Một Số Lĩnh Vực Nghiên Cứu Trong Tin Học ppt

Chơng 13 - Một số lĩnh vực nghiên cứu trong tin học
CHNG 13. MT S LNH VC NGHIấN CU
TRONG TIN HC
Mc ny lit kờ mt s lnh vc nghiờn cu chớnh trong Tin hc. Cỏc lnh vc ny
khụng hon ton c lp vi nhau. Phn ln nhng vn nờu õy l ni dung
cỏc giỏo trỡnh chuyờn ngnh m sinh viờn s c hc sau ny. Vỡ vy õy
chỳng ta ch mụ t s lc ni dung, vi mc ớch hon chnh bc tranh tng th
v Tin hc - ngnh khoa hc v x lý thụng tin t ng. õy, cỏc nghiờn cu
liờn quan n phn cng cng khụng c bn n .
13.1. CU TRC D LIU V GII THUT
Lnh vc nghiờn cu ny cú mc ớch a ra cỏc gii phỏp lp trỡnh hiu qu.
Ngoi vic xut cỏch t chc d liu v cỏc gii thut phự hp vi nhng lp
bi toỏn c th, ngi ta cũn quan tõm n nhng chin lc lp trỡnh v cỏch
ỏnh giỏ phc tp ca gii thut.
13.2. NGễN NG LP TRèNH, PHNG PHP LP TRèNH V CHNG
TRèNH DCH
ó cú mt thi k rt sụi ng trong sut thp k 60 v u thp k 70 ca th k
20 khi ngi ta quan tõm n kh nng v hiu qu ca cỏc ngụn ng lp trỡnh
nh kh nng mụ t d liu, s giu cú v chc nng.
Mt khớa cnh c quan tõm nhiu hn l cỏc phng phỏp lun trong lp trỡnh
(vớ d lp trỡnh cú cu trỳc, lp trỡnh logic, lp trỡnh hng i tng, lp trỡnh theo
mu, lp trỡnh trc quan). Cỏc phng phỏp lun c th hin trong nhng ngụn
ng lp trỡnh c th.
Song song vi vn ngụn ng lp trỡnh l vn ci t, iu ny cú liờn quan
n vic xõy dng cỏc chng trỡnh dch. Cỏc phung phỏp phõn tớch cỳ phỏp,
phõn tớch t vng, sinh mó, ti u mó l nhng vn ca chng trỡnh dch .
13.3. H IU HNH
Trong Chng 10, chỳng ta ó núi nhiu v h iu hnh v tin trin ca cỏc h
iu hnh. Nhng vn chung t ra cho h iu hnh ớt thay i: tng cng
hiu qu s dng mỏy tớnh, tng tin cy, cung cp mụi trng giao tip thun
tin gia ngi s dng v mỏy tớnh.

13.4. C S D LIU (DATABASE) V CC H QUN TR C S D LIU
C s d liu (CSDL) l mt b su tp d liu trong mt lnh vc ng dng no
ú c qun lý mt cỏch nht quỏn v c lp vi cỏc ng dng. Tớnh c lp
vi ng dng mun núi, cỏc d liu uc t chc theo bn cht ca chỳng ch
khụng phi vỡ gii quyt nhng bi toỏn c th. Nh vy vn cn nghiờn
cu u tiờn l cỏc mụ hỡnh t chc d liu. Mc tiờu ca cụng vic ny l xõy
dng cỏc mụ hỡnh sao cho:
Cú c ch tỡm kim d liu hiu qu (cỏc gii phỏp t chc v tỡm kim
thụng tin)
m bo tớnh nht quỏn v khụng d tha thụng tin (c nghiờn cu qua
cỏc c ch chun hoỏ)
116
Chơng 13 - Một số lĩnh vực nghiên cứu trong tin học
Phn mm m bo cỏc chc nng qun tr c s d liu gi l h qun tr CSDL.
H qun tr CSDL phi cung cp cỏc phng tin cho phộp
To lp CSDL (v mt kin trỳc)
Cp nht d liu (thờm bt, sa d liu)
Tỡm kim d liu (qua cỏc ngụn ng hi - query language)
m bo tớnh ton vn d liu (tớnh hp lý, nht quỏn ca d liu)
Kh nng dựng chung d liu ng thi (vớ d qun lý cỏc giao dch -
transaction)
m bo an ton d liu
Cỏc mụ hỡnh CSDL c xõy dng trong thi gian qua cú th chia lm hai nhúm:
nhúm liờn quan n cu trỳc d liu (nh mụ hỡnh phõn cp, mụ hỡnh mng, mụ
hỡnh quan h) v mt nhúm khụng nhng liờn quan n cu trỳc d liu m cũn
c phng phỏp lun trong phỏt trin h thng (nh mụ hỡnh CSDL hng i
tng, mụ hỡnh CSDL suy din, mụ hỡnh CSDL phõn tỏn, )
13.5. MNG MY TNH V TRUYN THễNG
Trong Chng 11, chỳng ta ó núi nhiu v mng mỏy tớnh. Cú th núi, mng
mỏy tớnh, c bit l Internet ó lm bin i hn hỡnh nh ng dng mỏy tớnh

