Thầy Cải - Quốc Thái

BÀI 23 - CHUẨN BỊ XÂY DỰNG TRANG WEB (KNTT - ICT)

Bài 23 - Chuẩn bị xây dựng trang web (kntt)

Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này thuộc định hướng Tin học ứng dụng (ICT). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.

TÓM TẮT NỘI DUNG:
1. Những đặc điểm chung của trang web
a) Phần đầu trang
b) Phần thân trang
c) Phần chân trang
2. Các bước chuẩn bị để xây dựng trang web
a) Định hình ý tưởng
b) Thiết kế
c) Lựa chọn phần mềm, chuẩn bị tư liệu

1. NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CHUNG CỦA TRANG WEB

Dễ nhận thấy mỗi trang web đầy đủ nhất đều có cấu trúc gồm 3 phần chính:
• Phần đầu trang (header) với những thông tin chung nhất về trang.
• Phần phân trang (body) chứa nội dung của trang.
• Phần chân trang (footer) chứa các thông tin ngắn gọn về chủ thể, bản quyền.

a) Phần đầu trang

Phần đầu trang có vai trò như trang bìa thu gọn của một cuốn sách hay là phần trình bày đầu mỗi chương sách: Có hình nền và những thông tin nổi bật trên đó như logo, tên trang, thanh điều hướng (thanh này sẽ bao gồm bảng chọn các chức năng; chức năng tìm kiếm có thể được tách riêng ra khỏi bảng chọn), tiêu đề và thông tin tóm tắt của trang hay là thông tin mới cập nhật.
Lưu ý:

- Khi trang web được tải lên bởi một trình duyệt web, tên của nó sẽ được hiển thị tại tiêu đề của tab, phía sau một logo nhỏ gọi là favicon (viết tắt của favorite icon). Favicon có thể không phải được thu gọn từ logo của trang mà được tạo dựng riêng, không phải chỉ cho một trang mà cho cả website, chứa nhiều trang web liên quan đến nhau.
- Mỗi trang web hay website trên Internet có một địa chỉ truy cập dạng URL (Uniform Resource Locator) để người dùng Internet có thể đọc chúng qua một trình duyệt web như Firefox, Chrom, Edge hay Safari,...
- Tùy theo thiết kế mà đôi khi người ta dành ra một vài dòng trước phần đầu trang để đưa ra những thông báo quan trọng ví dụ như trang đang được xây dựng hay bảo trì,…; phần này gọi là phần thông báo.

b) Phần thân trang

Thân trang là phần chứa nội dung của trang web, thường được bố cục thành các khối hình chữ nhật (Hình 23.2), mỗi khối trình bày một nội dung với tiêu đề riêng.

Mỗi khối nội dung có thể chứa các thông tin dạng văn bản, hình ảnh, âm thanh, biểu mẫu nhập dữ liệu hay là các ứng dụng nhúng khác nhau (ví dụ: ứng dụng bản đồ, ứng dụng dự báo thời tiết,...).

c) Phần chân trang

Phần này có thể bao gồm những thông tin về thương hiệu, bản quyền, bảo mật, tóm tắt những thông tin cần nhấn mạnh thêm, thông tin liên hệ và những liên kết tới các trang mạng xã hội liên quan.

2. CÁC BƯỚC CHUẨN BỊ ĐỂ XÂY DỰNG TRANG WEB

Việc xây dựng trang web cần bắt đầu với việc phân tích, xác lập định hướng về mục đích của trang web và đối tượng người dùng. Mỗi trang web phải bắt nguồn từ một nhu cầu cụ thể. Trang web được xây dựng cho những người đọc nó, vì vậy cần phải xác định được đối tượng người đọc (người dùng), khả năng và mong muốn của họ. Từ đó xác định được mục đích, đối tượng, các yêu cầu về trang web trước khi đi vào các chi tiết thiết kế nội dung và hình thức. Trình tự các bước chuẩn bị cần phải thực hiện có thể tóm tắt như sau:

• Định hình ý tưởng:
- Xác định mục đích và đối tượng phục vụ của trang web.
- Thiết lập các yêu cầu cần đạt được cả về nội dung và hình thức.
• Thiết kế:
- Xây dựng dàn ý.
- Xây dựng kiến trúc nội dung, thiết kế mĩ thuật, chọn bảng màu, phông chữ,...
• Lựa chọn phần mềm chuẩn bị tư liệu:
- Lựa chọn phần mềm để xây dựng trang web.
- Chuẩn bị thông tin cho phần đầu trang: Làm logo, favicon, ảnh nền và đặt tên trang web.
- Chuẩn bị tư liệu cho phần thân và chân trang.

Lưu ý: Cần phân biệt việc xây dựng trang web đơn giản với xây dựng website. Công việc chuẩn bị xây dựng website có thể đòi hỏi thêm một số bước khác, đặc biệt là cách tổ chức vận hành và quản trị website.

a) Định hình ý tưởng

Nội dung chính của bước này là xác định mục đích, đối tượng và các yêu cầu cần đạt được; nói cách khác là tìm được câu trả lời tường minh cho các câu hỏi:

• Mục đích của trang web là gì? Lớp người dùng nào hay là những ai sẽ quan tâm thường xuyên đến trang web này?
• Để đạt được mục đích và đáp ứng được nhu cầu của người dùng thì trang web phải đạt được những yêu cầu như thế nào về nội dung, kiến trúc và mĩ thuật?

Để có thể xác định được rõ mục đích cũng như các yêu cầu cần đặt ra với trang web, cần khảo sát, phân tích các nhu cầu cũng như những đặc điểm của người dùng một cách cẩn thận kĩ lưỡng. Càng hiểu được nhu cầu của người dùng thì sẽ càng xác định được rõ hơn mục đích cũng như các yêu cầu cần đặt ra về nội dung và hình thức của trang web.
Để biết được rõ nhu cầu người dùng, cần phải đặt ra và trả lời những câu hỏi như: Người dùng mong muốn biết những thông tin gì? Những gì sẽ làm nên sự thu hút và gây hứng thú đối với họ? Những gì là đặc điểm văn hóa và thị hiếu của người dùng?
Ví dụ: Dự án xây dựng trang web với chủ đề “Việt Nam - Vẻ đẹp tiềm ẩn” của một nhóm thiện nguyện tâm huyết mong muốn quảng bá những nét đẹp của thiên nhiên, văn hóa, con người Việt Nam.

