Thống kê

  • truy cập   (chi tiết)
    trong hôm nay
  • lượt xem
    trong hôm nay
  • thành viên
  • Vui mừng chào đón

    0 khách và 0 thành viên
    Gốc > LỊCH SỬ TIN HỌC >

    Lịch sử máy tính

     

    Thời tiền sử máy tính

    Từxa xưa người ta đã biết tính bằng cách đánh dấu trên lớp bụi một lần là 1 hailần là 2... và cũng xuất phát từ đó từ bàn tính có nghĩa là bụi. Bàn tính đãxuất hiện tại Châu từ 5000 năm về trước và vẫn còn được sử dụng chotới ngày nay, nó có thể được xem như là loại máy tính đầu tiên. Thiết bị nàycho phép người sử dụng tính toán bằng cách dịch chuyển những chuỗi hạt được sắpxếp trên những thanh gá trên giá. Thời gian đó người ta dùng bàn tính để traođổi thương mại, về sau khi xuất hiện giấy và bút thì bàn tính không giữ vai tròquan trọng nữa, đặc biệt là ở Châu Âu.

    Máy tính cơ khí

    Vào năm 1642, Blaise Pascal (1623-1662), một chàngtrai 18 tuổi con một ông thu thuế người Pháp, đã phát minh ra một loại máy tínhbánh xe số, nó được làm dưới dạng một cái hộp chữ nhật bằng đồng sử dụng támđĩa số có thể chuyển động được để cộng tổng có độ dài 8 chữ số. Máy tính nàyđược gọi là máy tính Pascal và nó sử dụng cơ số mười để tính toán. Ví dụ khimột đĩa dịch chuyển qua được 10 nấc - hoặc hoàn thành được một vòng quay - thìnó sẽ dịch sang một đĩa tiếp theo - đĩa này thể hiện cột hàng chục. Khi đĩahàng chục dịch chuyển được một vòng nữa thì đĩa hàng trăm sẽ sẽ dịch chuyển mộtnấc và cứ như thế tiếp tục. Mặt hạn chế của máy tính Pascal là nó chỉ thực hiệnđược phép tính cộng.

    Sau đó hơn 50 năm, năm 1694, Gottfried Wilhem von Leibniz - nhà Triết học và Toán học ngườiĐức - đã cải tiến máy tính Pascal để có thể nhân được. Giống như tiền tác giảcủa nó, ông Leibniz cũng sử dụng hệ thống các bánh răng và đĩa. Một phần nhờvào các ghi chú và hình vẽ của Pascal, Leibniz đã cải tiến thiết bị của ông. Bộphận chính của thiết bị này là bộ bánh răng thiết kế theo hình trống từng bậc.Tuy nhiên loại máy này chưa được sử dụng rộng rãi vào thời kì đó. Mãi tới tậnnăm 1820, ông Charles Xavier Thomas de Colmar - người Pháp - phát minh ra thiếtbị có thể thực hiện được bốn phép tinh số học. Với khả năng đó thiết bị này đãđược sử dụng cho tới tận chiến tranh Thế giới lần thứ I. Rất nhiều nhà phátminh sau này đã cải tiến máy tính của ông Colmar và cùng với Pascal, Leibnizông Colmar đã góp phần vào việc tạo dựng một kỷ nguyên máy tính cơ học.

    Ngày nay chúng ta được biết việc khởi đầu thật sựcủa máy tính đi liền cùng với tên tuổi của nhà toán học người Anh- Giáo sưCharles Babbage (1791-1871). Sau bao nhiêu thất bại trong quá trình tính toáncho Hội thiên văn Hoàng gia ông đã thốt lên?Tôi cầu mong Chúa ban cho việctính toán có thể được thực hiện bằng hơi nước? và việc tính toán tự động đãđược bắt đầu với những lời cầu mong đó. Năm 1812, Babbage nhận thấy giữa cácthiết bị và Toán học có sự hài hoà vốn có: máy móc tính toán tốt nhất khi thựchiện những chức năng được lặp lại nhiều lần không bị sai sót gì, trong khi đótoán học, cụ thể là việc sinh ra các bảng toán học lại thường yêu cầu việc lặplại các bước đơn giản. Vậy vấn đề được đặt ra là làm sao áp dụng được các khảnăng tính toán của thiết bị để đáp ứng các yêu câù của toán học.

