn đã ủng hộ, giúp đỡ và động viên em trong
thời gian học tập và nghiên cứu.
Bài thu hoạch đã hoàn thành với một số kết quả nhất định, tuy nhiên
vẫn không tránh khỏi sai sót. Kính mong sự đóng góp ý kiến của các thầy
cô và các bạn.
Sinh viên thực hiện
Ngô Thùy Hương
12 - 2012

NgôThù yHương– 12 12 016 3

MỤC LỤC
LỜI MỞ ĐẦU 7
TỔNG QUAN 8
CHƯƠNG 1:
I. Giới thiệu chung 8
1.1. Giới thiệu 8
1.2. Hướng tiếp cận 9
1.3. Nội dung đề tài 9
CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO CÁC NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 11
CHƯƠNG 2:
I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT 11
1.1. Khái niệm 11
1.2. Phân loại 11
1.3. Các tình huống vấn đề 11
1.4. Các phương pháp phát hiện vấn đề khoa học 12
1.5. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế 12
II. 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC 14
2.1. Nguyên tắc phân nhỏ 14
2.2. Nguyên tắc “tách khỏi” 14
2.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ 14
2.4. Nguyên tắc phản đối xứng 15
2.5. Nguyên tắc kết hợp 15
2.6. Nguyên tắc vạn năng 15

2.7. Nguyên tắc “chứa trong” 15
2.8. Nguyên tắc phản trọng lượng 15
2.9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ 15
2.10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 15
2.11. Nguyên tắc dự phòng 16
2.12. Nguyên tắc đẳng thế 16


NgôThù yHương– 12 12 016 4

2.13. Nguyên tắc đảo ngược 16
2.14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá 16
2.15. Nguyên tắc linh động 16
2.16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa” 16
2.17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác 16
2.18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học 17
2.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ 17
2.20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích 17
2.21. Nguyên tắc “vượt nhanh” 17
2.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi 18
2.23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi 18
2.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian 18
2.25. Nguyên tắc tự phục vụ 18
2.26. Nguyên tắc sao chép (copy) 18
2.27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt” 18
2.28. Thay thế sơ đồ cơ học 19
2.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng 19
2.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng 19
2.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ 19
2.32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc 19

2.33. Nguyên tắc đồng nhất 20
2.34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần 20
2.35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng 20
2.36. Sử dụng chuyển pha 20
2.37. Sử dụng sự nở nhiệt 20
2.38. Sử dụng các chất oxy hoá mạnh 20
2.39. Thay đổi độ trơ 21
2.40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite) 21


NgôThù yHương– 12 12 016 5

PHÂN TÍCH CÁC KỸ THUẬT KHÁM PHÁ DỮ LIỆU & VIỆC ỨNG
CHƯƠNG 3:
DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG ĐÓ 22
I. GIỚI THIỆU 22
1.1. Giới thiệu 22
1.2. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong kiến trúc COCA 22
1.3. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong kiến trúc COOP 24
1.4. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong mô hình cộng tác nhóm theo vùng CC
(Cluster Cooperative Caching) 25
1.5. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong cách tiệp cận khác cho cộng tác bộ nhớ
PROACTIVE (Proactive Approach Caching) 28
II. PHÂN TÍCH CÁC NGUYÊN LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC ĐƯỢC ÁP DỤNG
TRONG CÁC KỸ THUẬT KHÁM PHÁ DỮ LIỆU 30
2.1. Nguyên lý phân nhỏ 30
2.2. Nguyên tắc kết hợp 31
2.3. Nguyên tắc vạn năng 31
2.4. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ 32
2.5. Nguyên tắc dự phòng 32

2.6. Nguyên tắc linh động 32
2.7. Nguyên tắc biến hại thành lợi 32
ỨNG DỤNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU KHOA HỌC VÀO
CHƯƠNG 4:
CÔNG VIỆC NGHIÊN CỨU THỰC TIỄN CỦA BẢN THÂN 33
I. GIỚI THIỆU 33
1.1. Giới thiệu 33
1.2. Kiến trúc MIXGROUP 33
1.3. Nguyên lý tìm kiếm dữ liệu của MIXGROUP 34
II. ÁP DỤNG CÁC NGUYÊN LÝ NGHIÊN CỨU KHOA HỌC TRONG QUÁ
TRÌNH NGHIÊN CỨU 35
2.1. Nguyên lý phân nhỏ 35
2.2. Nguyên lý kết hợp 36