• Xác định mục đích của trang web và đối tượng sử dụng:
- Mục đích: Giới thiệu vẻ đẹp của thiên nhiên, văn hóa, con người Việt Nam.
- Đối tượng sử dụng: Tất cả những người yêu thích phong cảnh thiên nhiên, những nét đẹp về văn hóa nghệ thuật cũng như ẩm thực các vùng miền Việt Nam.
- Những điều làm nên sức hấp dẫn, thu hút đối với lớp đối tượng này là những bức ảnh đẹp về thiên nhiên, về cuộc sống lao động của người dân, những bài viết và hình ảnh về lịch sử, văn hóa, đặc điểm ẩm thực địa phương. Là những người thích khám phá, họ sẽ muốn biết vị trí trên bản đồ, cách tự đi đến đó, mùa hay thời gian đẹp nhất để đến tham quan mỗi danh lam thắng cảnh,...
- Nếu xác định trang web phục vụ cho cả người nước ngoài thì cần lưu ý những nội dung giúp họ tìm hiểu và khám phá những đặc điểm văn hóa truyền thống dân tộc cùng những vẻ đẹp độc đáo của thiên nhiên và con người Việt Nam.
• Yêu cầu về nội dung và hình thức:
- Những nội dung được giới thiệu phải phản ánh được nét đẹp riêng của thiên nhiên, văn hóa, con người ở mỗi vùng miền.
- Định dạng thông tin đa dạng sinh động: Văn bản, hình ảnh, âm thanh,...
- Những thông tin khác nên được giới thiệu kèm theo như bản đồ, đường đi, mùa thời/ gian đẹp nhất, đặc điểm thời tiết,...
- Hình thức của trang web phải dễ theo dõi, sinh động, đẹp và trang nhã về màu sắc.
- Trang web cũng cần có tương tác với người dùng để biết thêm nhu cầu của họ, từ đó có thể từng bước bổ sung, điều chỉnh nội dung và hình thức cho phù hợp hơn.

b) Thiết kế

Bước này cần phải được bắt đầu với việc xây dựng dàn ý tổng thể, từ đó xây dựng bố cục của trang và đưa ra những chỉ định về thiết kế mĩ thuật.

• xây dựng dàn ý và bố cục:
- Việc xây dựng dàn ý sẽ giúp hình dung toàn bộ về những nội dung sẽ được giới thiệu trong trang web và cách sắp xếp các nội dung này sao cho ấn tượng, mạch lạc, dễ tiếp cận và dễ hiểu nhất.
- Trang web “Việt Nam - Vẻ đẹp tiềm ẩn” sẽ giới thiệu các cảnh đẹp tiềm ẩn ở các vùng miền khác nhau, chẳng hạn Tây Bắc, Đông Bắc, Miền Trung, Tây Nguyên, Miền Đông, Miền Tây. Vì vậy, ở thanh điều hướng cần tạo bảng chọn gồm danh sách các vùng miền và thông tin liên hệ/phản hồi. Phần thân trang sẽ là một số bài viết mới nổi bật về một số địa danh có thể tham khảo một mẫu bố cục như Hình 23.5.

• Thiết kế mĩ thuật: Thiết kế mĩ thuật trang web là việc thiết kế hình thức của trang web sao cho có vẻ đẹp phù hợp với thẩm mĩ của người dùng và phù hợp với nội dung, góp phần gây ấn tượng và tăng sức thuyết phục của nội dung. Vì vậy, về chi tiết, công việc này được tiến hành với từng nội dung, từng bài viết của trang web. Ở mức thiết kế chung, sẽ chỉ giới hạn trong phạm vi lựa chọn các định dạng chữ và bảng màu.
- Định dạng chữ: Cần lựa chọn nhất quán và hài hòa giữa phông chữ, kiểu chữ (nghiêng, đậm,…) và cỡ chữ dùng cho mỗi phần của trang web. Ví dụ:
+ Phông chữ dùng cho các bảng chọn trên thanh điều hướng, nên là các phông Sans Serif (không có chân), hẹp ngang, dễ đọc và tiết kiệm diện tích hiển thị như phông Arial Condensed.
+ Các phông Serif (có chân), như Times New Roman rất ít được dùng để trình bày nội dung của trang web do khó nhận diện trên màn hình và chỉ dùng trong các trường hợp cỡ chữ lớn như tiêu đề. Phần nội dung bài viết nên chọn một không Sans Serif như calibria, Ariral, Verdana, Tahoma,…
+ Kiểu chữ đậm có ý nghĩa nhấn mạnh, thường dùng cho các tiêu đề. Kiểu chữ nghiêng có ý nghĩa phân biệt, thường dùng khi muốn phân biệt từ ngữ, câu chữ hay phần chú thích.
+ Cỡ chữ có thể quy định tối thiểu 4 cỡ: cỡ nhỏ nhất chỉ dùng cho chú thích không cần nhấn mạnh như chân trang; cỡ thường dùng cho phần nội dung bài viết; cỡ lớn cho tiêu đề và cỡ rất lớn cho những tiêu đề nổi bật.
- Bảng màu:
+ Một trang web với những màu sắc tương phản quá gắt hay không hài hòa sẽ gây phản cảm với người đọc. Vì vậy, để gây cảm xúc tốt và thu hút người đọc cần phải chọn một số màu có độ tương phản nhẹ nhàng và hài hòa. Mỗi bảng màu thường có 5 màu pha trộn giữa các màu gam ấm, lạnh và trung bình, chưa kể hai màu trắng và đen (Hình 23.6).
+ Hình 23.7 là một ví dụ về phông chữ, bảng màu trong một trang web của VnExpress. Phông chữ có chân chỉ được dùng ở vòng tiêu đề. Tất cả các phần khác đều dùng phông không chân. Có bốn cỡ chữ khác nhau, kết hợp với các kiểu chữ thường, đậm hay nghiêng; bảng màu gồm 5 màu tương phản vừa phải chuyển dần từ màu ấm đến màu lạnh.

c) Lựa chọn phần mềm, chuẩn bị tư liệu

Hiện nay, có nhiều phần mềm hỗ trợ làm trang web một cách trực quan, nhưng hầu hết chúng là những phần mềm thương mại. Tuy nhiên, Google có cung cấp miễn phí, trong hệ sinh thái của họ, một phần mềm làm trang web với giao diện hoàn toàn trực quan. Phần mềm này có điểm rất mạnh là dễ sử dụng và kết nối một cách dễ dàng với những phần mềm khác của Google như Docs, Sheets, Slides, Maps, Photos, YouTube,… Các trang web sau khi làm xong sẽ được lưu trữ trên Google Drive và có thể chia sẻ, xuất bản ngay trên Google với một địa chỉ URL hỗ trợ bởi Google. Yêu cầu cần có chỉ là người dùng đăng ký để có tài khoản Google Mail.
Vì vậy, sách này sẽ chọn giới thiệu phần mềm làm web của Google và hướng dẫn từng bước tạo dựng trang web với ví dụ cụ thể là làm trang web “Việt Nam - Vẻ đẹp tiềm ẩn”.
Việc chuẩn bị tư liệu cho trang web là việc kéo dài suốt thời gian thực hiện dự án, bắt đầu từ việc thiết kế favicon, logo, lựa chọn hình nền cho phần đầu trang, thực hiện các bài viết cho từng nội dung, lựa chọn hình ảnh minh họa,...

CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.

CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 1. Làm quen với Trí tuệ nhân tạo
Bài 2. Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống

CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 3. Một số thiết bị mạng thông dụng
Bài 4. Giao thức mạng
Bài 5. Thực hành chia sẻ tài nguyên trên mạng

CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ

Bài 6. Giao tiếp và ứng xử trong không gian mạng

CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

Bài 7. HTML và cấu trúc trang web
Bài 8. Định dạng văn bản
Bài 9. Tạo danh sách, bảng
Bài 10. Tạo liên kết
Bài 11. Chèn tệp tin đa phương tiện và khung nội tuyến vào trang web
Bài 12. Tạo biểu mẫu
Bài 13. Khái niệm, vai trò của CSS
Bài 14. Định dạng văn bản bằng CSS
Bài 15. Tạo màu cho chữ và nền
Bài 16. Định dạng khung
Bài 17. Các mức ưu tiên của bộ chọn
Bài 18. Thực hành tổng hợp thiết kế trang web

CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

Bài 19. Dịch vụ sửa chữa và bảo trì máy tính
Bài 20. Nhóm nghề quản trị thuộc ngành Công nghệ thông tin
Bài 21. Hội thảo hướng nghiệp

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 22. Tìm hiểu thiết bị mạng
Bài 23. Đường truyền mạng và ứng dụng
Bài 24. Sơ bộ về thiết kế mạng

CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

Bài 25. Làm quen với Học máy
Bài 26. Làm quen với Khoa học dữ liệu
Bài 27. Máy tính và Khoa học dữ liệu
Bài 28. Thực hành trải nghiệm trích rút thông tin và tri thức
Bài 29. Mô phỏng trong giải quyết vấn đề
Bài 30. Ứng dụng mô phỏng trong giáo dục

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 22. Thực hành kết nối các thiết bị số

CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

Bài 23. Chuẩn bị xây dựng trang web
Bài 24. Xây dựng phần đầu trang web
Bài 25. Xây dựng phần thân và chân trang web
Bài 26. Liên kết và thanh điều hướng
Bài 27. Biểu mẫu trên trang web
Bài 28. Thực hành tổng hợp

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

☞ Kiểm tra tin học 12 - Kết nối tri thức
☞ Lý thuyết tin học 12 - Kết nối tri thức
☞ Thực hành tin học 12 - Kết nối tri thức
☞ Gợi ý trả lời tin học 12 - Kết nối tri thức
☞ Trắc nghiệm tin học 12 - Kết nối tri thức
☞ Bài giảng điện tử tin học 12 - Kết nối tri thức

BÀI 22 - THỰC HÀNH KẾT NỐI CÁC THIẾT BỊ SỐ (KNTT - ICT)

Bài 22 - Thực hành kết nối các thiết bị số (kntt - ict)

TÓM TẮT NỘI DUNG:
1. Thiết bị số và nhà thông minh
a) Thiết bị số và kết nối thiết bị số
b) Nhà thông ninh và kết nối thiết bị trong nhà thông minh
2. Thực hành
Nhiệm vụ 1: Kết nối máy tính với thiết bị hiển thị qua cáp tín hiệu
Nhiệm vụ 2: Kết nối máy tính với điện thoại qua Bluetooth để truyền tệp
Nhiệm vụ 3: Kết nối với thiết bị trong nhà thông minh qua Internet
Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu thêm về thiết bị số

1. THIẾT BỊ SỐ VÀ NHÀ THÔNG MINH

a) Thiết bị số và kết nối thiết bị số

Em đã biết nhiều loại thiết bị số khác nhau. Trong số đó, các thiết bị hiển thị là loại thiết bị số có vai trò hết sức quan trọng trong cuộc sống hiện đại. Thiết bị hiển thị là các thiết bị điện tử được sử dụng để hiển thị hình ảnh, văn bản hoặc thông tin trực quan trên màn hình cho người dùng quan sát. Các thiết bị hiển thị giúp chuẩn bị trước toàn bộ bài trình bày theo một kịch bản chặt chẽ, kết hợp được với trình diễn tư liệu đa phương tiện như âm thanh, hình ảnh giúp trình bày sinh động và hấp dẫn hơn.
Có nhiều loại thiết bị hiển thị như tivi, máy chiếu (Projector), bảng cảm ứng, bảng LED,… Phần lớn các thiết bị hiển thị có nhiều loại cổng kết nối như cổng VGA (Vector Graphic Arrays), cổng HDMI (High-Definition Multimedia Interface) và sử dụng với các loại cáp kết nối tương ứng (Hình 22.1).

Nhiều thiết bị số cho phép kết nối với nhau trong phạm vi gần thông qua Bluetooth. Bluetooth là một công nghệ kết nối không dây qua sóng vô tuyến điện, được sử dụng để truyền tải dữ liệu giữa các thiết bị số, bao gồm cả âm thanh và hình ảnh. Ngày nay, các thiết bị số như điện thoại di động, máy tính, tai nghe, loa, bàn phím, chuột và nhiều thiết bị khác đều hỗ trợ kết nối công nghệ Bluetooth. Bluetooth có nhiều phiên bản và tiêu chuẩn khác nhau, để đáp ứng các yêu cầu về tốc độ truyền dữ liệu và khoảng cách kết nối. Công nghệ kết nối này đã trở thành một phần quan trọng trong cuộc sống, giúp đơn giản hóa việc kết nối và truyền dữ liệu giữa các thiết bị số.