    Năm 1822 Babbage đưa ra một thiết bị có thể giải đượccác phương trình vi phân được gọi là?Động cơ vi phân?. Động cơ này đượcchạy bằng hơi nước và nó lớn như một đầu tàu hoả, nó có bộ nhớ, có thể tínhtoán và in kết quả ra một cách tự động. Sau 10 năm làm việc với?Động cơ viphân? ông Babbage bất ngờ có ý địng thiết kế loại máy tính có chức năng tổngquát đầu tiên, ông gọi nó là?Động cơ phân tích?. Người trợ lý của ôngBabbage là cô Augusta Ada King - con gái một nhà thơ Anh, Huân tước Byron - lànguồn cảm hứng cho việc thiết kế loại máy tính này. Một trong rất ít nhữngngười hiểu được ý tưởng thiết kế như ông Babbage, cô Augusta đã giúp đỡ ông sửabản thiết kế, giúp tìm nguồn tài trợ từ phía Chính phủ Anh và thông báo các chitiết của thiết bị tới công chúng. Đồng thời với sự hiểu biết tường tận về thiếtbị cô Augusta đã viết được các chu trình lệnh nạp vào máy tính, điều này đã làmcho cô trở thành nữ lập trình viên đầu tiên trên thế giới. Để tôn vinh cô, năm1980, Bộ Quốc phòng Mỹ đã đặt tên cho loại ngôn ngữ của họ là ADA.

    Động cơ chạy bằng hơi nước này của Babbage mặc dầukhông bao giờ được sãn xuất nhưng nó có thể được coi như nguồn gốc của máy tínhchuẩn ngày nay. Nó đã phác thảo ra cácthành phần cơ bản của một máy tính ứng dụng chung hiện đại và nó chính là một ýtưởng đột phá của thời đại. Với hơn 50 000 bộ phận, thiêt kế cơ bản của động cơphân tích bao gồm các thiết bị đầu vào dưới dạng các tấm đục lỗ với các lệnhđiều hành và cất giữ 1000 số với độ dài thập phân là 50. Ngoài ra nó cũng đượctrang bị một bộ điều khiển cho phép thực hiện các lệnh xử lí và các bộ đầu radể đưa ra các bản in kết quả. Ông Babbage đã mượn ý tưởng các tấm đục lỗ củamáy dệt Jacquard để mã các lệnh máy. Máy dệt Jacquard mang tên của người phátminh ra nó - Joseph-Marie Jacquard-được sử dụng để đục lỗ các tấm bìa điều khiển các mẫu dệt.

    Vào năm 1889, một nhà phát minh người Mỹ- HermanHollerith cũng đã áp dụng nguyên lý máy dệt Jacquard vào việc tính toán. Nhiệmvụ của ông đầu tiên là phải tìm ra cách tính nhanh cho việc điều tra dân số củaMỹ. Trước đây, vào năm 1880, việc điều tra dân số phải thực hiện trong vòng 7năm và do trong thời gian đó dân số lạităng lên nên cơ quan này lo sợ rằng phải mất tới tận 10 năm mới có thể thựchiện được xong việc điều tra. Khác với Babbage sử dụng các tấm đục lỗ để ralệnh cho máy, ông Hollerith sử dụng các tấm đó để cất giữ số thông tin mà ôngđã nạp vào máy để dịch ra các kết quả theo cách cơ học. Mỗi một lỗ trên tấm bìathể hiện một số và một tổ hợp hai lỗ thể hiện một chữ. Trên một tấm bìa có thểcất được khoảng 80 thông số. Như vậy thay vì cho 10 năm thì những người điềutra dân số đã dịch xong kết quả của họ trong sáu tuần nhờ có thiết bịHollerith.ô ng Hollerith đã mang máy đọc bìa đục lỗ vào ứng dụng trong thế giớithương mại và sáng lập ra công ty Máy lập bảng- tiền thân của công ty IBM saunày. Một số công ty khác như RemingtonRand và Burroghs cũng sản xuất ra các đầu đọc đục lỗ dùng trong thương mại. Cáctấm bìa đục lỗ đã được sử dụng để xử lí số liệu cho tới tận những năm 1960 kểcả trong cơ quan chính phủ và cũng như lĩnh vực thương mại.