NgôThù yHương– 12 12 016 6

2.3. Nguyên lý linh động 36
2.4. Nguyên lý hoạt động theo chu kỳ 38
2.5. Nguyên lý sử dụng trung gian 39
III. ĐỀ XUẤT VÀ KẾT LUẬN 41
3.1. Đề Xuất 41
3.2. Kết luận 41

NgôThù yHương– 12 12 016 7

LỜI MỞ ĐẦU
Sự phát triển lịch sử xã hội loài người gắn liền với quá trình sáng tạo lâu dài và
liên tục, từ việc chế tạo ra các công cụ thô sơ cho tới công cụ hiện đại hơn sử dụng nhiệt
năng và tới sự phát minh ra điện đã đánh dấu một bước phát triển nhảy vọt trong sáng
tạo, các máy tính khổng lồ cho tới các máy tính cá nhân nhỏ gọn lần lượt xuất hiện.
Cùng với sự sáng tạo, con người ngày càng đạt được những thành tựu vượt bậc
trong khoa học công nghệ làm thay đổi thế giới, thay đổi hoàn toàn cách thức làm việc và
suy nghĩ của con người. Tuy nhiên, ngày nay do nhu cầu cải tiến sáng tạo trong công
nghệ phục vụ cho cuộc sống ngày càng cao đòi hỏi phải có một môn khoa học chuyên
nguyên cứu về phương pháp sáng tạo giúp cho việc sáng tạo được dễ dàng và có cơ sở lý
thuyết rõ ràng hơn. Vì thế các phương pháp luận sáng tạo ra đời với mục đích trang bị
cho người học hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải
quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều khiển được
tư duy. Và trong đó 40 nguyên tắc sáng tạo cơ bản được Alshuller G.S tổng hợp lại trở
thành những nguyên tắc thủ thuật cơ bản thiết thực nhất.
Trước hết, em xin gửi lời cảm ơn chân thành tới GS.TSKH. Hoàng Kiếm đã giảng

dạy và hướng dẫn tận tình giúp em có cái nhìn tổng quan hơn trong sáng tạo và tầm quan
trọng của sự sáng tạo nhất là trong khoa học nghiên cứu và ứng dụng sáng tạo trong thực
tế. Để đúc kết lại kiến thức mà em thu nhận được em xin trình bày bài thu hoạch về:
“Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo được áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu
trong hệ thống thông tin di động cộng tác ”. Bài thu hoạch được phân tích dựa trên khóa
luận tốt nghiệp của em [13].


NgôThù yHương– 12 12 016 8

TỔNG QUAN
CHƯƠNG 1:
I. Giới thiệu chung
1.1. Giới thiệu
Ngày nay, cùng với sự phát triển nhanh chóng của công nghệ mạng không dây, các
thiết bị di động hiện đại như laptop, PDA, điện thoại di động, ra đời và mang lại rất
nhiều ứng dụng tiện ích cho con người trong việc trao đổi, cập nhật thông tin hiệu quả.
Với những thiết bị di động con người có thể trao đổi thông tin ở bất cứ nơi đâu, bất cứ lúc
nào mà không cần phụ thuộc vào các kiến trúc cơ sở hạ tầng.
Tuy nhiên, việc giao tiếp thông tin giữa các thiết bị trong môi trường mạng di động
vẫn còn một số hạn chế như: giới hạn về băng thông, quyền chia sẻ tài nguyên, dung
lượng ít, khả năng kết nối yếu, Vì vậy, cần có kỹ thuật quản lý và lưu trữ dữ liệu phù
hợp để giúp hệ thống hoạt động, trao đổi dữ liệu hiệu quả hơn. Kỹ thuật lưu trữ lại dữ liệu
(caching method) là một trong những kỹ thuật quan trọng giúp các máy khách lưu trữ lại
dữ liệu tại bộ nhớ cục bộ của nó để phục vụ cho các yêu cầu dữ liệu sau đó trong trường
hợp không kết nối được tới máy chủ hoặc hạn chế việc truy cập quá nhiều đến máy chủ.
Kỹ thuật lưu trữ lại dữ liệu quan tâm tới bốn vấn đề chính đó là: khám phá dữ liệu
(Cache Discovery), thu nạp dữ liệu (Cache Admission), thay thế dữ liệu (Cache
Replacement), nhất quán dữ liệu (Cache Consistency). Tuy nhiên, trong mục tiêu và giới
hạn của bài thu hoạch em chỉ đề cập tới vấn đề đó là khám phá dữ liệu (Cache