trong mt thp k qua.
Tuy nhiờn cũn rt nhiu vn t ra i vi ngnh mng mỏy tớnh v truyn
thụng nh cỏc mụi trng vt lý truyn tin tc cao, cỏc giao thc truyn
thụng tc cao, truyn thụng khụng dõy, mng di ng, xõy dng cỏc ng dng
trờn mng, qun tr mng, an ninh trờn mng.
Lnh vc mng mỏy tớnh v truyn thụng cũn ang phỏt trin mnh.
13.6. TR TU NHN TO (ARTIFICIAL INTELLIGENCE)
Cõu hi mỏy tớnh cú th thụng minh c nh con ngi khụng luụn luụn ỏm nh
nhng nh lm toỏn v tin hc. Ngi ta bt u thy vn cú trin vng khi Mc
Carthy Hc vin Cụng ngh Massachuset (MIT) sỏng to ra ngụn ng LISP
(1960) cho phộp tớnh khụng phi bng s m tớnh toỏn hỡnh thc trờn ký hiu vớ d
tớnh tớch phõn bt nh. Thut ng trớ tu nhõn to ln u tiờn c Marvin
Minsky (cng MIT) a ra vo nm 1961. Cỏc chng trỡnh chi c u tiờn
(1964) ó mang li nhng nim tin ban u v kh nng tỡm kim gii phỏp thụng
minh ca mỏy tớnh. Nm 1970 ngi ta ó bt u xõy dng cỏc h chuyờn gia, l
cỏc h cú mang tri thc chuyờn gia. Mt trong nhng h nh th l h chn oỏn
bnh MYCIN c thc hin ti i hc Stanford. Nm 1981 Nht bn a ra d
ỏn ch to mỏy tớnh th h th 5 - mỏy tớnh thụng minh, chn Prolog lm ngụn
ng lm vic. T ú ngnh trớ tu nhõn to ó thc s khi sc.
Nhng vn c quan tõm n trong trớ tu nhõn to l :
C ch tỡm kim gii phỏp hoc tri thc (cỏc chin lc tỡm kim li gii,
cỏc phng phỏp phỏt hin tri thc trong mt tp d liu hn n).
C ch lp lun v chng minh ( cỏc h logic hỡnh thc).
C ch nhn thc, hc mỏy (mng neuron, nhn dng, x lý nh).
117
Chơng 13 - Một số lĩnh vực nghiên cứu trong tin học
Tớnh bt nh v logic m.
Ngụn ng t nhiờn (hiu ngụn ng t nhiờn, nhn dng ting núi, tng hp
ting núi).
H chuyờn gia (cỏc h thng cú tri thc chuyờn gia v cú th cho cỏc gii