    Trong những năm đó, một vài kỹ sư thiết kế đã cónhững cải tiến đáng kể. Năm 1931 ông Vannevar Bush đã chế tạo ra máy tính dùnggiải các phương trình vi phân. Thiết bị này có thể giải các phương trình viphân phức tạp. Trong một thời gian dài những phương trình phức tạp cỡ đó đã lànhững trở ngại lớn đối với các nhà Khoa học & Toán học. Thiết bị này rấtcồng kềnh vì để thể hiện các chữ số cần phải có hàng trăm bánh răng.

    Máy tính điện tử

    Để giảm bớt sự cồng kềnh của cơ khí ông JohnAtanasoff - giáo sư trường cao đẳng bang Iowa (nay gọi là trường tổng hợp BangIowa) và sinh viên của ông- Clifford Berry đã hình dung ra một máy tính hoàntoàn điện tử hoá trong đó môn đại số Boolean được áp dụng vào các mạch điện củanó. Phương pháp này dựa trên cơ sở tác phẩm của ông George Boole vào giữa thếkỷ thứ 19. Goerge Boole đã đưa ra hệ thống nhị phân trong đại số, ông đã nêulên rằng bất kì một đẳng thức toán họcnào cũng có thể được thực hiện một cách đơn giản hoặc là đúng hoặc là sai.Phát triển khái niệm đúng sai này vào trongcác mạch điện tử dưới dạng đóng và mở, ông Atanasoff và Berry đã chế tạo ra máytính hoàn toàn điện tử đầu tiên vào năm 1940. Thật không may, do thiếu kinh phínên dự án của họ đã bị lu mờ bởi những sản phẩm tương tự phát triển bởi các nhàkhoa học khác.

    Chiến tranh Thế giới II xuất hiện, các chính phủ tậptrung đầu tư phát triển máy tính để tận dụng được lợi ích chiến lược tiềm tàngcủa nó. Nhờ vậy các dự án phát triển máy tính có được kinh phí dồi dào. Năm1941 ông Konrad Zuse - một kỹ sư người Đức - đã chế tạo một loại máy tính đặttên là Z3 dùng để thiết kế máy bay và để phóng tên lửa. Tuy nhiên các lực lượngđồng minh đã đạt được những bước tiến dài trong việc phát triển các loại máytính mạnh. Năm 1943, Anh Quốc đã chếtạo ra máy tính dùng để giải mã các bức điện mật của Đức quốc xã. Thiết bị nàyđược gọi là Colossus. Nhưng ảnh hưởng của máy Colossus nên nền công nghiệp máytính rất hạn chế do hai lý do chính. Một là Colossus chỉ là một máy tính chuyêndụng, nó được thiết kế để giải mã các bức điện mật, hai là sự tồn tại của nóđược giữ bí mật cho tới hàng chục năm sau chiến tranh.

    Các nỗ lực của Mỹ đã đạt được nhiều thành tựu. ÔngHoward Aiken - một kỹ sư tốt nghiệp Harvard hợp tác cùng IBM đã thành công trongviệc sản xuất máy tính hoàn toàn điện tử vào năm 1944. Mục tiêu của loại máytính này là nhằm tính toán biểu đồ đạn đạo dành cho Hải quân Mỹ. Đây là một máytính chuyển mạch điện tử. Nó sử dụng tín hiệu điện trường để dịch chuyển các bộphận cơ học. Thiết bị này hoạt động rất chậm (một phép tính có thể mất tới 3-5giây) và không linh hoạt (thứ tự các phép tính không thể thay đổi), thế nhưngnó có thể thực hiện các phép tính số học cũng như là các đẳng thức phức tạp.