Discovery).
Với các ứng dụng trong mạng không dây, thì kho lưu trữ cục bộ của các thiết bị di
động rất hạn chế về mặt kích thước lưu trữ, do đó vấn đề đặt ra là phải tận dụng được
không gian lưu trữ sao cho hiệu quả. Chính vì thế, chúng ta cần quan tâm tới việc khám
phá và thu nạp mục dữ liệu như thế nào, để đảm bảo việc sử dụng tối ưu kho lưu trữ cục
bộ. Các kỹ thuật khám phá dữ liệu sẽ đề cập tới việc làm sao có thể tối ưu hóa chi phí khi
tìm kiếm một hạng mục dữ liệu trong hệ thống, giúp giảm thiểu số lần truy vấn tới máy


NgôThù yHương– 12 12 016 9

chủ (hay còn gọi là BS (Base Station), Server, Data Source), rút ngắn thời gian phản hồi
truy vấn dữ liệu tại mỗi máy khách (hay còn gọi là Client, nút di động). Tuy nhiên, việc
tìm kiếm mục dữ liệu yêu cầu, và việc thêm vào một hạng mục dữ liệu không phải lúc
nào cũng thuận lợi vì quyết định sai có thể làm giảm tính sẵn sàng của dữ liệu.
Chính vì thế mục tiêu của bài thu hoạch “Các thủ thuật (nguyên tắc) sáng tạo được
áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu trong hệ thống thông tin di động cộng tác” là
tìm hiểu và phân tích những nguyên lý sáng tạo đã được áp dụng vào các kỹ thuật khám
phá dữ liệu.Từ kết quả phân tích có thể giúp cho những nhà nghiên cứu liên quan có lựa
chọn đúng đắn đến việc sử dụng kỹ thuật khám phá vào trong mỗi hệ thống đặc thù của
mình.
1.2. Hướng tiếp cận
Với mục tiêu đề tài đưa ra, hướng tiếp cận và giải quyết bài toán là sẽ tìm hiểu lần
lượt các kỹ thuật khám phá dữ liệu trong môi trường hệ thống thông tin di động từ các
công trình nghiên cứu trong và ngoài nước. Đồng thời sẽ tiến hành phân loại các trường
hợp của kỹ thuật khám phá dữ liệu đã tìm hiểu. Sau đó đánh giá và so sánh các ưu khuyết
điểm của các kỹ thuật phám phá dữ liệu. Và cuối cùng là đề xuất và thử nghiệm một số
kỹ thuật khám phá dữ liệu để kiểm tra tính hiệu quả của từng giải pháp.
1.3. Nội dung đề tài
Với mục tiêu, hướng tiếp cận, và cách giải quyết của bài thu hoạch “Các thủ thuật

(nguyên tắc) sáng tạo được áp dụng vào bài toán khám phá dữ liệu trong hệ thống
thông tin di động cộng tác”. Nội dung bài thu hoạch được trình bày theo cấu trúc như
sau:
 Chương 1: Tổng quan
Giới thiệu về bối cảnh, mục tiêu, hướng tiếp cận và nội dung của đề tài.
 Chương 2: Cơ sở lý thuyết cho các nghiên cứu khoa học


NgôThù yHương– 12 12 016 10

Trong chương này, em sẽ trình bày về cơ sở lý thuyết cho các nghiên
cứu khoa học và 40 nguyên lý sáng tạo trong khoa học.
 Chương 3: Phân tích các kỹ thuật khám phá dữ liệu và việc áp dụng
nguyên lý sáng tạo trong đó
Trong chương này, em sẽ trình bày về kỹ thuật khám phá dữ liệu trong
hệ thống thông tin di động cộng tác, đồng thời phân tích những nguyên lý sáng
tạo được áp dụng trong từng kiến trúc.
 Chương 4 : Ứng dụng cơ sở lý thuyết nghiên cứu khoa học vào công
việc nghiên cứu thực tiễn của bản thân
Trong chương này, em sẽ trình bày những nguyên lý sáng tạo mà em đã
áp dụng vào đề tài của mình.

