ứng dụng nguyên tắc (thủ thuật) sáng tạo cơ bản trong phần mềm matlab
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (1.03 MB, 20 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHỆ THƠNG TIN
-
-------------- ---------------
KHOA: MẠNG MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG
MÔN : PHƯƠNG PHÁP LUẬN SÁNG TẠO – KHOA HỌC
Đề tài : ỨNG DỤNG NGUYÊN TẮC (THỦ THUẬT) SÁNG TẠO CƠ BẢN TRONG
PHẦN MỀM MATLAB
GVHD :GS-TSKH. Hoàng Văn Kiếm
Thực hiện:Tạ Lê Thủy Tiên MSHV:CH1101144
Niên khóa: 2011 – 2013
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 2
LỜI NĨI ĐẦU:
M
ỗi người làm việc, khơng thể khơng suy nghĩ và địi hỏi cải tiến cơng việc
phải là cơ sở cho mọi suy nghĩ của chúng ta. Tư duy sáng tạo là tài nguyên cơ
bản nhất của mỗi con người. Chúng ta cần sáng tạo vì chúng ta cảm thấy rằng, mọi
việc cần được thực hiện theo cách đơn giản hơn và tốt hơn.
Sáng tạo gắn liền với sự thay đổi, đưa ra cái mới (đổi mới), sáng chế, các ý tưởng
mới, các phương án lựa chọn mới. Mọi người có thể dùng tính sáng tạo của mình
để đặt vấn đề một cách bao quát, phát triển các phương án lựa chọn, làm phong phú
các khả năng và tưởng tượng các hậu quả có thể nảy sinh. Sự sáng tạo nảy sinh ở
mọi tầng lớp và mọi giai đoạn trong cuộc sống của chúng ta.Nhà toán học vĩ đại
Poincaré có nói: "Trong sáng tạo khoa học, ý tưởng chỉ là những ánh chớp, nhưng
ánh chớp đó là tất cả", hay lời của một nhà khoa học vĩ đại khác, Linus Pauling, khi
trả lời câu hỏi làm thế nào người ta sáng tạo ra được các lý thuyết khoa học:
"Người ta phải cố nắm bắt được nhiều ý tưởng" và "con đường để có được một ý
tưởng tốt là có thật nhiều ý tưởng". Tóm lại, bạn làm được gì mới, khác và có ích
lợi, đấy là sáng tạo.
"Phương pháp luận sáng tạo" là bộ môn khoa học có mục đích trang bị cho người
học hệ thống các phương pháp, các kỹ năng thực hành về suy nghĩ để giải
quyết các vấn đề và ra quyết định một cách sáng tạo, về lâu dài, tiến tới điều
khiển được tư duy.
Có người đưa ra định nghĩa về đời người như sau: Cuộc đời là chuỗi các vấn đề
cần phải giải quyết và chuỗi các quyết định cần phải ra. Quả thật, mỗi người chúng
ta trong cuộc đời của mình gặp biết bao vấn đề, từ chuyện mua sắm, học hành, quan
hệ giao tiếp đến chọn ngành nghề, nơi ở, thu nhập, xã hội… phải suy nghĩ để giải
quyết và ra quyết định xem phải làm gì và làm như thế nào. Như vậy thấy rằng đối
tượng và mục đích của bộ môn khoa học này lại hết sức gần gũi với mỗi người.
Theo các nhà nghiên cứu, khoa học này ứng với "làn sóng thứ tư" trong q trình
phát triển của lồi người, sau nơng nghiệp, cơng nghiệp và tin học. Làn sóng thứ tư
ứng với Creatology (hay cịn gọi là thời đại hậu tin học) chính là sự nhấn mạnh vai
trò chủ thể tư duy sáng tạo của lồi người trong thế kỷ XXI.