    Một loại máy tính khác được phát triển do sự thúcbách của chiến tranh đó là máy tính và bộ tích hợp số điện tử được chế tạo bởiliên doanh giữa chính phủ Mỹ và Trường Tổng hợp Pennsylvania. Bao gồm 18000 ốngchân không, 70000 điện trở và 5 triệu điểm hàn, máy tính này đã là một khốitiêu thụ năng lượng - 160KW - bằng năng lượng tiêu thụ của cả Philadelphia. Máynày do ông John Presper Eckert và ông John W. Mauchly chế tạo. Nó có thể tínhnhanh gấp 1000 lần so với những máy trước đây.

    Vào giữa năm 1940 ông John Von Neumann gia nhập nhómcác nhà khoa học của trường Tổng hợp Pennsylvania và khởi đầu các ý tưởng thiếtkế máy tính và nó đã tồn tại trong suốt 40 năm sau đó như là một trung tâmthiết kế máy tính. Von Neumann đã thiết kế loại máy tính Điện tử Tự động cóbiến rời rạc (1945) có bộ nhớ có thể cất giữ được cả chương trình và số liệu.Kỹ thuật?bộ nhớ cất giữ? và?chuyểnđiều khiển có điều kiện? này đã cho phép máy tính có thể ngừng tại bất kì mộtđiểm nào và sau đó lại tiếp tục. Điều này tạo ra tính đa dạng về lập trình.Thành phần chủ yếu trong máy tính của ông Von Neumann là bộ xử lí trung tâm cho phép tất cả mọi chức năng của máy tínhkết hợp với nhau qua một nguồn tài nguyên. Sử dụng những ưu điểm của loại máytính này, vào năm 1951 ông Remington Rand đã chế tạo ra Máy tính Tự động Tổnghợp (UNIVAC I), đây là loại máy tính thương mại đầu tiên trên thế giới. Vàothời kì đó cả văn phòng Dân số Mỹ và General Electric đều sử dụng UNIVAC. Mộttrong những thành tựu gây ấn tượng nhất của UNIVAC đó là việc dự đoán đúngngười trúng cử Tổng thống Mỹ - Dwight D. Eisenhower.

    Máy tính bán dẫn

    Năm 1948 việc phát minh ra bóng bán dẫn đã thay đổimột cách cơ bản việc chế tạo máy tính. Bóng bán dẫn (transistor) đã thay thếcác đèn điện tử trong TV, radio và máy tính. Và nhờ vậy kích thước của các thiếtbị được giảm nhỏ từ đó. Các bóng bán dẫn đã có mặt trong máy tính từ năm 1956.Cùng với những ưu điểm của bộ nhớ từ, bóng bán dẫn đã mang lại thế hệ thứ haicủa máy tính có kích thước nhỏ hơn, nhanh hơn và tin cậy hơn rất nhiều so với thế hệ trước. Máy tínhđầu tiên tận dụng được những ưu điểm của bóng bán dẫn là loại máy Stretch củaIBM và LARC của Sperry - Rand. Cả hai loại máy tính này đều được thiết kế dànhcho phòng thí nghiệm năng lượng hạt nhân, nó có thể xử lí một khối lượng sốliệu rất lớn đủ đáp ứng nhu cầu của cácnhà khoa học nguyên tử. Tuy nhiên, những máy tính này quá đắt và quá mạnh sovới những yêu cầu máy tính chung vì vậy nó mất tính hấp dẫn. Chỉ có hai máyđược lắp đặt, một tại Phòng thí nghiệm Bức xạ Lawrence ở Livermore, California(Livermore Atomic Research Computer - vì vậy máy tính này được dặt tên là LARC) và chiếc thứ hai đặt tại Trung tâm Phát triển & Nghiên cứu hải quân ởWashington DC. Máy tính thế hệ thứ hai này đã thay thế ngôn ngữ máy bằng ngônngữ Assembly vì vậy các mã chương trình rút ngắn đã thay thế những mã nhị phândài và phức tạp.