b) Nhà thông ninh và kết nối thiết bị trong nhà thông minh

Nhà thông minh (Smart Home) là loại nhà được trang bị các thiết bị và hệ thống công nghệ thông minh để tăng cường tiện ích, hiệu suất, bảo mật và khả năng quản lí. Các thiết bị và hệ thống trong ngôi nhà thông minh có khả năng tự động hóa và có thể được kiểm soát từ xa thông qua các thiết bị di động hoặc máy tính. Mục tiêu của nhà thông minh là tạo ra một môi trường sống thoải mái, tiết kiệm năng lượng và an toàn hơn cho người sử dụng. Có thể nói, nhà thông minh đang là xu hướng phát triển hết sức mạnh mẽ và ngày càng trở nên phổ biến.
Hệ thống điều khiển nhà thông minh có thể giao tiếp với người dùng qua bảng cảm ứng hoặc qua các ứng dụng với giao diện web, nhưng phổ biến hơn cả là qua giao diện của các ứng dụng trên điện thoại thông minh hay máy tính bảng.
Để thiết bị thông minh như (ổ điện thông minh, camera thông minh,…) có thể điều khiển được qua Internet nhờ điện thoại di động, cần phải thiết lập kết nối chúng với Internet mặc dù hầu hết các thiết bị đó không có giao diện làm việc trực tiếp. Vì thế việc thiết lập kết nối được thực hiện theo một cách thức khá đặc biệt như sau:
Lần đầu tiên, ngay sau khi lắp đặt thiết bị, cần sử dụng chính điện thoại di động đã cài phần mềm điều khiển nhà thông minh để kết nối với thiết bị thông minh mà không dùng Internet. Để thực hiện được việc này, phải thực hiện một kết nối gần qua bluetooth hay sóng Wi-Fi. Khi kết nối được thì sử dụng giao diện của phần mềm điều khiển nhà thông minh trên điện thoại để thiết lập kết nối giữa thiết bị thông minh với mạng cục bộ, từ đó sẽ kết nối được thiết bị thông minh với Internet qua router của mạng cục bộ. Cùng với việc kết nối này, phần mềm sẽ tiến hành đăng ký thiết bị của nhà thông minh vào cơ sở dữ liệu trên đám mây (Cloud) của nhà cung cấp dịch vụ nhà thông minh. Điều này rất cần thiết để thiết bị có thể thường xuyên cập nhật trạng thái của mình lên cơ sở dữ liệu, sẵn sàng làm việc với phần mềm điều khiển nhà thông minh. Những lần sau, khi làm việc phần mềm điều khiển nhà thông minh trên điện thoại sẽ truy cập tới cơ sở dữ liệu để lấy thông tin trạng thái của thiết bị rồi thiết lập kết nối.

2. THỰC HÀNH

Nhiệm vụ 1: Kết nối máy tính với thiết bị hiển thị qua cáp tín hiệu

Yêu cầu: Kết nối được máy tính với thiết bị hiển thị qua cấp tín hiệu.
Hướng dẫn:
Bước 1. Thiết lập thiết bị hiển thị.
Để kết nối thiết bị hiển thị với máy tính cần phải thiết lập chế độ làm việc của chính thiết bị hiển thị. Cáp kết nối cần phù hợp với cổng kết nối, chẳng hạn tivi (Hình 22.2) và máy chiếu thường có một vài cổng HDMI, muốn sử dụng cổng nào thì chọn cổng đó.
Có thể dùng điều khiển từ xa của tivi để chọn nguồn kết nối. Máy chiếu thường không có màn hình để xác nhận lựa chọn mà dùng nút điều khiển trên thân máy để chọn cổng kết nối.

Bước 2. Thiết lập chế độ làm việc của màn hình mở rộng.
Hãy nhấn tổ hợp phím Windows + P để làm xuất hiện giao diện thiết lập chế độ hiển thị màn hình mở rộng (Hình 22.3). Các chế độ cụ thể như sau:

• PC screen only (Chỉ dùng màn hình máy tính): Màn hình máy tính hoạt động, màn hình mở rộng tắt.
• Duplicate (Sao chép): Màn hình mở rộng sẽ trở thành bảng sao của màn hình máy tính với kích thước lớn hơn. Hình ảnh được hiển thị đồng thời ở cả hai màn hình.
• Extend (Mở rộng): Màn hình ti vi hay máy chiếu sẽ là phần mở rộng của màn hình máy tính. Các cửa sổ ứng dụng có thể đặt ở màn hình máy tính hay màn hình mở rộng, khi con trỏ chuột đến biên của màn hình máy tính về phía màn hình mở rộng (theo hướng có thể đặt được từ tiện ích của máy tính), chuột sẽ chạy tiếp bên màn hình mở rộng và ngược lại.
• Second screen only (Chỉ dùng màn hình thứ hai): Máy tính chỉ sử dụng màn hình mở rộng và tắt màn hình máy tính.

Hãy thử từng chế độ và cho biết tình huống nào nên sử dụng với chế độ nào. Ở chế độ Extend, hãy mở một cửa sổ ứng dụng trên máy tính và kéo thả cửa sổ này sang màn hình mở rộng.

Nhiệm vụ 2: Kết nối máy tính với điện thoại qua Bluetooth để truyền tệp

Máy tính xách tay thường có sẵn khả năng kết nối Bluetooth còn máy tính để bàn thường không có khả năng này, nếu muốn phải cắm thêm bản mạch mở rộng có chức năng đó.
Yêu cầu: Biết cách kết nối máy tính PC với điện thoại qua Bluetooth để truyền tệp.
Hướng dẫn:
Bước 1. Bật Bluetooth.
Bật Bluetooth ở thiết bị di động. Ở máy tính, nháy chuột vào biểu tượng Bluetooth

trên thanh công việc (Taskbar) để làm xuất hiện bảng chọn làm việc với Bluetooth (Hình 22.4).

Bước 2. Ghép đôi.
Từ máy tính thực hiện dãy truy cập Show Bluetooth Device → Add a Device → Bluetooth, mice, keyboard…
Máy tính sẽ quét tìm thiết bị Bluetooth mới, chưa ghép đôi ở xung quanh. Nếu thấy trên điện thoại hiện lên (ví dụ điện thoại có tên “Note 10+ của Nguyen”) thì máy chọn để kết nối.
Tuy nhiên, để được kết nối thì máy tính phải được điện thoại chấp nhận. Để làm điều này, máy tính (ví dụ máy tính có tên “HPQUOC”) tạo một mã ngẫu nhiên (ví dụ 649568) mà ta cần chọn Connect để gửi sang điện thoại. Phía điện thoại cần chấp nhận bằng cách chọn Ghép đôi (Hình 22.5).

Nếu điện thoại chấp nhận, trên máy tính có thông báo việc ghép đôi đã hoàn tất Your device is ready to go (Thiết bị của bạn đã sẵn sàng).
Bước 3. Thực hiện truyền tệp từ máy tính.
Trên máy tính, mở lại bảng chọn làm việc với Bluetooth (Hình 22.4), chọn lệnh Send a file (Gửi một tệp). Máy tính hiển thị các thiết bị Bluetooth đã từng ghép đôi để ta chọn thiết bị nhận, ví dụ điện thoại có tên “S23 Ultra của My cute” (Hình 22.6). Có thể chọn thêm chế độ Use authentication (Sử dụng xác thực) để tăng cường mức độ an toàn.

Sau đó, ta chọn tệp bằng cách sử dụng trình duyệt tệp File Browser, tên tệp được chọn xuất hiện ở ô File names (Tên tệp) như Hình 22.7. Chọn Next (Tiếp tục) để bắt đầu gửi tệp.