Sau khi tham dự mơn học về “Phương pháp lí luận sáng tạo khoa học” tại trường
Đại học Công Nghệ Thông Tin do thầy GS-TSKH Hồng Văn Kiếm giảng dạy , tơi
đã có những kiến thức căn bản về các nguyên lí sáng tạo. Vận dụng các nguyên lí
sáng tạo vào nghiên cứu khoa học là rất quan trọng. Nó giúp các ứng dụng sáng tạo
hoạt động linh hoạt và hiệu quả, mang lại những kết quả ưu việt nhất; đồng thời
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 3
chống lại thói quen suy nghĩ theo lối mịn và tính ì tâm lí. Thời gian qua, tơi đã tìm
hiểu về phần mềm Matlab – phần mềm được ứng dụng rộng rãi trong giáo dục và
kỹ thuật, một cơng cụ hữu ích để giải những bài tốn giải tích và những bài tốn số,
ma trận và mơ phỏng. Đây là phần mềm đã khơng ngừng hồn thiện và phát triển,
ngày càng trở nên phổ biến rộng rãi và không thể thiếu trong các ngành kỹ thuật
thiết kế và chế tạo.
Trong phạm vi đề tài này, tôi muốn chia sẽ những thông tin và những hiểu biết
của bản thân về những gì tơi đã tìm hiểu được từ Matlab và những áp dụng của
phương pháp lí luận sáng tạo mà tơi tìm thấy ở đây.
Mong rằng sẽ được sự đón nhận của thầy và các bạn!
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 4
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
.....................................................................................................................
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 5
MỤCLỤC:
LỜI NÓI ĐẦU: ............................................................................................................................. 2
NHẬN XÉT CỦA GIẢNG VIÊN HƯỚNG DẪN ......................................................................... 4
MỤCLỤC: ................................................................................................................................... 5
Giới thiệu về Phương pháp luận sáng tạo (TRIZ), ............................................................ 6
I.
Giới thiệu về phần mềm Matlab ..................................................................................... 6
II.
A.
Cấu trúc dữ liệu của Matlab ........................................................................................... 6
B.
Ứng dụng......................................................................................................................... 6
C.
Hệ thống .......................................................................................................................... 7
1.
Môi trường phát triển. ................................................................................................ 7
2.
Thư viện các hàm tốn học. ........................................................................................ 7
3.
Ngơn ngữ Matlab......................................................................................................... 7
4.
Đồ họa trong Matlab. .................................................................................................. 7
5.
Giao tiếp với ngôn ngữ khác như C và Fortran ......................................................... 7
III.
Ứng dụng của TRIZ vào Matlab ................................................................................ 7
1.
Nguyên tắc phân nhỏ ...................................................................................................... 7
2.
Nguyên tắc tách khỏi đối tượng ...................................................................................... 9
3.
Nguyên tắc kết hợp ....................................................................................................... 12
4.
Nguyên tắc vạn năng:.................................................................................................... 13
5.
Nguyên tắc chứa trong:................................................................................................. 15
6.
Nguyên tắc thực hiện sơ bộ ........................................................................................... 17
7.
Nguyên tắc linh động: ................................................................................................... 18
IV.
Kết luận ......................................................................................................................... 20
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
I.
Trang 6
Giới thiệu về Phương pháp luận sáng tạo (TRIZ),
Phương pháp luận sáng tạo là hệ thống các phương pháp kĩ thuật tìm kiếm
những giải pháp kỹ thuật mới (TRIZ), cho những kết quả khả quan, ổn định khi giải
những bài tốn khác nhau, thích hợp cho việc dạy và học của mọi người. Tiền đề cơ
bản của TRIZ là: các hệ kỹ thuật phát triển tuân theo các quy luật khách quan, nhận
thức được. Chúng được phát hiện và sử dụng để giải một cách có ý thức những bài
toán sáng chế. TRIZ được xây dựng như là một khoa học chính xác, có lĩnh vực
nghiên cứu riêng, các phương pháp riêng, ngôn ngữ riêng, các công cụ riêng.
II. Giới thiệu về phần mềm Matlab
Matlab là một ngôn ngữ lập trình thực hành bậc cao được sử dụng để giải các
bài tốn về kỹ thuật. Matlab thích hợp được việc tính tốn, thể hiện kết quả, cho
phép lập trình, giao diện làm việc rất dễ dàng cho người sử dụng. Dữ liệu cùng với
thư viện được lập trình sẵn cho phép người sử dụng có thể có được những ứng
dụng sau:
+ Sử dụng các hàm có sẳn trong thư viện, các phép tính tốn học thơng thường.