    Vào đầu những năm 1960 một loạt các loại máy tính thươngmại thế hệ thứ hai đã được sử dụng trong thương mại, trường học và Nhà nước docác hãng sản xuất như Burroughs, Control Data, Honeywell, IBM Spery-Rand vànhiều hãng khác nữa. Những máy tính thế hệ thứ hai này được thiết kế gọn nhẹ,sử dụng bóng bán dẫn thay thế cho đèn điện tử. Chúng bao gồm mọi phần tử nhưmột máy tính hiện đại ngày nay như là: máy in, lưu giữ số liệu vào bảng, vàođĩa, bộ nhớ, hệ điều hành và các chương trình được cất giữ. Một trong những vídụ điển hình đó là IBM 1401 được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp. Cho tớitận năm 1965 hầu hết các doanh nghiệp lớn đều sử dụng máy tính thế hệ hai này.

     

    Việc cất giữ ngôn ngữ lập trình và chương trình đãmang lại cho thế hệ máy tính đó tính mềm dẻo và như vậy có tính hiệu quả caotrong thương mại.ý tưởng chương trình được lưu giữ có nghĩa rằng các lệnh chạy máy tínhđối với một chức năng cụ thể nào đó được gọi là chương trình được giữ bên trongbộ nhớ của máy tính và nó sẽ được thay thế bằng một tập hợp lệnh khác dành chomột chức năng khác rất dễ dàng. Máy tính có thể in hoá đơn cho khách hàng hoặctính toán số tiền phải trả của khách hàng. Vào thời kì đó các loại ngôn ngữ thôngdụng là COBOL (Common Business - Oriented language) và FORTRAN (FormulaTranslator) và những ngôn ngữ này vẫn tồn tại cho tới ngày nay.

    Máy tính sử dụngmạch bán dẫn có độ tích hợp cao

    Một diều rõ ràng rằng bóng bán dẫn đã thay thế đènđiện tử, tuy nhiên lượng nhiệt nó toả ra vẫn có thể làm nóng các bộ phận nhậycảm của máy tính. Sự xuất hiện của mạch điện tử tích hợp đã giải quyết được vấn đề này. Năm 1958 ôngJack Kilby - một kỹ sư người Mỹ đã chế tạo ra mạch IC. Mạch IC này bao gồm baphần tử điện tử trên một đĩa silicon nhỏ làm từ thạch anh. Sau này các nhà khoahọc khác đã có thể thực hiện nhiều phần tử hơn nhiều trên một chip đơn lẻ. Vànhư vậy một thế hệ máy tính mới xuất hiện - thế hệ máy tính thứ ba. Với thế hệnày máy tính đã trở nên nhỏ hơn nhiều về kích thước. Sự phát triển thế hệ thứba cho phép hệ điều hành quản lí được nhiều chương trình ứng dụng cùng một lúcvới chương trình trung tâm giám sát và phối hợp bộ nhớ của máy tính.

    Sau sự xuất hiện IC chỉ có một thông số giảm xuốngđó là kích thước. Loại mạch tích hợp cỡ lớn LSI có thể đặt hàng trăm thành phầnlên trên một chip đơn lẻ. Tới năm 1980 thì người ta đã sản xuất ra loại VLSI(very large scale integration) trên đó có thể có tới hàng ngàn bộ phận. Tiếptheo, loại ULSI (Ultra Large Scale Integration) xuấthiện, loại này có thể chứa tới hàng triệu thành phần trên mộtchip.

    Khả năng tích hợp một số lượng lớn các thành phầnnhư vậy trên một diện tích cỡ bằng nửa đồng xu của Mỹ đã làm giảm một cách đángkể kích thước và giá cả của máy tính. Đồng thời với việc giảm kích thước và giácả thì tính năng, hiệu quả và độ tin cậy của thiết bị được nâng cao. Năm 1971 hãng Intel đã phát triển chip 4004,với loại chip này Intel đã đưa công nghệ tích hợp tiến một bước dài, mang tấtcả mọi thành phần của máy tính như bộ xử lí trung tâm, bộ nhớ và điều khiểnvào/ra lên trên một chip. Trong khi đó đối với mạch IC trước đây phải sản xuấtsao cho phù hợp với từng ứng dụng cụ thể còn bây giờ chỉ cần sản xuất một bộ vi xử lí rồi sau đó lập trình nó để đápứng mọi bài toán được đặt ra. Sắp tới có lẽ mọi thiết bị dùng tại nhà đều đượctrang bị bộ vi xử lí.