NgôThù yHương– 12 12 016 11

CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO CÁC
CHƯƠNG 2:
NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
I. VẤN ĐỀ KHOA HỌC VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT
1.1. Khái niệm
Vấn đề khoa học (scientific problem) [19] 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 có
với yêu cầu phát triển tri thức đó ở trình độ cao hơn.
1.2. 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 nghiên cứu để làm sáng tỏ về lý thuyết và thực tiễn
những vấn đề thuộc lớp thứ nhất.
1.3. Các tình huống vấn đề
Có ba tình huống : Có vấn đề , không có vấn đề, giả vấn đề được cho trong
hình dưới đây:


Có vấn đề Có nghiên cứu
Không có vấn đề
Không có nghiên cứu


NgôThùyHương– 12 12 016 12

Hình 2.1: Sơ đồ phân loại
1.4. 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 đồng
3) Nghĩ ngược lại quan niệm thông 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.
1.5. Phương pháp giải quyết vấn đề theo khoa học về phát minh, sáng chế
1.5.1. Có 5 phương pháp:
 Dựng Vepol đầy đủ
 Chuyển sang Fepol
 Phá vở Vepol
 Xích Vepol
 Liên trường
1.5.2. Có 40 thủ thuật:
 Nguyên lý phân nhỏ.
 Nguyên lý “tách khỏi”.
Giả vấn đề
Không có vấn đề
Nảy sinh vấn đề khác
Không có nghiên cứu

Nghiên cứu theo một
hướng khác



NgôThùyHương– 12 12 016 13

 Nguyên lý phẩm chất cục bộ.
 Nguyên lý (phản) bất đối xứng.
 Nguyên lý kết hợp.
 Nguyên lý vạn năng.
 Nguyên lý “chứa trong”.
 Nguyên lý phản trọng lượng.
 Nguyên lý gây ứng suất (phản tác động) sơ bộ.
 Nguyên lý thực hiện sơ bộ.
 Nguyên lý dự phòng.
 Nguyên lý đẳng thế.
 Nguyên lý đảo ngược.
 Nguyên lý cầu (tròn) hóa.
 Nguyên lý linh động.
 Nguyên lý giải (tác động) “thiếu” hoặc “thừa”.
 Nguyên lý chuyển sang chiều khác.
 Sử dụng các dao động cơ học.
 Nguyên lý hoạt động theo chu kỳ.
 Nguyên lý liên tục các tác động có ích.
 Nguyên lý “vượt nhanh”.
 Nguyên lý biến hại thành lợi.
 Nguyên lý quan hệ phản hồi.
 Nguyên lý sử dụng trung gian.
 Nguyên lý tự phục vụ.

 Nguyên lý sao chép.
 Nguyên lý “rẻ’ thay cho “đắt”.
 Thay thế sơ đồ (kết cấu) cơ học.
 Sử dụng các kết cấu khí và lỏng.


NgôThùyHương– 12 12 016 14

 Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng.
 Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ.
 Nguyên lý thay đổi màu sắc.
 Nguyên lý đồng nhất.
 Nguyên lý phân hủy hoặc tái sinh các phần.
 Thay đổi các thông số hóa lý của đối tượng.
 Sử dụng chuyển pha.
 Sử dụng sự nở nhiệt.
 Sử dụng các chất ôxy hóa mạnh.
 Thay đổi độ trơ.
 Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite).
II. 40 NGUYÊN TẮC SÁNG TẠO TRONG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC
2.1. Nguyên tắc phân nhỏ
a) Chia đối tượng thành các phần độc lập.
b) Làm đối tượng trở nên tháo lắp được.
c) Tăng mức độ phân nhỏ đối tượng.
2.2. Nguyên tắc “tách khỏi”
a) 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.
2.3. Nguyên tắc phẩm chất cục bộ
a) Chuyển đối tượng (hay môi trường bên ngoài, tác động bên ngoài) có cấu
trúc đồng nhất thành không đồng nhất.

b) Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau.
c) Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất đối
với công việc.


NgôThùyHương– 12 12 016 15

2.4. Nguyên tắc phản đối xứng
Chuyển đối tượng có hình dạng đối xứng thành không đối xứng (nói chung
giảm bậc đối xứng).
2.5. Nguyên tắc kết hợp
a) Kết hợp các đối tượng đồng nhất hoặc các đối tượng dùng cho các hoạt
động kế cận.
b) Kết hợp về mặt thời gian các hoạt động đồng nhất hoặc kế cận.
2.6. Nguyên tắc vạn năng
Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó không cần sự tham
gia của các đối tượng khác.
2.7. Nguyên tắc “chứa trong”
a) Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa
đối tượng thứ ba
b) Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác.
2.8. Nguyên tắc phản trọng lượng
a) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng cách gắn nó với các đối tượng
khác có lực nâng.
b) Bù trừ trọng lượng của đối tượng bằng tương tác với môi trường như sử
dụng các lực thủy động, khí động
2.9. Nguyên tắc gây ứng suất sơ bộ
Gây ứng suất trước với đối tượng để chống lại ứng suất không cho phép
hoặc không mong muốn khi đối tượng làm việc (hoặc gây ứng suất trước để
khi làm việc sẽ dùng ứng suất ngược lại ).