+ Cho phép lập trình tạo ra các ứng dụng mới.
+ Cho phép mơ phỏng các mơ hình thực tế.
+ Phân tích, khảo sát và hiển thị dữ liệu.
+ Với phần mềm đồ họa cực mạnh.
+ Cho phép phát triển, giao tiếp được với các phần mềm khác như C++, Fortran.
A. Cấu trúc dữ liệu của Matlab
Matlab là một hệ thống tương giao, các phần tử dữ liệu là một mảng (mảng này
khơng địi hỏi về kích thước). Chúng cho phép giải quyết các vấn đề liên quan đến
lập trình bằng máy tính, đặc biệt sử dụng các phép tính về ma trận hay véc tơ và có
thể sử dụng ngơn ngữ C hoặc Fortran lập trình rồi thực hiện ứng dụng lập trình đó
bằng các câu lệnh gọi từ Matlab. Matlab là từ viết tắt từ chữ Matrix Laboratory tức
là thư viện về ma trận, từ đó phần mềm Matlab được viết nhằm cung cấp cho việc
truy cập vào phần mềm ma trận một cách dễ dàng.
Dữ liệu của Matlab thể hiện dưới dạng ma trận, và có các kiểu dữ liệu: single;
double; spares; int8, uint8, int16…; cell; char; structure
B. Ứng dụng
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 7
Matlab tạo điều kiện thuận lợi cho: Các khoa học về toán học; các kỹ sư, các
nhà nghiên cứu khoa học; Dùng Matlab để tính tốn, nghiên cứu tạo ra các sản
phẩm tốt nhất trong sản xuất.
C. Hệ thống
Hệ thống giao diện của Matlab được chia thành 5 phần.
1.
Môi trường phát triển.
Đây là nơi đặt các thanh công cụ, các phương tiện giúp chúng ta sử dụng các
câu lệnh và các file, ta có thể liệt kê một số như sau,
Desktop
Command Window
Command History
Browsers for viewing help
2.
Thư viện các hàm tốn học.
Bao gồm các cấu trúc như tính tổng, sin cosin atan …., các phép tính đơn giản
đến các phép tính phức tạp như tính ma trận nghịch đảo, trị riêng….
3.
Ngơn ngữ Matlab.
Đó là ngơn ngữ cao về ma trận và mảng, với các dòng lệnh, các hàm cấu trúc dữ
liệu vào, có thể lập trình hướng đối tượng.
4.
Đồ họa trong Matlab.
Bao gồm các câu lệnh thể hiện đồ họa trong mơi trường 2D và 3D, tạo các hình
ảnh chuyển động, cung cấp các giao diện tương tác giữa người sử dụng và máy
tính.
5.
Giao tiếp với ngơn ngữ khác như C và Fortran
III. Ứng dụng của TRIZ vào Matlab
TRIZ ứng dụng rất nhiều vào thực tế cuộc sống. Nhiều phát minh sáng chế đã ra
đời dựa trê ứng dụng TRIZ. Sáng tạo trong tin học cũng vậy, các vấn đề từ thuật
giải bài toán, cho tới các nghiên cứu ứng dụng các công nghệ mới. Matlab cũng đã
ứng dụng nhiều nguyên tắc sáng tạo TRIZ trong đó. Đi vào tìm hiểu tổng quan về
Matlab, ta tìm hiểu TRIZ đã được ứng dụng vào đây như thế nào.
1. Nguyên tắc phân nhỏ
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
1.1
Trang 8
Cơ sở lý thuyết
Nội dung:
- Chia đối tượng thành các phần độc lập.
- Làm đối tượng trở nên tháo lắp được.