    Với một mật độ tích hợp cao như vậy thì mọi ngườiđều có thể khai thác máy tính hàng ngày và như vậy các dự án không còn độc quyền chỉ đành cho Nhà nước vàcác công việc kinh doanh lớn nữa. Vào giữa năm 1970, các nhà sản xuất máy tínhđã đưa máy tính trở thành công cụ phổ thông cho người tiêu dùng. Những máy tínhmini này đã hoàn thiện với gói phần mềm quen thuộc với người dùng, thậm chí dễhiểu cả đối với những người?không có kỹthuật. Các công ty mở đầu cho thời kì này đó là Commodore, Radio Shack và AppleComputer. Vào đầu năm 1980, các hãng Pac Man và Atari 2600 đã đưa ra cho ngườitiêu dùng một số loại máy tinh vi hơn.

    Máy tính cá nhânvà mạng máy tính

    Năm1981, IBM đưa ra loại máy tính cá nhân của họ dùng tại nhà, văn phòng và trườnghọc. Số lượng máy tính cá nhân được đưa vào sử dụng tăng lên một cách nhanhchóng, năm 1981 là 2 triệu máy thì tới năm 1982 đã là 5,5 triệu máy. Mười nămsau con số đó đã là 65 triệu. Xu hướng của các nhà sản xuất là giảm nhỏ kíchthước thiết bị và họ đã đạt được điều đó qua việc xuất hiện máy tính để bàn rồitới máy tính xách tay có thể cho vào túi du lịch cho tới loại máy tính bỏ túicó thể cho vừa vào túi áo ngực. Vào năm 1984, cạnh tranh với IBM là dòng sảnphẩm của Apple Macintosh. Nhận thấy sự tiện dụng của thiết kế của họ, Macintoshđã đưa ra hệ điều hành trong đó chỉ cần dịch chuyển biểu tượng màn hình thaycho việc viết các lệnh.?Người sử dụngdùng con chuột để điều khiển? con trỏmàn hình.

    Domáy tính càng ngày càng phổ biến trong khu vực làm việc nên các phương phápkhai thác mới được phát triển. Các máy tính nhỏ càng ngày càng có nhiều tínhnăng mạnh, chúng có thể nối kết với nhau hoặc kết nối mạng để dùng chung bộnhớ, phần mềm, các thông tin và liên lạc với nhau. Ngược lại với các loại máytính lớn, một loại máy tính mạnh được phân chia thời gian với nhiều thiết bịđầu cuối dành cho nhiều ứng dụng, các máy tính nối mạng cho phép từng máy tínhlẻ cấu thành một mạng làm việc chung. Sử dụng dây đấu trực tiếp hoặc qua đườngđiện thoại những mạng máy tính này có thể đặt được một quy mô khổng lồ. Một vídụ cụ thể cho loại mạng máy tính đó là Internet nó liên kết vô vàn các máy tínhtrên toàn thế giới vào một mạng thông tin?đơn lẻ.

    Nhưvậy, từ bàn tính đơn sơ, ngày nay con người đã có những mạng máy tính toàn cầuvà máy tính không chỉ phục vụ con người trong việc tính toán mà máy tính trởthành công cụ giao tiếp hữu hiệu mang nhân loại lại gần nhau hơn. Chắc chắnrằng trong thiên niên kỷ mới máy tính sẽ còn mang lại nhiều điều kì diệu hơnnữa cho con người.


    Nhắn tin cho tác giả
    Đỗ Văn Cường @ 17:43 10/12/2010
    Số lượt xem: 1783
    Số lượt thích: 0 người
     
    Gửi ý kiến