2.10. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
a) Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hoàn toàn hoặc từng phần, đối với
đối tượng.
b) Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí
thuận lợi nhất, không mất thời gian dịch chuyển.


NgôThùyHương– 12 12 016 16

2.11. Nguyên tắc dự phòng
Bù đắp độ tin cậy không lớn của đối tượng bằng cách chuẩn bị trước các
phương tiện báo động, ứng cứu, an toàn.
2.12. Nguyên tắc đẳng thế
Thay đổi điều kiện làm việc để không phải nâng lên hay hạ xuống các đối
tượng.
2.13. Nguyên tắc đảo ngược
a) Thay vì hành động như yêu cầu bài toán, hành động ngược lại (ví dụ,
không làm nóng mà làm lạnh đối tượng)
b) Làm phần chuyển động của đối tượng (hay môi trường bên ngoài) thành
đứng yên và ngược lại, phần đứng yên thành chuyển động.
2.14. Nguyên tắc cầu (tròn) hoá
a) Chuyển những phần thẳng của đối tượng thành cong, mặt phẳng thành
mặt cầu, kết cấu hình hộp thành kết cấu hình cầu.
b) Sử dụng các con lăn, viên bi, vòng xoắn.
c) Chuyển sang chuyển động quay, sử dụng lực ly tâm.
2.15. Nguyên tắc linh động
a) Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay môi trường bên ngoài sao
cho chúng tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.
b) Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau.
2.16. Nguyên tắc giải “thiếu” hoặc “thừa”

Nếu như khó nhận được 100% hiệu quả cần thiết, nên nhận ít hơn hoặc
nhiều hơn “một chút”. Lúc đó bài toán có thể trở nên đơn giản hơn và dễ
giải hơn.
2.17. Nguyên tắc chuyển sang chiều khác
a) Những khó khăn do chuyển động (hay sắp xếp) đối tượng theo đường
(một chiều) sẽ được khắc phục nếu cho đối tượng khả năng di chuyển trên
mặt phẳng (hai chiều). Tương tự, những bài toán liên quan đến chuyển


NgôThùyHương– 12 12 016 17

động (hay sắp xếp) các đối tượng trên mặt phẳng sẽ được đơn giản hoá khi
chuyển sang không gian (ba chiều).
b) Chuyển các đối tượng có kết cấu một tầng thành nhiều tầng.
c) Đặt đối tượng nằm nghiêng.
d) Sử dụng mặt sau của diện tích cho trước.
e) Sử dụng các luồng ánh sáng tới diện tích bên cạnh hoặc tới mặt sau của
diện tích cho trước.
2.18. Nguyên tắc sử dụng các dao động cơ học
a) Làm đối tượng dao động. Nếu đã có dao động, tăng tầng số dao động (
đến tầng số siêu âm).
b) Sử dụng tầng số cộng hưởng.
c) Thay vì dùng các bộ rung cơ học, dùng các bộ rung áp điện.
d) Sử dụng siêu âm kết hợp với trường điện từ.
2.19. Nguyên tắc tác động theo chu kỳ
a) Chuyển tác động liên tục thành tác động theo chu kỳ (xung).
b) Nếu đã có tác động theo chu kỳ, hãy thay đổi chu kỳ.
c) Sử dụng các khoảng thời gian giữa các xung để thực hiện tác động khác.
2.20. Nguyên tắc liên tục tác động có ích
a) Thực hiện công việc một cách liên tục (tất cả các phần của đối tượng cần

luôn luôn làm việc ở chế độ đủ tải).
b) Khắc phục vận hành không tải và trung gian.
c) Chuyển chuyển động tịnh tiến qua lại thành chuyển động qua.
2.21. Nguyên tắc “vượt nhanh”
a. Vượt qua các giai đoạn có hại hoặc nguy hiểm với vận tốc lớn.
b. Vượt nhanh để có được hiệu ứng cần thiết.