Trên điện thoại người nhận sẽ thấy thông báo yêu cầu nhận tệp từ máy tính “HPQUOC” với tên tệp và kích thước, nếu muốn nhận thì chọn Chấp nhận như Hình 22.8.

Sau đó tiến trình truyền tệp được thể hiện như trong Hình 22.9. Sau khi truyền xong sẽ có thông báo File successfully transferred (Tệp đã được chuyển thành công).

Nhiệm vụ 3: Kết nối với thiết bị trong nhà thông minh qua Internet

Yêu cầu: Kết nối điện thoại với thiết bị trong nhà thông minh qua Internet.
Sau đây là các bước thực hành kết nối điện thoại di động với một bộ công tắc thông minh, sau đó thiết lập chế độ hẹn giờ tự động đối với công tắc đèn bảo vệ và bật/tắt một van nước điều khiển từ xa qua Internet để tưới cây. Việc kết nối điện thoại với các thiết bị thông minh khác cũng được thực hiện theo cách tương tự.
Hướng dẫn:
Bước 1. Cài đặt phần mềm.
Có nhiều phần mềm (app) nhà thông minh, ví dụ “Vhome” của Viettel, “Rangdong Smart” của công ty bóng đèn phích nước Rạng Đông, “FPT life” của công ty FPT, “Mi Home” của Xiaomi,…
Hãy chọn và cài đặt một app nhà thông minh từ chợ phần mềm CH Play (cho điện thoại dùng hệ điều hành Android) hay Apple Store (cho điện thoại dùng hệ điều hành iOS). Khi cài đặt, app sẽ yêu cầu đăng kí tài khoản, thường là số điện thoại hoặc địa chỉ thư điện tử của người dùng, sau đó đăng kí mật khẩu để đăng nhập sau này.
Ta sẽ thực hành thiết lập một bộ công tắc cho đèn bảo vệ, sao cho nó có thể tự động bật vào 6 giờ 30 phút chiều và tắt vào 5 giờ sáng hằng ngày; một công tắc khác được thiết lập để có thể bật tắt van điện từ (thường gọi tắt là van từ) qua Internet. Van này khi được cấp điện sẽ mở để nước đi qua và đóng khi ngắt điện.
Hãy chọn một công tắc thông minh dùng được với app đã cài đặt trên điện thoại. Hình 22.10 là một bộ công tắc thông minh có ba nút cảm ứng có thể bật tắt trực tiếp bằng cách chạm vào nút đó. Ngoài ra, bộ công tắc này còn có mô đun thu phát Wi-Fi cho phép kết nối với Internet qua một điểm truy cập không dây (WAP). Ta sẽ dùng một công tắc cho đèn và một công tắc cho van điện từ.

Bước 2. Kết nối thiết bị lần đầu.
Hãy cấp nguồn cho bộ công tắc thông minh và kết nối điện thoại với thiết bị thu phát Wi-Fi để truy cập Internet. Đặt điện thoại, công tắc thông minh và một WAP được dùng để kết nối ở vị trí gần nhau.
Trên giao diện app của điện thoại chọn chức năng Thêm thiết bị (một số app thể hiện bằng một dấu +). Danh sách tất cả các thiết bị được app hỗ trợ xuất hiện (Hình 22.11). Ta chỉ cần chạm vào thiết bị muốn thêm, ở đây là Công tắc (Wi-Fi).

Phía điện thoại di động sẽ có yêu cầu xác nhận thiết bị sẵn sàng kết nối (Hình 22.12). Hãy kích hoạt công tắc bằng cách chạm và giữ một nút bất kì khoảng 5 giây cho tới khi thấy đèn xanh ở biểu tượng sóng

nhấp nháy thể hiện công tắc đã ở trạng thái chờ kết nối. Khi đó hãy chạm vào vị trí Xác nhận đèn nhấp nháy rồi chạm vào Tiếp theo. Có một số app tự động quét tìm thiết bị đang chờ kết nối xung quanh để thêm tự động mà không cần phải chọn thiết bị.

Sau đó điện thoại tìm các WAP xung quanh, hiển thị trên màn hình. Người dùng cần chọn một WAP có thể kết nối với Internet và gõ mật khẩu nếu WAP đó đòi hỏi rồi chạm vào Tiếp theo. Dữ liệu về WAP đó được chuyển cho thiết bị thông minh, để thiết bị thông minh tự thiết lập kết nối với Internet (Hình 22.13). Sau đó ta nháy chuột vào Tiếp theo để bắt đầu kết nối. Nếu việc kết nối thành công thì sẽ có thông báo Thêm thiết bị thành công.

Bước 3. Thiết lập chế độ làm việc và điều khiển thiết bị.
Mỗi khi mở app, điện thoại sẽ hiển thị biểu tượng của tất cả các thiết bị đã được thêm trong Bước 2. Muốn làm việc với thiết bị nào hãy chạm vào biểu tượng tương ứng để làm xuất hiện giao diện cấu hình và điều khiển của riêng thiết bị đó.
Hình 22.14 là giao diện làm việc với công tắc thông minh. Trên màn hình có ba phím công tắc ảo tương ứng với ba công tắc thực của bộ công tắc thông minh. Công tắc đèn bảo vệ đang bật, hai công tắc còn lại đang tắt. Muốn bật, tắt công tắc nào thì cần chạm vào công tắc ảo tương ứng.

Lần đầu các công tắc có tên mặc định là Nút 1, Nút 2, Nút 3. Em có thể đặt tên các công tắc cho dễ nhớ. Hãy nhấn và giữ biểu tượng công tắc, sẽ xuất hiện giao diện để đặt tên, ví dụ: Đèn bảo vệ, Van nước tưới cây (Hình 22.15).

Có thể thiết lập chế độ bật, tắt đèn tự động theo kiểu hẹn giờ bằng cách chạm vào nút Hẹn giờ. Khi đó sẽ xuất hiện giao diện đặt lịch (Hình 22.16) tương tự như đặt lịch trong điện thoại di động.
Hãy đặt lịch hoạt động cho công tắc đèn bảo vệ như sau: Bật đèn vào lúc 18 giờ 30 phút các ngày từ thứ Hai đến thứ Sáu tắt đèn vào lúc 5 giờ sáng các ngày từ thứ Ba đến thứ Bảy.
Ví dụ trên sử dụng app và thiết bị cụ thể của một công ty cung cấp dịch vụ nhà thông minh. Giao diện của các app khác có thể khác nhưng quy trình kết nối thiết bị thông minh để có thể điều khiển được từ điện thoại di động qua Internet tương tự như nhau.