- Tăng mức độ phân nhỏ của đối tượng
Nhận xét:
1- Từ "đối tượng" trong 40 nguyên tắc, cần hiểu theo nghiã rộng. Đó có thể bất kỳ
cái gì có khả năng phân nhỏ được, khơng nhất thiết phải là đối tượng kỹ thuật.
Tương tự như vậy đối với các thủ thuật khác có từ" đối tượng".
2- Thủ thuật này thường dùng trong những trường hợp khó làm "trọn gói", "nguyên
khối", "một lần". Nói cách khác, phân nhỏ ra cho vừa sức, cho dễ thực hiện, cho
phù hợp với những phương tiện hiện có....
3- Phân nhỏ đặc biệt hay dùng trong những trường hợp cần có bề mặt tiếp xúc lớn
như trong các phản ứng hoá học, tạo sự cháy nổ, trao đổi nhiệt, trao đổi nhiệt
4- Tháo lắp làm cho đối tượng trở nên nhỏ gọn, thuận tiện cho việc chuyên chở,
xếp đặt và khả năng thay thế từng bộ phận đối tượng, kể cả việc mở rộng chức năng
của từng bộ phận đó.
5- Cần tưởng tượng: nhờ phân nhỏ mà đối tượng, ban đầu ở thể rắn, chuyển dần
sang dẻo, lỏng khí, plasma....., nói chung, có thể phân nhỏ đến vi mô.
6- Sự thay đổi về lượng dẫn đến sự thay đổi về chất, cho nên, phân nhỏ có thể làm
đối tu7ọng có thêm những tính chất mới, thậm trí, ngược với tính chất đã có.
7- Ngun tắc phân nhỏ hay dùng với các nguyên tắc 2. Tách khỏi, 3. Phẩm chất
cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15 Linh động...
1.2
Ứng dụng
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 9
Matlab có các toolbox dùng vào những mục đích chuyên biệt và hoạt động độc
lập với nhau.
+ Signal Processing: xử lí tín hiệu DSP
+ Control System: hệ thống điều khiển
+ Symbolic Math: tính tốn hình thức
+ Bioinformatics: sinh học
+ Curve fitting: Nội suy dãy điểm
+ Financial derivative:
+ Filler design HDL coder: vi mạch khả trinh(
+…
Phân Matlab ra thành những Toolbox nhỏ, mỗi Toolbox có những cơng cụ riêng
biệt phục vụ chức năng của nó. Mỗi khi khởi động Matlab không cần phải khởi
động tất cả Toolbox cùng lúc. Các Toolbox chứa lệnh đầy đủ chuyên biệt hơn, thời
gian chạy ngắn hơn và ít tốn bộ nhớ khi chạy chương trình.
2. Nguyên tắc tách khỏi đối tượng
2.1
Cơ sở lý thuyêt
Nội dung:
Tách phần gây "phiền phức" (tính chất "phiền phức") hay ngược lại, tách phần duy
nhất "cần thiết" (tính chất "cần thiết") ra khỏi đối tượng.
Nhận xét:
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 10
1 - Đối tượng, thơng thường, có nhiều thành phần (tính chất, khía cạnh, chức
năng…), trong khi đó, người ta chỉ thực sự cần 1 trong những số đó. Vậy khơng
nên dùng cả đối tượng vì sẽ tốn thêm chi phí hoặc vận chuyển khơng thuận tiện.
Phải nghĩ cách tách cái cần thiết ra để sử dụng riêng.
Tương tự như vậy đối với phần gây phiền phức, để khắc phục nhược điểm có trong
đối tượng.
2 - Do tách khỏi đối tượng mà phần tách ra (hoặc phần giữ lại) có thêm những tính
chất, những khả năng mới (nhiều khi, ngược với cái cũ). Do đó, cần tận dụng
chúng. Những tính chất, những khả năng mới có thể là gọn hơn, linh động hơn, dễ
thay thế, tăng tính điều khiển…
3 - Khi nói "tách khỏi" mới chỉ ra định hướng suy nghĩ, định hướng việc làm. Để
trả lời câu hỏi "Làm thế nào để tách khỏi?" cần tham khảo cách làm ở những lĩnh
vực chun về cơng việc đó như luyện kim, lọc, trích ly, chọn giống, giải phẫu,
tuyển lựa…
4 - Nguyên tắc tách khỏi hay dùng với các nguyên tắc: 1. Phân nhỏ, 3. Phẩm chất
cục bộ, 5. Kết hợp, 6. Vạn năng, 15. Linh động…
2.2
Ứng dụng
Thông thường việc lập trình tính tốn dưới các dịng lệnh phức tạp và gây khó
hiểu cho người sử dụng. Matlab có cơng cụ trực quan là lập trình giao diện Guide.