NgôThùyHương– 12 12 016 18

2.22. Nguyên tắc biến hại thành lợi
a. Sử dụng những tác nhân có hại (thí dụ tác động có hại của môi trường)
để thu được hiệu ứng có lợi.
b. Khắc phục tác nhân có hại bằng cách kết hợp nó với tác nhân có hại
khác.
c. Tăng cường tác nhân có hại đến mức nó không còn có hại nữa.
2.23. Nguyên tắc quan hệ phản hồi
a. Thiết lập quan hệ phản hồi
b. Nếu đã có quan hệ phản hồi, hãy thay đổi nó.
2.24. Nguyên tắc sử dụng trung gian
Sử dụng đối tượng trung gian, chuyển tiếp.
2.25. Nguyên tắc tự phục vụ
a. đối tượng phải tự phục vụ bằng cách thực hiện các thao tác phụ trợ, sửa
chữa.
b. Sử dụng phế liệu, chát thải, năng lượng dư.
2.26. Nguyên tắc sao chép (copy)
a. Thay vì sử dụng những cái không được phép, phức tạp, đắt tiền, không
tiện lợi hoặc dễ vỡ, sử dụng bản sao.
b. Thay thế đối tượng hoặc hệ các đối tượng bằng bản sao quang học (ảnh,
hình vẽ) với các tỷ lệ cần thiết.

c. Nếu không thể sử dụng bản sao quang học ở vùng biểu kiến (vùng ánh
sáng nhìn thấy được bằng mắt thường), chuyển sang sử dụng các bản sao
hồng ngoại hoặc tử ngoại.
2.27. Nguyên tắc “rẻ” thay cho “đắt”
Thay thế đối tượng đắt tiền bằng bộ các đối tượng rẻ có chất lượng kém
hơn (thí dụ như về tuổi thọ).


NgôThùyHương– 12 12 016 19

2.28. Thay thế sơ đồ cơ học
a. Thay thế sơ đồ cơ học bằng điện, quang, nhiệt, âm hoặc mùi vị.
b. Sử dụng điện trường, từ trường và điện từ trường trong tương tác với đối
tượng
c. Chuyển các trường đứng yên sang chuyển động, các trường cố định sang
thay đổi theo thời gian, các trường đồng nhất sang có cấu trúc nhất định .
d. Sử dụng các trường kết hợp với các hạt sắt từ.
2.29. Sử dụng các kết cấu khí và lỏng
Thay cho các phần của đối tượng ở thể rắn, sử dụng các chất khí và lỏng:
nạp khí, nạp chất lỏng, đệm không khí, thủy tĩnh, thủy phản lực.
2.30. Sử dụng vỏ dẻo và màng mỏng
a. Sử dụng các vỏ dẻo và màng mỏng thay cho các kết cấu khối.
b. Cách ly đối tượng với môi trường bên ngoài bằng các vỏ dẻo và màng
mỏng.
2.31. Sử dụng các vật liệu nhiều lỗ
a. Làm đối tượng có nhiều lỗ hoặc sử dụng thêm những chi tiết có nhiều lỗ
(miếng đệm, tấm phủ…)
b. Nếu đối tượng đã có nhiều lỗ, sơ bộ tẩm nó bằng chất nào đó.
2.32. Nguyên tắc thay đổi màu sắc
a. Thay đổi màu sắc của đối tượng hay môi trường bên ngoài

b. Thay đổi độ trong suốt của của đối tượng hay môi trường bên ngoài.
c. Để có thể quan sát được những đối tượng hoặc những quá trình, sử dụng
các chất phụ gia màu, hùynh quang.
d. Nếu các chất phụ gia đó đã được sử dụng, dùng các nguyên tử đánh dấu.
e. Sử dụng các hình vẽ, ký hiệu thích hợp.


NgôThùyHương– 12 12 016 20

2.33. Nguyên tắc đồng nhất
Những đối tượng, tương tác với đối tượng cho trước, phải được làm từ cùng
một vật liệu (hoặc từ vật liệu gần về các tính chất) với vật liệu chế tạo đối
tượng cho trước.
2.34. Nguyên tắc phân hủy hoặc tái sinh các phần
a. Phần đối tượng đã hoàn thành nhiệm vụ hoặc trở nên không cần thiết
phải tự phân hủy (hoà tan, bay hơi ) hoặc phải biến dạng.
b. Các phần mất mát của đối tượng phải được phục hồi trực tiếp trong quá
trình làm việc.
2.35. Thay đổi các thông số hoá lý của đối tượng
a. Thay đổi trạng thái đối tượng.
b. Thay đổi nồng độ hay độ đậm đặc.
c. Thay đổi độ dẻo
d. Thay đổi nhiệt độ, thể tích.
2.36. Sử dụng chuyển pha
Sử dụng các hiện tượng nảy sinh trong quá trình chuyển pha như: thay đổi
thể tích, toả hay hấp thu nhiệt lượng
2.37. Sử dụng sự nở nhiệt
a. Sử dụng sự nở (hay co) nhiệt của các vật liệu.
b. Nếu đã dùng sự nở nhiệt, sử dụng với vật liệu có các hệ số nở nhiệt khác
nhau.