Nhiệm vụ 4: Tìm hiểu thêm về thiết bị số

Yêu cầu: Một số thiết bị số như đồng hồ thông minh, kính thực tế ảo,… có nhiều ứng dụng trong thực tế. Tuy nhiên, với một số địa phương ở Việt Nam, các thiết bị số đó chưa thật thông dụng. Hãy truy cập Internet để tìm hiểu tính năng, tác dụng, một số thông số kĩ thuật liên quan tới việc kết nối máy tính với một trong các thiết bị số như vòng đeo tay thông minh, đồng hồ thông minh, kính thực tế ảo,…
Hướng dẫn:
Bước 1. Sử dụng từ khóa thích hợp, ví dụ “vòng đeo tay thông minh”, “đồng hồ thông minh” để tìm thông tin theo các gợi ý sau:
• Vòng đeo tay/đồng hồ thông minh để làm gì?
• Ưu điểm và nhược điểm của vòng đeo tay/đồng hồ thông minh.
• Một số thương hiệu vòng đeo tay/đồng hồ thông minh.
Bước 2. Sử dụng từ khóa thích hợp, ví dụ “kính thực tế ảo”, để tìm thông tin và trả lời các câu hỏi sau:
• Kính thực tế ảo (Virtual Reality-VR) là gì?
• Có bao nhiêu loại kính thực tế ảo? (Gợi ý: Kính VR hoạt động độc lập; Kính thực tế ảo sử dụng với máy tính PCVR; Kính thực tế ảo hoạt động với PS5).

---The End!---

Nếu bạn không muốn học, không ai có thể giúp bạn. Nếu bạn quyết tâm học, không ai có thể ngăn cản bạn dừng lại.

CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.

CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 1. Làm quen với Trí tuệ nhân tạo
Bài 2. Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống

CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 3. Một số thiết bị mạng thông dụng
Bài 4. Giao thức mạng
Bài 5. Thực hành chia sẻ tài nguyên trên mạng

CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ

Bài 6. Giao tiếp và ứng xử trong không gian mạng

CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

Bài 19. Dịch vụ sửa chữa và bảo trì máy tính
Bài 20. Nhóm nghề quản trị thuộc ngành Công nghệ thông tin
Bài 21. Hội thảo hướng nghiệp

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 22. Tìm hiểu thiết bị mạng
Bài 23. Đường truyền mạng và ứng dụng
Bài 24. Sơ bộ về thiết kế mạng

CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 22. Thực hành kết nối các thiết bị số

CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

BÀI 30 - ỨNG DỤNG MÔ PHỎNG TRONG GIÁO DỤC (KNTT - CS)

Bài 30 - Ứng dụng mô phỏng trong giáo dục (kntt)

Đây là bài soạn lý thuyết tin học 12 - sách Kết nối tri thức. Bài học này thuộc định hướng Khoa học máy tính (CS). Quý Thầy Cô và các em học sinh truy cập để làm tài liệu tham khảo nhé. Chúc Thầy Cô dạy tốt, chúc các em học sinh học giỏi.

TÓM TẮT NỘI DUNG:
1. Giới thiệu một số phần mềm mô phỏng trong giáo dục
2. Thực hành: Sử dụng một số phần mềm mô phỏng trong giáo dục
Nhiệm vụ 1: Sử dụng phần mềm mô phỏng toán học
Nhiệm vụ 2: Khám phá mô phỏng khoa học

1. GIỚI THIỆU MỘT SỐ PHẦN MỀM MÔ PHỎNG TRONG GIÁO DỤC

GeoGebra chỉ là một trong những phần mềm mô phỏng ứng dụng trong dạy học. Nhiều môn học khác cũng sử dụng phần mềm mô phỏng để hỗ trợ việc dạy và học trong nhà trường. Ví dụ:

• Bộ phần mềm và công cụ PhET: Cung cấp các công cụ và phần mềm mô phỏng tương tác trực tuyến đa lĩnh vực, giúp học sinh hiểu rõ hơn các khái niệm Vật lí, Hóa học, Toán học, Khoa học Trái Đất và Sinh học (Hình 30.1).

• Phần mềm Avogadro: Phần mềm mô phỏng hóa học mã nguồn mở, cho phép người dùng mô phỏng và thiết kế phân tử hóa học ở các cấp độ khác nhau, từ phân tử đơn giản đến phức tạp.
• Phần mềm Gplates: Phần mềm mô phỏng động học địa chất, cho phép người dùng mô phỏng sự biến đổi của các lục địa, địa mạo và địa chất trên toàn cầu trong quá khứ và hiện tại.
• Phần mềm Yenka: Bộ công cụ giáo dục tập hợp nhiều thí nghiệm thú vị của các lĩnh vực Toán, Vật lí, Hóa học, Điện tử cho phép quan sát một cách trực quan và cụ thể.
• Các phần mềm mô phỏng của Concord Consortium, cung cấp nhiều mô hình minh họa sinh động các khái niệm khoa học, cho phép tương tác với các phân tử hoặc hiện tượng vĩ mô theo nhiều cách khác nhau. Người dùng có thể xem chi tiết các phản ứng hóa học, tương tác với thế giới gene di truyền không thể nhìn thấy, “nén” hàng thế kỉ thành và giây để giải mã những bí ẩn của quá trình tiến hóa hoặc quan sát quá trình kiến tạo Trái Đất,…

Đặc điểm chung của các phần mềm này là miễn phí, một số cần tải về từ các trang web tương ứng để cài đặt và sử dụng trên máy tính cá nhân, số còn lại có thể sử dụng trực tuyến nếu có kết nối Internet. Sau đây ta sẽ làm quen với bộ công cụ mô phỏng PhET hiện đang được sử dụng rộng rãi trong rất nhiều nhà trường trên toàn thế giới tại trang web có địa chỉ https://phet.colorado.edu. Đây là một dự án mã nguồn mở do Đại học Colorado builder của Mỹ phát triển và quản lí. Bất kì ai cũng có thể tải mã nguồn của PhET về và sử dụng miễn phí để tạo ra những mô phỏng mới hoặc tùy chỉnh các mô phỏng hiện có cho mục đích giáo dục và phi lợi nhuận.
PhET cho phép người dùng tương tác với nhiều mô hình khoa học và toán học bằng cách thay đổi các tham số và điều kiện, từ đó quan sát các hiện tượng và kết quả một cách trực quan. Một số mô phỏng trong PhET có hỗ trợ giao diện bằng tiếng Việt. Dưới đây là một vài mô phỏng được thực hiện trong PhET:

• Mô phỏng về lực và chuyển động với trò chơi Khách bộ hành, giúp diễn giải, tiên đoán và xác định, vận tốc và gia tốc cho các trường hợp thường gặp (Hình 30.3).

• Mô phỏng sự chuyển hóa năng lượng, giúp người dùng làm quen với các dạng năng lượng cơ, điện, nhiệt, quang, hóa và sự chuyển hóa giữa chúng (Hình 30.4).