phỏp ging nh cỏc chuyờn gia).
Ngi mỏy.
Nhng kt qu t c trong lnh vc ny cha c nh mong mun. Cú
nhng khú khn rt khú vt qua, c bit phc tp trong tớnh toỏn.
13.7. TNG TC NGI MY (HUMAN COMPUTER INTERACTION- HCI)
Tng tỏc ngi mỏy l lnh vc nghiờn cu cỏc quỏ trỡnh, phng phỏp, nhn
thc, thit k v ci t giao tip gia ngi v mỏy tớnh cng nh cỏc h thng
cú dựng mỏy tớnh.
Vn tng tỏc ngi mỏy c t ra i vi bt k mt h thng no cú s
dng mỏy tớnh, c bit trong tỡnh hỡnh hin nay khi kh nng ca mỏy tớnh v
truyn thụng ó mnh cho phộp thc hin nhng x lý rt phc tp trong giao
tip mt cỏch trc tip (online) v trong thi gian thc (real time) tc l m bo
c v tr. HCI cú liờn quan rt nhiu n trớ tu nhõn to. Nhiu vn khú
khn trc õy nay ó tr thnh hin thc vớ d giao tip trc tip bng ngụn ng
t nhiờn (thụng qua õm thanh hoc hỡnh nh), giao tip qua th giỏc mỏy tớnh, sinh
trc hc (xỏc thc qua võn tay, ging núi, vừng mc).
Vi s xut hin ca cỏc mng mỏy tớnh c bit l vi mng Internet v cỏc
mng di ng, tng tỏc ngi-mỏy cú nhng c hi mi. Rt nhiu ng dng
da trờn cỏc giao tip t xa qua mng Internet nh o to t xa, thng mi
in t, iu khin t xa, c ch t tr cú tng tỏc Agent.
Cú mt lnh vc nghiờn cu khỏc cng rt quan trng vi tng tỏc ngi mỏy l
cỏc h h tr quyt nh (Decision Support System - DSS), nghiờn cu cỏc c ch
ra quyt nh.
13.8. K NGH PHN MM (SOFTWARE ENGINEERING)
Thc tin phỏt trin phn mm cho thy, t c mc ớch phỏt trin phn
mm cú cht lng thỡ k nng lp trỡnh ch l mt khõu trong c mt tin trỡnh
tng th nhiu khõu. K ngh phn mm nghiờn cu ton b cỏc vn cú liờn
quan n phỏt trin phn mm bao gm: quy trỡnh lm phn mm, phng phỏp
lm phn mm v cụng c lm phn mm.
K ngh phn mm quan tõm ti cỏc vn sau:

Qun tr cỏc d ỏn phn mm (lp k hoch, qun tr tin , qun tr cht
lng, qun tr cu hỡnh, qun tr chi phớ, qun lý ri ro, )
Phõn tớch v thit k h thng
Kim th h thng
Mụ hỡnh hoỏ h thng
Cỏc phng phỏp hỡnh thc (cỏc mụ hỡnh toỏn hc xỏc nh sn phm
phn mm m ngi ta gi l c t hỡnh thc, kim tra cỏc tớnh cht ca phn
118
Chơng 13 - Một số lĩnh vực nghiên cứu trong tin học
mm m khụng cn phi chy chung trỡnh, thm chớ cha cú chng trỡnh
chy c gi l kim chng hỡnh thc)
Cỏc cụng ngh quan trng trong phỏt trin phn mm: cụng ngh hng
i tng, cụng ngh client-server, cụng ngh WEB, cụng ngh phn mm vi
s h tr ca mỏy tớnh CASE.
Cõu hi v bi tp
1. Anh/Ch ó ang ng dng Cụng ngh Thụng tin vo nhng cụng vic gỡ?
2. Hóy nờu cỏc lnh vc ng dng Cụng ngh Thụng tin.
3. Hóy lý gii vỡ sao núi Cụng ngh Thụng tin ang lm mt cuc cỏch mng
ln trong lnh vc giỏo dc v o to.
4. Hóy nờu 5 lnh vc nghiờn cu ca Cụng ngh Thụng tin m Anh/Ch cho
l quan trng nht. Vỡ sao?
Bi c thờm: Computing Curricula 2001
ACM (Association for Computing Machinery) v IEEE (Institut for Electrical and Electronics
Engineers) l nhng t chc ngh nghip rt ni ting. Nm 1991, hai t chc ny ó cú mt
khuyn cỏo v chng trỡnh o to tin hc. Sau 10 nm tin hc ó cú nhng phỏt trin mi ũi
hi chng trỡnh o to cn thay i. Computing curricula 2001 l bn tip theo ca Computing
curricula 1991. So vi Computing curricula 1991, s lnh vc chuyờn ngnh ca Computing
curricula 2001 ó thay i t 8 lờn ti 14 lnh vc. Ni dung cỏc lnh vc ú phn no cho thy
mt s ni dung nghiờn cu ca CNTT.
1. DS. Cỏc cu trỳc ri rc (Hm , quan h, tp hp; Logic c s; K thut chng minh; th v