2.38. Sử dụng các chất oxy hoá mạnh
a. Thay không khí thường bằng không khí giàu oxy.
b. Thay không khí giàu oxy bằng chính oxy.
c. Dùng các bức xạ ion hoá tác động lên không khí hoặc oxy.
d. Thay oxy giàu ozon (hoặc oxy bị ion hoá) bằng chính ozon.


NgôThùyHương– 12 12 016 21

2.39. Thay đổi độ trơ
a. Thay môi trường thông thường bằng môi trường trung hoà.
b. Đưa thêm vào đối tượng các phần , các chất , phụ gia trung hoà.
c. Thực hiện quá trình trong chân không.
2.40. Sử dụng các vật liệu hợp thành (composite)
Chuyển từ các vật liệu đồng nhất sang sử dụng những vật liệu hợp thành
(composite). Hay nói chung sử dụng các vật liệu mới.
.

NgôThùyHương– 12 12 016 22

PHÂN TÍCH CÁC KỸ THUẬT KHÁM
CHƯƠNG 3:
PHÁ DỮ LIỆU & VIỆC ỨNG DỤNG CÁC NGUYÊN
LÝ SÁNG TẠO KHOA HỌC TRONG ĐÓ

I. GIỚI THIỆU
1.1. Giới thiệu
Với mục tiêu tìm hiểu và nghiên cứu các kỹ thuật khám phá dữ liệu lưu trong hệ
thống thông tin di động cộng tác. Trong phần này, với mỗi kiến trúc đã tìm hiểu em sẽ
trình bày tổng quan về các kỹ thuật khám phá dữ liệu, đồng thời phân tích các nguyên lý
sáng tạo được áp dụng trong các kiến trúc hệ thống thông tin di động cộng tác.
1.2. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong kiến trúc COCA
Trong phần 1.2 này, em xin trình bày một mô hình cộng tác kho lưu trữ dữ liệu cục
bộ, gọi là COCA (COoperative CAching) [5][6] của nhóm tác giả Chi-Yin Chow, Hong
Va Leong và Alvin Chan. Kiến trúc COCA cho thấy sự hiệu quả trong truy vấn dữ liệu,
giảm thời gian hồi đáp khi có yêu cầu dữ liệu từ một MH bất kì, các MHs ngoài vùng
dịch vụ của BS có thể nhận được sự giúp đỡ của các MH láng giềng.
 Khái quát kiến trúc COCA
Trong COCA, mỗi MH và các MHs láng giềng của nó đều có thể chia sẻ thông tin
theo kiểu ngang hàng (Peer - to – Peer) trong phạm vi truyền dẫn và tạo thành nhóm có
tên “Nhóm động”(dynamic group).
Như trong Hình 2 - 1, khi MH
2
yêu cầu mục dữ liệu d
x
, đầu tiên nó sẽ tìm trong bộ

nhớ cục bộ của chính nó. Nếu không tìm thấy dữ liệu trong bộ nhớ cục bộ, nó sẽ gửi yêu
cầu đến các MHs trong nhóm là: MH
1
, MH
3
, MH
7
trước khi gửi yêu cầu lên BS.


NgôThùyHương– 12 12 016 23


Hình 2 - 1: Kiến trúc COCA
 Quá trình khám phá dữ liệu
Quá trình khám phá mục dữ liệu của kiến trúc COCA được mô tả như trong Error!
Reference source not found., Khi nhận được yêu cầu dữ liệu từ người dùng:
 Bước 1: Đầu tiên, MH nguồn sẽ tìm kiếm mục dữ liệu yêu cầu trong bộ nhớ cục
bộ (Local Cache Hit).
 Bước 2: Nếu dữ liệu không được tìm thấy trong bộ nhớ cục bộ thì yêu cầu tìm
kiếm sẽ được gửi “broadcast” đến các MHs trong vùng đồng thời tiếp tục lắng
nghe tại kênh truyền “broadcast” được phát ra từ BS
 Bước 3: Trong lúc chờ dữ liệu xuất hiện trên kênh truyền “broadcast”, nếu một
trong số các MHs đích trong vùng có dữ liệu yêu cầu, MH đích trong vùng sẽ trả
dữ liệu về cho MH nguồn trước khi có dữ liệu trên kênh truyền “broadcast”,
MH nguồn sẽ chọn MH đích trả dữ liệu về sớm nhất và sẽ gửi thông điệp
“retrieve” đến MH đích đó để nhận dữ liệu trả về (Global Cache Hit).
 Bước 4: Trong trường hợp các MHs trong vùng không tìm thấy dữ liệu yêu cầu
trong một khoảng thời gian nhất định, MH nguồn phải đợi đến khi dữ liệu xuất