• Mô phỏng chuyển động (vận tốc, quỹ đạo,…) của các vật thể trong không gian trong mối quan hệ với lực hấp dẫn (Hình 30.5).

2. THỰC HÀNH: Sử dụng một số phần mềm mô phỏng trong giáo dục

(Phần mềm mô phỏng trong lĩnh vực giáo dục được sử dụng để thực hành là phần mềm trực tuyến PhET).

Nhiệm vụ 1: Sử dụng phần mềm mô phỏng toán học

Yêu cầu: Biết cách sử dụng phần mềm mô phỏng toán học.
Hướng dẫn:
Bước 1. Truy cập trang web https://phet.colorado.edu/vi/.
Bước 2. Trên trang chủ PhET, nháy chuột chọn biểu tượng môn Toán (Hình 30.1) để mở danh sách các phần mềm mô phỏng toán học.

Bước 3. Nháy chuột chọn mô phỏng Vòng tròn lượng giác (Hình 30.6).

Bước 4. Đọc hiểu các thông tin giới thiệu về phần mềm. Sau đó, nháy chuột chọn nút

(hình 30.7) để kích hoạt mô phỏng.

Bước 5. Tương tác với phần mềm mô phỏng bằng cách thay đổi các thông số (Hình 30.9). Ghi lại khoảng 5 kết quả quan sát được vào bảng theo mẫu ở Hình 30.8.

Bước 6. Thảo luận và nhận xét về lợi ích cũng như tính ứng dụng của mô phỏng Vòng tròn lượng giác. So sánh việc thực hiện mô phỏng tương tự ở phần mềm khác, chẳng hạn GeoGebra.

Nhiệm vụ 2: Khám phá mô phỏng khoa học

Yêu cầu:
Thực hiện theo hướng dẫn để khám phá một mô phỏng khoa học bất kì.
Hướng dẫn:
Bước 1. Truy cập trang chủ của PhET và nháy chuột chọn biểu tượng môn thuộc lĩnh vực khoa học mà em thích.
Bước 2. Nháy chuột chọn một phần mềm mô phỏng trong bộ sưu tập của môn học đó mà em muốn khám phá.
Bước 3. Quan sát tương tác và thảo luận để trả lời các câu hỏi sau:
1. Có thể thay đổi các thông số nào của phần mềm?
2. Tương tác với phần mềm bằng cách nào?
3. Kết quả của phần mềm bao gồm những gì?
4. Lợi ích của phần mềm này là gì?
5. Những hạn chế nếu có khi tạo ra thí nghiệm này ngoài đời thực là gì?
Gợi ý một vài tương tác có thể thực hiện với phần mềm mô phỏng PhET:
Các phần mềm mô phỏng trong PhET cho phép người dùng thay đổi các thông số cũng như các yếu tố trong mô hình ảo để quan sát, dự báo kết quả hoạt động của mô hình. Chẳng hạn, với phần mềm mô phỏng Các dạng năng lượng và sự chuyển hóa năng lượng ở Hình 30.4, khi nháy chuột vào nút

ở vị trí bên dưới, chính giữa màn hình, mô hình ảo sẽ hoạt động, cho ta thấy sự chuyển hóa năng lượng như sau:

- Khi người đạp xe, hóa năng (

) có trong thức ăn con người được chuyển thành cơ năng (

). Cơ năng làm quay máy phát điện, sinh ra điện năng (

). Điện năng làm nóng dây may so, sinh ra nhiệt năng (

) làm cho nước sôi.
- Quan sát thú vị: Trên Hình 30.4 có một chữ E màu đỏ “lơ lửng” trên lưng người đạp xe. Hãy tương tác với mô phỏng để tìm ra nguồn gốc của nhiệt năng đó.

CÙNG CHUYÊN MỤC:

PHẦN I. KIẾN THỨC CỐT LÕI CHUNG CHO CẢ HAI ĐỊNH HƯỚNG (CS) VÀ (ICT) - 21 bài.

CHỦ ĐỀ 1. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 1. Làm quen với Trí tuệ nhân tạo
Bài 2. Trí tuệ nhân tạo trong khoa học và đời sống

CHỦ ĐỀ 2. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 3. Một số thiết bị mạng thông dụng
Bài 4. Giao thức mạng
Bài 5. Thực hành chia sẻ tài nguyên trên mạng

CHỦ ĐỀ 3. ĐẠO ĐỨC, PHÁP LUẬT VÀ VĂN HÓA TRONG MÔI TRƯỜNG SỐ

Bài 6. Giao tiếp và ứng xử trong không gian mạng

CHỦ ĐỀ 4. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

CHỦ ĐỀ 5. HƯỚNG NGHIỆP VỚI TIN HỌC

Bài 19. Dịch vụ sửa chữa và bảo trì máy tính
Bài 20. Nhóm nghề quản trị thuộc ngành Công nghệ thông tin
Bài 21. Hội thảo hướng nghiệp

PHẦN II. ĐỊNH HƯỚNG KHOA HỌC MÁY TÍNH (CS) - 9 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MẠNG MÁY TÍNH VÀ INTERNET

Bài 22. Tìm hiểu thiết bị mạng
Bài 23. Đường truyền mạng và ứng dụng
Bài 24. Sơ bộ về thiết kế mạng

CHỦ ĐỀ 7. GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ VỚI SỰ TRỢ GIÚP CỦA MÁY TÍNH

PHẦN III. ĐỊNH HƯỚNG TIN HỌC ỨNG DỤNG (ICT) - 7 bài.

CHỦ ĐỀ 6. MÁY TÍNH VÀ XÃ HỘI TRI THỨC

Bài 22. Thực hành kết nối các thiết bị số

CHỦ ĐỀ 7. ỨNG DỤNG TIN HỌC

CÁC CHUYÊN MỤC LIÊN QUAN:

BÀI 29 - MÔ PHỎNG TRONG GIẢI QUYẾT VẤN ĐỀ (KNTT - CS)

Bài 29 - Mô phỏng trong giải quyết vấn đề (kntt)