Lúc này, việc hiển thị code chương trình là khơng cần thiết, Guide chỉ cần cung cấp
các checkbox, listbox, nút bấm, đồ thị,… với các thuộc tính, thơng số thích hợp để
điều chỉnh. Do đó, việc thiết kế Guide tách việc lập trình giao diện thành 2 đối
tượng: .m file chứa các code để người lập trình điều khiển và figure chức các công
cụ trực quan.
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 11
Giao diện figure
.m file
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 12
Kết quả hiển thị
Như vậy, việc sử dụng figure trở nên dễ dàng mà không bận tâm đến những
dòng lệnh tạo đối tượng phức tạp. Đồng thời, việc viết code .m file cũng ngắn gọn
hơn mà không bận tâm đến những dòng mã hiển thị và đồ họa dài dòng. Việc tách
khỏi hai đối tượng này làm giảm bớt tính “phiền phức” và thể hiện cái “cần thiết”
chính của mỗi đối tượng.
3. Nguyên tắc kết hợp
3.1
Cơ sở lý thuyết:
Nội dung:
- Chuyển đối tượng (hay mơi trường bên ngồi, tác động bên ngồi) có cấu trúc
đồng nhất thành khơng đồng nhất.
- Các phần khác nhau của đối tượng phải có các chức năng khác nhau
- Mỗi phần của đối tượng phải ở trong những điều kiện thích hợp nhất của công
việc
Nhận xét:
1- "Kế cận", không nên chỉ hiểu gần nhau về mặt vị trí hay chức năng, mà nên hiểu
là có quan hệ với nhau, bổ xung cho nhau....do vậy, có thể có những kết hợp các
đối tượng " ngược nhau" (ví dụ bút chì kết hợp với tẩy) .
2- "Kết hợp" cần hiểu theo nghiã rộng, không đơn thuần cộng thêm (kiểu số học)
hay gắn thêm (kiểu cơ học), mà còn được hiểu chuyển giao, đưa vào những ý
tưởng, tính chất, chức năng....từ những lĩnh vực hoặc những đối tượng khác.
3- Đối tượng mới, tạo nên do sự kết hợp, ,thường có những tính chất, khả năng mà
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 13
từng đối tượng riêng rẽ trước đây chưa có. điều này có nguyên nhân sâu xa là lượng
đổi thì chất đổi và do tạo được sự thống nhất mới của các mặt đối lập.
4-Trong thực tế, các hiện tượng, quá trình, sự việc....thường hay đan xen nhau nên
khả năng kết hợp ln ln có. do vậy, cần chú ý khai thác nguồn dự trữ này.
5- Nguyên tắc kết hợp thường hay sử dụng với 1. Nguyên tắc phân nhỏ, 3. Nguyên
tắc phẩm chất cục bộ...
Điều này phản ánh một khuynh hướng phát triển biện chứng: sự liên kết, hợp tác
hố thường đi kèm với sự phân cơng lao động và chun mơn hố.
3.2
Ứng dụng
Nhưng ví dụ trên về lập trình giao diện Guide, ta nhận thấy nguyên tắc kết hợp
đi kèm với nguyên tắc tách khỏi. Việc tách khỏi làm cho sử dụng đối tượng dễ dàng
hơn, nhưng figure và .m file luôn đi kèm với nhau để hỗ trợ. .m file điều khiển các
nút lệnh mà figure đã tạo.