cu trỳc cõy)
2. PF. C s lp trỡnh (Gii thut v gii quyt vn ; Lp trỡnh; Cu trỳc d liu; quy; Lp
trỡnh cú cu trỳc; Lp trỡnh hng s kin; S dng cỏc giao din lp trỡnh hin i)
3. AL. Gii thut v phc tp (Phõn tớch cỏc gii thut c bn; Chin lc lp trỡnh; Cỏc gii
thut c bn; Cỏc gii thut phõn tỏn; Lý thuyt tớnh toỏn; phc tp P v NP; Lý thuyt ụtụmat;
Phõn tớch cỏc gii thut tiờn tin; Cỏc gii thut mó hoỏ; Cỏc gii thut hỡnh hc)
4. PL. Ngụn ng lp trỡnh (Lch s; Mỏy o; Chng trỡnh dch; Kiu d liu; Mụ hỡnh iu khin
thc hin; Qun lý b nh, mụ un hoỏ v mụ t; Ng ngha chng trỡnh; Lp trỡnh chc nng;
Lp trỡnh hng i tng; Ngụn ng lp trỡnh song song)
5. AR. Kin trỳc (Kin trỳc cỏc h x lý s, biu din d liu trong mỏy, hp ng; T chc b
nh; Truyn thụng; T chc tớnh toỏn CPU)
6. OS. H iu hnh (Cỏc nguyờn lý ca h iu hnh; Tng tranh; iu phi lch trỡnh cho cỏc
tin trỡnh; B nh o; Qun tr thit b; An ton v bo v; H thng qun lý file; Cỏc h thi gian
thc)
7. HC. Giao tip ngi mỏy (Cỏc nguyờn lý giao tip ngi mỏy;Mụ hỡnh ngi s dng; Tng
tỏc; Thit k cỏc h qun lý theo kiu window; Cỏc h tr giỳp; K thut ỏnh giỏ; Cỏc cụng vic
cng tỏc vi s tr giỳp ca mỏy tớnh)
8. GR. ho mỏy tớnh, a phng tin (Cỏc h ho; Cỏc k thut c bn trong ho. Cỏc
mụ hỡnh hỡnh hc; Th hin trc quan; Hin thc o; Trỡnh din nh mỏy tớnh; Cỏc cụng ngh a
phng tin; Nộn d liu; Cỏc ng dng a phng tin; a phng tin trong mụi trng phõn
tỏn)
9. IS. Cỏc h thng thụng minh (Cỏc h thụng minh; Cỏc phng phỏp ti u v cỏc phng
phỏp tỡm kim; Biu din tri thc v lp lun; Hc mỏy; Tỏc t; Nhỡn bng mỏy tớnh; X lý ngụn
ng t nhiờn; Nhn dng; Ngi mỏy; Cỏc h thng da trờn tri thc; Mng neural; Gii thut di
truyn)
119
Chơng 13 - Một số lĩnh vực nghiên cứu trong tin học
10. IM. Qun tr thụng tin (Cỏc h c s d liu; Mụ hỡnh d liu v mụ hỡnh quan h; Ngụn ng
truy vn; Thit k cỏc h c s d liu quan h; X lý cỏc giao dch; C s d liu phõn tỏn; Thit
k c s d liu vt lý.

11. NC. Tớnh toỏn trờn mng (Tớnh toỏn tp trung trờn mng; tớnh toỏn khỏch - ch; Xõy dng ng
dng WEB; truyn thụng v ni mng; Cỏc i tng phõn tỏn; Lm vic nhúm v cụng ngh cng
tỏc; H iu hnh phõn tỏn; Cỏc h phõn tỏn).
12. SE. K ngh phn mm (Quỏ trỡnh lm phn mm v o phn mm; c t phn mm v
nhu cu; Thit k v ci t; Kim chng v hp thc hoỏ; Cụng c v mụi trng phn mm;
Phng phỏp lun v d ỏn phn mm).
13. CN. Khoa hc tớnh toỏn (Gii tớch s; Cỏc cụng c trc quan; Cu trỳc tớnh toỏn khoa hc; Tớnh
toỏn song song; Mt s loi ng dng).
14. SP. nh hng xó hi v ngh nghip ca CNTT (Lch s k thut tớnh toỏn; Hon cnh xó hi
ca tớnh toỏn bng mỏy tớnh; Phng phỏp v cụng c phõn tớch; Trỏch nhim v o c v ngh
nghip; Ri ro v d phũng ri ro; S hu trớ tu; Tớnh riờng t v quyn t do cụng dõn; Internet
v nh hng ca Internet; Ti ỏc mỏy tớnh; Cỏc gii phỏp kớnh t trong tớnh toỏn bng mỏy tớnh;
Cỏc vn cú tớnh trit hc liờn quan n CNTT).
120