NgôThùyHương– 12 12 016 24

hiện trên kênh truyền “broadcast” phát ra từ máy chủ. Nếu dữ liệu xuất hiện
trên kênh truyền “broadcast” trước khi có tín hiệu trả về từ các MHs trong
vùng, MH nguồn sẽ “bắt lấy” dữ liệu đó mà không cần gửi thông điệp
“retrieve” đến các MHs đích trong vùng.
 Bước 5: Tuy nhiên, nếu dữ liệu vẫn không được tìm thấy từ kênh truyền
“broadcast” và các MHs trong vùng thì yêu cầu tìm kiến sẽ được gửi đếnBS qua
kênh truyền Point-to-Point (Cache miss).
1.3. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong kiến trúc COOP
Trong công trình nghiên cứu [10], tác giả: Yu Du và Sandeep K. S. Gupta đã đề xuất
kiến trúc COOP giúp làm giảm số bản sao chép dữ liệu trong bộ nhớ giữa các MHs láng
giềng và cho phép cộng tác bộ nhớ để lưu trữ nhiều hạng mục dữ liệu không trùng lắp
nhằm cải thiện hiệu suất toàn hệ thống, cải tiến hiệu quả truy xuất và khả năng sử dụng
lại dữ liệu tại mỗi MH.
 Khái quát kiến trúc COOP
Trong COOP, mỗi MH có cơ chế hoạt động như Hình 2 - 2:

Hình 2 - 2: Cơ chế hoạt động của kiến trúc COOP


NgôThùyHương– 12 12 016 25

Trong COOP, khái niệm vùng cộng tác được định nghĩa như sau: vùng cộng tác của
MHi bao gồm các MH xung quanh MHi, có khả năng liên lạc với MHi qua r bước
chuyển (r-hop). Khi r càng lớn, vùng cộng tác càng được mở rộng, khả năng tìm thấy dữ
liệu tăng lên, tuy nhiên lúc này chi phí tìm kiếm dữ liệu rất lớn. Do đó, cần cân nhắc khi
chọn giá trị r.
 Quá trình khám phá dữ liệu

 Khi một MH yêu cầu mục dữ liệu:
 Bước 1: Đầu tiên đầu tiên MH nguồn sẽ tìm kiếm trong bộ nhớ cục bộ của MH
đó, nếu có dữ liệu, yêu cầu được giải quyết.
 Bước 2: Nếu không tìm thấy, MH nguồn tiếp tục tìm kiếm trong kho dữ liệu cục
bộ của các MH trong vùng của MHi, nếu tìm thấy dữ liệu, yêu cầu được giải quyết.
 Bước 3: Nếu không, MH nguồn sẽ gửi yêu cầu dữ liệu đến BS để giải quyết yêu
cầu dữ liệu. Trên đường đi đến BS, MH sẽ đi qua các MH trung gian, nếu tồn tại MH
trung gian nào chứa dữ liệu yêu cầu, MH trung gian đó sẽ gửi dữ liệu về cho MH yêu cầu
dữ liệu ban đầu, yêu cầu dữ liệu được giải quyết, quá trình gửi dữ liệu đến BS kết thúc.
1.4. Kỹ thuật khám phá dữ liệu trong mô hình cộng tác nhóm theo vùng
CC (Cluster Cooperative Caching)
Trong công trình nghiên cứu [3], tác giả Narottam Chand, R.C JoShi and Manoj
Misra đề cập tới mô hình cộng tác theo vùng CC (Cluster Cooperative Caching). Trong
CC, các cấu trúc liên kết mạng được phân chia thành các vùng kích thước bằng nhau,
CC cải tiến đáng kể độ trễ truy vấn trung bình so với các chiến lược bộ nhớ đệm khác,
nâng cao hiệu quả về mặt cộng tác và sử dụng bộ nhớ.
 Khái quát kiến trúc
Trong mỗi vùng, CC tự động chọn một MH trạng thái CSN (Cache State Node),
CSN lưu trữ danh sách thông tin kho lưu trữ của các MH khác trong cụm CCS (Cluster