Một ví dụ nữa là cơng cụ tính tốn hình thức MUPAD. Việc giải phương trình
kết hợp với biểu diễn nghiệm bằng giao điểm trên đồ thị. Các lệnh solve, plot,
plot3D, animate… được sử dụng kết hợp
4. Nguyên tắc vạn năng:
4.1
Cơ sở lý thuyết:
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 14
Nội dung:
Đối tượng thực hiện một số chức năng khác nhau, do đó khơng cần sự tham gia của
đối tượng khác.
Nhận xét:
- Nguyên tắc vạn năng là trường hợp riêng của nguyên tắc kết hợp: kết hợp về mặt
chức năng trên cùng một đối tượng.
- Nguyên tắc vạn năng, trước tiên và hay được dùng trong các lĩnh vực, tại đó có
những sự hạn chế việc phát triển theo “chiều rộng” như khó có thể tăng thêm về
trọng lượng, thể tích, diện tích… Các lĩnh vực đó là quân sự, hàng không, vũ trụ,
thám hiểm, du lịch, các trang thiết bị dùng tại những nơi chật chội…
- Nguyên tắc vạn năng cịn được dùng với mục đích tăng mức độ tận dụng các
nguồn dự trữ có trong đối tượng, do vậy, tiết kiệm được vật liệu, không gian, thời
gian, năng lượng
-Nguyên tắc vạn năng thường hay dùng với ngun tắc 20. Ngun tắc liên tục tác
động có ích.
- Ngun tắc vạn năng đóng vai trị quan trọng trong thiết kế, chế tạo, dự báo…, vì
nó phản ánh khuynh hướng phát triển, tăng số chức năng mà đối tượng có thể thực
hiện được
4.2
Ứng dụng
Simulink là phần mềm dùng để mơ hình hóa, mơ phỏng và phân tích một hệ
thống động. Simulink cho phép mô tả một hệ thống tuyến tính, hệ phi tuyến các
phương trình trong thời gian liên tục, gián đoạn hay một hệ kết hợp liên tục và gián
đoạn. Hệ thống cũng có thể có nhiều tốc độ khác nhau.
Cơng cụ mơ phỏng Simulink được tích hợp sẵn thư viện mơ hình chứa các khối
như khối nhận tín hiệu, các nguồn tín hiệu, các phần tử tuyến tính và phi tuyến
,…mơ phỏng trong nhiều lĩnh vực: hàng khơng, kỹ thuật số, dao động, cơ khí, giao
thơng, …Việc thiết kế Simulink theo nguyên tắc vạn năng giúp tiết kiệm không
gian, không cần thiết phải xây dựng mỗi công cụ cho mỗi chức năng. Đồng thời,
người dùng có thể tạo ra những khối chức năng mới, tăng số chức năng của đối
tượng.
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 15
Cửa sổ Simulink với danh sách thư viện (bên trái) và các khối mơ hình (bên
phải)
5. Ngun tắc chứa trong:
5.1
Cơ sở lý thuyêt
Nội dung:
- Một đối tượng được đặt bên trong đối tượng khác và bản thân nó lại chứa đối
tượng thứ ba ...
- Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác.
Nhận xét:
1- "Chứa trong" cần hiểu theo nghiã rộng, không chỉ đơn thuần theo nghiã khơng
gian. Ví dụ, khái niệm này nằm trong khái niệm khác, lý thuyết này nằm trong lý
thuyết khác, chung hơn...
2- Nguyên tắc "chứa trong" là trường hợp riêng, cụ thể hoá 3. nguyên tắc phẩm chất
cục bộ. Điều này thể hiện ở chỗ, nếu trước kia không phân biệt "trong" và "ngồi"
thì nay "trong" và "ngồi" có các phẩm chất, chức năng riêng.
....Tương tự như vậy, giữa "bề mặt" và "thể tích".
3- "Chứa trong" chỉ ra hướng tận dụng những nguồn dự trữ có sẵn trong đối tượng,
cụ thể là phần thể tích bên trong đối tượng. Nếu để ý quan sát ta sẽ thấy rất nhiều
đối tượng vẫn còn chưa được khia thác "tiềm năng" này.