TÓM TẮT NỘI DUNG:
1. Mô phỏng và lợi ích của mô phỏng
2. Mô phỏng trong thực tế

1. MÔ PHỎNG VÀ LỢI ÍCH CỦA MÔ PHỎNG

Trong thực tế, kĩ thuật mô phỏng, thường được gọi ngắn gọn là mô phỏng, là một kĩ thuật tái tạo các sự kiện, sự vật hay hệ thống, quy trình thực tế (gọi chung là hệ thống) trong điều kiện thử nghiệm để phục vụ nghiên cứu hoặc đào tạo. Như vậy, mục tiêu của mô phỏng là nhằm xây dựng mô hình của hệ thống trong điều kiện thử nghiệm (mô hình ảo) để khảo sát, nghiên cứu, thậm chí thực hiện các tương tác khác nhau, giúp hiểu rõ hoặc dự đoán cách hệ thống hoạt động trong những điều kiện cụ thể mà không cần thực hiện trong thực tế.
Mô phỏng liên quan tới nhiều lĩnh vực khoa học và đời sống khác nhau. Trong phạm vi môn Tin học, sẽ chỉ đề cập tới việc sử dụng công cụ công nghệ thông tin (bao gồm cả phần cứng và phần mềm) để tạo các mô hình ảo, dưới dạng các phần mềm mô phỏng.
Mô phỏng cho phép giải quyết nhiều bài toán, kiểm tra các giả thuyết hoặc giả định thông qua việc khảo sát, nghiên cứu hoặc tương tác với mô hình ảo của một hệ thống xác định trong những điều kiện khác nhau. Trên cơ sở đó, kĩ thuật mô phỏng cho phép đánh giá những tác động có thể xảy ra với hệ thống trong thực tế.
Mô phỏng có thể đem lại nhiều lợi ích:

• Hiệu quả về chi phí: Việc ứng dụng mô phỏng có thể ít tốn kém hơn so với việc tạo mẫu hoặc thử nghiệm vật lí. Nó có thể làm giảm nhu cầu về thiết bị và vật liệu đắt tiền, đồng thời có thể giả lập một loạt các tình huống khó hoặc không thể tái tạo trong thế giới thực.
• Kết quả nhanh hơn: Mô phỏng có thể tạo ra kết quả trong thời gian tính bằng giây hoặc phút, trong khi thử nghiệm trên hệ thống thực có thể mất nhiều giờ hoặc lâu hơn thế.
• Khả năng tùy chỉnh: Thông qua việc điều chỉnh các thông số khác nhau, mô phỏng có thể giúp xác định các lỗi tiềm ẩn hoặc sự kém hiệu quả trong hệ thống thực, hỗ trợ cải tiến hay phát triển các sản phẩm hoặc quy trình mới.
• Giảm thiểu rủi ro: Mô phỏng giúp giảm thiểu rủi ro vì mọi thử nghiệm liên quan tới hệ thống thực với nhiều kịch bản khác nhau đều được thực hiện trên mô hình ảo. Điều này có thể giúp xác định các nguy cơ tiềm ẩn về mức độ an toàn, đánh giá hiệu quả của các kế hoạch ứng phó khẩn cấp, giảm khả năng xảy ra sai sót hoặc tai nạn.
• Hỗ trợ đào tạo: Phần mềm mô phỏng có thể được sử dụng cho mục đích đào tạo, giảng dạy, cho phép người dùng thực hành các tình huống phức tạp hoặc thực hiện các thí nghiệm khoa học (Vật lí, Hóa học, Sinh học,…) trong một môi trường an toàn và được kiểm soát. Điều này đặc biệt có ích trong những trường hợp thực nghiệm thực tế có thể gây nguy hiểm hoặc tốn kém như chăm sóc sức khỏe, nghiên cứu khoa học hay trong môi trường quân sự.

2. MÔ PHỎNG TRONG THỰC TẾ

Mô phỏng có thể được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Với không ít trường hợp, việc sử dụng mô phỏng được xác định là hết sức cần thiết và hiệu quả.
Trong lĩnh vực kĩ thuật, mô phỏng có thể giúp xác định các lỗi tiềm ẩn, tối ưu hóa thiết kế và giảm nhu cầu về nguyên mẫu vật lí (Hình 29.2). Các kĩ sư có thể sử dụng mô phỏng để kiểm tra tính an toàn, độ bền vững cũng như hiệu suất của các sản phẩm mới, chẳng hạn như máy bay, ô tô, động cơ và cả các công trình xây dựng trong các tình huống khác nhau có thể xảy ra. Các ca bin mô phỏng tập lái máy bay, ô tô, xe tăng, tàu chiến,… là những công cụ đắc lực để hướng dẫn và rèn luyện nâng cao kĩ năng sử dụng thiết bị, nhất là đối với các thiết bị đắt tiền hoặc đòi hỏi chi phí lớn cho mỗi lần sử dụng thực tế.

Trong y tế và y học, có thể sử dụng mô phỏng để hướng dẫn thực hiện nhiều quy trình và kĩ thuật y khoa. Mô phỏng cũng có thể được sử dụng để mô hình hóa sự lây lan của bệnh dịch, quan sát diễn biến tác dụng của chế phẩm thuốc trong cơ thể, cũng như đánh giá hiệu quả của các phương pháp điều trị khác nhau (Hình 29.3).

Trong công nghiệp giải trí và trò chơi điện tử, mô phỏng là công cụ quan trọng trong việc thiết lập môi trường và kịch bản gần như thực tế hay tạo ra hiệu ứng hình ảnh chân thực trong các phim điện ảnh. Mô phỏng còn giúp mô hình hóa hành vi của các nhân vật và đối tượng trong trò chơi, tạo ra trò chơi video, làm tăng thêm tính hấp dẫn và khả năng trải nghiệm cho khách hàng.
Trong nhà trường và cả trong nghiên cứu, những phòng thí nghiệm ảo về Vật lí, Hóa học, Sinh học,… cung cấp môi trường an toàn để thực hiện nhiều thí nghiệm và tương tác với các mô hình khoa học. Nhờ có mô phỏng, có thể dễ dàng quan sát được bằng mắt thường nhiều hiện tượng trong tự nhiên, ví dụ vị trí, quỹ đạo và các chuyển động của các thiên thể, sự biến đổi của các lục địa, chu kỳ phát triển của các loại sinh vật,… Phần mềm mô phỏng có thể trực quan hóa các mô hình tính toán giúp dễ dàng quan sát để tìm hiểu nhiều khái niệm phức tạp. Mô phỏng thậm chí có thể giúp dự đoán tác động của biến đổi khí hậu và thay đổi môi trường đối với hệ sinh thái và cuộc sống của con người,…
Trong quân sự, có thể sử dụng mô phỏng để thực hành diễn tập tác chiến, đánh giá hiệu quả của chiến thuật hợp đồng binh chủng trong nhiều tình huống khác nhau, hoặc huấn luyện sử dụng vũ khí, khí tài thông qua các phần mềm huấn luyện ảo. Nói chung, đối với tất cả các lĩnh vực nêu trên, mô phỏng là giải pháp cần được nghĩ tới, nhất là trong những trường hợp chi phí thử nghiệm thực tế tốn kém, phức tạp hoặc khó đo lường, có tính rủi ro cao, hoặc không thể thử nghiệm thực tế hay sản phẩm đang trong giai đoạn thiết kế cần kiểm tra ý tưởng và thiết kế trước khi thực hiện.