4- "Chứa trong" làm cho đối tượng có thêm những tính chất mới mà trước đây chưa
có như : gọn hơn, tăng độ an toàn, bền vững, tiết kiệm năng lượng, linh động
hơn.....
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 16
5- Nguyên tắc "chứa trong" hay dùng với các nguyên tắc 1. nguyên tắc phân nhỏ, 2.
nguyên tắc "tách khỏi", 5. nguyên tắc kết hợp, 6. Nguyên tắc vạn năng, 12. nguyân
tắc đẳng thế, 20.nguyên tắc liên tục tác động có ích....
5.2
Ứng dụng
Tính tốn kỹ thuật là một lĩnh vực rộng lớn. Do đó, kho cơng cụ trong Matlab
được quản lí theo nguyên tắc chứa trong. Hộp Toolbox chứa đựng nhiều Toolbox
cho nhiều lĩnh vực khác nhau. Bên trong mỗi Toolbox chứa:
+ Các Tool: các phần mềm có cấu trúc khác nhau, sử dụng thư viện lệnh của
Toolbox
+ Help: Danh mục các hàm và tham số của hàm dùng trong Toolbox.
+ Demos: chức các ví dụ đã thực hiện sẵn và giải thích.
+ Product Page: trang trao đổi thông tin trực tuyến về Tool.
Hộp Toolbox trong Matlab
“Một đối tượng chuyển động xuyên suốt bên trong đối tượng khác”, khi khởi
động một Tool, các chức năng của Tool cũng đuợc khởi động. Các chức năng hoạt
động trong suốt thời gian hoạt động của Tool và cũng kết thúc khi đóng Tool. Như
vậy, các chức năng của mỗi Tool là hồn tồn chứa trong Tool đó.
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 17
6. Nguyên tắc thực hiện sơ bộ
6.1
Cơ sở lý thuyết
Nội dung
- Thực hiện trước sự thay đổi cần có, hồn tồn hoặc từng phần, đối với đối tượng.
- Cần sắp xếp đối tượng trước, sao cho chúng có thể hoạt động từ vị trí thuận lợi
nhất, khơng mất thời gian dịch chuyển.
Nhận xét
1- Từ "thay đổi" cần phải hiểu theo nghiã rộng
2- Có những việc, dù thế nào, cũng cần phải thực hiện. Thủ thuật này đòi hỏi phải
tính đến khả năng thực hiện trước đi một phần hoặc toàn bộ và sẽ được lợi hơn
nhiều so với thực hiện ở thì hiện tại (hiểu theo nghiã tương đối).
3- Tinh thần chung của thủ thuật này là trước khi làm bất cứ việc gì, cần có sự
chuẩn bị trước đó một cách tồn diện, chu đáo và thực hiện trước những gì có thể
thực hiện được - "chuẩn bị trước là một nửa của thành công"
6.2
Ứng dụng
Để mô hình hóa, Simulink cung cấp một giao diện đồ họa để xây dựng mơ hình
như là một sơ đồ khối sử dụng thao tác nhấp và kéo chuột. Với giao diện này,
ngưịi dung có thể xây dựng một mơ hình như xây dựng trên giấy. Đây là sự khác
xa các phần mềm mơ phỏng trước đó mà người sử dụng phải đưa vào các phương
trình vi phân và sai phân bằng ngơn ngữ lập trình.
Việc lập trình trên Simulink sử dụng các đối tượng đồ họa gọi là Graphic
Programming Unit. Nó được xây dựng trên cơ sở các ngơn ngữ lập trình hướng đối
tượng, tạo điều kiện hết sức thuận lợi cho việc thay đổi các giá trị thuộc tính trong
những khối thành phần. Ưu điểm của nó là tình trực quan, dễ viết và dễ hình dung
đối với người lập trình khơng chun.
Như vậy, Matlab đã thực hiện sơ bộ những lệnh lập trình. Nhiệm vụ của ngưịi
dùng là sử dụng những mơ hình đã có sẵn, kéo, thả các khối và điều chỉnh thông số.
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 18
7. Nguyên tắc linh động:
7.1
Cơ sở lý thuyết
Nội dung:
- Cần thay đổi các đặt trưng của đối tượng hay mơi trường bên ngồi sao cho chúng
tối ưu trong từng giai đoạn làm việc.
- Phân chia đối tượng thành từng phần, có khả năng dịch chuyển với nhau.
Nhận xét:
1- Thơng thường, cơng việc là q trình, xảy ra trong khoảng thời gian nhất định.
gồm các giai đoạn với những tình huống khác nhau. Ngun tắc linh động địi hỏi
phải có cái nhìn bao qt cả q trình để làm đối tượng hoạt động tối ưu trong từng
giai đoạn. Muốn thế đối tượng không thể ở dạng cố định, cứng nhắc mà phải trở
nên điều khiển được. Xét về mặt cấu trúc, các mối liên kết trong đối tượng phải
"mềm dẻo", "có nhiều trạng thái", để từng phần đối tượng có khả năng "dịch
chuyển" (hiểu theo nghiã rộng) đối với nhau.
2- Cần phải hiểu từ "tối ưu" trong hai mối quan hệ: 1) đối với chính đối tượng,
cơng việc mà đối tượng thực hiện và 2) đối với người sử dụng và mơi trường bên
ngồi (bảo đảm sức khỏe, khơng gây ô nhiễm).
3- Tinh thần chung của "nguyên tắc linh động" là, đối tượng phải có những đa dạng
phù hợp với sự thay đổi đa dạng của bên ngoài để đem lại hiệu quả cao nhất.
4- Nguyên tắc linh động tạo sự thống nhất giữa "tĩnh" và "động", "cố định" và
"thay đổi"......
5- Nguyên tắc linh động phản ánh khuynh hướng phát triển cho nên nó có tính định
hướng cao, dùng rất có ích trong trường hợp đặt bài tốn, phê bình cái đã có và dự
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 19
báo.
6- Về mặt tư duy sáng tạo, cần khắc phục tính ì tâm lý, sao cho các ý nghĩ, sách tiếp
cận trở nên linh động, tránh giáo điều cứng nhắc.
7.2
Ứng dụng
Trong q trình tính tốn phân tích hệ thống điện, ma trận Jacobi là ma trận
thưa, khi số nút càng lớn thì ma trận sẽ càng rất thưa. Việc áp dụng kỹ thuật
xử lý ma trận thưa để giảm số lượng phép tính cũng như thời gian tính tốn là
vấn đề cấp thiết, đặc biệt càng có ý nghĩa trong phân tích và điều khiển hệ
thống điện trong thời gian thực.
Trong matlab, một ma trận có thể được đưa về ma trận thưa bằng lệnh
sparse
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
Ứng dụng nguyên tắc sáng tạo cơ bản trong phần mềm mathlab
Trang 20
IV. Kết luận
Trên đây là một vài ứng dụng TRIZ cơ bản ứng dụng trong Matlab. Được phát
minh vào cuối thập niên 1970 và khơng ngừng hồn thiện và phát triển cho đến
nay, hơn 30 năm vận động, Matlab đã trở thành phần mềm không thể thiếu trong
giảng dạy và học tập các bộ môn kỹ thuật. Từ đó có thể thấy vai trị của việc ứng
dụng các nguyên lí sáng tạo trong từng buớc xây dựng và hồn thành phần mềm
này. Mỗi cơng cụ, chức năng tạo ra đều áp dụng các nguyên lí sáng tạo. Nắm vững
TRIZ giúp cho việc tạo mới và bổ sung các chức năng của phần mềm khoa học và
hiệu quả nhất.
Bài tìm hiểu của tơi đem lại một cái nhìn tổng quan về những ứng dụng của
TRIZ trong phần mềm MATLAB. Vì kiến thức hạn hẹp nên bài viết có nhiều điểm
hạn chế, rất mong thầy và các bạn cùng nhận xét và đóng góp.
Xin chân thành cảm ơn!
Tạ Lê Thuỷ Tiên – CH1101144
